全球最大的零售業(yè)巨頭沃爾瑪，2003年曾要求指定的100家供應(yīng)商在2005年1月1日起要對所有的商品全部使用RFID識(shí)別標(biāo)簽和讀卡器，并要求識(shí)別標(biāo)簽的認(rèn)讀率達(dá)到100％。這一表態(tài)，曾震動(dòng)了整個(gè)物流和零售業(yè)界。雖然最近沃爾瑪對使用無線射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification，RFID)的最后期限作了微調(diào)，但不少業(yè)界人士預(yù)言，RFID電子標(biāo)簽的廣泛應(yīng)用，正與電子供應(yīng)鏈緊密聯(lián)系，有可能在幾年內(nèi)取代條形碼掃描技術(shù)，給零售、物流業(yè)乃至全球供應(yīng)鏈管理帶來革命性變革。

    RFID被認(rèn)為是未來5年改變?nèi)祟惿�活的一�?xiàng)重大技術(shù)。RFID技術(shù)的推廣和普及將對制造、物流、零售以及電子信息等諸多產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生廣泛深遠(yuǎn)的影響，并日益成為世界各工業(yè)大國重點(diǎn)發(fā)展的核心產(chǎn)業(yè)。隨著薄、小、低成本RFID的問世，將來RFID標(biāo)記不僅會(huì)被嵌入幾乎所有的物件中取代條形碼，而且還會(huì)越來越多地集成于網(wǎng)絡(luò)之中，用于各個(gè)領(lǐng)域，成為網(wǎng)絡(luò)社會(huì)無所不在的一個(gè)基本工具。

    為了保持企業(yè)競爭力，許多企業(yè)投資者都設(shè)法促使RFID技術(shù)能順利地應(yīng)用在業(yè)務(wù)內(nèi)。不過由于將RFID設(shè)備與企業(yè)后端系統(tǒng)(如：SCM系統(tǒng)，各種技術(shù)背景的ERP系統(tǒng))之間的整合耗費(fèi)不菲且技術(shù)復(fù)雜，使得許多企業(yè)對應(yīng)用RFID技術(shù)采取了謹(jǐn)慎的態(tài)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(shù)的中間件軟件，能解決技術(shù)和成本這兩方面的問題，打消了企業(yè)決策者的憂慮，加速了RFID技術(shù)應(yīng)用推廣這一進(jìn)程。本文將介紹RFID技術(shù)，研究RFID中間進(jìn)架構(gòu)以及如何利用RFID中間件平臺(tái)來開發(fā)RFID應(yīng)用系統(tǒng)，并給出一個(gè)在IBM RFID中間件軟件平臺(tái)上開發(fā)的倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)的實(shí)例。

1 RFID技術(shù)簡介

    RFID射頻識(shí)別技術(shù)是從20世紀(jì)80年代走向成熟的一項(xiàng)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。射頻識(shí)別技術(shù)與IC卡有著密切的關(guān)系。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在電子數(shù)據(jù)載體(稱應(yīng)答器)之中。然而，應(yīng)答器的能量供應(yīng)以及應(yīng)答器與閱讀器之間數(shù)據(jù)交換不是通過電流的觸點(diǎn)接通而是通過磁場或電磁場，這方面采用了無線電和雷達(dá)技術(shù)。射頻識(shí)別是無線電頻率識(shí)別的簡稱，即通過無線電波進(jìn)行識(shí)別。

    目前廣泛應(yīng)用的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)主要是條碼、IC卡和射頻卡技術(shù)。條碼成本最低，適用于需求量大且數(shù)據(jù)不必更改的場合(如商品包裝)，但它較易磨損，數(shù)據(jù)不能更改，且數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量很小，采集速度和有效率都很有限；IC卡數(shù)據(jù)安全性好，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量很大，但是由于它的觸點(diǎn)暴露在外面，觸點(diǎn)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(yōu)點(diǎn)就在于非接觸，抗干擾能力很強(qiáng)，不受環(huán)境影響，因此完成識(shí)別工作時(shí)無須人工干預(yù)，可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)目標(biāo)，操作快捷方便。它們的比較如表1。

