RFID應(yīng)用市場從前幾年的技術(shù)萬能吹捧逐漸回歸市場本質(zhì)，現(xiàn)在國內(nèi)外企業(yè)在實施了ERP、MES、WMS系統(tǒng)之后，開始理性地考慮利用自動識別技術(shù)解決輸入輸出的數(shù)據(jù)采集瓶頸問題。在RFID系統(tǒng)實施中，企業(yè)首先遇到的問題就是如何把RFID設(shè)備（Reader/天線/Tag/RFID打印機）與ERP系統(tǒng)相連，如何有效應(yīng)用通過RFID系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)。RFID軟件中間件應(yīng)運而生，而RFID硬件中間件的運用則給RFID網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)帶來了創(chuàng)新的思路。 

    3月15日，上海先達企業(yè)發(fā)展有限公司與美國REVA公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，推出集成“TAP中間件”的應(yīng)用系統(tǒng)。近日，應(yīng)本刊邀請，上海先達企業(yè)發(fā)展有限公司產(chǎn)品應(yīng)用部資深經(jīng)理陳一新回答了讀者關(guān)心的一些核心問題，通過問題的解答，我們不難發(fā)現(xiàn)RFID硬件中間件網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的創(chuàng)新所在。 

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上海先達企業(yè)發(fā)展有限公司產(chǎn)品應(yīng)用部經(jīng)理陳一新，負責(zé)多種自動識別產(chǎn)品研發(fā)與應(yīng)用推廣工作，并承擔(dān)自動識別技術(shù)咨詢工作。

    通常中間件是以一種軟件形式存在。由于計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，從硬件技術(shù)看，CPU速度越來越高，處理能力也越來越強，從軟件技術(shù)來看，應(yīng)用程序的規(guī)模越來越大，許多應(yīng)用程序需要在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的不同平臺上運行。硬件平臺如PC工作站、小型機，軟件平臺如Windows、Unix、Linux，甚至還包括多種多樣的軟件開發(fā)工具。中間件是一種獨立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序，分布式應(yīng)用軟件借助這種軟件在不同的技術(shù)之間共享資源。中間件位于客戶機/服務(wù)器的操作系統(tǒng)之上，管理計算資源和網(wǎng)絡(luò)通訊。中間件有多種分類方法，但在這多種分類名稱中被廣泛使用的是消息中間件與交易中間件。 

    消息中間件基于消息的機制更多地適用于事件驅(qū)動的應(yīng)用，當(dāng)一個事件發(fā)生時，消息中間件通知服務(wù)方應(yīng)該進行何種操作。事件可以是一個請求，也可以只是一種警示，警示到來后，即可進行某種處理，但不需等待應(yīng)答。交易中間件基本上適用于聯(lián)機交易系統(tǒng)，如銀行業(yè)務(wù)系統(tǒng)、定票系統(tǒng)等。盡管交易信息也是消息，交易中間件也是基于消息的傳輸，但與消息中間件的定位差距較大，屬于一種較專用的中間件。 

    問：什么是RFID中間件？有什么特點？ 

    答：RFID中間件就屬于消息中間件。RFID應(yīng)用處理的是大量的數(shù)據(jù)與消息，那么在RFID硬件（Tag、RFID讀寫器）與應(yīng)用軟件之間傳遞的是單品編碼（EPC）的數(shù)據(jù)事件，通常上層應(yīng)用軟件（ERP、MES、WMS）負責(zé)整合RFID硬件傳遞來的數(shù)據(jù)消息，但除了數(shù)據(jù)消息以外；還有大量的與RFID硬件配置有關(guān)的事件消息要處理（如RFID讀寫器的配置信息等）。 

    RFID中間件目前市場所見基本是軟件形態(tài)存在的?，F(xiàn)在市場所見的RFID軟件中間件有BizTalk（MicroSoft），WebSphere RFID Device Infrastructure/WebSphere RFID Premises Server（IBM），Weblogic RFID Edge Server（BEA），RFID Anywhere（Sybase）等。這些RFID中間件所承擔(dān)的任務(wù)主要是數(shù)據(jù)信息與RFID設(shè)備架構(gòu)的管理，還有一些RFID中間件處理的是RFID信息流的數(shù)據(jù)安全性問題等等。 

    由于RFID的軟件中間件也是一種軟件，必須依附在一定的操作系統(tǒng)下才能運行，并不是一種單獨存在的軟件系統(tǒng)，也要運行在一定的硬件平臺上。這些軟件中間件可能并不能支持目前客戶所使用的全部操作系統(tǒng)，比如BizTalk就只能運行在Windows的操作系統(tǒng)平臺上。 

