0　引言

　　射頻識別（Radio Frequency Identification， RFID）中間件是在物理RFID閱讀器和上層應用軟件之間的一層軟件，RFID中間件屏蔽了各種不同的閱讀器傳輸標準，使上層應用軟件得到統一、不變的數據和控制接口；另外，它還能對原始數據進行整合和過濾，產生用戶定制的數據報表。在大規模應用RFID技術時，將產生海量數據，應用RFID中間件將使數據處理和傳輸變得相對簡單。中間件的承上啟下作用使RFID系統設計更為靈活，維護更為簡單，不論是后端應用程序的變化，還是前端閱讀器變化，都不會影響另外一端，省去維護多對多連接的復雜性問題。

　　RFID中間件是RFID技術應用領域和應用規模發展的產物，當今市場上已有一些產品，如：SUN、Microsoft和BEA的RFID中間件產品，然而，這些產品大都是運行在PC機或服務器端，由于網絡帶寬有限，海量的數據要通過網絡傳輸，大量無效的數據都要集中在服務器端，服務器必須對海量的數據進行篩選、過濾并按照確定的業務規則使數據轉化成用戶需要的、有意義的數據，這種復雜的處理必會增加服務器的壓力，影響系統的性能。在發生網絡故障時，也容易造成數據的丟失等。

　　隨著技術的進步，移動設備（如PDA等）的內存存儲能力、CPU的處理能力不斷增強，這也使得設計一種面向移動設備的RFID中間件成為可能。針對這種技術發展趨勢，本文提出了一種面向移動設備的可靈活部署的RFID中間件SeaMobileMiddleware（SMM）。SMM能有效利用移動設備的內存、CPU等空閑資源，在數據發往服務器之前做一系列的預處理，優化原始數據，降低網絡和服務器壓力，并在網絡故障時自動存儲數據，保證數據的一致性。

　　1　RFID中間件SMM系統架構

　　系統架構對系統整體性能有很大影響，針對移動設備特點，給出了一種面向移動設備的可靈活配置RFID中間件SMM系統架構，如圖1所示。

　　SMM的系統整體架構包括三大模塊，其中：最下層為Device模塊，負責把物理的真實設備抽象為系統的Device對象；中間層為Task Manager模塊，是SMM的核心模塊，負責處理用戶和上層應用系統的一切命令，把標準的XML命令轉化系統的Task對象并執行，以用來控制Device對象；最上層是用戶接口（User Interface，UI）模塊，是基于標準的Java swing開發的圖形界面，使用戶可以在本地方便地控制Device對象。同時，SMM也提供標準Web service接口，方便其他遠程系統控制和管理移動設備。

　　通過為移動設備提供本地UI和遠程管理接口，SMM可以使用戶自定義流程，通過過濾和篩選將原始標簽數據轉化成用戶想要的有意義數據。Task Manger提供的基于XML的標準接口也為SMM提供了很好的擴展性和兼容性。

　　1.1　Device模塊

　　由于目前的Tag、Reader等種類繁多，標準各不相同，RFID中間件的核心功能一個就是屏蔽閱讀器傳輸標準的差異，為上層提供統一的接口。SMM通過抽象，把不同種類RFID閱讀器、PDA等移動設備作為不同類型Device對象進行處理，并為每種Device配置Rule、Dispatcher和Driver三種屬性。不同Tag發出的原始數據通過Driver適配變為統一的數據格式，通過Rule將統一的數據格式轉化成上層系統需要的數據，然后通過Dispatcher把數據發送到所需的上層應用程序中。

　　1）Driver：考慮到實際應用中的Tag、Reader的多樣性，Driver對不同類型Reader數據進行適配處理，對數據進行統一和格式化。SMM架構中內置了缺省的Driver，負責處理當前大部分流行的Reader.同時，針對特殊需求，用戶可以開發特定Driver完成特殊Reader及Tag的數據標準化。

　　2）Rule：Rule可以自定義特定業務邏輯和數據過濾規則，從而把數據轉化成上層應用程序需要的有意義的數據。

　　比如：通過Rule配置提取同一個廠商生產的Tag的數據。

　　3）Dispatcher：Dispatcher定義數據分發路徑，為數據提供路由功能。可以自定義Dispatcher，從而把數據發送到用戶需要的上層應用程序中。另外，系統提供了離線Dispatcher，用于設備離線時的數據處理。當設備處于離線狀態時，系統會把數據保存在嵌入式移動數據庫"Olite"上，當系統連線時，離線Dispatcher自動將保存在"Olite"數據庫的歷史事件發送到上層應用程序中，從而實現數據自動同步。

　　基于抽象思想，Device模塊把各種不同RFID閱讀器等抽象成不同對象。通過配置Rule、Dispatcher和Drive屬性等管理真實設備，將來源不同的Tag數據格式化為統一標準的數據，并按用戶定義的規則過濾數據，轉發到對應的上層系統中。

