1　相關工作

　　基于EPC規(guī)范的RFID中間件設計，是RFID中間件進一步研究的基礎與前提，在分布式技術廣泛應用的今天，將RFID中間件與分布式技術結合也是勢在必行的，目前已經有學者展開基于中間件的分布式系統(tǒng)開發(fā)過程的相關研究。現(xiàn)有的RFID中間件是采用了基于消息的中間件系統(tǒng)(MOM)，其主要特點是支持同步和異步兩種通訊方式，這使它有助于事件驅動型應用的開發(fā)，而對過程處理型應用的開發(fā)沒有太多益處，其互操作性、API的一致性都比較差，造成基于MOM應用的可移植性差。同時，現(xiàn)在的許多分布式計算技術在RFID產品中的應用主要是集中在RFID中間件應用層面上的研究，對RFID中問件與各種商務應用平臺的對接，企業(yè)的業(yè)務流程整合等方面的分布式計算技術進行融合，例如，在IBM的RFID中間件的架構中就有專門的設計模塊來對RFID的中間件模塊與商務應用模塊之間數據的分配與管理進行研究，來適應企業(yè)中的各種分布式平臺，而RFID中間件本身進行分布式管理并沒有太多研究；SUN公司曾經將RFID中間件借助分布式系統(tǒng)進行配置與管理，但SUN推出的RFID中間件不是基于EPCglobal標準的中間件體系，無法得以普及。在基于EPC規(guī)范的RFID中間件中，在設備管理層及應用層事件的設計與研究方面，有基于Agent的設備管
理方法、輕量級ALE的嵌入式中間件技術以及分布式ALE的相關研究¨44引，然而這些研究與設計中均未能實現(xiàn)RFID中間件平臺中的設備的自動配置與智能管理的即插即用功能。

　　在眾多的分布式系統(tǒng)中，Jini是以Java技術為核心的分布式系統(tǒng)．它通過使用一個簡易的“即捅即用”模型，能夠隨時改變硬件或者軟件的配置，從而提供一個支持快速配置的分布式計算環(huán)境；它使各種數字設備無需配置、安裝或者人工干預，就能夠在一個臨時的稱為服務聯(lián)盟(Federations of Services)的設備集合中共同工作。聯(lián)盟中的任何設備無論大小都可以自行管理，共同組成一個服務網絡，聯(lián)盟中的每一個成員都可以為其它成員提供資源或服務，同時又可以從其它成員那里獲取自己所需的資源和服務；它提供一套完善的機制使得硬件設備或軟件組件能夠隨時加入或者退出聯(lián)盟。作為一個主動的、響應式的分布式基礎結構，它提供了在分布式環(huán)境中進行服務的建立、查找、通訊和凋用的一整套機制，它本身與平臺無關，采用它的器件不再受到所用軟件、處理器、設備驅動器或傳統(tǒng)網絡協(xié)議的制約，只要有Java的虛擬機就可以了iS-6l。服務是Jini體系結構中一個非常重要的概念，它可以用來表示組織在一起形成Jini聯(lián)盟的各個實體。Jini中的每個服務都有一個接口描述，該接口定義了客戶可以向這個服務請求的所有操作，并且反應了服務的類型。這里的服務可以是硬件、軟件或軟硬件的結合。

　　自1999年1月25日SUN的Jini規(guī)范發(fā)布以來，布式環(huán)境下網絡人們對利用Jini技術實現(xiàn)分資源有效共享的實現(xiàn)機制和模式進行了研究。其研究目標嗣繞創(chuàng)造強有力的系統(tǒng)和應用程序，從而更好地利用網絡資源、使用分散的資源來解決大型的問題。雖然將該目標變?yōu)槌墒斓默F(xiàn)實應用還需要較長時間的努力，但Jini至少使人們構建動態(tài)的自配置、自管理和自恢復的分布式網絡成為可能。有學者已經對Jini 技術等網上即插即用性、分布式系統(tǒng)及信息家電等相關方面進行研究。

　　Jini技術的發(fā)展也是在不斷開發(fā)與探索中進行，Jini系統(tǒng)也在實際的應用中繼續(xù)改進與成熟，這為將Jini技術與RFID中間件技術結合創(chuàng)造了條件。由于Jini是基于Java的開源系統(tǒng)，具有不錯的可移植性、操作性等，所以將RFID中間件與Jini技術結合成為了可能，同時利用分布式系統(tǒng)的優(yōu)勢，可以將RFID設備管理在分布式環(huán)境下得到優(yōu)化，這也是RFID中間件發(fā)展的趨勢。

　　2　基于Jini技術的RnD中間件平臺架構

　　本文通過Jini分布式技術與RFID中間件技術的結合，解決分布式環(huán)境下RFID中間件中的設備配置與管理所存在的問題，實現(xiàn)設備的自動配置與智能管理的即插即用功能，基于Jini技術的RFID中間件平臺架構如圖l所示。

