這一節(jié)將詳細(xì)討論，今天各個(gè)企業(yè)應(yīng)用怎樣進(jìn)行集成、或者怎樣沒有集成。還包括對今天很多組織中很流行的集成方式：偶然架構(gòu)的討論。
在過去二十年以來，無數(shù)分布式計(jì)算模型一一登場：包括 DCE、CORBA、DCOM、MOM、 EAI Broker、J2EE、Web Services、.NET。 然而，跡象表明，不管采用何種技術(shù)，只有很少數(shù)企業(yè)的應(yīng)用時(shí)很好連通的。按照來自 Gartner 公司的一個(gè)研究報(bào)告[1]，這個(gè)數(shù)字少于10%。
關(guān)于應(yīng)用的連通性，其他的統(tǒng)計(jì)數(shù)結(jié)果更令人吃驚，— 只有 15% 的應(yīng)用的集成采用了正式的集成中間件。其余則使用 ETL 和批量文件傳輸技術(shù)，其主要以手工編寫的腳本和其他定制方案為基礎(chǔ)。關(guān)于 ETL 和批量文件傳輸?shù)母嘈畔ⅲ约八麄兿嚓P(guān)的問題，我們在第9章討論。
Gartner 15% 統(tǒng)計(jì)值提供一個(gè)關(guān)于當(dāng)今的集成狀態(tài)的一個(gè)令人深思的數(shù)據(jù)。那么其他85% 的應(yīng)用是如何連接的呢? 一種在今天的企業(yè)中普遍存在的情形，我將其稱為是“偶然架構(gòu)”。所謂偶然架構(gòu)就是沒有人公開宣布創(chuàng)造的；相反，是多年積累的一種“就事論事”的解決方案。在一個(gè)偶然架構(gòu)中，公司的應(yīng)用被永遠(yuǎn)鎖定在一個(gè)不靈活的剛性基礎(chǔ)架構(gòu)之上。然后他們又被視為是信息“地牢”，因?yàn)榧苫A(chǔ)設(shè)施不能適應(yīng)新的業(yè)務(wù)需求。 (圖 2-1)
大多數(shù)集成嘗試都從某個(gè)深思熟慮的設(shè)計(jì)開始，但是經(jīng)過一段時(shí)間后，其他的部分好像都各就各位地“集成”了，但是手工編寫的代碼卻早已飄移出原來的內(nèi)容之外。經(jīng)過逐漸進(jìn)行的螺栓和補(bǔ)丁，所謂整合的系統(tǒng)已經(jīng)失去了其原來的設(shè)計(jì)完整性，尤其是如果系統(tǒng)是被很多的人來維護(hù)的，而他們對最初的設(shè)計(jì)意圖可能沒有很好地溝通。事實(shí)上，這種“就事論事”的方法將完全失去集成的一致性，因?yàn)楣こ處熆倢⑹?#8220;只是做一點(diǎn)點(diǎn)修改”作為解決問題的權(quán)益之計(jì)。最后甚至對找出那些地方做了修改都變得非常困難，更不要說要理解這些結(jié)果導(dǎo)致了那些方面的副作用影響。在一個(gè)部署系統(tǒng)中，這可能會對你的業(yè)務(wù)造成損失慘重的悲慘結(jié)果。
對集成遵守標(biāo)準(zhǔn)能夠?yàn)槟銊?chuàng)建一個(gè)針對所期望功能的基線來遵從。如果基礎(chǔ)設(shè)施是專有的， 不基于標(biāo)準(zhǔn)的，那么隨時(shí)間變化保持計(jì)劃的設(shè)計(jì)和指導(dǎo)原則就變成棘手問題。雖然也可以構(gòu)造專有的平臺并且變通規(guī)則，但是這通常又導(dǎo)致更加“多樣性”的后果，結(jié)果更加鎖定于其上。然而，你應(yīng)該記住的是簡單地遵守標(biāo)準(zhǔn)并不必然地阻止你構(gòu)建一個(gè)偶然架構(gòu)。
圖表 2?1 偶然架構(gòu)將永遠(yuǎn)使公司的應(yīng)用成為“信息發(fā)射井”
在偶然架構(gòu)背后的技術(shù)是各不相同的。圖 2-1中的實(shí)線、虛線和點(diǎn)劃線表示了連接應(yīng)用的不同技術(shù)。這些技術(shù)可能包括 FTP 文件傳輸、直接的socket連接 、專有的MOM、以及有時(shí)是 CORBA 或其他類型的遠(yuǎn)程過程調(diào)用(RPC) 機(jī)制。某些定向的點(diǎn)對點(diǎn)解決方案可能已經(jīng)使用了XML信封定義，或者基于SOAP或者其他什么機(jī)制的技術(shù)，來為集成的應(yīng)用之間承載數(shù)據(jù)。
圖中間的集成Broker表示了在部門級的層次連接應(yīng)用的一個(gè)島嶼。然而這并不意味著它能夠連接任何事物。集成Broker通常只是結(jié)交給基礎(chǔ)設(shè)施中的某一塊，因此資金豐富的項(xiàng)目可能會取得適度的成功，但是它們再也不能與其它所承諾的部分進(jìn)行很好的集成。
