RFID應用系統通過Web服務傳輸數據的研究
2009-2-2 19:45:00 來源:物流天下 編輯:56885 關注度:摘要:... ...
無線射頻識別技術(RFID)作為一種新興的自動識別技術,近年來在國內外已經得到了迅速發展。它是具有精度高、適應環境能力強、抗干擾強、操作快捷等許多優點。Web Services(Web服務)也是近年來在信息領域備受關注的技術,互聯網通過WebServices技術可以跨越企業間的界限。RFID使得獲取物品信息更加簡便和靈活,商業應用系統采用此技術后可以更有效的掌握物品屬性以及流向等信息,這些數據通過互聯網就可以在不同的系統間傳遞,而WebServices技術能使網絡上不同端點更容易地共享實時數據和事務處理。因此RFID與Web Services的結合很有必要。
本文介紹RFID 系統的組成、工作原理和系統的應用情況,以及WebService的基本定義和組成。闡述了RFID與Web.Service結合的必要性。研究了RFID應用系統中使用WebService傳輸數據的過程,并介紹如何實現其功能。并對以上研究和實現進行總結。
1 基本概念
1.1 RFID系統組成、工作原理和應用前景
射頻識別技術(radio frequency identification,RFID)是自動識別技術的一種,即通過無線射頻方式進行非接觸雙向數據通信對目標加以識別。它相對于傳統的識別技術有非接觸式、可擦寫信息、更大的讀寫距離、大容量(相對條形碼)、無需人工干預即可完成信息輸入和處理、可多個識別、可工作于各種惡劣環境等突出優勢,能夠廣泛應用于生產、物流、交通、運輸、醫療、防偽、跟蹤、設備和資產管理等需要收集和處理數據的應用領域,并被認為是條形碼標簽的未來替代品。
RFID系統基本都由電子標簽Tag、閱讀器Reader和應用系統Processor這3大部分組成的。電子標簽具有智能讀寫和加密通信的功能,它是通過無線電波與讀寫設備進行數據交換,工作的能量是由閱讀器發出的射頻脈沖提供。標簽閱讀器可將主機的讀寫命令傳送到電子標簽,再把從主機發往電子標簽的數據加密,將電子標簽返回的數據解密后送到主機。數據交換與應用軟件主要完成數據信息的存儲及管理、對卡進行讀寫控制等。
RFID的基本工作原理(如圖1所示)是利用射頻信號和空間耦合(電感或電磁耦合)傳輸特性,實現對被識別物品的自動識別。標簽閱讀器發射電磁波,而此電磁波有其輻射范圍,當電子標簽進入此電磁波輻射范圍內,電子標簽將閱讀器所發射的微小電磁波能量存儲進而轉換成電路所需的電能,并且將存儲的識別資料以電磁波的方式傳送給閱讀器作確認及后續與應用軟件進行數據交換。
隨著RFID技術的發展演進以及成本的降低,未來幾年內RFID技術主要以供應鏈的應用為贏利的主體,全球開放的市場將為RFID帶來巨大的商機。從采購、倉儲、生產、包裝、卸載、流通加工、配送、銷售到服務,這些供應鏈上的業務流程和環節運轉時,企業必須隨時實地、精確的掌握供應鏈上的商流、物流、信息和資金的流向,才能夠使企業發揮出最大的效率和效益。RFID技術正是有效解決供應鏈上各項業務運作資料的輸入與輸出、業務過程的控制與跟蹤,以及減少出錯率等難題的一種技術。
1.2 WebService概述和體系結構
Web Service是微軟提出的基于互聯網的開發模型,一經提出即收到業界的廣泛推從。體系結構描述,其定義為:Web Services是自包含的、模塊化的應用程序,它可以在網絡(通常為Web)中被描述、發布、查找以及調用。Web服務的一個主要思想,就是未來的應用將由一組應用了網絡的服務組合而成。Web Services體系結構是面向對象分析與設計(OOAD)的一種合理發展,同時也是電子商務解決方案中,面向體系結構、設計、實現與部署而采用的組件化的合理發展。下面就來看一下WebServices的體系結構一面向服務的體系結構(SOA)如圖2所示。
從圖2可以看出,SOA結構中共有3種角色:①ServicePro.vider:發布自己的服務,并且對使用自身服務的請求進行響應。②ServiceBroker:注冊已經發布的ServiceProvider,對其進行分類,并提供搜索服務。③Service Requester:利用Service Broker查找所需的服務,然后使用該服務。
