面向移动设备的可配置RFID中间件如何实现
射频识别（radio frequency identification， rfid）中间件是在物理rfid阅读器和上层应用软件之间的一层软件，rfid中间件屏蔽了各种不同的阅读器传输标准，使上层应用软件得到统一、不变的数据和控制接口；另外，它还能对原始数据进行整合和过滤，产生用户定制的数据报表。在大规模应用rfid技术时，将产生海量数据，应用rfid中间件将使数据处理和传输变得相对简单。中间件的承上启下作用使rfid系统设计更为灵活，维护更为简单，不论是后端应用程序的变化，还是前端阅读器变化，都不会影响另外一端，省去维护多对多连接的复杂性问题。
rfid中间件是rfid技术应用领域和应用规模发展的产物，当今市场上已有一些产品，如：sun、microsoft和bea的rfid中间件产品，然而，这些产品大都是运行在pc机或服务器端，由于网络带宽有限，海量的数据要通过网络传输，大量无效的数据都要集中在服务器端，服务器必须对海量的数据进行筛选、过滤并按照确定的业务规则使数据转化成用户需要的、有意义的数据，这种复杂的处理必会增加服务器的压力，影响系统的性能。在发生网络故障时，也容易造成数据的丢失等。
随着技术的进步，移动设备（如pda等）的内存存储能力、cpu的处理能力不断增强，这也使得设计一种面向移动设备的rfid中间件成为可能。针对这种技术发展趋势，本文提出了一种面向移动设备的可灵活部署的rfid中间件seamobilemiddleware（smm）。smm能有效利用移动设备的内存、cpu等空闲资源，在数据发往服务器之前做一系列的预处理，优化原始数据，降低网络和服务器压力，并在网络故障时自动存储数据，保证数据的一致性。
1 rfid中间件smm系统架构
系统架构对系统整体性能有很大影响，针对移动设备特点，给出了一种面向移动设备的可灵活配置rfid中间件smm系统架构，如图1所示。
smm的系统整体架构包括三大模块，其中：最下层为device模块，负责把物理的真实设备抽象为系统的device对象；中间层为task manager模块，是smm的核心模块，负责处理用户和上层应用系统的一切命令，把标准的xml命令转化系统的task对象并执行，以用来控制device对象；最上层是用户接口（user interface，ui）模块，是基于标准的java swing开发的图形界面，使用户可以在本地方便地控制device对象。同时，smm也提供标准web service接口，方便其他远程系统控制和管理移动设备。
通过为移动设备提供本地ui和远程管理接口，smm可以使用户自定义流程，通过过滤和筛选将原始标签数据转化成用户想要的有意义数据。task manger提供的基于xml的标准接口也为smm提供了很好的扩展性和兼容性。
1.1 device模块
由于目前的tag、reader等种类繁多，标准各不相同，rfid中间件的核心功能一个就是屏蔽阅读器传输标准的差异，为上层提供统一的接口。smm通过抽象，把不同种类rfid阅读器、pda等移动设备作为不同类型device对象进行处理，并为每种device配置rule、dispatcher和driver三种属性。不同tag发出的原始数据通过driver适配变为统一的数据格式，通过rule将统一的数据格式转化成上层系统需要的数据，然后通过dispatcher把数据发送到所需的上层应用程序中。
1）driver：考虑到实际应用中的tag、reader的多样性，driver对不同类型reader数据进行适配处理，对数据进行统一和格式化。smm架构中内置了缺省的driver，负责处理当前大部分流行的reader.同时，针对特殊需求，用户可以开发特定driver完成特殊reader及tag的数据标准化。
2）rule：rule可以自定义特定业务逻辑和数据过滤规则，从而把数据转化成上层应用程序需要的有意义的数据。
比如：通过rule配置提取同一个厂商生产的tag的数据。
3）dispatcher：dispatcher定义数据分发路径，为数据提供路由功能。可以自定义dispatcher，从而把数据发送到用户需要的上层应用程序中。另外，系统提供了离线dispatcher，用于设备离线时的数据处理。当设备处于离线状态时，系统会把数据保存在嵌入式移动数据库“olite”上，当系统连线时，离线dispatcher自动将保存在“olite”数据库的历史事件发送到上层应用程序中，从而实现数据自动同步。
基于抽象思想，device模块把各种不同rfid阅读器等抽象成不同对象。通过配置rule、dispatcher和drive属性等管理真实设备，将来源不同的tag数据格式化为统一标准的数据，并按用户定义的规则过滤数据，转发到对应的上层系统中。
1.2 task manager模块
rfid中间件的另一核心功能是对外提供标准接口，便于上层应用程序调用和二次开发［10］.smm中task manager模块通过管理所有命令和任务执行提供标准输入输出。
task manager模块具有如下功能：1）接受各种xml命令，解析xml命令找到对应的任务对象并执行后把结果封装成标准的xml返回给调用者；2）提供高效的任务队列来处理各种各样的xml命令；3）提供动态的日志队列使用户能够实时监控设备的相关信息。
基于task manager模块，smm提供图形界面和web service两种类型的请求来控制和管理移动设备，以使用户获取所需的数据。如果是smm内部请求，则提供标准的java api；如果是外部请求，则提供基于xml的标准web接口。图3给出了task manager的实现流程。在模块中，上层应用程序通过http协议把标准xml命令发送到smm，smm通过内嵌的轻型http server jetty处理各种http请求。jetty接受到标准的xml请求后，把各种xml命令给task manager模块，task manager解析xml格式的命令后，通过java反射得到对应的task对象。如果task对象是同步的，则调用task执行方法，返回相应结果并转化成标准xml给jetty服务器；如果task对象是异步的，则放到任务队列里面去，返回为空。
任务队列通过线程按照先进先出的方法来执行任务。为展示task执行过程，本文给出设备启动过程展现上层应用程序控制设备的过程。
上层应用通过http（post）方法把标准的xml命令发送到jetty服务器上，格式如下：
task manager根据“action”的内容，通过java提供的反射机制得到相应任务start device task实例，并把相应的设备名称作为参数交给start device task实例。由于start device task是异步的，所以start device task会放到任务队列中执行并且返回空。当任务队列执行到start device task任务时，task manager日志队列会实时写日志改变dev21和dev22的状态，并返回到smm的ui。
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