專利名稱：一種分布式rfid中間件的通信控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)計一種RFID中間件在分布式環(huán)境下的通信機(jī)制，以及對RFID中間件數(shù) 據(jù)通信進(jìn)行可靠性的優(yōu)化。
背景技術(shù)：
隨著社會生產(chǎn)力的飛速發(fā)展，RFID (Radio Frequency Identification Technology)技術(shù)也在各個領(lǐng)域中得到更多的關(guān)注與應(yīng)用，人們對RFID應(yīng)用的安全與“自 適應(yīng)”的要求越來越高，人們對智能化的程度要求也越來越高。目前，RFID在各個領(lǐng)域的應(yīng)用正越來越廣泛的展開，RFID中間件產(chǎn)品雖然初具規(guī) 模，但在RFID數(shù)據(jù)通信時出現(xiàn)的問題也越來越受到人們的關(guān)注。如何保證RFID中間件的 通信的可靠性，已經(jīng)成為RFID產(chǎn)品在實際的應(yīng)用中亟待解決的問題之一。本發(fā)明針對通信 可靠性的研究，使得RFID數(shù)據(jù)的傳輸?shù)玫奖Ｕ?。而將RFID中間件在分布式環(huán)境下得到應(yīng)用，是RFID技術(shù)發(fā)展的趨勢，也是對RFID 中間件技術(shù)應(yīng)用研究的一次大膽嘗試。本發(fā)明提出了將RFID中間件技術(shù)與JiniCJava Intelligent Network Infrastructure)平臺結(jié)合的解決方案，利用“即插即用”的運行機(jī) 制，結(jié)合分布式的編程模式，融合面向服務(wù)的思想，使得RFID服務(wù)能在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下自動接 入、應(yīng)用程序或資源能得到共享、數(shù)據(jù)通信能夠更加高效快速的進(jìn)行。同時，提出的這種解 決方案，對構(gòu)建強壯的分布式應(yīng)用系統(tǒng)有非常重要的指導(dǎo)意義和現(xiàn)實應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于解決RFID中間件與Jini的結(jié)合，實現(xiàn)RFID中間件在分布 式環(huán)境下的通信，完成RFID設(shè)備“即插即用”的功能。并且還能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)異常情況下的RFID 數(shù)據(jù)通信進(jìn)行各種處理，實現(xiàn)對RFID中間件數(shù)據(jù)通信關(guān)于可靠性的優(yōu)化。為了實現(xiàn)發(fā)明目的，采用的技術(shù)方案如下(1) RFID設(shè)備作為服務(wù)接入Jini網(wǎng)絡(luò)首先，將RFID設(shè)備按照J(rèn)ini的規(guī)范封裝成服務(wù)，然后，通過Jini系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn) (Discovery)協(xié)議和加入(Join)協(xié)議使設(shè)備服務(wù)成為Jini聯(lián)盟中的一員。(2) RFID中間件設(shè)備代理層(Agent)的配置首先，Agent接入Jini網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)中找到Jini的查找服務(wù)(LookupService)的 地址并且注冊，讓自己作為Jini聯(lián)盟中的一員；然后，Agent在查找服務(wù)中查詢配置自己需 要的服務(wù)，按照預(yù)留的服務(wù)接口來找到實現(xiàn)這些接口的服務(wù)對象，查找服務(wù)匹配到合適的 服務(wù)之后會將服務(wù)的副本和服務(wù)提供者的地址返回給還未配置的Agent，Agent通過地址 找到服務(wù)的提供者(通常為已經(jīng)配置成功的RFID中間件Agent)，從而獲得服務(wù)實例。(3)閱讀器管理層(Manager)與設(shè)備代理層的通信Manager作為一個客戶接入Jini中，在Jini中通過查找服務(wù)找到某臺設(shè)備的地 址(IP地址)，就緒的Agent已經(jīng)在Jini聯(lián)盟中獲得了配置自己的設(shè)備管理服務(wù)對象，當(dāng)Manager獲得了 Agent的IP地址后，Manager能夠與Agent建立實際的通信通道進(jìn)行通信， 從而獲得標(biāo)簽數(shù)據(jù)等信息。在設(shè)備管理層中增加通信通道的維護(hù)模塊。針對Agent正常關(guān)閉并重新啟動程 序、Manager正常關(guān)閉并重新啟動程序、Agent異常終止并重新啟動程序、Manager異常終止 并重新啟動程序，空閑時網(wǎng)絡(luò)異常的情況進(jìn)行關(guān)于通信可靠性的優(yōu)化處理。


