规划RFID应用架构的三大要点及7类技术问题

与“物联网”互动发展

在RFID标准制定和推广方面，EPCglobal作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，该组织计划在全球建立起一个庞大的“物联网”，即所有参与流通物品的编码网络，实现货物的全程跟踪和追踪。通过结合计算机互联网和无线通信网络，人、计算机、货物在供应链网络的行为规则将发生改变，这也预示着RFID的应用前景将影响人类生活的各个方面。

RFID标准的主要推动者EPCglobal提出的相关标准主要覆盖以下几个领域：

1.电子产品码EPC(Electrical Product Code)：电子产品码用来惟一识别供应链网络中流通的商品。目前，EPCglobal已制定了其编码标准来命名这些电子产品码。

2.识别系统ID System：电子标签识别系统包括电子标签和读写器。电子标答作为电子产品码载体，通过RFID无线射频识别技术，和读写器之间进行电子标签信息交互。目前，涉及这部分的标准也已制定，包括电子标签的封装标准、电子标签和读写器间数据交互的标准。

3.EPC中间件：EPC中间件实现RFID读写器和后端应用系统之间的信息交互，捕获实时的信息和事件，或上行给后端系统，或下行给读写器。EPC中间件采用标准的协议和接口，是连接读写器和信息系统的纽带，目前有应用级别事件ALE(Application Level Event)标准在制定。

4.发现服务Discovery Service：EPC信启、发现服务包括ONS(对象命名服务)以及配套服务，基于电子产品码，获取EPC数据访问通道信息。目前，根ONS系统和配套的发现服务系统由EPCglobal委托Verisign公司进行运维，其接口标准正在形成中。

5.EPC-IS(EPC Information Service)：EPC信息服务实现最终用户在物联网环境下交互EPC信息。关于EPC-IS的接口和标准也正在制定中。

物联网技术架构采用的是分布式网络架构，运行在全球互联网上，而参与其中的建设者不但是标准制定机构和其委托单位，更是供应链网络中的各个供应商、物流服务提供商、零售商或EPC服务托管提供商。

这一跨组织、跨行业、全球化的部署方式决定了系统对安全性的要求极高。同时，为能够支撑全球供应链网络的EPC数据，需要系统有很好的伸缩性，满足在多层面、多节点上实施灵活的伸缩能力，还要具有足够的可用性，使得这一系统能够全面商用。要维护和管理如此庞大的跨全球的物联网，如何简化系统管理显然也是系统建设者所需要面对的。此外，分布环境下的信息交互和同步需要可靠的消息传递功能，而要更有效地使用EPC数据，发挥数据的最大业务价值，则需要与企业内部业务系统整合。

综上所述，物联网的最广泛成功，依赖于供应链每个节点的RFID应用系统提供足够的系统品质，使其不成为物联网的瓶颈，才能最终保证其可以有效地服务全球。

面向SOA全盘考虑

即便是一个小型RFID应用系统，其业务需求仅是认证物流环节的物品跟踪，只涉及到物理上两个仓库的出入库操作，其系统架构也需要站在整个企业应用的高度，尽可能多地使用RFID相关功能，以便企业积累经验，更好地服务于今后RFID技术的全面应用。

对于一个小型的RFID应用系统，RFID应用架构多采用分布式网络架构，EPC中间件和RFID读写器部署在仓库内，EPCIS、门户应用、数据库部署在数据中心。由于系统的工作仅作用于企业内部，没有和ONS系统进行集成，同时，为了尽量避免影响现有的业务操作流程，没有实现和现有业务系统的集成。

但即便这样，物联网框架所需要的诸多系统素质同样需要应用到这一简单的RFID应用系统中，譬如可用性、伸缩性、互操作性、管理、消息传递、安全，只是对集成的要求相对较低。因此，要想成功搭建一个RFID系统，就必须站在整个企业应用的高度来全盘考虑RFID系统的规划。

Gartner将企业运用RFID技术分为三个阶段：第一阶段是企业内部采用RFID技术，应用目的是验证RFID能被用在特定企业的某种环境中；第二阶段是企业结合RFID技术和现有业务流程，但只是把RFID应用作为原有业务系统的一种完善和补充，用新技术来适应传统的应用；第三阶段是以RFID技术为核心设计业务流程，优化已有的业务流程，消除人工流程，提高信息自动化处理程度。

