无线射频识别中间件技术

图4 报告信息模型图

其中，事件报告组类(ECReports)拥有如下属性：规则名称(specName)、时间上报时间(date)、事件周期时长(totalMilliseconds)、事件周期结束条件(terminationCondition)、规则定义类实例(spec)、一个或者多个报告类的实例列表(reports)。

报告类(ECReport)中包含了具体的标签数据信息。

(3) 标签清点API

应用系统下发的定义规则、预订数据等请求，以调用中间件提供的API的方式完成。API调用过程可采用Java RMI、SOAP等相关具体技术实现，其中最重要的API参见表1。

表1 标签清点应用程序接口

其中，poll操作相当于subscribe操作收到一个事件周期的数据之后调用unsubscribe操作；immediate操作相当于define操作定义规则之后，调用poll操作，然后调用undefine操作。

(4) 规则状态机模型

规则从其定义开始，可能存在于3种状态：未被请求状态(Unrequested)、已被请求状态(Requested)、激活状态(Active)。

当规则创建之后，还没有被任何客户端(即应用系统)预订，规则处于Unrequested状态；对规则的第一个预订动作将使规则跃迁到Requested状态；当事件周期开始条件满足时，规则进入Active状态；当事件周期结束条件满足时，如果规则存在预订者，则跃迁到Requested状态，否则跃迁到Unrequested状态。

3、中间件系统架构

中间件系统作为一个软件系统(或称组件)，在实现一定功能、性能要求之外，可理解性、可扩展性、可修改性(或称可重构性)、可插入性、可重用性等质量属性都将作为软件设计的要求被提出来。

近十余年来，面向对象思想几乎全面占领软件设计领域，成为最主流的分析、设计方法。而近数年来，对设计模式的研究也已日臻完善，模式几乎已成为一种"更高级编程语言"(相比于Java、C++等高级编程语言)被广泛应用。

面向对象思想、设计模式都是以实现软件的可理解、可扩展、可修改、可插入、可重用等目标为己任的，本文也将应用面向对象思想、参考模式语言，对中间件的软件架构做一个初步的探讨，下文的例子如涉及高级编程语言，均采用Java语言[2]。

3.1 封装、隔离处理流程中的各个节点

将中间件的业务流程中的各个节点分作不同模块处理，可以获得封装、高内聚、低耦合等优势，参见图5。

图5 中间件系统模块划分图

其中，报告上传模块，负责实现不同类型的报告上传方式，如HTTP、JMS等；API接口模块，负责隔离应用系统和中间件核心业务逻辑处理模块，向应用系统提供中间件API接口；中间件核心业务逻辑处理模块，负责中间件核心业务，包括数据接收过滤、数据分组、报告生成、规则对象的状态跳转等；阅读器通信模块，负责中间件系统与阅读器的通信。

3.2 门面模式、工厂模式对外部暴露API接口

为了避免后台应用系统，即中间件的客户端过分耦合，采用门面模式(Facade)对系统内部、外部实现清晰的隔离。处理流程可参见图6所示的序列图。客户端仅仅与Facade类建立联系，如果Facade接口定义得足够清晰，客户端可以对中间件的内部实现一无所知，这体现了面向对象中的封装性。

图6 客户端调用APT序列图

类的设计参见源代码示例，从中可以看出，采用简单工厂模式(Simple Factory)能够在客户端不知情的情况下，灵活地替换API实现类的版本。中间件API接口清晰地定义了中间件提供的操作，客户端只须知道工厂类(APIFactory)能够得到中间件API接口的实例即可。

中间件API接口MiddlewareAPI：

publicinterfaceMiddlewareAPI{
void define(String specName, ECSpec spec);
void undefine(String specName);
void subscribe(String specName, String uri);
void unsubscribe(String specName, String uri);
EPCReports poll(String specName);
EPCReports immediate(ECSpec spec);
}