表1 3種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的比較

    射頻識(shí)別系統(tǒng)至少應(yīng)包括以下兩個(gè)部分：讀寫器和電子標(biāo)簽(或稱射頻卡、應(yīng)答器等)。另外還應(yīng)包括天線，主機(jī)等。一般由應(yīng)答器和閱讀器兩部分組成。RFID系統(tǒng)在具體的應(yīng)用過程中，根據(jù)不同的應(yīng)用目的和應(yīng)用環(huán)境，系統(tǒng)的組成會(huì)有所不同，但從RFID系統(tǒng)的工作原理來看，系統(tǒng)一般都由信號(hào)發(fā)射機(jī)、信號(hào)接收機(jī)、發(fā)射接收天線幾部分組成。

2 RFID中間件架構(gòu)

    RFID中間件就是利用已經(jīng)成熟的企業(yè)級(jí)中間件技術(shù)將其延伸到RFID產(chǎn)業(yè)鏈中，類似于中間件在分布式信息系統(tǒng)中的作用一樣，RFID中間件在RFID產(chǎn)業(yè)鏈中同樣起著承上啟下的作用：它是介于前端RFID設(shè)備(如：射頻識(shí)別閱讀器、event伺服器)與后端數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用軟件(如SCM系統(tǒng)、各種技術(shù)背景的ERP系統(tǒng))中間，提供程序管理、資料過濾與匯集、事件管理、安全管理、網(wǎng)絡(luò)管理等機(jī)制，是支持RFID應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)和運(yùn)行的支撐軟件，能為RFID應(yīng)用構(gòu)建了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的平臺(tái)，一方面屏蔽了芯片、標(biāo)簽、讀寫器等RFID硬件設(shè)備以及操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等的差異，提供了高安全、高性能、高擴(kuò)展性、可管理性等方面的可靠保障；另一方面有效驅(qū)動(dòng)后端的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)形成統(tǒng)一的協(xié)調(diào)運(yùn)作。

    2.1 RFID中間件的結(jié)構(gòu)介紹

    目前提供RFID中間件平臺(tái)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(jié)構(gòu)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(wù)器兩部分。Edge controller主要負(fù)責(zé)與RFID硬件設(shè)備之間的通信，對RFID讀寫器所提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾、整合，將其提供給Premises Server。Premises Server充當(dāng)了所有RFID設(shè)備信息采集的匯合中心，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并與企業(yè)后臺(tái)管理系統(tǒng)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(shù)據(jù)庫等部分組成。Edge controller與Premises Server之間采用發(fā)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(gòu)

    2.2 RFID中間件數(shù)據(jù)流向

    Reader獲得標(biāo)簽數(shù)據(jù)之后將其發(fā)布到Microbroker Bus上；Controller和Filter訂閱了標(biāo)簽數(shù)據(jù)這一主題，就從Microbroker Bus上得到數(shù)據(jù)，F(xiàn)ilter對數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，忽略重復(fù)的標(biāo)簽信息，將正確的標(biāo)簽信息的頭信息去掉，然后將處理后的標(biāo)簽數(shù)據(jù)(Pallet Tag)發(fā)布到Microbroker Bus上。Premises Server訂閱了Pallet Tag這一主題，就從Microbroker Bus上獲得數(shù)據(jù)，然后將其提供給WAS。WAS中的消息驅(qū)動(dòng)Bean對數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步過濾、整理，將數(shù)據(jù)通過MQ以XML的格式提供給企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)。

3 RFID中間件在倉儲(chǔ)管理的應(yīng)用

    現(xiàn)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(xiàn)出信息化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化等發(fā)展趨勢。倉儲(chǔ)管理是對物流過程中貨物的儲(chǔ)存以及由此帶來的商品包裝、分揀、整理等活動(dòng)進(jìn)行的管理。倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)是提高物流管理效率的重要途徑，通過實(shí)現(xiàn)RFID技術(shù)與倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)的結(jié)合，使得RFID數(shù)據(jù)可在整個(gè)物流供應(yīng)鏈中得到全面應(yīng)用，而提高整個(gè)物流供應(yīng)鏈的效率。