圖1　基于Jini的RFID中間件平臺架構

　　在對基于Jini的RFID中間件平臺的設計時，主要是利用RMI通信方式解決RFID設備在網絡中的自動識別和“即插即用”、RFID中間件在分布式環(huán)境下的自動配置的問題，確保RFID中問件進行通信時能有效地借助基于EPCglobal規(guī)范的RFID中間件通信模塊進行通信，并且能對中間件的配置進行“定制”；而在網絡環(huán)境下做好了以上的步驟后，RFID設備與中間件即在網絡環(huán)境下成功加載，閱讀器管理層(Manager)在接入網絡后，通過Jini平臺找到可以使用的RFID中間件的設備代理層(Agent)，它們之間的通信即可正常進行而無需Jini平臺的干預。

　　基于Jini的RFID中間件平臺的設計，其主要思路如下：

　　RFID設備作為服務接入Jini網絡：首先，在實驗室的環(huán)境下用軟件虛擬了RFID設備，將其按照Jini的規(guī)范封裝成服務；然后，通過Jini系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)(Dis—covery)協(xié)議和加入(Join)協(xié)議使設備服務成為Jini聯(lián)盟中的一員。

　　RFID中間件設備代理層(Agent)的配置：RFID設備服務接入Jini后，要想正常運行必須要將RHD中間件設備代理層(Agent)進行正確配置。首先。A—gent接入Jini網絡(還沒有進行配置的AgentO)，在網絡中找到Jini的查找服務(LookupServiee)的地址并且注冊，讓自己作為Jini聯(lián)盟中的一員；然后，Agent0在查找服務(LookupServiee)中查詢配置自己需要的服務，按照預留的服務接口來找到實現(xiàn)這些接口的服務對象，查找服務(I_ookupService)匹配到合適的服務之后會將服務的副本和服務提供者的地址返回給還未配置的AgentO，AgentO通過地址找到服務的提供者(如圖1中所示：正常運行的RFID中間件Agentl)，從而獲得服務實例。當然，前提條件是在ini網絡中應該存在多臺正常運行的RFID中問件，而Agent(}要配置自己，可以從一個或者多個服務提供者中獲取服務對象。

　　閱讀器管理層(Manager)與設備代理層(Agent)的通信：Manager要想獲得標簽數據則需要與設備代理層進行通信，Manager可以作為一個客戶接入Jini中，在Jini中通過查找服務(100kup service)找到某臺設備的地址(IP地址)，就緒的Agent已經在Jini聯(lián)盟中獲得了配置自己的設備管理服務對象，當Manager獲得了Agent的IP地址后，Manager能夠與Agent建立實際的通信通道進行通信，從而獲得標簽數據等信息。同時，Manager與Agent中保留了傳統(tǒng)的XML配置方式，在Manager與Agent之問已經建立了端對端的連接后，它們之問的通信無需Jini進行干預，所以它們既可以按照設備默認的配置獲得數據，也可以通過XML方式自己來定制設備的配置信息，使設備按照需要進行工作。

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　　RFID中間件在Jini中的管理優(yōu)化：由于Manager與Agent之間是透明的，Manager依靠Jini平臺為其分配需要的Agent，而在實際的運行中發(fā)現(xiàn)，Manager從Jini中獲取的Agent有的時候是處于工作狀態(tài)，從而使獲得的服務無效，這樣就造成效率上的損失，因為Manager是在獲得服務實例之后才能判斷該服務是否可以使用。所以，針對這樣的情況，本文進一步進行了優(yōu)化管理，讓Manager在Jini中查找時就能獲知Agent的狀態(tài)，從而改進管理。

　　3　咖中間件在Jini中的配置與管理

　　在基于Jini技術的RFID中問件平臺中，RFID設備作為服務加入到Jini中．RFID中間件將自動進行配置．設備要工作需要配置好設備代理層(Agent)，它是RFID中間件的一部分，負責對RFID閱讀器設備的管理。首先，對兩種設備代理層(Agent)進行區(qū)分：Agentl和Agent0。

　　(1)AgentI——包含RFID中間件設備代理層的“設備管理服務”集合和一個“配置服務端”，Jini聯(lián)盟中至少有一個Agentl。

　　(2)AgentO——代表某臺在Jini中還未被配置的RFID中間件，具有一個“配置客戶端”。這里Agentl和AgentO都要有Jini環(huán)境，“配置服務端”和“配置客戶端”在后面將有詳細介紹。同上，將配置Agent所需要的服務統(tǒng)稱為“設備管理服務”。

