RFID中间件的研究与实现

论文摘要

无线射频识别（RFID）是新一代识别技术的代表,被全球高科技领域誉为最有市场前景的技术之一。它的应用领域非常广泛,包括产品质量安全跟踪、物流仓储管理,零售及供应链管理,航空行李管理、自动化等各个领域。随着RFID技术研究的不断深入和应用逐步拓展,作为RFID应用必不可少的中间环节,RFID中间件设计成为了业界研究的热点。RFID中间件可以为企业信息系统提供实时有效、可靠的标签信息,减轻信息系统的负担。虽然RFID技术在很多领域得到了广泛应用,但其中间件技术还没有完全成熟,未形成一个统一的标准和体系。目前RFID中间件技术还存在以下问题:对不同协议读写器的兼容性差、大量标签管理和过滤技术有待提高、标签信息安全性较差和标签空间利用率低。针对这些问题,本文研究出一套普遍适用的RFID中间件,将促使RFID得到更广泛的应用。本文提出了基于底层通信协议的RFID中间件概念,开发了基于COM+的RFID（CRFID）中间件。本文详细研究了各种RFID设备的底层通信协议和命令格式,在不使用RFID生产商提供的开发包基础上通过串口和网口发送命令控制读写器。在系统结构方面采用了基于COM+技术的分布式设计,使系统具有较高的可扩展性和应用无关性。在标签过滤方面,系统通过设定时间窗来过滤读取标签产生的事件和数据。在数据安全策略方面采用了双层保护机制,一方面给读写器赋予相应的权限,在读写的时候验证读写器的身份;另一方面进行数据加密和解密,使数据更加安全可靠。本文在加密算法上进行了一定的研究和改进,增强了中间件的安全等级,同时符合标签读写的效率要求。最后,针对标签容量要求较高的行业应用（如航空物流、托盘一贯制等）,本文的CRFID中间件增加了标签数据压缩功能,有效利用了标签空间,降低了企业成本。本文在最后对CRFID中间件进行了实验和应用测试。测试结果表明CRFID中间件能与WMS系统进行良好的对接,各部分功能均得到验证,读取准确性达到100%。通过使用中间件对标签进行过滤,减轻了上层应用系统的负担。本中间件使非法读写器无法读取标签内容,对标签信息起到了很好的保护作用,整个系统具有较好的稳定性和可扩展性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 RFID中间件研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 研究的目的和意义
• 1.4 本文主要研究内容及结构
• 第二章 RFID及其中间件概述
• 2.1 RFID的系统组成
• 2.2 RFID的工作原理
• 2.3 中间件概述
• 2.3.1 中间件的定义
• 2.3.2 中间件的技术标准
• 2.3.3 中间件的分类
• 2.4 RFID中间件模型
• 2.4.1 标准中间件模型
• 2.4.2 ALE模型规范
• 2.4.3 RFID中间件的发展过程
• 2.4.4 RFID中间件的分类和功能
• 2.5 本章小结
• RFID中间件架构设计'>第三章 C_RFID中间件架构设计
• RFID系统需求分析'>3.1 C_RFID系统需求分析
• RFID功能结构设计'>3.2 C_RFID功能结构设计
• RFID系统架构设计'>3.3 C_RFID系统架构设计
• 3.4 通信管理结构设计
• 3.5 数据管理结构设计
• 3.5.1 标签过滤分析
• 3.5.2 中间件数据安全分析
• 3.5.3 标签数据压缩和解压设计
• 3.5.4 数据管理模块架构设计
• RFID中间件应用程序接口模块'>3.6 C_RFID中间件应用程序接口模块
• 3.7 本章小结
• RFID中间件实现'>第四章 C_RFID中间件实现
• 4.1 COM+技术
• 4.2 通信管理模块详细设计
• 4.2.1 串口和网口通信设计
• 4.2.2 系统基本功能设计
• 4.2.3 读写器操作实现
• 4.2.4 数据库实现
• 4.3 数据管理模块详细设计
• 4.3.1 过滤算法和程序设计
• 4.3.2 标签数据加密算法设计和实现
• 4.3.3 标签数据压缩算法及实现
• 4.4 应用程序接口模块详细设计
• 4.5 本章小结
• 第五章 系统测试
• 5.1 测试环境的选择与搭建
• 5.1.1 硬件环境配置
• 5.1.2 软件环境配置
• 5.2 测试项目与测试指标
• 5.2.1 多读写器的管理与控制测试
• 5.2.2 标签读写测试
• 5.2.3 读写安全性测试
• 5.2.4 标签数据压缩测试
• 5.2.5 系统整体稳定性测试
• 5.3 测试结果与分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 对今后研究的展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表