中间件——RFID系统的神经中枢

3RFID中间件的相关技术方案
为了克服由于传统客户/服务器模型的这些缺陷给系统应用带来的影响，一种新的结构出现了，这就是三层（N层）客户/服务器模型。三层客户/服务器结构构建了一种分割式的应用程序。系统对应用程序进行分割后，划分成不同的逻辑组件，主要分为三层：
用户服务层：提供信息浏览，服务定位。主要是实现用户界面，并保证用户界面的友好性、统一性。
业务处理层：实现客户的全部业务逻辑。
数据服务层：实现数据定义、存储、备份、检索等功能，主要有数据库系统实现。
这三个层次共同组成应用系统。使用这种模型，可以将系统需求划分成可以明确定义的服务，例如事务服务、名字服务等。将这些服务以组件的形式实现，一个组件可以实现系统中的一种或者多种服务，是这些服务的物理封装。根据系统的功能、性能等各方面的需求，系统管理员可以在网络上灵活的部署这些组件。并且根据业务的改动可以灵活的对这些服务组件进行修改，而不影响其它的组件，从而降低维护的费用。
另外，这些组件应该做成通用的，基于某一标准接口的，所以它们可以被重用，其他应用程序可以使用它们提供的应用程序接口调用组件，完成所需的操作。
这就是基于ORB的中间件模型。这种模型完全克服了传统的客户/服务器模型的缺点，具有可重用性、灵活性、可管理性、易维护性等一系列优良的特性。目前对ORB及其支撑环境--应用程序服务器的研究正是如火如荼，感兴趣的朋友想进一步了解，可以查阅相关文献和资料。
基于ORB的中间件模型虽然在性能上非常优异，但是目前在国内的应用远远没有达到普及的程度，应用最广泛的是基于Web数据库的中间件技术。下面进行一些探讨。
数据库中间件的工作原理示意图如下：
数据库中间件连接客户端程序（通常是应用程序）可数据库，为用户提供可靠便捷的数据库访问。举一个简单的例子：在一个局域网环境下，使用Delphi编写客户端应用程序，后台数据库使用MsNT4+SQLServer，在Delphi中，通过ODBC或者BDE连接到后台数据库。在此ODBC就是一种标准的数据库中间件，它是Windows操作系统自带的服务。BDE（BorlandDatabaseEngine）不是中间件，因为程序员虽然可以通过BDE和后台数据库相连，但是实际上BDE还是要通过ODBC的。后面提到的Web环境下的JDBC和ODBC类似，也是操作系统提供的标准数据库中间件。
这是一种传统的结构，这种结构有很多不足之处，例如有很"胖"的客户端，从而造成系统的可扩展性差等。我们要重点介绍的是基于Web的数据库中间件。下面是它的工作原理图：

这是目前得到广泛应用的一种标准结构。在这种结构中，用户使用标准的浏览器（如微软公司的IE）通过Internet和http协议访问服务方提供的Web服务器，Web服务器分析用户浏览器提出的请求，如果是页面请求，则直接用http协议向用户返回要浏览的页面。如果有数据库查询操作的请求（当然也包括修改、添加记录等），则将这个需求传递给Web服务器和数据库之间的中间件，由中间件再向数据库系统提出操作请求，得到结果后再返回给Web服务器，Web服务器把数据库操作的结果形成html页面，再返回给浏览器。
在这种结构下，有许多中间件方案可以选择：
（1）CGI（公共网关接口）
公共网关接口是一种Web站点上可以用来访问Web站点的用户交互的各种程序的标准，这里讲的交互主要是允许用户在浏览器上访问数据库，完成各种数数据库的操作。
支持CGI的平台非常广泛，而且开发者在开发CGI程序时，也可以采用任何一种语言，如Perl，C，C＋＋，vb，Delphi等。
CGI有个最大的缺点就是执行效率低，因为Web服务器都支持并发访问，对每个数据查询请求都要启动一个CGI的进程，这样极大的浪费服务器资源。
（2）ASP(ActiveServerPages)
ASP是一种开放的应用程序环境。它支持将Html脚本和可重用的ActiveServer组件结合在一起构建交互式网页。
所采用的技术主要是微软的组件技术（COM），通过组件ActiveDataObject（ADO）建立和数据库的连接。另外，ASP可以直接在Html文件中包含可执行的脚本，这样页面文件和脚本的开发就变成了一个过程。而在使用CGI的时候，程序和页面文件是要在不同的开发环境下进行开发的，这就导致了程序编制和修改的困难性。