    由于RFID系統(tǒng)的特殊性，它是一個涉及到多種多樣硬件（Tag、Reader、天線、網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器⋯⋯）與軟件應(yīng)用系統(tǒng)（ERP、CRM、MES、WMS⋯⋯）組合的復(fù)雜系統(tǒng)?？紤]到符合EPC標(biāo)準(zhǔn)的RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量是條碼系統(tǒng)的數(shù)倍或更多，一種是基于Linux操作系統(tǒng)與JAVA應(yīng)用平臺的，可以保證跨操作系統(tǒng)平臺運行的RFID中間件誕生了，這種中間件是一種硬件，稱它為TAP（Tag Acquisition Processor）。 

    問：什么是RFID硬件中間件？與軟件中間件有什么不同？ 

    答：RFID硬件中間件有如下特性：有一個標(biāo)準(zhǔn)的硬件架構(gòu)運行著RFID中間件管理RFID設(shè)備，并通過路由功能管理RFID網(wǎng)絡(luò)與連接電腦系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的中間件。如圖1所示。 

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    REVA公司獨創(chuàng)的RFID硬件中間件不但具有RFID軟件中間件的優(yōu)勢，而且還擴充了RFID軟件中間件不能覆蓋的領(lǐng)域，特別是它開創(chuàng)了RFID技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)創(chuàng)新。 

    由于RFID軟件中間件主要是透過ALE（Application Level Event，應(yīng)用級別事件）被動地將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成有效業(yè)務(wù)信息，這樣只是滿足了企業(yè)應(yīng)用RFID的初步要求，尚未真正解決RFID設(shè)備的多樣性與復(fù)雜性的難題，特別是對于標(biāo)簽定位技術(shù)、射頻覆蓋狀況、多點RFID讀寫器監(jiān)視、冗余備份等需求，不是做不到就是還需要其他的第三方軟件支持，所以遺留了很大的客戶業(yè)務(wù)需求空間要予以滿足。雖然這些功能需求有的可以透過完善軟件功能來滿足，但是有很多屬于硬件事務(wù)的功能需求（比如RFID網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)管理）是不能純粹依靠軟件功能來實現(xiàn)的。 

    RFID硬件中間件通過RFID硬件設(shè)備的智能化驅(qū)動來管理RFID讀寫器的工作狀態(tài)（控制與協(xié)調(diào)），通過Tag的位置定位來解決串讀問題，通過J2EE或API的軟件來支持用戶復(fù)雜的RFID應(yīng)用，通過路由管理RFID的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。 

    問：RFID硬件中間件（TAP）的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是怎樣構(gòu)成的？ 

    答：網(wǎng)絡(luò)有七層架構(gòu)（OSI模型），但應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)通常劃分為四個層次：基礎(chǔ)設(shè)施層、資源管理層、業(yè)務(wù)邏輯層、應(yīng)用表現(xiàn)層。 

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    如圖2所示，TAP，正對應(yīng)著RFID應(yīng)用各個網(wǎng)絡(luò)層級資源整合的具體需求，恰好是實現(xiàn)各層之間互連互通互操作的基礎(chǔ)。在物理意義上，稱Tag、RFID讀寫器、RFID打印機、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（無線AP、集線器、路由器）為基礎(chǔ)設(shè)施層，那么TAP連接了企業(yè)應(yīng)用集成（EAI－Enterprise Application Integration），起到了消息傳遞、篩選數(shù)據(jù)的作用；在邏輯意義上，TAP處于RFID基礎(chǔ)設(shè)施層的最上層，為RFID的數(shù)據(jù)處理（ALE、數(shù)據(jù)整合、JMS－JAVA Message Service）提供了網(wǎng)絡(luò)管理架構(gòu)，并為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的管理起到了輔助作用與擴展了企業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，對企業(yè)的RFID系統(tǒng)應(yīng)用與集成提供了數(shù)據(jù)安全性與網(wǎng)絡(luò)安全性的保障。 

    問：RFID硬件中間件（TAP）的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)怎樣解決在實施RFID系統(tǒng)中的常見問題呢？ 

