全球最大的零售業巨頭沃爾瑪，2003年曾要求指定的100家供應商在2005年1月1日起要對所有的商品全部使用RFID識別標簽和讀卡器，并要求識別標簽的認讀率達到100％。這一表態，曾震動了整個物流和零售業界。雖然最近沃爾瑪對使用無線射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)的最后期限作了微調，但不少業界人士預言，RFID電子標簽的廣泛應用，正與電子供應鏈緊密聯系，有可能在幾年內取代條形碼掃描技術，給零售、物流業乃至全球供應鏈管理帶來革命性變革。
RFID被認為是未來5年改變人類生活的一項重大技術。RFID技術的推廣和普及將對制造、物流、零售以及電子信息等諸多產業產生廣泛深遠的影響，并日益成為世界各工業大國重點發展的核心產業。隨著薄、小、低成本RFID的問世，將來RFID標記不僅會被嵌入幾乎所有的物件中取代條形碼，而且還會越來越多地集成于網絡之中，用于各個領域，成為網絡社會無所不在的一個基本工具。
為了保持企業競爭力，許多企業投資者都設法促使RFID技術能順利地應用在業務內。不過由于將RFID設備與企業后端系統(如：SCM系統，各種技術背景的ERP系統)之間的整合耗費不菲且技術復雜，使得許多企業對應用RFID技術采取了謹慎的態度。近來，一些大型的軟件公司(如IBM、Sun、Microsoft等)都推出了支持RFID技術的中間件軟件，能解決技術和成本這兩方面的問題，打消了企業決策者的憂慮，加速了RFID技術應用推廣這一進程。本文將介紹RFID技術，研究RFID中間進架構以及如何利用RFID中間件平臺來開發RFID應用系統，并給出一個在IBM RFID中間件軟件平臺上開發的倉儲管理系統的實例。
1 RFID技術簡介
RFID射頻識別技術是從20世紀80年代走向成熟的一項自動識別技術。射頻識別技術與IC卡有著密切的關系。數據存儲在電子數據載體(稱應答器)之中。然而，應答器的能量供應以及應答器與閱讀器之間數據交換不是通過電流的觸點接通而是通過磁場或電磁場，這方面采用了無線電和雷達技術。射頻識別是無線電頻率識別的簡稱，即通過無線電波進行識別。
目前廣泛應用的自動識別技術主要是條碼、IC卡和射頻卡技術。條碼成本最低，適用于需求量大且數據不必更改的場合(如商品包裝)，但它較易磨損，數據不能更改，且數據存儲量很小，采集速度和有效率都很有限；IC卡數據安全性好，數據存儲量很大，但是由于它的觸點暴露在外面，觸點對腐朽和污染缺乏抵抗能力，容易損壞；射頻卡(RFID卡)最大的優點就在于非接觸，抗干擾能力很強，不受環境影響，因此完成識別工作時無須人工干預，可識別高速運動物體并可同時識別多個目標，操作快捷方便。它們的比較如表1。
表1 3種自動識別技術的比較
射頻識別系統至少應包括以下兩個部分：讀寫器和電子標簽(或稱射頻卡、應答器等)。另外還應包括天線，主機等。一般由應答器和閱讀器兩部分組成。RFID系統在具體的應用過程中，根據不同的應用目的和應用環境，系統的組成會有所不同，但從RFID系統的工作原理來看，系統一般都由信號發射機、信號接收機、發射接收天線幾部分組成。
2 RFID中間件架構
RFID中間件就是利用已經成熟的企業級中間件技術將其延伸到RFID產業鏈中，類似于中間件在分布式信息系統中的作用一樣，RFID中間件在RFID產業鏈中同樣起著承上啟下的作用：它是介于前端RFID設備(如：射頻識別閱讀器、event伺服器)與后端數據庫及應用軟件(如SCM系統、各種技術背景的ERP系統)中間，提供程序管理、資料過濾與匯集、事件管理、安全管理、網絡管理等機制，是支持RFID應用系統開發和運行的支撐軟件，能為RFID應用構建了一個標準的平臺，一方面屏蔽了芯片、標簽、讀寫器等RFID硬件設備以及操作系統、數據庫等的差異，提供了高安全、高性能、高擴展性、可管理性等方面的可靠保障；另一方面有效驅動后端的業務應用系統形成統一的協調運作。
2.1 RFID中間件的結構介紹
目前提供RFID中間件平臺的廠商主要有IBM、Microsoft、Oracle、SAP、Sun等。本文所討論的RFID中間件是IBM WebSpbere RFID Software。中間件結構如圖1所示，RFID中間件主要包括Edge controller邊緣控制器、Premises Server前提服務器兩部分。Edge controller主要負責與RFID硬件設備之間的通信，對RFID讀寫器所提供的數據進行過濾、整合，將其提供給Premises Server。Premises Server充當了所有RFID設備信息采集的匯合中心，存儲數據并與企業后臺管理系統整合。Edge controller主要由控制器、過濾器、讀寫器代理等部分組成。Premises Server主要由WAS(Web Sphere Application Server)、MQ中間件、DB2數據庫等部分組成。Edge controller與Premises Server之間采用發布主題，訂閱主題(Published Topic/Subscribed Topic)的方式通信。