偶見架構(gòu)表現(xiàn)為得到一個(gè)剛性的，不能對集成提供一致的、持久的基礎(chǔ)設(shè)施。它不能如其應(yīng)該達(dá)到的效果那樣很好地解決你的組織性的問題。要改變偶然架構(gòu)一直以來就是個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)辄c(diǎn)對點(diǎn)的解決方案的數(shù)量不斷在增長。這通常也意謂著應(yīng)用之間的互相依賴性是緊密耦合的。使應(yīng)用中的數(shù)據(jù)的表現(xiàn)的修改意謂著你還必須修改共享該數(shù)據(jù)的其他所有應(yīng)用。這就限制你快速地改變你的業(yè)務(wù)流程，以適應(yīng)變化了的或者新的業(yè)務(wù)機(jī)會。這些緊密耦合的、硬連接的接口不僅僅是偶然架構(gòu)的問題。因?yàn)榭刂屏鳌I(yè)務(wù)應(yīng)用之間的通信的編排被硬編碼進(jìn)應(yīng)用本身之中，這進(jìn)一步導(dǎo)致了復(fù)雜化。這些都增加了系統(tǒng)之間的緊密耦合和脆弱性，使變更業(yè)務(wù)流程更加困難，并且導(dǎo)致了廠商所定。
偶然架構(gòu)的先天技術(shù)不足隊(duì)組織中的人力協(xié)調(diào)問題具有推波助瀾的作用。不管問題是緊密耦合的接口還是硬編碼的流程編排，要想回頭或者對其進(jìn)行較大的翻新改造簡直是一件恐怖的事情。這經(jīng)常需要安排大量的會議，和屬于不同項(xiàng)目的不同的開發(fā)組的人們開會，就緊緊對要做什么以及何時(shí)做這類的問題達(dá)成一致。如果應(yīng)用，以及他們分屬的開發(fā)項(xiàng)目組，分別處于不同的地理位置和時(shí)間區(qū)，應(yīng)用改變所需的協(xié)調(diào)問題則會變得更加困難。
有時(shí)某些應(yīng)用程序被視為“遺留”系統(tǒng)，對他們你是不愿意或不能夠?qū)ζ溥M(jìn)行多少修改，因?yàn)樗鼈円呀?jīng)進(jìn)入維護(hù)模式。我們通常說，“遺留系統(tǒng)”的一個(gè)定義就是那些你昨天剛安裝的系統(tǒng)。即使你對自己開發(fā)的應(yīng)用具有完全的訪問和源代碼的控制權(quán)，當(dāng)開發(fā)人員繼續(xù)進(jìn)行其他項(xiàng)目或離開公司的時(shí)候，對其進(jìn)行修改也是非常困難的。我們將會在第 4 章中看到， ESB 大大地減少了隨時(shí)間變化，修改數(shù)據(jù)模式和格式所帶來的影響。
即使你已經(jīng)對跟蹤和修改應(yīng)用數(shù)據(jù)及其接口建立了良好的公司實(shí)踐，偶然架構(gòu)仍然還有其他缺點(diǎn)。使用不同的連接技術(shù)意謂著安全模型可能是混雜的，所以沒有確定的方式來建立和執(zhí)行公司級的安全策略。 對插入新的應(yīng)用沒有一致的 API可以依賴，而且沒有基礎(chǔ)來在棋上構(gòu)建公司關(guān)于集成的最佳實(shí)踐。最近與一些領(lǐng)導(dǎo)的專家進(jìn)行了交流，總結(jié)了偶然架構(gòu)的下列各項(xiàng)問題:
應(yīng)用之間的通信或許能得益于異步的消息的可靠性。如果一個(gè)大型業(yè)務(wù)流程中的某兩個(gè)應(yīng)用之間的通信連接失敗，整個(gè)業(yè)務(wù)流程可能會事務(wù)性地返回或者重啟。我們將會在第5章學(xué)到更多有關(guān)松散耦合的、異步的可靠消息的更多內(nèi)容。
不管你是否你已經(jīng)有了一個(gè)預(yù)先的性能規(guī)劃并且試圖分析一個(gè)現(xiàn)有的性能問題，由于偶然架構(gòu)的許許多多的子系統(tǒng)和他們各自的運(yùn)行特征，這個(gè)工作是極其困難的。通常的做法是采用混雜的、“投入資源到其中，直到它能正確運(yùn)行”式的解決方法，這將造成磁盤、處理器、內(nèi)存等上面的過度開支。
沒有哪個(gè)單一方法能夠提供充分的診斷和報(bào)告能力。 意外架構(gòu)需要很多具有很高能力的維護(hù)人員圍著所有有缺陷得生產(chǎn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)，這將導(dǎo)致整體擁有成本 (TCO)的急劇上升。各部分實(shí)現(xiàn)的方式差異越大，在其失效時(shí)需要用來解決它們的問題的專家經(jīng)驗(yàn)就越寬。另外，建立一個(gè)基線來描述期望的正確行為也是一個(gè)挑戰(zhàn)。
沒有任何方式能夠保證這個(gè)泥潭中的所有組建都能夠滿足你的關(guān)于可接受的冗余、彈性和容錯(cuò)度的定義。這意謂著要為依賴于后段系統(tǒng)的新功能定義可達(dá)到的服務(wù)級別協(xié)議 (SLAs) 是很困難的。
如果你的系統(tǒng)攜帶又能夠收費(fèi)的帳單數(shù)據(jù) ( 比如電信)，那么賬單數(shù)據(jù)的利息就可以被丟失在偶然架構(gòu)之中。因此，你可能會損失收入并且還一點(diǎn)都不知道。
