浅谈RFID EDGE SERVER的实现

[摘要]

RFID中间件（即RFID Edge Server）是EPCglobal推荐的RFID应用框架中相当重要的一环，它负责实现与RFID硬件以及配套设备的信息交互和管理，同时做为一个软硬件集成的桥梁，完成与上层复杂应用的信息交换。目前，EPCglobal已推出相应的规范（ALE，应用级别事件）来统一和规范化这一层面的软件实现。本文将着重描述ALE规范以及基于ALE规范的RFID中间件的参考实现。

前言

在RFID标准制定和推广方面，EPCglobal做为一个受业界委托而成立的非盈利组织，由国际物品编码协会（EAN）和美国统一代码委员会（UCC）共同投资，主要负责 EPC网络的全球化标准，以便快速、自动、准确地识别供应链中流通的商品。目前，该组织在标准制定和推广上与其它的RFID标准组织相比，占据了领导者的地位。

为了加快RFID技术的发展和应用，EPCglobal领导制定了众多的标准，涉及到RFID软硬件的各个层面。

关于RFID中间件，EPCglobal于2005年9月推出了ALE （应用级别事件，Application Level Event）规范，规范其技术实现。

RFID应用框架

RFID应用框架

图一 RFID应用框架

图一描述的物联网环境下RFID软硬件设施协调工作的各个环节以及相应的EPCglobal制定的标准或规范。

可以看到，从RFID标签制造开始，到其信息被RFID阅读器捕获，再由RFID中间件进行事件过滤和汇总，然后由EPCIS应用软件进行RFID事件的业务内容丰富，保存到EPCIS存储系统，供企业自身和其合作伙伴进行访问。在中间的各个环节，EPCglobal出台了相关标准和规范。

l RFID标签和RFID阅读器之间，定义了EPC标签数据规范和标签协议

l RFID阅读器和RFID中间件之间，定义了读写器访问协议和管理接口

l RFID中间件和EPCIS捕获应用之间，定义了RFID事件过滤和采集接口（ALE）

l EPCIS捕获应用和EPCIS存储系统之间，定义EPCIS信息捕获接口

l EPCIS存储系统和EPCIS信息访问系统之间，定义了EPCIS信息查询接口

l 其它关于跨企业信息交互的规范和接口，譬如ONS接口等

一个典型的RFID应用基本上都会包含这些层面的的软硬件设施，而RFID中间件做为沟通硬件系统和软件系统的桥梁，在RFID应用环境中尤为重要。笔者在另一文章中《RFID应用架构规划指南》阐述过RFID中间件层在RFID应用架构中的地位。因此，如何实现、评估一个优秀的RFID中间件，对企业RFID技术实施的长远意义起着中流砥柱的作用。

ALE接口介绍

EPCglobal推荐的ALE接口可以由以下的状态图进行描述，基本上包含了以下几个部分：

l ECSpec定义/取消定义

l ECReport获取

l 其它辅助接口

图二 ALE接口工作图解

图二描述了ALE API接口的工作机制。

在阐述其工作原理之前，先描述一下读写器的工作机制，RFID中间件和RFID读写器之间存在一个读周期（Read Cycle），每个读周期，RFID中间件会发送读取RFID标签指令给读写器，读写器控制读写天线发送电磁信号，一旦RFID标签内置天线在其信号工作范围内获得这一电磁信号，会激活其芯片上的信息发送逻辑，发送电磁响应，读写器的读写天线就会捕获到RFID标签信息，发送给RFID中间件。这个读周期是可控的，可由RFID中间件进行配置管理。

ALE接口规范定义了一个事件周期（Event Cycle），一个事件周期会包含一个或多个读周期，因此，RFID中间件在这一事件周期内读取的所有标签信息被聚合起来，然后通过过滤机制，发布成为一个ECReport。

ECSpec用来描述事件周期间隔或事件触发机制，ECReport的格式，事件过滤和组合规则等。

ECReport是EPC事件的汇集，还包括其它相关的信息，譬如逻辑阅读器名称，ECSpec信息等。

从上图描述的ALE工作机制，大家可以看到，有两种机制（同步和异步）之分。

在同步工作机制下，客户端直接调用immediate（）接口，通知Edge Server开始工作，如需要触发器触发，其状态切换到请求状态，如无需触发器触发，其状态直接切换到工作状态；在需要触发器触发的情况下，基于ECSpec定义的采集方式（或触发器启动，或周期轮询），聚合单一事件周期内所有读周期获取的EPC信息，生成ECReport，发送给客户端，其状态切换到工作状态。

在异步工作机制下，第一步是定义ECSpec，告诉Edge Server如何生成ECReport，其状态切换到未请求状态；第二步是通过调用subscribe（订阅）或者poll（抽取），告诉Edge Server其采集EPC操作开始工作，如需要触发器触发，其状态切换到请求状态，如无需触发器触发，其状态直接切换到工作状态；在需要触发器触发的情况下，基于ECSpec定义的采集方式（或触发器启动，或周期轮询），聚合单一事件周期内所有读周期获取的EPC信息，生成ECReport，发送给客户端，其状态切换到工作状态。

其它辅助接口包括查看当前Edge Server上定义的的ECSpec列表，单一ECSpec信息，ALE标准版本，ECSpec订阅列表等。

RFID中间件的技术实现

一个典型的基于ALE规范的RFID中间件基本上需要包括以下功能：

l 实现ALE规范的所有必需要求

n 实现ALE接口规范所描述的工作状态机

n 支持多类EPC事件接收客户端（HTTP，TCP，FILE）

n 处理ECSpec，ECReport等XML，为第三方应用提供Web Service接口

l 集成业界主流的RFID读写器

n Symbol/Matrix读写器

n Zebra读写器

n Intermec读写器

n ThinkMagic读写器

n Alien读写器

n Avery读写器

n SAMSys读写器

n Printronix读写器

l 提供RFID中间件自身的配置管理

n 配置读写器集成参数，实现不同读写器的集成

n 配置ALE接口参数，实现第三方应用的访问

n 配置Edge Server工作参数，实现RFID中间件在特殊环境下适应性工作

n 提供集中管理

l 提供对RFID读写器的监控、基本配置和管理

n 支持多个RFID读写器的同时访问，监控

n 支持对不同RFID读写器的基本配置和管理