RFID技术介绍

RFID（Radio Frequency Identification）是一种非接触的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）传输特性，实现对被识别物品的自动识别。

无线射频识别技术是一项易于操控、简单实用且特别适合用于自动化控制的技术，其所具备的独特优越性是其它识别技术无法企及的。它既支持只读工作模式也支持读写工作模式，且无需接触或瞄准；可自由工作在各种恶劣环境下；可进行高度的数据集成。另外，由于该技术很难被仿冒、侵入，使RFID具备了极高的安全防护能力。

RFID标签中载有关于目标物的各类相关信息，如：该目标物的名称，目标物运输起始终止地点、中转地点及目标物经过某一地的具体时间等，还可以载入诸如温度等指标。RFID可灵活附着于从车辆到载货底盘的各类物品。

RFID系统一般由三个部分组成：

1. RFID标签（Tag or Transponder）：按照标签获取电能的方式不同可以分为主动式标签和被动式标签。

• 主动式标签内部自带电池进行供电,。主动式标签的缺点主要是标签的使用寿命受到电池供电限制，随着电子标签内电池电力的消耗，数据传输的距离会越来越小。
• 被动式标签内部不带电池，要靠外界提供能量才能正常工作。被动式标签典型的产生电能的装置是天线与线圈，当电子标签进入系统的工作区域，天线接收到特定的电磁波，线圈就会产生感应电流，再经过整流电路给标签供电。被动式标签的缺点主要是数据传输的距离要比主动式标签短。

2. 阅读器（Reader）：阅读器一般包含一个产生射频信号的射频收发器(rf transceiver) 和一个在阅读器及RFID标签间传输射频信号的天线。

3. 打印机（Printer）：打印机的功能主要是向RFID标签中写入信息。

RFID技术的主要应用领域包括：

• 物流：物流过程中的货物追踪，信息自动采集，仓储应用，港口应用，邮政，快递
• 零售：商品的销售数据实时统计，补货，防盗
• 制造业：生产数据的实时监控，质量追踪，自动化生产
• 服装业：自动化生产，仓储管理，品牌管理，单品管理，渠道管理
• 医疗：医疗器械管理，病人身份识别，婴儿防盗
• 身份识别：电子护照，身份证，学生证等各种电子证件
• 防伪：贵重物品（烟，酒，药品）的防伪，票证的防伪等
• 资产管理：各类资产（贵重的或数量大相似性高的或危险品等）
• 交通：高速不停车，出租车管理，公交车枢纽管理，铁路机车识别等
• 食品：水果，蔬菜，生鲜，食品等保鲜度管理
• 动物识别：训养动物，畜牧牲口，宠物等识别管理
• 图书馆：书店，图书馆，出版社等应用
• 汽车：制造，防盗，定位，车钥匙
• 航空：制造，旅客机票，行李包裹追踪
• 军事：弹药，枪支，物资，人员，卡车等识别与追踪

  IBM Premises Server V6.1的主要功能和应用场景

  IBM Premises Server V6.1 简介

  • RFID技术是传感器技术的一种，IBM® WebSphere® Premises Server为以RFID技术为核心的传感器解决方案提供了中间件支持。Premises Server可以确保从RFID阅读器到后台业务逻辑的可靠传输，可以被应用于适合使用RFID技术的所有领域。
  • 它主要包含以下几方面的功能：扩展了IBM SOA的过程集成平台，集成传感器的数据和事件与企业业务流程和SOA商业应用使客户能够快速部署安全，可靠的解决方案。
  • 提供了一个完善而智能的业务规则引擎来处理来自不同类型的传感器的数据，可以加快部署速度，增加流程的灵活性和控制。
  • 支持实时定位跟踪服务，包括设备接口，主动式RFID设备，核心定位程序和一个用于实现可视化场景的绘图程序。
  • 增强的设备服务允许在单一平台上支持多种传感器类型，包括被动式RFID设备，主动式RFID设备和环境传感器。
  • 为传感器的数据采集和事件传输提供了一个灵活的架构，支持集中和分布式的部署。
  • 为传感器数据和业务流程的集成提供了工作流工具，支持对业务流程的建立，定制和监控。
  • 与WebSphere RFID Information Center相结合的解决方案，可以实现企业应用对RFID信息的管理和整合，通过基于EPCglobal标准的资料库可以实现企业和业务伙伴的资源共享。