沒有一致的方法來監(jiān)控和管理一個(gè)偶然架構(gòu)。假定你的整合應(yīng)用系統(tǒng)必須運(yùn)行 24/7 ，而且你的職員負(fù)責(zé)關(guān)注運(yùn)行監(jiān)控工具，并且做出糾正。這些工具將不會以相同的方式工作，那么在無數(shù)不同的小方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行培訓(xùn) ( 和再培訓(xùn)) 將是非常昂貴的事情。簡單地安裝企業(yè)級的運(yùn)行管理工具并不能自動(dòng)地將自省能力提供給集成基礎(chǔ)設(shè)施，并且偶然架構(gòu)通常并不能提供所有可能需要的控制點(diǎn)。
總而言之，偶然架構(gòu)表現(xiàn)為一種剛性的、高成本的基礎(chǔ)設(shè)施，并且不能滿足你的組織變更的需要，還要承受以下缺點(diǎn)的痛苦：
- 緊密耦合的、易碎的、對變更不靈活的
- 因?yàn)槎鄠€(gè)點(diǎn)對點(diǎn)解決方案導(dǎo)致的昂貴的維護(hù)負(fù)擔(dān)
- 修改一個(gè)應(yīng)用程序可能影響其他很多應(yīng)用
- 路由邏輯是硬編碼到應(yīng)用程序之中的
- 沒有通用的安全模型；安全是混雜的
- 沒有通用的 API(通常)
- 沒有通用的通信協(xié)議
- 沒有建立和構(gòu)建最佳實(shí)踐的通用基礎(chǔ)
- 難以支持異步處理
- 不可靠
- 沒有對應(yīng)用和集成組件的健康監(jiān)控和部署管理
如你所知，偶然架構(gòu)的創(chuàng)建已經(jīng)有些年頭了，要替換和解決它并不是一蹴而就的事情。隨著繼承項(xiàng)目的需求的增加，解決方案應(yīng)該更加柔性的、簡單、以及運(yùn)行便宜，而不是其他什么東西。偶然架構(gòu)給了你的那些敏捷的競爭者得到好處，而你卻不能夠在一個(gè)合理的時(shí)間范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)新的業(yè)務(wù)機(jī)會。
你需要一個(gè)內(nèi)聚的架構(gòu)，面向?qū)嵺`、標(biāo)準(zhǔn)來解決著大量的問題。ESB 提供了架構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施，并且使你能夠逐個(gè)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上采用它。采用 ESB 并不是全有或全無，推倒重來式的方式。而是，你可以漸進(jìn)式地采用它，同時(shí)還能利用你的現(xiàn)有資產(chǎn)-包括偶然架構(gòu)和集成Broker，以一種“留下而分層”的方式。
2.2.3 ETL，批量傳輸，和 FTP
提取、轉(zhuǎn)換、和載入 (ETL) 技術(shù)，比如 FTP 文件傳輸和每夜批處理式的集成在今天仍然是最流行的方法。
這通常涉及到將位于各個(gè)應(yīng)用中的數(shù)據(jù)打包然后上傳這樣的操作。問題是有很大的可能在應(yīng)用間的數(shù)據(jù)失去同步。一個(gè)失敗的打包上傳的處理程序可能要花上一天的時(shí)間。在京及和業(yè)務(wù)全球化的情況下，系統(tǒng)以24/7 的方式運(yùn)行，再也沒有了“夜晚”的概念，那你得批處理又該在何時(shí)執(zhí)行呢？
其他問題也可能與每夜的批處理相關(guān)。因?yàn)榕幚淼姆磻?yīng)期問題，在分析關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的時(shí)候，最好的情形是24 小時(shí)輪轉(zhuǎn)時(shí)間。這一延遲可能嚴(yán)重地阻礙你對隨時(shí)變化的業(yè)務(wù)事件進(jìn)行反應(yīng)的能力。
有時(shí)，一次跨越多個(gè)面向批處理系統(tǒng)的端對端處理處理甚至?xí)ㄙM(fèi)一整個(gè)星期才能完成。處理從源頭到目標(biāo)的數(shù)據(jù)的總體潛伏反應(yīng)期完全阻止了收集具有意義的，反應(yīng)目前業(yè)務(wù)情形的數(shù)據(jù)的洞察力。比如，在供應(yīng)鏈的場景中，這將導(dǎo)致你永遠(yuǎn)不知道你的庫存的真實(shí)狀態(tài)。
第 9 章將會呈現(xiàn)一個(gè)通過FTP進(jìn)行成批傳輸?shù)募夹g(shù)和業(yè)務(wù)意義的案例研究，并且會研究ESB如何能幫助你逃脫偶然架構(gòu)的困境。
2.2.4 集成Broker
集線器-和-插頭的集成Broker，或者EAI Broker，提供了偶然架構(gòu)的替代。集成Broker是從上世紀(jì)90年代出現(xiàn)在，現(xiàn)在已經(jīng)被植入到MOM主干或應(yīng)用服務(wù)器平臺之中。
集成Broker市場的一些公司包括:
- SeeBeyond
- IBM
- webMethods
- TIBCO
- Ascential (Mercator)
- BEA (more recently)
- Vitria
