基于中間件Edge Server的射頻識(shí)別技術(shù)的研究與應(yīng)用.pdf

1、射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification，RFID)就是利用無(wú)線電收發(fā)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的自動(dòng)識(shí)別，是過(guò)去十年中發(fā)展最快的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。RFID是一項(xiàng)流程控制技術(shù)，能為制造業(yè)、物流業(yè)、批發(fā)零售業(yè)供應(yīng)鏈提供具有戰(zhàn)略意義的增值效果，市場(chǎng)前景看好。 隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇和信息化建設(shè)的發(fā)展，越來(lái)越多的企業(yè)應(yīng)用中都在融入中間件技術(shù)。中間件也已逐漸成為企業(yè)級(jí)應(yīng)用的重要基礎(chǔ)，是構(gòu)筑企業(yè)復(fù)雜的分布式應(yīng)用的關(guān)鍵平臺(tái)。RFI

2、D中間件屏蔽了RFID設(shè)備的多樣性和復(fù)雜性，能夠?yàn)楹笈_(tái)業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供強(qiáng)大的支撐，使其作用得到最大限度的發(fā)揮。因此，基于中間件的射頻識(shí)別系統(tǒng)已經(jīng)成為新的信息采集系統(tǒng)的主導(dǎo)。 RFID與智能交通(ITS)結(jié)合產(chǎn)生了不停車收費(fèi)系統(tǒng)(ETC)。ETC涉及交通基礎(chǔ)設(shè)施投資的回收，又是緩解收費(fèi)站交通堵塞“瓶頸”的有效手段，減少了環(huán)境污染，所以各國(guó)都把不停車收費(fèi)系統(tǒng)作為ITS領(lǐng)域最先投入應(yīng)用的系統(tǒng)來(lái)開發(fā)。我國(guó)交通部門已經(jīng)把不停車收費(fèi)系統(tǒng)的開發(fā)和

3、應(yīng)用列為我國(guó)ITS領(lǐng)域首先啟動(dòng)的項(xiàng)目，并在“十五”期問(wèn)列入交通科技的技術(shù)創(chuàng)新重點(diǎn)之一。 本文圍繞基于中恫件的射頻識(shí)別技術(shù)這一課題，對(duì)射頻識(shí)別技術(shù)、．中間件這兩大核心支撐技術(shù)進(jìn)行了深入細(xì)致的研究與分析，并在對(duì)中間件Edge Server詳細(xì)闡述的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了一個(gè)ETC不停車收費(fèi)系統(tǒng)。本文所做的主要工作、技術(shù)難點(diǎn)與創(chuàng)新之處如下： 1．大量查閱了射頻識(shí)別技術(shù)的相關(guān)資料，追溯了射頻識(shí)別技術(shù)興起的原因及其發(fā)展過(guò)程；介紹了射頻識(shí)別技

4、術(shù)的概念、產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)、分類、應(yīng)用現(xiàn)狀、標(biāo)準(zhǔn)與政策和產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成等。闡述了射頻識(shí)別技術(shù)的基本工作原理；分析了射頻識(shí)別系統(tǒng)的組成，詳細(xì)闡述了讀寫器和電子標(biāo)簽的工作原理、組成與分類等。 2．深入學(xué)習(xí)了射頻識(shí)別系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，重點(diǎn)論述了基于時(shí)分多路法的多標(biāo)簽同時(shí)識(shí)別與系統(tǒng)防沖撞技術(shù)、智能卡數(shù)據(jù)認(rèn)證技術(shù)、智能卡密鑰發(fā)行技術(shù)、基于文件流方法的串口通信技術(shù)，并指出了其一般的應(yīng)用范圍。 3．在闡述了中間件技術(shù)的一些規(guī)范后，較為全面地闡述了R