圖1 RFID中間件原型架構
2.2 RFID中間件數據流向
Reader獲得標簽數據之后將其發布到Microbroker Bus上；Controller和Filter訂閱了標簽數據這一主題，就從Microbroker Bus上得到數據，Filter對數據進行過濾，忽略重復的標簽信息，將正確的標簽信息的頭信息去掉，然后將處理后的標簽數據(Pallet Tag)發布到Microbroker Bus上。Premises Server訂閱了Pallet Tag這一主題，就從Microbroker Bus上獲得數據，然后將其提供給WAS。WAS中的消息驅動Bean對數據進行進一步過濾、整理，將數據通過MQ以XML的格式提供給企業應用系統。
3 RFID中間件在倉儲管理的應用
現代物流的根本宗旨是提高物流效率、降低物流成本、滿足客戶需求，并越來越呈現出信息化、網絡化、自動化、智能化、標準化等發展趨勢。倉儲管理是對物流過程中貨物的儲存以及由此帶來的商品包裝、分揀、整理等活動進行的管理。倉儲管理系統是提高物流管理效率的重要途徑，通過實現RFID技術與倉儲管理系統的結合，使得RFID數據可在整個物流供應鏈中得到全面應用，而提高整個物流供應鏈的效率。
利用上述RFID中間件來構建RFID應用系統簡單而快速。RFID中間件在倉儲管理應用的結構如圖2所示。該系統采用J2EE的架構在IBM WebSphere平臺上開發。建立一個具有共享性和整合性的數據服務平臺，對Premises Server所提供的數據(XML格式)進行處理，存儲和管理所有的RFID數據，應用系統的其他部分直接對數據服務平臺操作，能夠通過EPC(Electronic Product Code)網及Internet網被供應鏈上其它應用節點訪問。應用系統與中間件之間采用企業服務總線的方式進行通信。該應用系統主要工作包括3部分：設置，解除Tag ID與EPC碼關聯、出，入庫操作、與原WMS(Warehouse Management System)整合。
圖2 RFID中間件在倉儲管理應用的結構
3.1 設置，解除TagID與EPC碼關聯
設置/解除Tag ID與EPC碼關聯，主要是將標簽的Tag ID與對應產品的EPC碼建立，取消關聯。同時還有設置EPC屬性的功能：把EPC碼對應產品屬性數據寫入EPC IS(EPC Information Service)，將EPC IS在EPC網中注冊。供應鏈上其它節點可以通過EPC網的ONS(Object Name Service)系統訪問到此EPC IS。在設置EPC屬性的時候先將一類商品的共同信息存入EPC IS，設置單件商品的屬性所對應的商品類別的繼承屬性，在建立關聯的同時，再將每件商品的特征信息寫入EPC IS。利用繼承的關系，就可得到每件商品的全部信息。如同一種型號的空調，它們的功率、生產廠家、廠家地址等都是一樣的，這就是它們的共性。這種型號的每件空調都可繼承這些屬性，同時也有自己的特性，如出廠日期等。
3.2 出/入庫操作
貨物進出倉庫時，通過掃描貨物標簽，得到標簽的Tag ID，根據Tag ID與EPC碼的關聯關系，得到貨物的屬性，從而獲得本批次貨物所包括的商品，以及每種商品的數量等信息。將此數據信息與入庫/出庫單據進行核對。一旦數據有出入，就會及時提醒。如果正確則進行入庫/出庫操作，入庫時錄入貨物的存放信息，將貨物的屬性信息及存放信息一同存入數據庫。出庫時修改貨物的庫存狀態，如果庫存數量少于標準值則提醒向供應商追加訂貨。
3.3 與原WMS整合
修改原WMS系統的出/入庫操作，將RFID數據寫入原WMS系統的數據庫，使RFID數據為原WMS系統所用，實現RFID系統與原WMS系統的整合。原WMS系統的其他功能模塊都可直接使用(如查詢、管理)。
4 總結
RFID中間件既提供了與RFID硬件設備的溝通界面，又提供了與企業級應用進行深度整合的溝通界面，還實現了中間件標準處理模塊及用戶自定義模塊等幾方面的功能。在開發企業應用系統時，根據應用業務需求，通過RFID中間件提供的接口可以很容易地將RFID服務平臺與企業管理系統整合到一起，加快了企業RFID應用系統的構建速度，提高了建設效率，從整體上降低開發、運行和維護RFID應用系統的總成本；而且企業應用(如企業倉庫管理、供應鏈、物流管理等)的效率大大提高，可以在很大程度上提高其經濟效益。
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本文標題：RFID中間件及其倉儲管理的應用
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