无线射频识别RFID(Radio Frequency Identification)技术近年来得到了快速的发展，目前已进入商业化应用阶段。

企业实施RFID方案的最终目的是将RFID产生的海量信息为业务所用。这就需要解决企业现有的业务系统如何与RFID系统接口的问题，包括连接RFID设备、处理RFID数据、将其转换成业务信息等。为了避免因标签种类变化、系统业务逻辑改变而需要重新编写业务信息的情况，需要将RFID硬件模块的连接控制、中间数据处理与上层应用软件分开，因此引入了RFID中间件的概念。

此外,利用SOA系统具有可扩展性高、可维护性好的特点，以便为用户提供灵活的维护服务，还引入了面向服务体系架构SOA（Service Oriented Architecutures)。

基于上述分析,本文提出了一种基于SOA的RFID中间件方案。该方案可把各个应用RFID技术的功能抽象成服务，应用基于J2EE构建方法，综合应用JMX、JMS、Struts等技术。企业应用系统通过请求服务的方式来获取RFID中间件提供的服务。用XML进行数据传输，并提供Web Service接口。

1 技术基础

1.1 RFID中间件

RFID中间件是实现RFID硬件设备与应用系统之间数据传输、过滤、数据格式转换的一种中间程序，将RFID阅读器读取的各种数据信息，经过中间件提取、解密、过滤、格式转换、导入企业的管理信息系统，并通过应用系统反映在程序界面上，供操作者浏览、选择、修改、查询。中间件技术也降低了应用开发的难度，使开发者不需要直接面对底层架构，而是通过中间件进行调用。

RFID中间件是一种消息导向的软件中间件，信息是以消息的形式从一个程序模块传递到另一个或多个程序模块。消息可以非同步的方式传送，所以传送者不必等待回应。RFID中间件是在企业应用原有的中间件发展的基础上，结合自身应用特性进一步扩展并深化了中间件的应用,使得RFID应用系统的开发变得更容易，提高了软件的可移植性，增强了系统的可维护性和可靠性，所以它的架构设计解决方案是RFID应用的一项极为重要的核心技术[1]。

目前提供RFID中间件平台的厂商主要有IBM、Oracle、Microsoft、SAP、Sun公司。对于这些厂商，RFID中间件只是其现有软件的扩展,其RFID产品可以迅速方便地与各自现有的软件产品线集成在一起。但缺点是其产品对该厂商其他软件产品的依赖性比较大。

1.2 面向服务的体系结构SOA

面向服务的体系结构是一种技术架构风格，它代表了一种开放的、敏捷的、可扩展的、可组合的架构[2]，定义了服务提供者和消费者之间的松散耦合关系。其业务敏捷的特点，帮助企业把业务变得更加灵活，能够适时、快速地响应变化。SOA的核心概念就是服务[3]，其基本结构如图1所示。其中包含服务的3个基本角色:服务提供者、服务请求者和服务注册。在这些角色之间使用了3种操作：服务发布、服务发现和服务绑定。作为SOA的一种实现技术，Web Services提供了基于XML的标准接口，具有完好的封装性、松散的耦合性、协议规范的标准性以及高度的可集成性等特点，能够良好地满足SOA应用模式的需求。

1.3 JMX和JMS

Java管理扩展JMX(Java Management Extensions)是一个为应用程序、设备、系统等植入管理功能的框架。在JMX规范中，管理组件是一个能代表管理资源的Java对象，遵从一定的设计模式，实现该规范定义的特定的接口。该定义保证了所有的管理组件以一种标准的方式来表示被管理资源。管理接口就是被管理资源暴露出的一些信息，通过对这些信息的修改能够控制被管理资源。管理接口包括：能被接触的属性值、能够执行的操作、能发出的通知事件等[4]。

JMS(Java Message Service)是访问企业消息系统的标准API,定义了Java中访问消息中间件的接口，但JMS只是接口，并没有给予实现，实现JMS接口的消息中间件称为JMS提供者(JMS Provider)。在JMS框架中运转的方法如下：

(1)得到1个JNDI初始化上下文(Context)。
    (2)根据上下文以查找1个连接工厂。
    (3)从连接工厂得到1个连接(Connect)。
    (4)通过连接以建立1个会话(Session)。
    (5)查找目的地(Topic/Queue)。
    (6)根据会话以及目的地以建立消息制造者(TopicPub

lisher/QueueSender)和消费者(TopicSubscrib-er/QueueReceiver)。

2 基于SOA的RFID中间件架构

利用SOA松耦合、面向业务的特点,结合RFID中间件实现的应用系统集成的方案可提供丰富的接口，能够帮助实现对RFID设备的管理以及对数据的处理，简化了对底层设备应用的支持,避免了对底层设备的低级别接口的处理。利用Web Service技术实现RFID中间件与企业系统的集成，完成两者的松耦合集成。

基于SOA的RFID中间件架构，其基础架构层分为设备管理层、事件处理层和服务接口层，并通过Web Service技术包装了每1层相应的功能，且进行了具体实现。本文重点介绍该RFID中间件架构中的基础架构的3个功能层[5]。这3个层次有着明确的功能划分和层间的交互接口。RFID中间件架构如图2所示。

中间件设计包括RFID设备管理组件和事件过程管理组件。RFID设备管理组件是分布式的代理，负责第1级的事件过滤;设备管理包括设备询问器，对每1个阅读器和传感器设备，代理必须互相作用。过程管理组件是通过RFID事件下一级的过滤，把事件放置到交易环境中，然后发布应用层事件ALE(Application Layer Event)[5]。

2.1设备管理层

设备管理层位于架构的最底层，直接与阅读器交互，实现的主要功能包括：

(1)采集射频卡上的数据。
　 (2)对于来自不同类型的阅读器的数据进行适配处理，得到统一的、格式化的数据，并进行数据校验。
　 (3)将校验无误的数据按照用户定义的协议进行封包，并将消息包发送到事件处理层的消息系统。

依据其实现的功能,分别针对射频卡阅读器模块、阅读器接口、数据校验和数据打包4个方面进行研究和开发。阅读器模块是根据硬件供应商提供的规范进行编码实现的；阅读器接口主要解决将来自协议格式的数据转化为系统所需要的EPC码；数据校验采用CRC校验；数据打包先依据获取的卡片编码中“数据分类”内容，判断出该标签数据属于哪种类型，然后按照这种数据类型将标签数据封装成相应的消息包。

由于每个ALE阅读器事件流可能来自多个物理设备配置表，因此设备管理器为每个设备表创建1个询问器，并通知询问器哪种传感器被绑定到指定的阅读器上。询问器发送传感器事件流到设备管理器，设备管理器将1个或多个传感器事件流构造成阅读器事件。设备管理器把初步处理的阅读器事件发送到ALE服务器。

询问器代理：1个设备管理器的配置由它管理的设备和它要咨询的询问器组成，然后与它所对应的设备管理器交互。每个设备概要表由物理设备属性和询问器配置组成。物理设备属性是被命名过的传感器(例如天线和1个金属传感器)。