    利用上述RFID中間件來構(gòu)建RFID應(yīng)用系統(tǒng)簡單而快速。RFID中間件在倉儲(chǔ)管理應(yīng)用的結(jié)構(gòu)如圖2所示。該系統(tǒng)采用J2EE的架構(gòu)在IBM WebSphere平臺(tái)上開發(fā)。建立一個(gè)具有共享性和整合性的數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)，對Premises Server所提供的數(shù)據(jù)(XML格式)進(jìn)行處理，存儲(chǔ)和管理所有的RFID數(shù)據(jù)，應(yīng)用系統(tǒng)的其他部分直接對數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)操作，能夠通過EPC(Electronic Product Code)網(wǎng)及Internet網(wǎng)被供應(yīng)鏈上其它應(yīng)用節(jié)點(diǎn)訪問。應(yīng)用系統(tǒng)與中間件之間采用企業(yè)服務(wù)總線的方式進(jìn)行通信。該應(yīng)用系統(tǒng)主要工作包括3部分：設(shè)置，解除Tag ID與EPC碼關(guān)聯(lián)、出，入庫操作、與原WMS(Warehouse Management System)整合。

圖2 RFID中間件在倉儲(chǔ)管理應(yīng)用的結(jié)構(gòu)

    3.1 設(shè)置，解除TagID與EPC碼關(guān)聯(lián)

    設(shè)置/解除Tag ID與EPC碼關(guān)聯(lián)，主要是將標(biāo)簽的Tag ID與對應(yīng)產(chǎn)品的EPC碼建立，取消關(guān)聯(lián)。同時(shí)還有設(shè)置EPC屬性的功能：把EPC碼對應(yīng)產(chǎn)品屬性數(shù)據(jù)寫入EPC IS(EPC Information Service)，將EPC IS在EPC網(wǎng)中注冊。供應(yīng)鏈上其它節(jié)點(diǎn)可以通過EPC網(wǎng)的ONS(Object Name Service)系統(tǒng)訪問到此EPC IS。在設(shè)置EPC屬性的時(shí)候先將一類商品的共同信息存入EPC IS，設(shè)置單件商品的屬性所對應(yīng)的商品類別的繼承屬性，在建立關(guān)聯(lián)的同時(shí)，再將每件商品的特征信息寫入EPC IS。利用繼承的關(guān)系，就可得到每件商品的全部信息。如同一種型號(hào)的空調(diào)，它們的功率、生產(chǎn)廠家、廠家地址等都是一樣的，這就是它們的共性。這種型號(hào)的每件空調(diào)都可繼承這些屬性，同時(shí)也有自己的特性，如出廠日期等。

    3.2 出/入庫操作

    貨物進(jìn)出倉庫時(shí)，通過掃描貨物標(biāo)簽，得到標(biāo)簽的Tag ID，根據(jù)Tag ID與EPC碼的關(guān)聯(lián)關(guān)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(shù)量等信息。將此數(shù)據(jù)信息與入庫/出庫單據(jù)進(jìn)行核對。一旦數(shù)據(jù)有出入，就會(huì)及時(shí)提醒。如果正確則進(jìn)行入庫/出庫操作，入庫時(shí)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(shù)據(jù)庫。出庫時(shí)修改貨物的庫存狀態(tài)，如果庫存數(shù)量少于標(biāo)準(zhǔn)值則提醒向供應(yīng)商追加訂貨。

    3.3 與原WMS整合

    修改原WMS系統(tǒng)的出/入庫操作，將RFID數(shù)據(jù)寫入原WMS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，使RFID數(shù)據(jù)為原WMS系統(tǒng)所用，實(shí)現(xiàn)RFID系統(tǒng)與原WMS系統(tǒng)的整合。原WMS系統(tǒng)的其他功能模塊都可直接使用(如查詢、管理)。

4 總結(jié)

    RFID中間件既提供了與RFID硬件設(shè)備的溝通界面，又提供了與企業(yè)級(jí)應(yīng)用進(jìn)行深度整合的溝通界面，還實(shí)現(xiàn)了中間件標(biāo)準(zhǔn)處理模塊及用戶自定義模塊等幾方面的功能。在開發(fā)企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)應(yīng)用業(yè)務(wù)需求，通過RFID中間件提供的接口可以很容易地將RFID服務(wù)平臺(tái)與企業(yè)管理系統(tǒng)整合到一起，加快了企業(yè)RFID應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)建速度，提高了建設(shè)效率，從整體上降低開發(fā)、運(yùn)行和維護(hù)RFID應(yīng)用系統(tǒng)的總成本；而且企業(yè)應(yīng)用(如企業(yè)倉庫管理、供應(yīng)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(jīng)濟(jì)效益。

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本文標(biāo)題：RFID中間件及其倉儲(chǔ)管理的應(yīng)用

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