集成Broker能夠使用一個(gè)集線器-和-插頭架構(gòu)幫助偶然架構(gòu)提供應(yīng)用之間的集中路由。此外，他們還允許使用業(yè)務(wù)程序管理 (BPM) 軟件將業(yè)務(wù)流程從下層的集成代碼中分離出來。到此為止，所有的都是好消息。
然而，對集成Broker方式也有缺點(diǎn)。一個(gè)集線器-和- 插頭拓?fù)洳辉试S對局部集成域之上進(jìn)行局部控制。構(gòu)建在一個(gè)集線器-和-插頭拓?fù)渲系腂PM 不能夠建立跨越部門和業(yè)務(wù)單位的業(yè)務(wù)流程極其編排。 集成Broker也可能受限于下面的MOM不能越過物理的LAN網(wǎng)段和防火墻的能力限制。
有許多公司已經(jīng)在其集成策略中采用了集線器-和-插頭的集成Broker解決方案。 這些技術(shù)具有較高的成本，并且成功也值得懷疑。1990 年代后期的昂貴集成Broker項(xiàng)目已經(jīng)取得了名義上的成功，但是將組織置于專有的集成域的井中。一項(xiàng)Forrester在2001 年十二月發(fā)布的研究報(bào)告[2] 展示了下列各項(xiàng)統(tǒng)計(jì):
- 集成項(xiàng)目平均 20+ 個(gè)月才完成
- 少于 35% 的項(xiàng)目能夠準(zhǔn)時(shí)和在預(yù)算內(nèi)完成
- 35% 的軟件維護(hù)預(yù)算被花費(fèi)在維護(hù)點(diǎn)對點(diǎn)應(yīng)用連接之上
- 在 2003 年， 全球 3500 家企業(yè)平均期望花費(fèi)六百四十萬美元到集成項(xiàng)目上
這項(xiàng)研究還是在EAI 在它的最尖峰的時(shí)候進(jìn)行的，而且?guī)缀鯖]有跡象表明這一數(shù)字在那時(shí)候起之后得到了改善。注意一年六百四十萬美元是公司會在集成項(xiàng)目上花費(fèi)的平均數(shù)的一個(gè)預(yù)測。當(dāng)于這些公司的領(lǐng)導(dǎo)們交流這些問題的時(shí)候，我進(jìn)行了一個(gè)一般性的求證。
照今天的預(yù)算標(biāo)準(zhǔn)來看，EAI Broker項(xiàng)目是很昂貴的。集成軟件費(fèi)用很貴的，通常單獨(dú)對于軟件許可費(fèi)用，每個(gè)項(xiàng)目的價(jià)格范圍就在從 $250,000 到一百萬美元不等。這還不算一起的咨詢服務(wù)組件，而這個(gè)組件的價(jià)格往往是軟件許可費(fèi)用的5到12倍。
集成Broker高昂的啟動(dòng)成本又被另一事實(shí)所進(jìn)一步惡化，即從一個(gè)項(xiàng)目中學(xué)到的知識不能很好地轉(zhuǎn)移到下一個(gè)項(xiàng)目。由于傳統(tǒng)的 EAI Broker技術(shù)的專有特性，通常具有很陡峭的學(xué)習(xí)曲線，對于每個(gè)項(xiàng)目來說，有時(shí)候?qū)?個(gè)月。要試圖彌補(bǔ)這個(gè)負(fù)擔(dān)的通常方式是聘請事前對專有技術(shù)經(jīng)過培訓(xùn)的特別的顧問。當(dāng)然，高特殊性=高價(jià)格。這是高昂咨詢費(fèi)用的一個(gè)重要組成部分( 另一個(gè)大的組成是技術(shù)安裝、配置、部署、和管理的復(fù)雜性)。并且一旦項(xiàng)目完成，顧問就不見了。
集成項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)時(shí)間普遍是在 6-18 月之間。這意謂著。根據(jù)事前針對短期設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)、以及項(xiàng)目資金，實(shí)施時(shí)間吃掉了項(xiàng)目原本想要利用的策略性窗囗。
集成Broker的專有性質(zhì)，以及高昂的咨詢費(fèi)用通常導(dǎo)致供應(yīng)商鎖定和重啟后續(xù)項(xiàng)目的巨大成本。這意謂即便對于成功的項(xiàng)目，增長和伸展也是令人恐懼的。而且在你對你的供應(yīng)商或者實(shí)現(xiàn)心生不滿的時(shí)候，你也得面對到底是就目前的情況繼續(xù)走下去，還是選擇完全重新開始，雇用更多的咨詢顧問或者投入另一個(gè)新的學(xué)習(xí)曲線之間左右為難。因?yàn)樗羞@些，一些IT組織通常留下了一些難以再集成到其他項(xiàng)目的“集成孤島”。總而言之，集成Broker已經(jīng)證明是偶然架構(gòu)里面的老套技術(shù)，而并非它的解決方案。
當(dāng)我們更詳細(xì)地討論集成Broker的時(shí)候，我們將看到導(dǎo)致這里所列的問題的技術(shù)屏障。另外，許許多多的非技術(shù)因素也導(dǎo)致了對采用ESB的需求的增長。
[1] [2]來自 Gartner 公司的統(tǒng)計(jì),"集成Broker，應(yīng)用服務(wù)器和 APSs,"10/2002.