　　1.2　Task Manager模塊

　　RFID中間件的另一核心功能是對外提供標準接口，便于上層應用程序調用和二次開發[10].SMM中Task Manager模塊通過管理所有命令和任務執行提供標準輸入輸出。

　　Task Manager模塊具有如下功能：1）接受各種XML命令，解析XML命令找到對應的任務對象并執行后把結果封裝成標準的XML返回給調用者；2）提供高效的任務隊列來處理各種各樣的XML命令；3）提供動態的日志隊列使用戶能夠實時監控設備的相關信息。

　　基于Task Manager模塊，SMM提供圖形界面和Web Service兩種類型的請求來控制和管理移動設備，以使用戶獲取所需的數據。如果是SMM內部請求，則提供標準的Java API；如果是外部請求，則提供基于XML的標準Web接口。圖3給出了Task Manager的實現流程。在模塊中，上層應用程序通過HTTP協議把標準XML命令發送到SMM，SMM通過內嵌的輕型HTTP Server Jetty處理各種HTTP請求。Jetty接受到標準的XML請求后，把各種XML命令給Task Manager模塊，Task Manager解析XML格式的命令后，通過Java反射得到對應的Task對象。如果Task對象是同步的，則調用Task執行方法，返回相應結果并轉化成標準XML給Jetty服務器；如果Task對象是異步的，則放到任務隊列里面去，返回為空。

　　任務隊列通過線程按照先進先出的方法來執行任務。為展示Task執行過程，本文給出設備啟動過程展現上層應用程序控制設備的過程。

　　上層應用通過HTTP（POST）方法把標準的XML命令發送到Jetty服務器上，格式如下：

　　Task Manager根據"action"的內容，通過Java提供的反射機制得到相應任務Start Device Task實例，并把相應的設備名稱作為參數交給Start Device Task實例。由于Start Device Task是異步的，所以Start Device Task會放到任務隊列中執行并且返回空。當任務隊列執行到Start Device Task任務時，Task Manager日志隊列會實時寫日志改變dev21和dev22的狀態，并返回到SMM的UI。

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　　同理，上層應用也通過HTTP（GET）方法得到設備信息。

　　由于得到設備信息的Task是同步的，所以Jetty服務器會返回如下格式的XML信息給上層系統，包括：設備名、用戶定義的掃描時間間隔、設備狀態，以及driver、rule和dispatcher等相關信息。同理，外部應用程序可以通過HTTP方法來增加、啟動、更新等操作來控制設備，從而可以動態改變"Device"的Driver，Rule，Dispatcher等屬性，有效篩選、過濾并按照確定的業務規則使數據轉化成需要的、有意義的數據。

　　1.3　SMM的整合

　　作為一種面向移動設備的可配置RFID中間件，SMM需要與底層和上層進行有效整合，以發揮其功能。本文給出了一種SMM整合方案，如圖3所示。

　　本文提出的SMM的底層基于J2ME，可以安裝部署于WinCE、Linux、Symbain等多個面向移動設備的操作系統上。

　　在SMM整合架構中，SMM安裝在各種不同的移動設備上，讀取不同類型的Tag、Smart Card的數據等，原始數據通過SMM轉化成用戶或者系統需要的數據，然后發送到上層系統中。

　　2　SMM性能分析

　　為了分析SMM性能，本文在PC機上使用微軟的移動設備模擬器Device Emulator搭建了WindowsMobile6.0仿真環境，并在仿真環境中安裝Java虛擬機crème.其中：仿真器處理器為ARM9207，主頻400GHz，內存94.16MB.仿真實驗步驟如下。

　　1）啟動Windows CE的Java虛擬機，系統檢測顯示的內存圖如表1.

　　2）基于CrEme啟動SMM，系統檢測顯示的內存圖如表2所示。

　　3）關閉SMM的嵌入式服務Jetty，系統檢測顯示的內存圖如表3所示。

　　由表1～3可知，運行CrEme的所需的內存為Mc=559KB，SMM運行所需的總內存Mt=1143KB，不開啟Jetty服務器所需的內存為Mnj=847KB，SMM的嵌入式服務器Jetty所需的內存為Mj=Mt-Mnj=296KB.關閉Jetty并除去CrEme消耗的內存，SMM所需的資源Ms=Mt-Mj-Mc=288KB.可見，SMM對資源要求較低，完全可以適合資源有限的移動設備。

　　3　結語

　　針對RFID移動設備的發展趨勢，本文提出一種面向移動設備的可靈活配置RFID中間件SMM.SMM可以使上層系統和用戶靈活配置和管理移動設備，并在出現網絡故障時，保證數據同步和一致性。SMM對資源消耗較小，在移動設備資源有限的情況下可以充分利用移動設備的資源，通過過濾、分析等操作處理原始數據，為上層提供有意義的數據，并減少上層應用程序的資源消耗，提高系統效率。