圖1為基于Jini的RFID中間件平臺的結(jié)構(gòu)。圖2為RFID中間件通信優(yōu)化設(shè)計框架。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。一、為了解決RFID中間件與Jini的結(jié)合，實現(xiàn)RFID中間件在分布式環(huán)境下的通 信，本發(fā)明提出的基于Jini的RFID中間件平臺的結(jié)構(gòu)如圖1所示，采取的實施步驟如下1、RFID設(shè)備在Jini中的管理(I)RFID設(shè)備服務(wù)生成首先，定義設(shè)備接口 AbstractDeviceModel，使 AbstractDeviceModel 接 口 繼承 Java. rmi. Remote，并且使接口中的方法拋出java. rmi. RemoteExc印tion異常。然后，定義 服務(wù)代理 VirtualReade 來實現(xiàn)設(shè)備接 口，以及 net. jini. lookup. ServiceIDListener 和 java. io. Serializable ^ Π。 AbstractDeviceModel是一個外露RFID設(shè)備服務(wù)的接口，在Jini聯(lián)盟中的其它成 員可以引用它，而VirtualReader是RFID設(shè)備服務(wù)，它實現(xiàn)了 AbstractDeviceModel接口， 并且將VirtualReader服務(wù)實例在Jini中注冊，從而其他的成員可以通過Jini的查找服 務(wù)查詢該服務(wù)對象。(2)定位Jini查找服務(wù)本發(fā)明 <吏用 net. jini. discovery. LookupDiscoveryManager 類，在己失口白勺 固定終端上以廣播的方式查找出所有的查找服務(wù)，并且在此類的構(gòu)造函數(shù)中也加入 DiscoveryListener監(jiān)聽器，方便快速找到查找服務(wù)。(3) RFID設(shè)備服務(wù)對象在Jini中的注冊首先定義Serviceltem對象，并將RFID服務(wù)實例自身作為參數(shù)注入；然后定義 Entry []對象，設(shè)置設(shè)備信息；調(diào)用ServiceRegistrar對象的register ()方法，將RFID設(shè) 備服務(wù)注冊到查找服務(wù)，同時返回一個ServiceRegistration對象。2、RFID中間件在Jini中的配置與管理首先定義兩種設(shè)備代理層=Agentl和AgentO。Agentl包含RFID中間件設(shè)備代理 層的“設(shè)備管理服務(wù)”集合和一個“配置服務(wù)端”，Jini聯(lián)盟中至少有一個Agentl。AgentO 代表某臺在Jini中還未被配置的RFID中間件，具有一個“配置客戶端”。(1)設(shè)備管理服務(wù)的生成MfAgentl 中的設(shè)備管理模塊的相關(guān)類(ReaderDevice> DataSelector> Source、 NotificationChannel、ReadPoint、TagSelector> Trigger)封裝成月艮務(wù)。
這些服務(wù)實現(xiàn)java. io. Serializable 接 口 和 net. jini. lookup. ServiceIDListener接口，同時也繼承對應(yīng)的設(shè)備配置服務(wù)接口，這些管理服務(wù)的接口與設(shè) 備管理服務(wù)——對應(yīng)，均要繼承Java. rmi. Remote類，同時接口中的方法必須拋出java. rmi. RemoteException 異常。(2)設(shè)備管理服務(wù)的實現(xiàn)Agentl中的配置服務(wù)端(ConfigServer)用于生成和管理設(shè)備管理服務(wù)對象。首 先，使用LookupDiscoveryManager類找到查找服務(wù)，返回ServiceRegistrar類對象；第二， 定義設(shè)備管理服務(wù)中的ReaderDevice服務(wù)對象。第三，用net. jini. lookup. JoinManager 類，將ReaderDevice服務(wù)對象注冊到查找服務(wù)中。(3)設(shè)備管理服務(wù)的獲得在AgentO配置客戶端中的ConfigClient進(jìn)行查詢與獲得服務(wù)。