[2] [3]來自 Forrester 研究的統(tǒng)計(jì)學(xué),"減少集成費(fèi)用,"12/2001.
最常見的構(gòu)成形式稱為是disk (coin), 即transponder位于一個(gè)圓形的ABS注塑的腔中，至今從幾毫米到10 cm 左右。中間通常有一個(gè)緊固螺釘孔。材料上除了ABS注塑之外，還包括polystyrol 或者環(huán)氧樹脂等已達(dá)到更大的溫度適應(yīng)范圍。
圖表 4?1 盤狀transponder的不同構(gòu)造。
玻璃transponders 可用于將其植入動(dòng)物皮下一邊進(jìn)行識別和定位等。
圖表 4?2 玻璃體glass 的transponder，用于動(dòng)物識別等。
長度大約為12-32 mm 的玻璃管包含一個(gè)安裝在PCB載體上的微芯片和一個(gè)平滑電源電流的芯片電容。而transponder 則圍繞在一個(gè)鐵酸鹽芯棒之上，厚度大約為0.03 mm 。這些內(nèi)部足見嵌在一個(gè)軟的粘合劑上以達(dá)到較強(qiáng)的機(jī)械穩(wěn)定性。
圖表 4?3 玻璃體transponder 的結(jié)構(gòu)
塑料包裝主要用于那些特別需要高度機(jī)械需要的場合。這種容器可以很容易的集成到其他產(chǎn)品中，比如 汽車防盜系統(tǒng)的車鑰匙之中。 (圖3-5)
圖表 4?4 塑料封裝的Transponder
對于安裝到金屬表面的transponder 需要特殊構(gòu)造。transponder coil 被繞在一個(gè)鐵酸鹽芯棒之上。transponder 芯片則安裝在芯棒的反面并和transponder coil相接處。
為了取得充足的機(jī)械強(qiáng)度，抗震動(dòng)和耐熱性， transponder 芯片和芯棒都要使用環(huán)氧樹脂鑄入一個(gè)PPS 外殼中。用于工具的transponder 的外部尺寸和裝配面積由ISO 69873 進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。而用于氣瓶的transponder 則需要不同的設(shè)計(jì)。展示了一個(gè)安裝在金屬表面的transponder 的機(jī)械輪廓。
圖表 4?5 采用ISO 69873標(biāo)準(zhǔn)格式的Transponder，用于工業(yè)自動(dòng)化場合。
圖表 4?6 安裝與金屬表面的Transponder的機(jī)械輪廓圖
Transponder 也可以集成到車輛防盜或者高安全門禁所需的機(jī)械鑰匙之中。它們通常基于塑料封裝的transponder并注入一個(gè)鑰匙體中。
鑰匙化的transponder設(shè)計(jì)被證明是一種門禁和物理安全訪問的流行做法。
圖表 4?7 鑰匙狀的RFID訪問控制系統(tǒng)
ID-1 格式在信用卡和電話卡中最為常見 (85.72 mm x 54.03 mm x 0.76 mm ± tolerances)，也逐漸成為RFID系統(tǒng)中的非接觸智能卡的常見形式。(Figure 2.11)。這種格式的主要優(yōu)點(diǎn)是比較大的線圈區(qū)域，這樣也增大了智能卡的適用范圍。
圖表 4?8 非接觸IC卡的輪廓
非接觸智能卡在transponder 上疊片覆蓋了四層PVC膜。每一層膜都使用100°C度以上的高溫和高壓進(jìn)行烘烤以產(chǎn)生永久的結(jié)合。ID-1 格式的非接觸智能卡還適合于進(jìn)行廣告?zhèn)鞑ズ退囆g(shù)裝飾。
但是并不總是一定能夠保證ISO 7810中為ID-1卡所規(guī)定的0.8 mm 的厚度。特殊需要的微波transponders 就要求更厚一些的設(shè)計(jì)，因?yàn)檫@種設(shè)計(jì)通常將transponder 插入兩個(gè)PVC 外殼之中或者使用ABS注塑的方式進(jìn)行封裝。
圖表 4?9 塑料封套內(nèi)的微波transponder
術(shù)語smart label 指的是象紙張一張薄的transponder 格式。在這種格式的transponder中， transponder coil 被用于使用絲網(wǎng)印刷或者蝕刻的僅0.1 mm 厚的塑料薄膜上。這樣 foil通常被層壓在紙張上并且表面涂上一層粘合劑。transponders 通常以卷狀的不干膠的形式提供，以便可以適用于行李、包裹或者其他貨物的形式。(Figures 2.14, 2.15)。因?yàn)椴桓赡z標(biāo)簽可以很容易的重印，因此還可以很簡單的將所存儲的數(shù)據(jù)和標(biāo)簽表面的條形碼項(xiàng)聯(lián)系。
圖表 4?10 智能標(biāo)簽（Smart Label）
4.1.9 芯片上線圈