  应用场景介绍

  下面我们将以示例应用程序Dock Door Receiving为例，介绍Premises Server是如何与传感器以及RFID阅读器协同工作的。

  Dock Door Receiving可以被应用于零售业的商店或者配送中心，用于对仓库中货物的进出进行跟踪和统计。在这个应用场景中，首先需要在商店或者配送中心的仓库门口安装一个检测门（在Premises Server中称为Portal），包含如下设备：

  • RFID阅读器
  • 天线
  • 检测门开关
  • 传感器（通常是一个运动传感器（motion sensor），当有物体通过时，传感器的输出电压会进行一次翻转）
  • 反馈设备（例如指示灯）

  其中，天线，开关，传感器，反馈设备都连接到RFID阅读器上。

  如下图 1 所示：

  
  
  
  

  Premises server通过I/O Agent、Reader Agent和Portal Controller Agent控制以上物理设备，完成整个业务逻辑：

  1. 管理员按开关，打开检测门，开关通过RFID阅读器把消息发送到I/O Agent。
  2. 当贴有RFID标签的货物通过检测门时，触发运动传感器，该消息通过RFID阅读器发送到I/O Agent。
  3. I/O Agent接收到传感器触发事件以后，将该事件发送到Portal Controller Agent。
  4. Portal Controller Agent根据事先定义的业务逻辑向Reader Agent发送开始读取命令。
  5. Reader Agent向RFID阅读器发送命令开始读取RFID标签，并接收RFID阅读器读到的RFID标签信息。同时I/O Agent向RFID阅读器发送打开黄色指示灯的命令，提示管理员RFID阅读器开始工作。
  6. 经过一段很多的时间以后，运动传感器复位，Portal Controller Agent接收到该消息以后，向Reader Agent发送停止读取命令。
  7. Reader Agent向RFID阅读器发送停止读取命令，并把接收到的RFID标签信息发送给Premises Server。同时I/O Agent向RFID阅读器发送熄灭黄色指示灯的命令，提示管理员RFID阅读器停止工作。
  8. Premises Server把RFID标签信息发送给企业应用程序。
  9. 企业应用程序根据RFID标签信息判断是否是期望的货物，并返回“接受”或“拒绝”消息。
  10. Premises Server将“接受”或“拒绝消息发送给Portal Controller Agent。如果是“接受”消息，Portal Controller Agent将通过I/O Agent向RFID阅读器发送打开绿色指示灯的命令，否则发送打开红色指示灯的命令。

  Dock Door Receiving是Premises Server提供的一个简单的示例应用程序，客户还可以通过Premises Server API编写自己的应用程序，达到实现复杂业务逻辑的目的。

  IBM Premises Server V6.1 API概述

  Premises API为读取Premises Server信息和控制Premises Server提供了广泛的接口，可以应用于各种各样的用户场景。比如，

  通过Premises Server API可以查询Premises Server的以下信息：

  1. RFID阅读器的详细信息
  2. RFID阅读器的状态
  3. RFID阅读器的类型（厂商，型号等）
  4. RFID标签的类型
  5. 供应链属性
  6. RFID标签打印任务的详细信息
  7. 场所（Location）信息（通常一个Location对应Dock Door Receiving场景中的一个检测门）
  8. 控制器(Controller)信息

  通过Premises Server API提供了以下基本的控制命令

  1. 开始和停止RFID阅读器命令
  2. 发出拒绝或者接受RFID标签命令
  3. 提交打印RFID标签命令

  用户可以通过本地(和Premises Server安装在一台机器上)或者远程（和Premises server安装在不同的机器上）（通过Web Services）的接口方式来调用Premises Server API。为了读者对API有个更清晰的了解，下面介绍一下Premises Server API中常用的核心类和其它类。

  IBM Websphere Premises Server API 中常用的核心类

  以下是IBM Websphere Premises Server API库的核心类的列表：

  1. PremisesAccess

  用来对API库进行初始化。这是我们使用这个 API 中的第一个类。

  2. PremisesAccessLocal

  从PremisesAccess继承而来，表示API连接到一个本地的Premises server。

  3. PremisesAccessRemote

  从PremisesAccess继承而来，表示API连接到一个远程的Premises server。

  4. Premises Context

  这个类有个静态函数GetPremisesAccess用来返回一个PremisesAccess对象。

  5. Printer

  Printer类用来处理打印机的信息。比如读取打印机的IP地址，端口号，同时也可以通过该类的submit方法来打印RFID标签。

  6. PrinterType

  用来描述在Premises server上的打印机的类型定义。

  7. PrintTemplate

  用来描述一个已经在Premises server上定义好的打印机模板(Printer template).PrintTemplate 对象不能创建，改变或者删除已经在Premises server上定义好的打印机模板。PrintTemplate对象允许自己定制标签（Labels）。PrintTemplate对象保留了一个指向ZIP包的URL字符串，这个被指向的ZIP包含了打印机模板的详细信息。

