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(多图)基于NFC手机的RFID中间件设计

徐磊?? 周喜?? 马玉鹏?? 王磊?? 中国科学院新疆理化技术研究所?? 中国科学院大学?? 计算机与现代化?? 2015年05月13日 ?? 收藏1
射频识别(RFID)中间件位于RFID阅读器与上层服务器应用层之间,具有屏蔽底层设备、标签数据清洗、数据交互等功能。目前,国内外许多企业以及机构也都致力于RFID 中间件的研究,如:IBM、Microsoft、清华同方等都有自己的RFID 中间件产品。 这些产品大多部署在服务器端,如果短时间内产生了海量RFID 数据,大量原始数据都将集中在服务器端,对中间件的数据处理能力是很大的考验。同时,海量数据的传输会占用网络带宽,如果网络出现故障,有可能会造成数据的丢失。随着大数据时代的到来,传统RFID 中间件的瓶颈逐渐暴露,直接影响系统的整体性能。因此,在面对海量RFID原始数据的情况下,如何减小服务器端处理压力,降低系统对网络的依赖性成为RFID 中间件急需解决的问题。本文就一种基于 NFC手机的RFID中间件进行研究与实现,将RFID 中间件技术与移动互联网相结合,弥补了传统RFID 中间件的不足之处,并且符合当前发展趋势。

1 中间件设计方案

1.1 系统架构

根据RFID 中间件功能需求以及移动设备资源有限等特点,提出了如图1 所示的系统架构。

图1 系统总体架构图
图1 系统总体架构图

1)设备管理模块主要包含 4 个部分,NFC读卡部分负责调用手机自带 NFC模块进行读取标签信息;外接阅读器管理部分兼容外接阅读器驱动,并通过蓝牙、WiFi、3G网络等与之进行数据交互;工作日志管理部分主要对手机及中间件的工作日志进行管理;手机状态查询部分能够实时地对手机电量、剩余存储空间、信号等状态进行查询。

2)数据处理模块主要包含5 个部分,协议校验部分负责对RFID 标签数据根据标识位进行初步校验,去除残缺的或者非本系统数据;标签缓存部分采用BlockingQueue 队列作为缓存将初步校验后的数据存储;冗余数据处理部分采用自适应的临近排序算法(Sorted Neighborhood Method,SNM)去除冗余数据;数据校验部分采用 CRC16 算法对标签数据中的校验源数据进行校验,以此验证标签数据是否被篡改过;数据分类部分根据约定的数据规则将数据进行分类。

3)数据库模块采用 SQLite 嵌入式数据库存储处理好的数据。

4)数据交互模块采用Quartz框架结合Socket编程实现中间件与服务器之间的数据交互。

5)任务管理模块负责将服务器端发送来的命令文件进行缓存与管理。

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