首先，定位 Jini的查找服務(wù)，同時返回ServiceRegistrar對象。第二，通過ReaderDevice服務(wù)暴 露的接口 ReaderDeviceModel建立服務(wù)匹配模板類(ServiceTemplate)。第三，調(diào)用 ServiceRegistrar對象的lookup ()方法來進(jìn)行查詢，在lookup ()方法中需要注入事先 定義的ServiceTemplate對象。第四，在Jini的查找服務(wù)中找到了設(shè)備管理服務(wù)對象之后， 查找服務(wù)會返回ServiceItem類型對象，從ServiceItem對象中，AgentO可以獲得服務(wù)提 供者(Agentl)的相關(guān)信息，例如服務(wù)提供者的地址等等；最后，AgentO和Agentl能夠直接 建立通信，通過RMI機(jī)制，將服務(wù)對象傳遞給AgentO，完成配置。3、閱讀器管理層(Manager)與設(shè)備代理層(Agent)通信Manager作為Client接入Jini中，從Jini的查找服務(wù)中查詢到配置完成的 Agent，獲得其IP地址。按照EPC規(guī)范，Manger和Agent之間建立起兩條通道(CommandChannel和 NotificationChanne 1)分別進(jìn)行命令通信和報文通信。二、為了實現(xiàn)RFID中間件通信的可靠性優(yōu)化，本發(fā)明采取的實施步驟如下UAgent正?；虍惓ｊP(guān)閉并重新啟動程序Agent與Manager重新建立網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，Manager重新對Agent進(jìn)行配置。在Manager 進(jìn)行設(shè)備的重新配置時，會檢測到已經(jīng)有Readerdevice對象存在，如果此時通信通道已經(jīng) 關(guān)閉，則 Manager 命令 Agent 刪除 Readerdevice 對象，Manager 也刪除 Readerdevice 對象 副本，重新建立新的Readerdevice對象。2、Manager正常關(guān)閉并重新啟動程序Manager端發(fā)送goodbye命令，Agent收到命令后，首先判斷報文緩沖池中是否有 報文，如果有報文，先將報文發(fā)送完畢，發(fā)完之后，關(guān)閉報文通道，如果緩沖池中已經(jīng)沒有報 文了，就直接關(guān)閉報文通道，在進(jìn)行以上的處理之后，Agent發(fā)送“goodbye”命令的回復(fù)給 Manager，然后關(guān)閉命令通道；Manager端在收到命令的回復(fù)后，關(guān)閉報文和命令通道。3, Manager異常終止并重新啟動程序當(dāng)Agent檢測到通信斷開，就停止從閱讀器中接收數(shù)據(jù)的線程，然后查看報文緩 沖區(qū)中是否還有數(shù)據(jù)沒有發(fā)出，如果有數(shù)據(jù)，就將數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，在停止發(fā)送數(shù)據(jù)的線程， 然后關(guān)閉報文和命令通道；如果沒有數(shù)據(jù)，就直接停止數(shù)據(jù)發(fā)送的線程，關(guān)閉報文和命令通 道。在TimerNotif ication類中增加一個stop ()方法，用于線程的控制，檢測報文緩沖區(qū)中是否還有報文，如果有報文將其發(fā)完，然后關(guān)閉線程和通道；如果沒有報文，直接關(guān)閉線 程和通道。4、空閑時網(wǎng)絡(luò)異常情況在Manager與Agent分別啟用一個Timer線程，每隔一段時間發(fā)送一個小的檢測 數(shù)據(jù)包，從Manager與Agent開始建立連接的時候“心跳包”線程就開始運行，檢測數(shù)據(jù)包通 過命令通道發(fā)送，當(dāng)命令傳輸完畢后，命令通道處于空閑，此時可以用來發(fā)送檢測數(shù)據(jù)包； 然后，在兩端另起一個Timer線程，用于計算最后一次檢測數(shù)據(jù)包到達(dá)的時間與當(dāng)前時間 的差值，如果斷網(wǎng)，差值時間過長，即可被檢測到。
權(quán)利要求