（3）JSP（JavaServerPage）
近年来Java的流行想必大家都已经熟知了。Java是Sun公司开发的一种面向对象的程序设计语言，它和传统的程序设计语言不同，支持多线程控制，而且跨平台。Java为Internet应用带来了一场变革。
Sun公司提供了一种标准的访问数据库的Java应用程序接口：JDBC，JDBC定义了Java与数据库之间的接口类库，是Java语言中执行SQL语句的API。程序设计人员通过它可以方便的建立与数据库的连接，操纵数据库。
JSP综合了中间件和Java的优点：前者的优点在于可以使程序访问异构的数据库，而不必对应用程序作出改动，后者的优点在于具有平台无关行，不需要为不同平台编写不同的应用程序。也就是同样的程序可以在Windows环境下运行，也可以在Unix或者Linux下运行。
JSP的工作方式为：客户端浏览器首先访问Web服务器，从Web服务器上下载Java小程序Applet的字节码文件，以及相关类和JDBC接口的字节码文件。然后和Web服务器脱离，Applet根据数据库服务器的地址、端口号、帐号和数据库服务器连接，进行交互操作。由于JSP技术有可操作性、可维护性、安全性、高效性等一系列优良特性，因此和其他中间件技术相比，有很大的优势。
目前，JSP技术已经越来越广泛的应用到各行各业当中。

4RFID中间件的解决方案
随着沃尔玛、艾伯森和百思买等零售巨头发布命令，要求其顶级供应商在2005年底启用电子标签技术，国内的中小企业已开始面临如何满足这些巨头的供货要求。
就当前的供货要求来说还是比较简单的，譬如沃尔玛，其供货要求仅仅是需要供应商贴上EPC标签而言。但是，可以预见的将来，随着RFID技术和应用的不断成熟，其供货要求的苛刻程度会越来越高，譬如说，提供可供访问的EPCIS接口，提供在线产品信息访问能力，支持与ONS对接等诸多技术要求。
因此，如何有策略的、分阶段的、按部就班的在RFID技术上进行投资，在满足沃尔玛等巨头的供货要求的同时，逐步优化企业内部的业务流程，提高企业运作效率，实现更好的投资回报，是当前全球经济生态圈环境下的中国中小制造企业所需要充分考虑的。
其实，这些零售巨头的供货要求相当简单，你给我贴上EPC标签即可。为了达到这一目的，中小企业可以有多种方式来实施RFID技术。这里有三类方案，我们进行一下介绍和对比。
方案一，由行业部门提供统一的EPCIS维护、产品信息维护、ONS对接、EPC标签打印、EPC信息采集和访问等托管服务，而中小企业投资最小的软硬件配置，实现EPC标签的粘贴、EPC信息采集和访问。通过实施这一方案，可以满足近期和远期的供货要求，同时，对中小企业来说，RFID投资成本是最低的，基本上是一步到位的。不足之处在于，对中小企业的业务流程不会有更多的改进，也就是说，中小企业无法从RFID技术中获取更多的业务价值。本方案的实施无法由中小企业自身控制，需要行业部门牵头来组建这样的托管服务中心。
方案二，由行业部门提供统一的EPCIS维护、ONS对接，EPC信息采集等托管服务，而中小企业投资一定规模的软硬件配置，实现产品信息维护、EPC标签的打印、粘贴以及EPC信息的采集和访问。通过实施这一方案，同样可以满足近期和远期的供货要求，但和方案一一样，需要行业托管服务中心存在。对中小企业来说，可以利用RFID技术获得企业想要的业务价值，其投资成本会随着RFID技术在企业的展开会逐步增加。
方案三，中小企业各自进行软硬件投资，实现当前的供货要求。同时，为了解决长远的供货要求，需要采用一种开放、灵活、扩展的架构来实施RFID解决方案。而这一架构除了满足供货要求之外，可以反作用于企业内部的业务流程，优化其业务操作，使企业从RFID技术中获得最大的业务价值。但其投资成本相比于前两种解决方案是最大的。
4.1成本分析
中小企业当前和长远供货成本由硬件成本、软件成本和服务成本三部分构成（不考虑已有IT投资和IT维护成本）。
4.1.1方案一：成本构成主要依赖于行业托管服务中心提供的服务成本。