前面所述的構(gòu)成格式中， transponder都是由一個(gè)充當(dāng)天線的transponder coil 和一個(gè)transponder 芯片所組成。而transponder coil 則通過常規(guī)的方式綁定到transponder chip。
圖表 4?11 一種由安裝在很薄的塑料薄片上的transponder線圈和transponder 芯片構(gòu)成的智能標(biāo)簽
除了這些主要的設(shè)計(jì)，還存在一些應(yīng)用特定的設(shè)計(jì)形式。比如用作比賽計(jì)時(shí)的“比賽信鴿transponder”。Transponder 還可以根據(jù)客戶的需要進(jìn)行定制。最好的形式可能是玻璃或者PP transponder。
RFID 系統(tǒng)的最重要的區(qū)分準(zhǔn)則就是reader的工作頻率，物理的耦合方法和系統(tǒng)范圍。RFID 系統(tǒng)工作與很寬的不同的頻段，從135 kHz 的長波到5.8 GHz 的微波。并使用電、磁以及電磁場作為物理耦合方法。最后，有效范圍則從幾mm到15 m。
對于很小的有效范圍，通常小于1 cm的RFID系統(tǒng)，一般稱為緊密耦合系統(tǒng)。為了運(yùn)行， transponder 必須要插入reader 中或者接觸其表面。緊密耦合系統(tǒng)一般使用電和磁場進(jìn)行耦合，理論上可以工作于任何需要的頻段，從DC 到30 MHz，因?yàn)閠ransponder 的工作不依賴于場的輻射。緊密耦合可以得到充足的電源供應(yīng)，所以即使微波和沒有經(jīng)過功耗優(yōu)化的微處理器也可以工作。緊密耦合系統(tǒng)主要用于那些有嚴(yán)格安全需求，但是不需要太大范圍的場合。比如電子門禁系統(tǒng)和非接觸智能卡支付系統(tǒng)。緊密耦合系統(tǒng)采用ID-1 格式的非接觸智能卡體系(ISO 10536)。但是，在市場中，其重要性正逐漸降低。
系統(tǒng)讀寫范圍達(dá)到1 m 的RFID系統(tǒng)稱為是遠(yuǎn)耦合系統(tǒng)。幾乎所有遠(yuǎn)耦合系統(tǒng)都是基于磁感應(yīng)耦合方式。 這些系統(tǒng)也被稱為是inductive radio systems。 另外也有一些遠(yuǎn)耦合系統(tǒng)采用的是電容耦合方式。如今銷售的RFID中至少90% 的是感應(yīng)耦合系統(tǒng)。因此，市場中也有非常多種的這種系統(tǒng)存在。因此，也有一系列標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)定用于各種應(yīng)用的transponder 和reader 的技術(shù)參數(shù)，比如非接觸smart card, 動(dòng)物識別和工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。它們還包括接近耦合（proximity coupling ）(ISO 14443, contactless smart card) 和鄰近耦合 （vicinity coupling system） (ISO 15693, smart label 和 contactless smart cards)。大多使用低于 135 kHz 或者 13.56 MHz 的頻率作為發(fā)射頻率。一些特殊的應(yīng)用 (如 Eurobalise) 也運(yùn)行在27.125 MHz上。
有效范圍遠(yuǎn)大于1m的RFID系統(tǒng)稱為遠(yuǎn)距離系統(tǒng)（long-range system）。所有遠(yuǎn)距離系統(tǒng)都在UHF 和 微波波段使用電磁波。絕大多數(shù)這種系統(tǒng)由于其物理原理都使用后向散射系統(tǒng)。也有一些在微波波段使用表面聲波transponders 。所有這些系統(tǒng)都工作在UHF 頻段的 868 MHz (Europe) 和915 MHz (USA) 以及微波頻段2.5 GHz 和5.8 GHz。通常3 m 的范圍可以使用被動(dòng)（無電池）的后向散射式（backscatter） transponder達(dá)到，而15 m 或者更大的范圍則可以使用主動(dòng)(內(nèi)置電池)的后向散射式transponder達(dá)到。但是，主動(dòng)transponder的電池并不用來作為在transponder和reader之間的數(shù)據(jù)傳輸提供電力，而是為微芯片和所存儲的數(shù)據(jù)的保持提供電源。至于兩者之間的數(shù)據(jù)傳輸所需的電力則主要是由從reader 接受的電磁場的能源提供。