　　在基于Jini技術的RFID中間件平臺中，對Agent的配置非常關鍵，其簡單的配置流程如圖2所示。

　　在設備接入后．正常運行的Agentl一旦監(jiān)聽到Jini的查找服務中有RFID設備服務對象進行了注冊，它會在Jini的查找服務(LookupService)上根據服務的屬性等信息來查詢設備服務對象，查找服務(LookupServiee)會將查詢后的結果返回．如果Agentl決定使用，查找服務(LookupServiee)會將服務的副本返回給Agentl，Agentl在從中獲得服務提供者信息，與服務提供者進行通信，獲得RFID設備服務對象，同時定義生成各種設備管理服務的服務對象，并將這些服務對象與RFID設備服務對象綁定，在Jini上注冊；而未被配置的Agent0在監(jiān)聽到Jini的查找服務中有RFID設備管理服務對象注冊后，會在Jini的查找服務(LookupServiee)上查詢相關的服務信息，查找服務
將查詢結果返回，如果Agent0認為返回的服務信息符合，決定采用，查詢服務會將服務的副本返回給Agent0，從中獲得服務提供者(這里是Agentl)信息，與服務提供者通信，獲得服務實例，從而完成配置。

　　4　測試與分析

　　為了驗證RFID設備在Jini平臺上的“即插即用”性，本文通過軟件模擬RFID閱讀器，將虛擬閱讀器按照Jini的規(guī)范封裝成服務，Jini的配置服務端(ContigServer)開啟，監(jiān)聽設備服務(VirtualReader)是否加入到Jini中，如圖2所示。

圖2等待設備加入

　　設備加入后，對設備進行配置，如圖3所示。

圖３　配置Agent

　　設備加入到Jini之后，配置服務端監(jiān)聽到設備加入，會對設備的Agent進行自動配置，通過以上測，可以看到RFID設備在Jini中的即插即用。

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　　同時進行性能上的檢測。對Agent的配置，以使用的方法是XML進行配置，通過XML的方式將配置信息傳遞到Agent，Agent按照配置信息生成配置象并進行映射。而現(xiàn)在在Jini平臺上采用RMI技術進行配置，設備在Jini中被識別并注冊之后，配置服務端會以RMI的方式將生成的服務對象傳遞到Agent，從而完成配置。本文將兩種配置方式的性能進行比較，測試結果如下：

　　一臺Manager服務器配置多個Agent，采用兩種方式進行配置的：

　　(1)Xml方式進行配置：配置1個Agent耗時9秒；配置2個Agent耗時19秒；配置3個Agent耗時26秒；配置4個Agent耗時37秒；配置5個Agent耗時45秒。

　　(2)RMI方式進行配置：配置1個Agent耗時3秒；配置2個Agent耗時4秒；配置3個Agent耗時3秒；配置4個Agent耗時3秒；配置5個Agent耗時3秒。

　　圖4中黑實線條是采用XML方式對RFID中間件檢進行配置的時間曲線，黑虛線條是采用RMI方式對RFID中間件進行配置的時間曲線。由圖4中可以看出，隨著Agent數量的增加，采用XML方式進行中間置的時間也會增加，近似成正比的增加，而采用對RMI方式進行配置的時間不隨Agent數量的增加而增，幾乎保持水平。從而說明了采用RMI的方式進行間件配置時，時間減少，效率增加，同時配置時間的長短不會隨著Agent的增加而改變。

　　通過以上的測試分析，可以看出在Jini中對RFID中間件進行配置的效率得到了提高。本文是在對網絡的擁塞考慮較少的情況下進行的測試，在實際中會受到網絡環(huán)境的影響，數據會有所偏差。當然，在兩種方式的比較中，雖然XML方式的效率較低，但這種配置方式不受編程語言、操作平臺等限制，而RMI方式只能適用于Java語言的編程與實現(xiàn)，所以在本文中將兩種方式都加以保留。

　　5　結束語

　　本文通過對傳統(tǒng)的應用系統(tǒng)模式和分布式計算模式的研究和比較，對傳統(tǒng)的RFID中間件進行了分析，提出了RFID中間件在分布式環(huán)境下進行管理的思想。通過引入Jini技術，設計基于Jini技術的RFID中間件平臺架構并介紹其配置與管理方案。通過模擬實驗驗證了該中間件的正確性。

　　在RFID中間件與Jini技術結合的研究中，筆者的進一步工作將加強RFID中間件在Jini中的管理優(yōu)化。在本文中只是因為出現(xiàn)了實際的問題，針對該問題進行了改進，但為了更加優(yōu)化管理，對多個Manager接入Jini聯(lián)盟時，可以按照優(yōu)先級進行管理，并設計快速選擇的調度算法；可以更好地利用租賃機制，讓租期長短更合理，使資源的分配更合理；同時，在需要的時候，還可以利用Jini的事務管理機制，在Jini聯(lián)盟中實現(xiàn)分布式數據庫。