SOA體系結構中的組件必須具有上述一種或多種角色。在這些角色之間使用了3種操作:①Publish操作:使Service Provider可以向Service Broker注冊自己的功能及訪問接口。②Find操作:使Service Requester可以通過Service Broker查找特定種類的服務。③Bind操作:使Service Requester能夠真正使用Service Provider。
2 RFID和WebService的結合
由于RFID本身特點,在RFID的應用系統中的信息來源主要是每個單元物品信息對象,而物品數量眾多以及物品信息的多樣化,導致整個系統所要處理的數據量和數據形式大為增加,同時系統之間的信息交互和管理也更加復雜了。Web.Services技術是將一個現實世界映射到一組服務的集合上面,RFID數據大都是與現實物理世界的物體緊密相關,把對數據的處理功能以服務的形式進行提供,系統將部分功能交給Web服務來處理,將大大減輕了RFID應用系統對數據的管理與傳輸的負擔,減少系統本身的復雜性,讓系統只需處理部分功能,而其它的可以交給有實力和技術的Web服務提供商。同時由于Web服務的自身特點,和RFID應用相結合,可以做到與語言無關、協議無關、平臺無關。如果你有個應用程序通過Web服務發布,那么不僅僅是公司內部可用(可以是其它的C/S或者B/S的應用程序),其它連到lntemet上的公司也可以使用,屏蔽了不同語言之間的差異。因為底層是Http協議,所以可以輕松穿越企業防火墻,而且Web服務是運行在Internet上的,在世界任何地方都可輕易實現,這樣其運行成本就相對較低。
3 研究與實現
3.1 RFID應用系統結構與功能設計
本文涉及到RFID應用系統的數據流程大致如圖3所示。
圖3中的應用環境為物流管理系統,將從RFID標簽獲得的信息通過Web服務上傳給企業后臺系統,用來進行全局數據的統計和管理。應用系統獲得標簽信息通過以下幾個步驟:①RFID標簽上儲存有物品信息,流轉過程信息;②機具通過讀取設備獲得RFID標簽上的信息,處理成系統規定數據發送給應用系統;③應用系統得到數據,進行處理。同時將部分要寫入標簽的信息發送給機具;④機具將收到來自應用系統的信息寫入RFID標簽中。
RFID應用系統接收到標簽數據后,就可以根據需要對數據進行處理。同時為了能和本企業的中央后臺系統或其它企業系統交流信息,本地系統需要通過Web服務來進行互聯互通,大致步驟如下:①提供Web 服務的系統首先根據需求制定服務程序以及服務的對外訪問地址和接口;② 應用系統將需要上傳的信息組織好,通過wleb服務公布的地址以及交互API接口函數的規定,把數據發送給接受方;③ 接受方收到數據后進行相關處理,同時會返回給應用系統數據是否傳輸成功和處理后需返回的數據。
RFID應用系統的數據通過Web服務傳輸過程是本論文的重點,其實現過程在下節有具體描述。
3.2 系統中Web服務的實現過程
3.2.1 舉出實例及定義數據
這里舉一個Web服務的應用實例來進行說明其實現過程。將RFID標簽應用于工廠準備出庫的每一箱貨物上,通過讀寫機具把表1的信息寫入標簽中。
圖3中的應用環境為物流管理系統,將從RFID標簽獲得的信息通過Web服務上傳給企業后臺系統,用來進行全局數據的統計和管理。應用系統獲得標簽信息通過以下幾個步驟:①RFID標簽上儲存有物品信息,流轉過程信息;②機具通過讀取設備獲得RFID標簽上的信息,處理成系統規定數據發送給應用系統;③應用系統得到數據,進行處理。同時將部分要寫入標簽的信息發送給機具;④機具將收到來自應用系統的信息寫入RFID標簽中。
RFID應用系統接收到標簽數據后,就可以根據需要對數據進行處理。同時為了能和本企業的中央后臺系統或其它企業系統交流信息,本地系統需要通過Web服務來進行互聯互通,大致步驟如下:①提供Web 服務的系統首先根據需求制定服務程序以及服務的對外訪問地址和接口;② 應用系統將需要上傳的信息組織好,通過wleb服務公布的地址以及交互API接口函數的規定,把數據發送給接受方;③ 接受方收到數據后進行相關處理,同時會返回給應用系統數據是否傳輸成功和處理后需返回的數據。