    答：首先分析一下企業(yè)開始部署RFID系統(tǒng)時會遇到的問題。企業(yè)開始部署RFID系統(tǒng)的最終目的是為了收集各種來源的數(shù)據(jù)為業(yè)務(wù)所用。企業(yè)首先會面對如何將前端數(shù)據(jù)與其后端業(yè)務(wù)系統(tǒng)連接起來的問題；其次是如何保證所有收集到的數(shù)據(jù)能夠順利轉(zhuǎn)換成有效的業(yè)務(wù)信息，以及如何確保數(shù)據(jù)采集的安全性等更多、更深層次的問題。這些問題在部署初期就會得到企業(yè)的重視，但企業(yè)往往采取定向軟件開發(fā)的方式來解決前端的數(shù)據(jù)采集與后端業(yè)務(wù)系統(tǒng)的連接，這樣可以較好地解決企業(yè)目前實施RFID系統(tǒng)的需求問題。但是一旦企業(yè)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)發(fā)生變化或RFID的基礎(chǔ)設(shè)備發(fā)生變化，就不得不更改或重新編寫程序，帶來了購置、導(dǎo)入和維護成本的增加。在實施RFID系統(tǒng)時還會因為眾多讀寫器數(shù)量、標(biāo)簽和讀取點增加實施難度，并由于不同的硬件設(shè)備品種、類型（比如雙頻段RFID應(yīng)用）增加更大的實施難度。由于射頻頻寬是一種有限的資源，會造成讀寫器運作各自為政、互相干擾和沖突。就算經(jīng)過努力，有效的成功部署RFID系統(tǒng)后，今后設(shè)備的有效維護也是一個很大的難題（干擾頻率無處不在與極易發(fā)生變化）。由于多數(shù)企業(yè)導(dǎo)入RFID系統(tǒng)時會改變原有操作流程，數(shù)據(jù)量也成倍增長，導(dǎo)致實施RFID系統(tǒng)要采取不同于其他的自動識別系統(tǒng)（如條碼系統(tǒng)）的解決手段。對于上述的RFID系統(tǒng)實施的這些問題，TAP 能比RFID軟件中間件更好的解決。 

    首先，TAP可以讓RFID系統(tǒng)的實施變得簡單，由于TAP是符合EPC中間件層面的規(guī)范的，協(xié)調(diào)RFID讀寫器就變得簡單。它主動地控制和協(xié)調(diào)讀寫器的運作而不是被動地等待數(shù)據(jù)返回，基于優(yōu)先級和需求的調(diào)度算法協(xié)調(diào)多個讀寫器的工作效率，智能化頻率和頻譜管理實現(xiàn)了射頻資源利用最優(yōu)化，最重要的是系統(tǒng)的控制和協(xié)調(diào)RFID讀寫器隨射頻環(huán)境的變化不斷調(diào)整閱讀范圍以避免沖突。 

    其次，支持相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)和常用的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（包括EPCG2、ISO18000－6C、ETSI TG34、READER OPS、UHFAI等）來處理數(shù)據(jù)，對于不同的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)提供靈活機動的數(shù)據(jù)表達式、通信和傳輸方式，對于數(shù)據(jù)與設(shè)備的安全性提供雙機冗余備份確?？蛻舻腞FID系統(tǒng)7×24小時工作，對于嵌入式數(shù)據(jù)庫也同樣提供很好的支持。 

    第三，對于RFID軟件中間件無法辦到的標(biāo)簽精確定位能力提供根據(jù)應(yīng)用需要劃分讀寫區(qū)域，支持多層次的空間區(qū)域定義，支持多個觀察點、工作區(qū)域和部局圖等，并能對各讀取點的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)的歷史進行綜合分析以得到標(biāo)簽的最佳定位。這個標(biāo)簽精確定位能力所帶來的一個重要指標(biāo)就是去除串讀，提高讀取率到接近100％，這是無法單單依靠提高RFID讀寫器的讀取率而達到的。 

    第四，使用可視化的用戶界面提高RFID部署的效率，可以直觀設(shè)定RFID讀寫器位置以及信號覆蓋范圍，并對RFID系統(tǒng)實時監(jiān)視和報警，對于系統(tǒng)性能分析和查錯以優(yōu)化RFID系統(tǒng)的效率，支持標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理協(xié)議（如SNMP）。由于SNMP等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的應(yīng)用，使得TAP不單是一個RFID的中間件，更提供了路由器的功能，企業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與RFID網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以互相訪問，增強了安全性并且分離了基礎(chǔ)設(shè)施與運行應(yīng)用軟件的操作設(shè)備（電腦、服務(wù)器、移動設(shè)備等）。 

    總結(jié)TAP的四個優(yōu)勢：協(xié)調(diào)RFID讀寫器的作用、對于RFID數(shù)據(jù)管理的作用、對于標(biāo)簽定位的作用、對于網(wǎng)絡(luò)管理的作用，它對用戶來說就是節(jié)省了部署RFID的時間。 