不管企业处在RFID应用的哪一阶段，企业在引入RFID技术和应用过程中，都必须考虑构建面向SOA、切实可行的RFID应用架构。 

构建成熟有效的系统

对一个成熟、有效的RFID应用系统来说，不管其业务场景千变万化，对RFID接入技术要求迥异，其共同之处在于如何有效地使用RFID信息，实现与企业现有系统的信息整合，优化内部业务流程，提高企业的核心竞争力。一个良好的RFID应用参考架构，可以很好地帮助企业达到这一目标。RFID应用参考架构由下列4层组成。

阅读器层：位于架构的最底层，阅读器经常由触发器控制，每秒读取标签上百次。无论何时，可设定IP地址的阅读器都由一个且只能由一个边缘服务器控制，以避免出现与网络分区相关的问题。

边缘层：边缘服务器定期轮询阅读器(例如每秒两次)，以消除重复操作，并执行过滤和设备管理。边缘服务器还产生ALE事件并将事件发送到集成层。在发送消息时，通常需要“一次成功”的消息语义来保证消息传且只传一次。

集成层：接收多个ALE事件，并将它们合并到工作流中，工作流会作为更大业务流程的一部分与多个不同系统和人员接触。集成层使用基于标准的JCA适配器与打包应用(如库存管理或产品信息管理系统)交互。该层还通过控件与系统协作。控件是一种开放源框架，它提供抽象层，将后端组件表示为可重用组件。

集成层也可能通过Web服务接口与ONS通信。与DNS服务器相似，ONS也可用于查找唯一的RFID标记ID，并识别其他产品信息。集成层必须不断从EPC-IS储存库查询数据，EPC-IS为ALE事件提供业务背景，例如通过供应链跟踪和追踪产品。集成层还可以用B2B消息(如查询EPC-IS储存库的EDI或Web服务请求)，通过防火墙中的网关与外部系统通信。

将边缘层和集成层分开可以提高伸缩性，并为客户降低成本(因为边缘层负担更轻，价格更低)。应用服务器和数据库连接池在互联网数据库连接中的使用越来越广，这个行业正由互联网通信变为RFID通信，这就需要一个边缘层来过滤信息，一个集成层来完成连接。

控制消息通过管理门户流入系统、集成层，然后流入边缘层，最后流入阅读器。供应和配置都顺着这个链向下进行，而阅读器的数据则在过滤后顺着这个链向上传送。通过这样一个应用架构，才可以很好地解决前面提到的伸缩性、可用性、安全性、互操作性、集成、管理和消息传递这7类技术问题。

RFID应用中的7类技术问题

1.伸缩性：使用线程多路技术、非阻塞I/O技术，提高边缘服务器的CPU利用率，采用批量消息传送机制，并把边缘服务器层作为事件源而非事件储存库，可以很好地实现系统伸缩。

2.可用性：通过消除边缘层、集成层，以及边缘层和集成层之间的所有单点故障，可以很好地提供高可用性。大家熟知的群集技术可以很好地配合这一想法具体实现。

3.安全性：一个开放的、便于集成第三方供应商的身份验证、授权和审计技术的安全框架将可以采纳业界最佳的安全实践，提供最好的安全保障。

4.互操作性：遵循业界标准，提供开放的互操作框架，可以很好地满足RFID应用的近、远期实施目标。

5.集成：集成是提升RFID应用业务价值的最佳途径，RFID应用架构需要很好的支持集成技术，以便更快、更好地融入企业的已有应用环境，真正承载企业级应用，让RFID技术发挥最大价值。

6.管理：通过集中式门户框架实现RFID监控和管理，同时，通过与现有管理提供商的企业信息管理框架无缝集成，可以很好地管理RFID应用架构的各个功能模块。

7.消息传递：通过提供“一次成功”消息传输品质，保证消息入、出队的事务一致性，以及异步通信，可以很好地保障消息稳定、可靠传输。