5、FID中間件的概念、分類、特征、工作機(jī)制、發(fā)展趨勢(shì)、功能及其體系結(jié)構(gòu)，并深入分析了其體系結(jié)構(gòu)中的邊緣層、集成層這兩個(gè)可伸縮的核心概念。 4．深入細(xì)致地學(xué)習(xí)了Oracle公司的RFID中間件Edge Server的概念、原理、體系結(jié)構(gòu)、組成模塊。在原理中重點(diǎn)敘述了EPCglobal物聯(lián)網(wǎng)的概念；在組成模塊中深入研究了基于Streams/AQ流的數(shù)據(jù)事件分發(fā)模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、過(guò)濾模塊和擴(kuò)展存檔模塊這4個(gè)核心結(jié)構(gòu)。然后，在分析了Edge

6、 Server結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，利用擴(kuò)展存檔模塊和圖形化配置Edge Server的方式，闡述了Edge Server在一般射頻識(shí)別系統(tǒng)中的部署步驟。 5．?dāng)⑹隽薊TC不停車收費(fèi)系統(tǒng)的概念、意義、工作原理、關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)組成：在詳細(xì)闡述了ETC系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)、組成的基礎(chǔ)上，深入分析了ETC系統(tǒng)中關(guān)鍵設(shè)備的部署、Edge Server在ETC中的應(yīng)用和車道應(yīng)用軟件的工作流程；最后，闡述了實(shí)現(xiàn)“一卡一密”的密鑰發(fā)行系統(tǒng)流程。 6

7、．基于上述的分析與研究基礎(chǔ)上，本文實(shí)現(xiàn)了ETC不停車收費(fèi)系統(tǒng)，其關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新如下： 1)RFID技術(shù)在高速公路收費(fèi)系統(tǒng)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了不停車自動(dòng)收費(fèi)、免現(xiàn)金、免找贖、與銀行聯(lián)網(wǎng)結(jié)算、貨幣電子化、暢通高效的智能化收費(fèi)管理，解決了因停車交費(fèi)而產(chǎn)生的交通堵塞、資源浪費(fèi)、空氣污染以及資金失控等問(wèn)題。系統(tǒng)適用于高速公路、城市快車道、國(guó)道。 2)RFID中間件Edge Server足基于開放式架構(gòu)設(shè)計(jì)的，模塊化的，可升級(jí)的數(shù)據(jù)處理

8、系統(tǒng)，它將足未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)EPCglobal的神經(jīng)系統(tǒng)，足一種企業(yè)通用的管理RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)的架構(gòu)。Edge Server在ETC 不停車收費(fèi)系統(tǒng)中，主要用來(lái)加工和處理來(lái)自寫器的所有信息和事件流，是連接讀寫器和企業(yè)應(yīng)用的紐帶。主要包括標(biāo)簽數(shù)據(jù)過(guò)濾、分組、計(jì)數(shù)、防錯(cuò)讀和防漏讀等功能。 3)完全基于xml的配置文件和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，使得系統(tǒng)脫離了具體的操作平臺(tái)，提高了軟件的獨(dú)立性及訪問(wèn)速度，有效的降低了軟件的實(shí)施成本。 4)利用導(dǎo)出密

9、鑰相互鑒別的密鑰發(fā)行系統(tǒng)，采用了3DES加密算法。首先，讀寫器讀取射頻標(biāo)簽的ID號(hào)；然后，讀寫器通過(guò)安全模塊(SAM)，使用主控密鑰計(jì)算出標(biāo)簽的專用密鑰。實(shí)現(xiàn)了“一卡一密”的要求，為系統(tǒng)提供了高可靠性的安全訪問(wèn)技術(shù)。 5)基于Streams/AQ數(shù)據(jù)流的通信方式，為設(shè)備、中間件、數(shù)據(jù)庫(kù)及應(yīng)用程序間提供了最健壯和最靈活的數(shù)據(jù)傳送方式。 6)通過(guò)JNI方式調(diào)用動(dòng)態(tài)庫(kù)的技術(shù)，使大部分用VC++/C++/C寫的設(shè)備驅(qū)動(dòng)稍加變換就