各種因素，包括技術(shù)和業(yè)務(wù)層面的，導(dǎo)致對新的集成方式的需要。有許多新的業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)因素，比如經(jīng)濟(jì)條件的改變、新的革命性的硬件技術(shù)比如射頻識別標(biāo)簽 (RFID)的出現(xiàn)、法規(guī)管制的遵從，都預(yù)示著從業(yè)務(wù)視圖來看，應(yīng)用集成和數(shù)據(jù)共享都要發(fā)生重大變革。這些驅(qū)動(dòng)好像與企業(yè)中目前的集成狀態(tài)不一致子，并不象你所想的那樣超前。當(dāng)我們在這一章中詳細(xì)研究的時(shí)候，大多數(shù)應(yīng)該只是簡單集成的項(xiàng)目不能很好集成，主要是由于缺乏能夠廣泛采用的一致的繼承策略所致。
下面是影像著對更大規(guī)模的集成解決方案的需要的各種需要：
- 經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動(dòng)器。
這些已經(jīng)改變了IT花費(fèi)的形式。經(jīng)濟(jì)因素導(dǎo)致IT部門主要集中于使事情能夠與他們當(dāng)前已經(jīng)有的應(yīng)用一起工作。
調(diào)查結(jié)果表明集成繼續(xù)處于CIO的優(yōu)先序列的最頂層。
Sarbanes-Oxley法案、PATRIOT法案、以及 FCC 法規(guī)都強(qiáng)迫公司建立一個(gè)必須的內(nèi)部基礎(chǔ)設(shè)施來比以前一樣更加詳細(xì)地跟蹤、路由、監(jiān)控、和獲取業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。
STP 的目標(biāo)是消除業(yè)務(wù)流程的無效率，比如數(shù)據(jù)的人工再輸入、傳真、紙面郵件、或者不必要的數(shù)據(jù)批量處理。在行業(yè)中，比如金融服務(wù)，這可以幫助達(dá)到幾乎零反應(yīng)期的交易處理。
被視為下一代條形碼的革新， RFID 可能會產(chǎn)生大量的新型數(shù)據(jù)，然后這些數(shù)據(jù)需要被路由、變換、聚集，和處理。
不幸的是，公司的集成環(huán)境的目前狀態(tài)在這些領(lǐng)域幾乎沒有取得什么進(jìn)展。這又使得業(yè)界領(lǐng)袖不得不重新尋找更廣泛的集成解決方案。而有關(guān)集成的目前狀態(tài)的問題包括:
這阻礙了企業(yè)向自動(dòng)化業(yè)務(wù)流程進(jìn)步，然后由阻礙了其對不斷變化的業(yè)務(wù)需求的快速反應(yīng)。
偶然架構(gòu)是一種一直使用的事實(shí)上的集成方式，其結(jié)果是沒有連貫一致的公司級的集成策略。這表現(xiàn)為老是要留下點(diǎn)對點(diǎn)的集成、每一個(gè)都有其自己的連接和集成風(fēng)格。偶然架構(gòu)表現(xiàn)為不連貫的脆弱和剛性架構(gòu)、并且不能經(jīng)受集成環(huán)境的新的附加條件和變化。
使用FTP文件傳輸和每夜批處理的方式進(jìn)行提取、變換和載入 (ETL) 的技術(shù)仍然是今天“集成”最流行的方法。 這些處理涉及到每夜對各種應(yīng)用之上的數(shù)據(jù)進(jìn)行打包上載的操作。由于這種做法的潛伏反應(yīng)期和錯(cuò)誤率，組織從來不會不真正擁有對它們的關(guān)鍵數(shù)據(jù)的好的快照。
上世紀(jì)90 年代后期，昂貴的集成Broker項(xiàng)目看似成功，但是給組織留下了大量專有的集成領(lǐng)域難以消化。
這章將會詳細(xì)討論這些因素。除此之外，它將會解釋通過逐漸采用重構(gòu)到ESB的好處，同時(shí)使用學(xué)習(xí)自集成Broker技術(shù)的最佳實(shí)踐。
經(jīng)濟(jì)因素導(dǎo)致IT部門主要集中于使事情能夠與他們當(dāng)前已經(jīng)有的應(yīng)用一起工作。在Y2K之前，大多數(shù)公司都把它們的主要花費(fèi)集中在準(zhǔn)備應(yīng)付 Y2K之上，包括購買打包的沒有Y2K問題的應(yīng)用。