工厂类APIFactory：

publicclassAPIFactory{
publicstaticMiddlewareAPIgetAPIInstance(){
}
}

API的实现类A：

publicclassClient{
publicstaticvoidmain(String[] args) {
MiddlewareAPI api = APIFactory.getAPIInstance();
api.define(a new spec, new EPCSpec());
}
}

3.3 状态模式模拟规则的状态机

规则在其生命周期中拥有不同的状态，在每个状态对一系列操作都有着不同的表现，于是可以利用状态模式(state)来模拟规则的状态机，将不同状态的不同表现作为可变化因素封装起来，参见代码示例。

规则状态接口ECState：

publicinterfaceECState{
voidsubscribe(StringspecName,String uri);
voidunsubscribe(StringspecName,String uri);
EPCReportspoll(StringspecName);
}

未被请求状态类ECStateUnrequested：

publicclassECStateUnrequestedimplements ECState {
}

已被请求状态类ECStateRequested：

publicclassECStateRrequestedimplements ECState {
}

激活状态类ECStateActive：

publicclassECStateActiveimplements ECState {
}

规则类ECSpec：

publicclassECSpec{
privateECStatestate;
publicECStategetState(){
return state;
}
publicvoidsetState(ECStatestate) {
this.state = state;
}
}

这样，在针对规则实施相应操作的时候，就可以直接把相应操作委派给其状态属性(ECState)去做即可。比如，ECSpec的subscribe操作，只需一行代码"state.suscribe(specName, uri);"即可。其中，specName、uri为临时变量，具体取值在方法调用之前确定。

由面向对象的多态性特征，根据state字段目前所指向的对象来动态确定由ECState接口的哪一个具体的实现类的代码来完成工作。ECState接口的实现类根据实际情况确定是否需要在处理过程中修改ECSpec对象的状态属性(state)，此处在应用状态模式时，需要设计多个定时器类来辅助状态机的跳转。

3.4 策略模式切换多种报告上传、命令下发方式

事件周期结束之后，中间件需要组装报告上传给规则的预订者，即应用系统。上传的方式有多种，如HTTP、Socket、JMS等等。中间件的核心逻辑处理模块不应该关心具体的上传技术，相应工作应交给报告上传模块来做，核心逻辑处理模块只须完成自己的工作，然后把一定格式的数据通过报告上传模块发送，参见代码示例。

报告发送接口ReportSender：

publicinterfaceReportSender{
voidsendReport(ECReportsreports);
}

通过Http方式发送报告的ReportSender接口实现类ReportSenderByHttp：

publicclassReportSenderByHttpimplements ReportSender {
public void sendReport(ECReports reports) {
}
}

通过Socket方式发送报告的ReportSender接口实现类ReportSenderBySocket：

publicclassReportSenderBySocketimplements ReportSender {
publicvoidsendReport(ECReportsreports) {
}
}

通过JMS方式发送报告的ReportSender接口实现类ReportSenderByJms：

publicclassReportSenderByJmsimplements ReportSender {
publicvoidsendReport(ECReportsreports) {
}
}

报告发送示例客户端类

SendReportWorker：

publicclassSendReportWorker{
privateReportSendersender;
privateECReportsreports;
publicvoidsetReports(ECReportsreports) {
this.reports = reports;
}
publicstaticvoidmain(String[] args) {
SendReportWorker worker = new
SendReportWorker();
worker.sender.sendReport(reports);
}
publicvoidsetSender(ReportSendersender) {
this.sender = sender;
}
}

这样，发送消息的工人类可通过设置ReportSender的实例来灵活设置其发送方式。

同样，中间件的清点命令下发，即中间件与阅读器之间的接口，也存在多种方式，如Socket、SOAP等，也可采用类似的设计。

3.5 观察者模式处理上报消息

阅读器的消息上报转换为消息对象，对消息对象的接收、分发可采用经典的观察者模式实现。