  8. Reader

  让我们可以处理Reader的信息。比如读取RFID阅读器的IP地址，端口号，同时也可以通过该类的start/stop方法来控制RFID阅读器的开始和结束。

  9. ReaderType

  用来描述在Premises Server上的RFID阅读器类型定义。

  10. PremisesAccessException

  缺省的异常类。

  其它类

  在使用IBM Webpshere Premises Server API库时，您会发现还有其他一些类也非常有用

  1. SupplyChainProfile

  用来描述供应链的信息。

  2. PackType

  继承于SupplyChainprofile，用来描述供应链的包裹类型（PackType）

  3. Device

  用来描述在Premises Server中已经配置了的Device对象。Device类提供了Device ID、Location ID、配置组名、设备状态等信息可访问。

  4. Location

  用来描述在Premises Server中已经配置了的Location对象。

  5. Controller

  用来描述在Premises Server中已经配置了的Controller对象。它提供了Controller ID，User Name以及相关联的Location ID等信息可供访问。

  接下来，我们再介绍一下怎样在Eclipse环境下安装和配置Premises Server API。

  在Eclipse 3.3下安装和配置IBM Websphere Premises Server API

  要将Webpshere Premises Server API设置为与WebSphere Premises Server一起工作，请执行以下步骤。

  1. 安装IBM Java 1.5.0。Premises Server V6.1 API 目前只支持 Java 1.5。
  2. 下载最新版本的 Eclipse （http://www.eclipse.org/downloads/），然后解压缩。
  3. 在Websphere Premises Server V6.1机器上，找到 \premises\API\lib，其中 为Premises server 的 Home 目录，Windows 操作系统下缺省为 C:\Program Files\IBM\RFID
  4. 在这个目录中，找到以下 JAR 文件：
     1. ibmrfid_premises_api_client.jar
     2. ibmrfid_premises_api_ejbClient.jar
     3. ibmrfid_premises_api_ws.jar
     4. ibmse_common_util.jar
     5. ibmrfid_premises_util.jar
     6. Rfid.jar
     7. xsdbeans.jar
  5. 将这些 JAR文件复制到工程目录中，确保您的Premises Server API工程的classpath包含这个目录。
  6. 在Websphere Premises Server V6.1 机器上，找到 /lib 和 /plugins 目录，其中 为 IBM Webpshere Application Server 的 Home 目录，缺省为 C:\Program Files\IBM\WebSphere\AppServer
  7. 将这两个目录下的所有 JAR 文件复制到 Premises Server API 工程中，确保您的 Premises Server API 工程的 classpath 包含这个目录。

     Dock Door Receiving代码实现示例

     本示例展示了如何使用Websphere Premises Server API来实现Dock Door Receiving应用场景。在下载本示例之后，我们需要使用 Eclipse 的导入功能将工程导入到Eclipse的workspace中。导入之后，就可以启用这个示例程序。下面介绍示例中使用的主要功能：

     • 获得并初始化PremisesAccess对象：

     static final String PremiseIP = new String("xxx.xxx.xxx.xxx"); static final String PremisePort = new String("9080"); PremisesAccess access; InvokePremisesAPI() { access = PremisesContext.getPremisesAccess(PremiseIP,PremisePort); }

     
     
     • 发送激活Location命令,调用这个命令后，阅读器开始工作，

     public void SetStartLocation (String LocationID) { try { access.startLocation(LocationID); } catch (PremisesAccessException e) { e.printStackTrace(); } }

     
     
     • 发送停止Location命令，调用这个命令后，阅读器停止工作：

     public void SetstopLocation (String LocationID) { try { access.stopLocation(LocationID); } catch (PremisesAccessException e) { e.printStackTrace(); } }

     
     
     • 读发送“接受”消息给阅读器

     public void SetSendAcceptToLightStack(String LocationID) { try { access.sendAcceptToLightStack(LocationID); }catch (PremisesAccessException e) { e.printStackTrace(); } }

     
     
     • 读发送“拒绝”消息给阅读器

     public void SetSendRejectToLightStack(String LocationID) { try { access.sendRejectToLightStack(LocationID); }catch (PremisesAccessException e) { e.printStackTrace(); } }