硬件成本：一台电脑（安装LINUX或WINDOWS操作系统），运行RFID边缘服务器和行业托管服务中心访问客户端）；一套RFID阅读器和多个天线（阅读器支持多个天线，多天线配置用来提高EPC标签读取率，实现产品发货的EPC信息采集）；EPC标签（GEN2或CLASS1等标签格式，取决于零售巨头的供货要求，其成本随发货数量递增）
软件成本：一套RFID边缘服务器（管理RFID阅读器，采集和发布EPC信息）；一套行业托管服务中心访问客户端（实现EPC信息输入到行业中心，由行业中心提供）
服务成本：行业托管服务费用（取决于服务级别和服务周期）
4.1.2方案二：部分依赖于行业托管服务中心的服务成本，部分依赖于企业信息系统的建设对RFID技术的要求。
硬件成本：一台电脑（安装LINUX或WINDOWS操作系统），运行RFID边缘服务器和行业托管服务中心访问客户端）；（可选）一台或多台服务器（安装WINDOWS，LINUX或UNIX），运行产品信息系统、仓储管理系统，运输管理系统，订单管理系统等企业信息系统，或多或少）；一套RFID阅读器和多个天线（阅读器支持多个天线，多天线配置用来提高EPC标签读取率，实现产品发货的EPC信息采集）；随着IT系统逐步建设要求，配置多套，实现产品从生产线，到仓库，企业内部运输等环节的EPC信息采集；EPC标签（GEN2或CLASS1等标签格式，取决于零售巨头的供货要求，其成本随发货数量递增）；一套RFID打印机（可支持在传送带上在线打印，取决于企业自身要求），实现EPC标签信息的打印；
软件成本：一套RFID边缘服务器供货定制版本（管理RFID阅读器和打印机，采集和发布EPC信息，EPC标签打印和确认）；一套行业托管服务中心访问客户端（实现EPC信息输入到行业中心，由行业中心提供）；产品信息系统，仓库管理系统等，取决于企业IT建设规划；
服务成本：行业托管服务费用（取决于服务级别和服务周期）；
4.1.3方案三：依赖于企业信息系统的建设。又可以分为近期和远期两种情况讨论。
在近期情况下，考虑近期成本如下：
硬件成本：一台电脑（安装LINUX或WINDOWS操作系统），运行RFID边缘服务器；一套RFID阅读器和多个天线（阅读器支持多个天线，多天线配置用来提高EPC标签读取率，实现产品发货的EPC信息采集）；EPC标签（GEN2或CLASS1等标签格式，取决于零售巨头的供货要求，其成本随发货数量递增）；一套RFID打印机（可支持在传送带上在线打印，取决于企业自身要求），实现EPC标签信息的打印；
软件成本：一套RFID边缘服务器供货定制版本（管理RFID阅读器和打印机，采集和发布EPC信息，EPC标签打印和确认）
在远期情况下，考虑远期成本如下：
硬件成本：多台电脑（安装LINUX或WINDOWS操作系统），运行RFID边缘服务器；多台服务器（安装WINDOWS，LINUX或UNIX），运行EPCIS系统，ONS对接系统，产品信息系统、仓储管理系统，运输管理系统，订单管理系统等企业信息系统，或多或少）；多套RFID阅读器和多个天线（阅读器支持多个天线，多天线配置用来提高EPC标签读取率）；随着IT系统逐步建设要求，实现产品从生产线，到仓库，企业内部运输等诸多环节的EPC信息采集；EPC标签（GEN2或CLASS1等标签格式，取决于零售巨头的供货要求，其成本随发货数量递增）；一套或多套RFID打印机（可支持在传送带上在线打印，取决于企业自身要求），实现EPC标签信息的打印；
软件成本：多套RFID边缘服务器（管理RFID阅读器和打印机，采集和发布EPC信息，EPC标签打印和确认）；一套或多套RFID企业服务器（管理和维护EPCIS，ONS对接）；一套或多套企业应用集成软件（实现与后端诸多业务系统对接）；产品信息系统、仓储管理系统，运输管理系统，订单管理系统等企业信息系统，或多或少，取决于企业IT建设要求；一套或多套企业门户软件（提供个性化，权限可控的门户展现）；
4.2结论
三种方案有着各自的优势，中小企业需要结合自身的信息系统建设要求，选择合适的解决方案。就目前来说，据笔者的了解，国内的行业托管服务中心还没有建设。不过，香港的GS1组织已开始实施建设托管服务中心的计划。