无线射频识别技术rfidrfid的应用

无线射频识别技术rfidrfid的应用

0rfid技术应用无线rfid识别是一种非接触式通信技术。无线电波用于在媒体上读取相关数据，并自动识别目标结果。RFID识别的距离可达几十厘米至几米,可以输入多达数千字节的信息。RFID技术具有条形码所不具备的很多优点:存储信息可更新,作用不局限于视野之内,保密性高、防水防磁耐高温,使用寿命长,读取距离大,标签上的数据可以加密,存储容量更大,RFID还能进一步确认具体的单件商品等等。RFID目前的应用非常广泛,给零售、物流等产业带来了革命性的变化,比较常见的应用领域包括物流和供应管理、生产制造和装配、航空行李处理、图书馆管理、道路自动收费等等,甚至还能用于较为精确的地图绘制和物体定位。以物流为例,RFID可以实现准确供应、方便运输和存储、降低管理成本。因此一些大企业如沃尔玛等已接受了RFID技术。RFID系统主要由RFID标签、阅读器、天线和数据处理系统组成。在EPC标准体系中,RFID系统是一个层次清晰的网络结构,如图1所示,由标签、阅读器、Savant服务器、EPC、ONS等要素构成。虽然RFID技术的研究已经取得了很大的进步,但是如何处理在应用环境中产生的海量实时数据,如何有效地管理和利用这些数据仍然需要作进一步深入的研究。1rfid数据存储及管理应用的迅速发展使针对RFID技术的研究也随之迅速发展起来。研究主要集中在两个领域:电子装置、组件以及通讯技术;存储和管理RFID数据的算法、软件架构。下面介绍当前部分RFID数据存储和管理技术研究成果。1.1中心服务器当前许多公司正在开发有效的平台来更好地管理和利用RFID数据,通过开发性能良好的中间件来提高存储和查询效率。中间件可放置在企业RFID网络的端点上,也可以放置在企业中心服务器,加快数据的采集、存储和查询。中间件可看作是RFID系统运作的中枢,独立并介于RFID阅读器与后端应用程序之间,能够与多个阅读器及多个后端应用程序连接以减轻构建与维护RFID系统的复杂性。除此以外中间件还与其他应用层协同工作,读取数据并将数据送到数据库系统,许多中间件还解决RFID系统的数据安全性问题。从企业的角度看中间件扮演着“控制中心”的角色,能够提高数据存储、查询和运行效率,并使整个运作流程有着更高的可视性和控制。全球提供RFID中间件的供应商包括IBM、Sun、SAP等。1.2基于epc4.2算法的rfid数据实时处理RFID系统在运行时不断产生大量实时数据,从RFID系统中得到的原始数据一般以(EPC,地点,时间)形式存在。如何确保RFID系统有能力处理如此海量的数据并使其得到高效率的利用是RFID技术进一步获得发展的关键。Oracle公司的研究人员利用位图结构来优化RFID数据库。位图数据结构是布尔值的排列,最好的情况下八个排列的元素刚好可以储存到一个字节中,用EPC_bitmap的数据结构来实现Oracle中RFID数据的处理、查询和管理,有效地进行数据维护、转化以及运算。该方法的基本思想是:当需要查询某个物体的信息时,先找到它所属的某个组比查找单个物体的效率要高,组的划分是根据物品的某种性质来决定的。Epc_bitmap代表一组EPC的集合,普通的EPC代码与epc_bitmap结构的转换方法如图2所示。Epc_bitmap_segmenti是epc_bitmap中的第i段,epc_bitmap_sement用来代表EPC码的集合,其中的EPC码有共同的前缀。epc_length说明商品所用的EPC码长度,epc_suffix_length是EPC码后缀的位数,epc_prefix表示共同的前缀,epc_suffix_start存放集合中最小的EPC后缀,epc_suffix_end存放最大的后缀。Epc_suffix_bitmap存储对集合中EPC后缀的位图压缩表示。EPC集合以产品的某种属性来划分。通过位图数据结构的操作集合对其进行访问和操作。这些操作包括转换、两个epc_bitmap的逻辑运算、成员检测操作、比较操作、维护操作。与普通的RFID系统相比,所需的存储空间小2到5倍。1.3关键信息组成RFID-CUBOID模型考虑到物品在移动过程中的特点及应用领域的查询要求,提出了路径查询的概念,分离出专门的结构来存储动态路径信息,其他信息另外存储,也强调了对路径信息的存储和计算。该模型主要由Stay、Map和Info三个关键结构组成,用0和1组成的字符串gid来代表运动过程相同的一批物品,如图3所示。gid数据最终指向EPC代码,物品之前批次的gid数据是随后gid的前缀。Info数据记录了静态属性信息,MAP结构描述了gid数据间的前缀关系,stay数据是物品停留时的时间和地点信息。通常同批次移动的物品数量总是逐渐减少的,gid和MAP结构充分地利用了这样的特点,为数据压缩和查询效率提高提供了很好的基础。同时这种结构满足了不同用户对静态信息不同抽象层次的需求以及对路径信息的要求,通过对三种结构进行关系查询操作就能准确地获得查询结果。1.4多源异构结构的rfid查询基于Peer-to-Peer结构的方法提出了可追踪性的概念,并将点对点计算和RFID技术相结合,在处理查询操作的时候将在本地服务器上进行的本地查询和在Peer-to-Peer结构中全部服务器上进行的全局查询结合起来。这种方法将RFID查询分为三类:来源与发展查询、归队查询、材料单查询。来源与发展查询获取物品完整的历史信息;归队查询操作能查到物品当前所在的地点,通过在观察事件中找到此物品最后出现的地点,就可知道它停留在哪里;材料单查询完成同物品装配和拆卸有关的查询,通过对有父亲—孩子关系的数据进行递归查询来完成。以上三种查询类型综合起来可以满足大多数可追踪性查询的要求,这些查询要通过不同组织之间的合作来完成,使各组织之间可以充分而安全地共享信息。