一種分布式RFID中間件的通信控制方法，其特征在于包括如下步驟1)將RFID設(shè)備作為服務(wù)接入Jini網(wǎng)絡(luò)；2)將RFID中間件設(shè)備代理層(Agent)在Jini網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置；3)將閱讀器管理層(Manager)接入Jini網(wǎng)絡(luò)并與設(shè)備代理層進(jìn)行通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式RFID中間件的通信控制方法，其特征在于所述步驟 1)的具體操作為首先將RFID設(shè)備按照J(rèn)ini的規(guī)范封裝成服務(wù)，然后通過Jini系統(tǒng)的發(fā) 現(xiàn)協(xié)議和加入?yún)f(xié)議使設(shè)備服務(wù)成為Jini聯(lián)盟中的一員。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分布式RFID中間件的通信控制方法，其特征在于所述步驟1)進(jìn)一步包括如下步驟IDRFID設(shè)備服務(wù)生成首先定義設(shè)備接 口 AbstractDeviceModel，使 AbstractDeviceModel 接 口 繼承 Java, rmi. Remote,并且使接口中的方法拋出java. rmi. RemoteException異常，然后定義服務(wù)代 理 VirtualReade 來實現(xiàn)設(shè)備接口，以及 net. jini. lookup. ServiceIDListener 和 java. io. Serializable 接口 ；所述AbstractDeviceModel是一個外露RFID設(shè)備服務(wù)的接口，在Jini聯(lián)盟中的其它 成員能夠引用它，而VirtualReader是RFID設(shè)備服務(wù)，它實現(xiàn)了 AbstractDeviceModel接 口，并且將VirtualReader服務(wù)實例在Jini中注冊，從而其他的成員能夠通過Jini的查找 服務(wù)查詢該服務(wù)對象；12)定位Jini查找服務(wù)，使用net. jini. discovery. LookupDiscoveryManager類在已知的固定終端上以廣播 的方式查找出所有的查找服務(wù)，并且在此類的構(gòu)造函數(shù)中也加入DiscoveryListener監(jiān)聽 器，方便快速找到查找服務(wù)；13)RFID設(shè)備服務(wù)對象在Jini中的注冊首先定義Serviceltem對象，并將RFID服務(wù)實例自身作為參數(shù)注入，然后定義Entry [] 對象，設(shè)置設(shè)備信息，調(diào)用ServiceRegistrar對象的register ()方法，將RFID設(shè)備服務(wù) 注冊到查找服務(wù)，同時返回一個ServiceRegistration對象。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式RFID中間件的通信控制方法，其特征在于所述步驟2)的具體操作為首先Agent接入Jini網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)中找到Jini的查找服務(wù)的地址并且 注冊，以作為Jini聯(lián)盟中的一員；然后Agent在查找服務(wù)中查詢配置需要的服務(wù)，按照預(yù)留 的服務(wù)接口找到實現(xiàn)這些接口的服務(wù)對象，查找服務(wù)匹配到合適的服務(wù)之后將服務(wù)的副本 和服務(wù)提供者的地址返回給還未配置的Agent，Agent通過地址找到服務(wù)的提供者，從而獲 得服務(wù)實例。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分布式RFID中間件的通信控制方法，其特征在于所述步驟 2)首先定義兩種設(shè)備代理層=Agentl和AgentO，Agentl包含RFID中間件設(shè)備代理層的“設(shè) 備管理服務(wù)”集合和一個“配置服務(wù)端”，Jini聯(lián)盟中至少有一個Agentl，而AgentO代表某 臺在Jini中還未被配置的RFID中間件，具有一個“配置客戶端”，然后進(jìn)一步包括如下步 驟21)設(shè)備管理服務(wù)的生成將Agentl中的設(shè)備管理模塊的相關(guān)類，包括ReaderDevice、DataSelector, Source、NotificationChannel、ReadPoint, TagSelector, Trigger 封裝成服務(wù)；這些服務(wù)實現(xiàn) java. io. Serializgible _ Π禾口 net. jini. lookup. ServiceIDListener ^ Π , |1] Wiii^H/lcXi 應(yīng)的設(shè)備配置服務(wù)接口，這些管理服務(wù)的接口與設(shè)備管理服務(wù)一一對應(yīng)，均要繼承Java, rmi. Remote 類，同時接口 中的方法拋出 