IBM：RFID是物理世界与IT系统的桥梁

本文将在介绍RFID技术基本知识，RFID的标准化组织以及IBM RFID中间件解决方案的基础上，重点介绍使用RFID技术和SOA技术对用户的系统进行整合，这种整合将从传统层面的IT系统之间的整合到用户生产系统，供应链系统进行端到端的整合。最后辅以IBM使用RFID技术的成功案例。

随着竞争的越来越激烈，各个企业都在节约成本，提高工作效率上下功夫。系统整合是企业提高效率的主要方法之一，但是各企业的系统整合一直停留在IT系统本身上。RFID 技术作为把物理世界与现有的 IT 系统联系起来的桥梁，可以将企业的生产，供应系统与企业的IT系统有效的整合在一起。能极大的提高企业的工作效率，增强企业的竞争力。本文将在介绍 RFID 技术基本知识，RFID 的标准化组织以及 IBM RFID 中间件解决方案的基础上，重点介绍使用 RFID 技术和 SOA 技术对用户的系统进行整合，这种整合将从传统层面的 IT 系统之间的整合到用户生产系统，供应链系统进行端到端的整合。最后辅以 IBM 使用 RFID 技术的成功案例。

1. RFID技术介绍

RFID（Radio Frequency Identification）无线射频识别技术是一种非接触的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）传输特性，实现对被识别物品的自动识别。射频识别系统一般由两个部分组成，即电子标签（Tag or Transponder）和阅读器（Reader）。在RFID的实际应用中，电子标签附着在被识别的物体上（表面或内部），当带有电子标签的被识别物品通过其可识别范围时，阅读器自动以无接触的方式将电子标签中的约定识别信息取出来，从而实现自动识别物品或者自动收集物品标志信息的功能。读头系统包括读头和天线，有的读头将天线和读头模块集成在一个设备单元中。

图 1.1 RFID基本工作原理

RFID的基本工作原理如图1.1所示，阅读器发射电磁波，而此电磁波有其辐射范围，当电子标签进入此电磁波辐射范围内，电子标签将阅读器所发射的微小电磁波能量存储进而转换成电路所需的电能，并且将存储的识别资料以电磁波的方式传送给阅读器作确认及后续之控制动作。

发生在阅读器和电子标签之间的射频信号的耦合类型有两种:

1) 电感耦合。变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电磁感应定律。这种方式一般适合于中、低频工作的近距离射频识别系统。典型的工作频率有：125kHz，225kHz和13.56MHz。识别作用距离小于1m，典型作用距离为10至20cm。

2) 电磁反向散射耦合。雷达原理模型，发射出去的电磁波，碰到目标后反射，同时携带回目标信息。依据的是电磁波的空间传播规律。这种方式一般适合于高频、微波工作的远距离射频识别系统。典型的工作频率有：433MHz，915MHz，2.45GHz和5.8GHz。识别作用距离大于1m，典型作用距离为3至10m。

电子标签是指由IC芯片和无线通信天线组成的无线通信IC和天线组成的模块超微型的小标签。标签中一般保存有约定格式的电子数据，在实际应用中，无线标签附着在待识别物体的表面。存储在芯片中的数据，可以由阅读器以无线电波的形式非接触地读取，并通过阅读器的处理器，进行信息解读并进行响应管理。

电子标签一般分为两种：主动式（Active）标签和被动式（Passive）标签。

1) Active标签动力来自于内部电池，是典型的可读写设备. 使用电池意味着一个密封的Active标签寿命是有限的。尽管如此，一个与低功率集成电路电路相配的电池通常保证使用10年或更长时间，这与使用环境温度，读写次数等有关。通常Active标签与Passive 标签相比传送距离更长，抗噪声更好，使用相同频率时数据传输速率更高，但体积较大，价格较高。

2) Passive标签没有内部电池，从读码器发射的无线电波中获取动力。 它比Active标签轻便、便宜、寿命长，但它的传送距离短且需要更高功率读码器，它的灵敏度和定位性能受限于读码器。存储数据的容量和抗噪声性能都有限。

阅读器是RFID系统中的重要部分之一。我们通过计算机应用软件来对射频标签写入或读取其所携带的数据信息：由于标签的非接触性质，因此，我们必须借助于位于应用系统与标签之间的读头来实现数据读写功能。

阅读器主要完成以下功能：

1) 阅读器和标签之间的通信功能：在规定的技术条件下，读头与标签之间可以进行通信。读头与计算机之间可以通过标准接口如RS232，RJ45，802.11b 等进行通信。阅读器可以通过标准接口与计算机网络连接。

2) 能够在读写区内实现多标签同时识读，具备防冲撞功能。

3) 适用于固定和移动标签的识读。

4) 能够校验读写过程中的错误信息。

5) 对于有源标签，能够表示电池相关信息，如电量等。

RFID的标准化组织基本分为两个技术阵营，一个是总部设在美国麻省理工学院的 AutoIDCenter，另一个是日本的UID。前者的领导组织是美国的EPCGlobal，提出了EPC电子产品的编码标准。旗下有沃尔玛集团，英国Tesco等100多家欧美的零售流通企业，同时有IBM，微软，飞利浦，Auto-IDLab等公司提供技术研究支持。后者主要由日本厂商组成，有日本电子厂商，信息企业和印刷公司等，总计达352家，该识别中心实际上就是日本有关电子标签的标准化组织，提出了UID编码体系。目前中国也有信息产业部及国家标准化管理委员会在着手制定中国的RFID标准。

2. RFID中间件剖析

RFID技术可以广泛运用于企业系统的整合以及企业与企业之间的整合，这种整合包括对物理世界也就是生产系统的整合以及对企业商业系统的整合。然而对于这种整合，RFID中间件扮演RFID标签和应用程序之间的中介角色，使用RFID中间件所提供的通用的应用程序接口（API），即能连到RFID阅读器，读取RFID标签数据。与企业的后台IT系统进行无缝的连接。

2.1 RFID中间件特点

一般来说，RFID中间件具有下列的特色：

1) 独立于架构：RFID中间件独立并介于RFID阅读器与后端应用程序之间，并且能够与多个RFID阅读器以及多个后端应用程序连接，以减轻架构与维护的复杂性。

2) 数据流：RFID的主要目的在于将实体对象转换为信息环境下的虚拟对象，因此数据处理是RFID最重要的功能。RFID中间件具有数据的搜集、过滤、整合与传递等特性，以便将正确的对象信息传到企业后端的应用系统。

3) 处理流：RFID中间件采用程序逻辑及存储再转送（Store-and-Forward）的功能来提供顺序的消息流，具有数据流设计与管理的能力。

4) 标准：RFID为自动数据采样技术与辨识实体对象的应用。EPCglobal目前正在研究为各种产品的全球惟一识别号码提出通用标准，即EPC（产品电子编码）。EPC是在供应链系统中，以一串数字来识别一项特定的商品，通过无线射频辨识标签由RFID阅读器读入后，传送到计算机或是应用系统中的过程称为对象命名服务（Object Name Service，ONS）。对象命名服务系统会锁定计算机网络中的固定点抓取有关商品的消息。EPC存放在RFID标签中，被RFID阅读器读出后，即可提供追踪EPC所代表的物品名称及相关信息，并立即识别及分享供应链中的物品数据，有效率地提供信息透明度。