rfid网格连接物理世界和信息世界的桥梁

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1、RFID网格：连接物理世界和信息世界的桥梁作者：库涛、朱云龙、胡琨元发布时间：2009-03-18　　　　1、引言　　无线射频识别技术（RadioFrequencyIdentification,RFID）是利用射频信号通过空间耦合实现非接触信息传递，并通过所传递的信息达到识别目的一种自动识别技术。技术本身以其非接触、长距离，海量读写、移动多目标识别等优点得到了众多领域的广泛关注。随着无线射频技术（RFID）和传感器技术的进步，提供了巨大的感知、理解和管理物理世界的能力。　　目前RFID的研究领域除了相关的RFID读写器硬件、标签、标签天线等方面的外，主要集中在RFID中间件[3]系统的

2、设计和开发，RFID中间件处于设备层和应用层之间，主要的目的是屏蔽底层设备的复杂性并集中的处理和存储自动获取的数据，为上层应用提供直接访问的抽象数据接口、设备接口和其他管理接口，使得上层应用直接利用RFID设备和数据，而不必关心具体的设备和数据处理方法。目前RFID中间件系统的开发主要基于传统的构件技术，如CORBA,COM和EJB，一些商业的中间件系统也提供了基于边件的实现方案[6]，如IBM的RFIDController.这些构件方案基本实现了RFID设备管理和数据处理的基本功能，但是未能考虑在一个具有复杂网络资源、计算资源、大量多种类设备、海量数据捕获与处理的环境中如何能充分利用

3、各种资源，提供自适应，自修复和自优化的系统方案。同时，目前RFID应用大多集中在企业内部闭环应用和一些独立的系统，如铁路车辆监控、门禁系统和检票等[2]。　　随着RFID应用规模的扩大，传感器技术和普适计算的发展，迫切的需要新的RFID软件系统可以在分布式环境下，联合多种RFID设备、传感器设备，实现异构环境下物理世界和信息世界的无缝桥接，而网格计算（GridComputing）[1]和面向服务体系架构[2]的出现正适合这种系统的实现。网格是一个可以被动态发现的和配置的分布式、异构资源集合，并可以将地理分布的计算资源连接起来，从而在多个虚拟组织之间进行数据共享和透明访问。很多学者也提出

4、了有关传感器网格方面的研究，如文献[8]提出了传感器网络和网格计算的集成体系结构，文献[7]提出了传感器网格方面的优化算法等，RFID和传感器有相同的方面，也有本质的区别，例如RFID系统不需要考虑节点的能量消耗、时间同步等。在文献[9]中我们提出了一个RFID和传感器网络的集成体系。在RFID技术和网格计算的融合方面还没有相关的研究成果。　　总之，RFID技术的发展和开放系统集成的需求必须使得所构建的RFID系统在桥接物理世界和信息世界上具有以下五种能力：　　　　第一、必须具有高的数据获取和处理的性能：RFID系统的本质具有更大的识读范围、识读速度和海量数据处理能力，这就需要联合靠近

5、数据源的多个计算资源能够联合处理和负载均衡，从而避免海量数据涌入系统造成性能降低。　　　　第二、必须具有高的设备管理可扩展性：RFID系统运行环境是包含多种设备的一个动态的分布式设备环境。这就需要系统可以实现多类型设备的即插即用、容错恢复，同时能有效的对设备进行虚拟分组，避免冲突发生。　　　　第三、必须具有高的网络系统可伸缩性：在物流供应链应用中，网络所连接的RFID设备数量是非常巨大的，这就需要网络系统具有水平和垂直的高扩展能力，以用来处理巨大的网络通信，并且可以进行及时的数据存储和转发。　　　　第四、必须具有RFID资源的可发现性和可获得性：在RFID系统中用于产生数据、捕获数据和

6、集成数据的各种硬件和软件构件被看作是一种RFID资源，这些资源应该可以在任何时间、任何地方被获得和利用，基于按需请求的（拉），实时事件方式（退）的方式提供数据和资源。这就要求资源提供方和资源请求方在满足一定约束的前提下保证完成任务，因此必须具有质量服务和服务级协议。　　　　第五、必须能够在多企业间共享RFID资源和RFID信息。在RFID应用中涉及到多个企业，多个业务过程和多种RFID资源，这就要求彼此之间可以动态的发现RFID资源进行信息交换，并且实现RFID原始标签数据到业务数据的关联和映射。　　在以上简要分析的基础上，本文结合面向服务的体系结构和网格计算理论提出了RFID网格体系

7、-RFGrid，RFID网格由多个容器节点组成虚拟节点，在多个虚拟节点的基础上构成了虚拟组织，每个容器节点由网格服务运行基础设施和网格服务构件所组成，网格服务运行基础设施实现了基于容器结构的服务构件运行环境、部署环境和生命周期管理，同时提供了透明的计算资源、网络资源和存储资源的服务化管理。网格服务构件封装了基本的RFID业务逻辑操作（适配、过滤和转发等），并提供了构件之间装配和互操作接口。通过容器节点的动态集群构建了多个虚拟节点，多个虚拟节点组