    問：什么樣的企業(yè)用戶適合部署RFID硬件中間件（TAP）的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)？要做什么準(zhǔn)備？ 

    答：客戶部署了RFID應(yīng)用，往往在初期做測試時有很好的效果，但正式部署RFID讀寫器就遇到了數(shù)據(jù)處理的瓶頸問題。一個TAP可以支持管理32個RFID讀寫器與128個天線，對于看不見摸不著的射頻信號來說，對于同一區(qū)域部署3個以上RFID讀寫器就會對調(diào)試造成很大的技術(shù)難度，更由于Tag串讀造成了數(shù)據(jù)混亂，使得RFID應(yīng)用系統(tǒng)無可適從，這時就該引入RFID的硬件中間件TAP來解決面臨的問題。 

    對于使用大量的RFID讀寫器并且想降低總體擁有成本的時候，就該考慮TAP。使用TAP可以提高RFID讀寫器的工作能力（它讓RFID讀寫器更專注于讀Tag而不是解決頻率沖突問題、頻率干擾問題）。并且由于設(shè)計的RFID讀寫器專注于提高讀寫Tag的能力而不是大而全的考慮其他問題，將使RFID讀寫器成本大幅降低，用戶將從中得益。 

    同樣由于分階段或應(yīng)用環(huán)境部署RFID系統(tǒng)，將導(dǎo)致使用多種型號與不同性能的RFID讀寫器，這時候也需要TAP，TAP將解決諸如移動的、固定的、手持的RFID讀寫器帶來的技術(shù)難題。 

    當(dāng)有其他自動識別技術(shù)使用或應(yīng)用經(jīng)驗時，更該使用TAP，雖然RFID與條碼都是自動識別技術(shù)，但RFID不僅是一種識別快速、識別距離遠的技術(shù)，更是一種變革，是可以改變生產(chǎn)模式、管理模式和整個供應(yīng)鏈模式的理念。 

    使用TAP并不需要特殊復(fù)雜的技術(shù)前提，只需一臺能訪問網(wǎng)絡(luò)的電腦對TAP做初始設(shè)置工作，有一份部署RFID讀寫器的現(xiàn)場AutoCAD圖紙，同時TAP也在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中，就能輕松操作了。如果還想在TAP上做一定的功能擴充，熟悉JAVA的人士就能進行。 

    問：比較TAP與RFID軟件中間件，客戶的成本投入得到的回報是怎樣的情況？ 

    答：目前的RFID軟件中間件往往是捆綁用戶或設(shè)備，這將使得RFID軟件中間件價格昂貴，并且對于運行RFID軟件中間件的硬件平臺以及配用的操作系統(tǒng)、系統(tǒng)安全軟件、數(shù)據(jù)庫訪問許可，再加上維護成本更是一個一般企業(yè)不能承受的價格。 

    TAP是一個穩(wěn)定的硬件平臺，就算使用了雙機冗余備份的價格也不會讓客戶吃驚，并且是一次性投入，對于今后的RFID系統(tǒng)擴展均不會讓客戶擔(dān)憂。 

    總的來說，TAP的擁有成本是RFID軟件中間件的幾分之一。通常實施RFID時自己編寫中間件將耗費大量的時間，也就是會增加實施RFID項目的時間可能也并不能省錢；如果購買RFID軟件中間件將花費成倍的金錢但也可能只解決實施中的一部分難題。在長遠來看，除了對RFID系統(tǒng)的維護成本得到了降低以外，對RFID讀寫器的成本降低也起到了推動作用，RFID讀寫器可以不用附加偶爾使用的功能，這樣總體成本可以大幅降低。 

    對于RFID實施中的難題，TAP使得RFID的讀取率提高到將近100％，大家應(yīng)該知道只是依靠RFID讀寫器的性能提高還是不能做到100％讀取率的。這已經(jīng)在德國Metro長時間的應(yīng)用得到了證明。 

    最新消息是REVA公司在聽取先達公司的建議后，對新產(chǎn)品的研發(fā)做出調(diào)整，除了繼續(xù)按RFID的最新發(fā)展提高產(chǎn)品的性能以外，還將開發(fā)出簡化版的TAP來支持小規(guī)模的應(yīng)用（比如使用少于10個RFID讀寫器應(yīng)用），這樣客戶實施RFID的成本還將大幅降低。所謂簡化版，仍然包括基本版TAP的四大功能，簡化的只是能夠支持的RFID設(shè)備的數(shù)量。