java. rmi. RemoteException 異常；22)設(shè)備管理服務(wù)的實現(xiàn)Agentl中的配置服務(wù)端(ConfigServer)用于生成和管理設(shè)備管理服務(wù)對象，首先使 用LookupDiscoveryManager類找到查找服務(wù)，返回ServiceRegistrar類對象，然后定義 設(shè)備管理服務(wù)中的ReaderDevice服務(wù)對象，最后用net. jini. lookup. JoinManager類將 ReaderDevice服務(wù)對象注冊到查找服務(wù)中；23)設(shè)備管理服務(wù)的獲得在AgentO配置客戶端中的Conf igClient進(jìn)行查詢與獲得服務(wù)，第一定位Jini 的查找服務(wù)，同時返回ServiceRegistrar對象，第二通過ReaderDevice服務(wù)暴露 的接口 ReaderDeviceModel建立服務(wù)匹配模板類(ServiceTemplate)，第三調(diào)用 ServiceRegistrar對象的IookupO方法來進(jìn)行查詢，在IookupO方法中需要注入事先定 義的ServiceTemplate對象，第四在Jini的查找服務(wù)中找到了設(shè)備管理服務(wù)對象之后，查 找服務(wù)會返回ServiceItem類型對象，從ServiceItem對象中，AgentO能夠獲得服務(wù)提供 者Agentl的相關(guān)信息，最后，AgentO和Agentl能夠直接建立通信，通過RMI機(jī)制，將服務(wù) 對象傳遞給AgentO，完成配置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式RFID中間件的通信控制方法，其特征在于所述步驟 3)的具體操作為=Manager作為一個客戶接入Jini中，在Jini中通過查找服務(wù)找到設(shè)備的 地址，當(dāng)Manager獲得了設(shè)備對應(yīng)的Agent的IP地址后，Manager能夠與Agent建立實際 的通信通道進(jìn)行通信，從而獲得標(biāo)簽數(shù)據(jù)等信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分布式RFID中間件的通信控制方法，其特征在于所 述步驟3) Manager作為Cl ient接入Jini中，從Jini的查找服務(wù)中查詢到配置完成 的Agent，獲得其IP地址，Manger和Agent之間建立起兩條通道，CommandChannel和 Notificati onChanne 1分別進(jìn)行命令通信和報文通信。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式RFID中間件的通信控制方法，其特征在于還包括對 網(wǎng)絡(luò)異常情況下的RFID數(shù)據(jù)通信進(jìn)行各種處理，實現(xiàn)對RFID中間件數(shù)據(jù)通信可靠性的優(yōu) 化處理步驟，具體通過在設(shè)備管理層中增加通信通道的維護(hù)模塊，包括針對Agent正常關(guān) 閉并重新啟動程序、Manager正常關(guān)閉并重新啟動程序、Agent異常終止并重新啟動程序、 Manager異常終止并重新啟動程序，空閑時網(wǎng)絡(luò)異常的情況進(jìn)行關(guān)于通信可靠性的優(yōu)化處 理。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種分布式RFID中間件的通信控制方法，以及關(guān)于RFID中間件數(shù)據(jù)通信的可靠性優(yōu)化。所述分布式RFID中間件通信機(jī)制包括RFID設(shè)備作為服務(wù)接入Jini網(wǎng)絡(luò)，RFID中間件設(shè)備代理層(Agent)的配置，以及閱讀器管理層(Manager)與設(shè)備代理層的通信。所述關(guān)于RFID中間件數(shù)據(jù)通信的可靠性優(yōu)化通過在設(shè)備管理層中增加通信通道的維護(hù)模塊，針對Agent正常或異常關(guān)閉并重新啟動程序、Manager正?；虍惓ｊP(guān)閉并重新啟動程序、空閑時網(wǎng)絡(luò)異常情況下的RFID數(shù)據(jù)通信進(jìn)行各種處理來實現(xiàn)。
文檔編號H04L29/12GK101924768SQ20101026015
公開日2010年12月22日 申請日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者劉發(fā)貴, 劉芳, 徐磊, 林躍東, 申維 申請人:華南理工大學(xué)