后來的經(jīng)濟(jì)低迷時(shí)期，不管是否歸結(jié)于后Y2K時(shí)代、Internet泡沫破滅時(shí)代、9/11、或者戰(zhàn)爭的不確定性，都已經(jīng)導(dǎo)致了IT花費(fèi)的急劇變化。這已經(jīng)有對集成造成了特殊的沖擊，不管是正面的還是負(fù)面的。IT預(yù)算和前 Y2K時(shí)代相比已經(jīng)今非昔比。再也不會出現(xiàn)IT經(jīng)理手中握著對集成Broker軟件和服務(wù)的數(shù)百萬美元預(yù)算，并且還要花費(fèi)18-24個(gè)月的時(shí)間來等待項(xiàng)目結(jié)果這樣的事情了。IT花費(fèi)現(xiàn)在變得都要通過執(zhí)行層，每一個(gè)項(xiàng)目都要經(jīng)過仔細(xì)審查。只有對業(yè)務(wù)生存能力至關(guān)重要的項(xiàng)目才能得到資金。公司在每一個(gè)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上要求在3-6個(gè)月的時(shí)間片內(nèi)得到切實(shí)的效果和投資回報(bào)，雖然他們?nèi)匀痪S持著改良整體運(yùn)行效率的策略目標(biāo)。
新的節(jié)儉時(shí)代并沒有減少對業(yè)務(wù)流程的改進(jìn)和對集成的需要。 業(yè)務(wù)層面的驅(qū)動(dòng)仍然存在；減少業(yè)務(wù)周轉(zhuǎn)時(shí)間需要，減少存貨水平的需要，消除重復(fù)IT服務(wù)的需要，如此等等。
IDC的一分報(bào)告指出[1] 他們調(diào)查了557個(gè)CIO關(guān)于他們2004年事情的優(yōu)先級。關(guān)于集成報(bào)告中這樣說:
在2003年6月舉行的IT和執(zhí)行層交流會上，關(guān)于什么可以被稱為“市場推動(dòng)”趨勢的問題，集成已經(jīng)成為2004年IT規(guī)劃中比安全具有更高優(yōu)先級的事情。
報(bào)告同時(shí)指出，集成和安全分別占第三和第四位，在最高的CIO優(yōu)先級的列表中，僅僅排在“基礎(chǔ)設(shè)施替換/升級”和“IT費(fèi)用削減”之后。
總體百分比則受到了有 21% 的“中間市場”公司將集成的重要性排在前面的影響，甚至超過了“減低成本”和“基礎(chǔ)設(shè)施替換/ 升級”。表 2-1 戰(zhàn)士了這個(gè)問題的答案:“ 下列各項(xiàng)問題，你認(rèn)為在 2004 年終期待有最高的優(yōu)先級嗎? 選擇一個(gè)。”
[1] IDC，應(yīng)用開發(fā)中的集成標(biāo)準(zhǔn)趨勢: 著全賴于“開放”的真正含義，2003 年11月 (文件 #30365) ， http:// www.idc.com 。
有時(shí)候，對集成的需要在強(qiáng)加于你的，不管你是否喜歡它。 甚至在困難時(shí)期，當(dāng)預(yù)算緊張時(shí)，為了集成目的而對基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行修補(bǔ)也一定要遵從政府的法規(guī)管制。 如大部分它人們會證明,不有而有很多的僅僅繼續(xù)嘗試維持狀態(tài).為新的集成策略擔(dān)憂。 然而,沒有像有者監(jiān)牢時(shí)間和強(qiáng)烈的罰款視野得到資深的管理注意。
由于范規(guī)管制的問題，一些行業(yè)的公司必須向競爭者提供信息，并且對信息訪問進(jìn)行審計(jì)。比如，在電信業(yè)中，負(fù)有職責(zé)的電信營運(yùn)商(ILECs) 應(yīng)該提供信息給競爭的 LECs 。能源公用事業(yè)也應(yīng)該提供賬單信息給競爭者。保健機(jī)構(gòu)和隱私法律需要跟蹤客戶記錄訪問以供審計(jì)之目的。這需要你的分離的數(shù)據(jù)能夠以標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議和以標(biāo)準(zhǔn)的格式輕易被訪問。
下面是一些領(lǐng)域，在其中法規(guī)遵從是個(gè)驅(qū)動(dòng)力。
一個(gè) FCC 法規(guī)要求所有的電訊提供商和地方性的向地方性的營運(yùn)商暴露他們的客戶數(shù)據(jù)的某些部分。 一主修電訊供給者正在有強(qiáng)烈的罰款欺騙它為不遵從這一個(gè)需求。很明顯，甚至一家主要公司也不能夠負(fù)擔(dān)得起繼續(xù)基礎(chǔ)上支付那么多的錢。與法律要求的共享信息相關(guān)的許多問題和高額成本，并且過濾掉那些法律不要求的部分。因此，一個(gè)過分單純的方法不能同時(shí)滿足法律要求又能保護(hù)敏感的公司數(shù)據(jù)。你需要又細(xì)粒度的過濾器和有選擇的數(shù)據(jù)變換來只提供必需的數(shù)據(jù) (也許只有在最后的一分鐘) 來最小化你的競爭者可能訪問所導(dǎo)致的對你的數(shù)據(jù)的利用。所有這些都需要有對業(yè)務(wù)流程的細(xì)粒度的訪問和控制。
電信提供商需要一個(gè)基于標(biāo)準(zhǔn)的、能夠伸展到小的電信提供商的集成解決方案，使用較小的電信商也能夠采用來作為集成策略的各種協(xié)議。為了滿足這個(gè)需要，公司最終采用 ESB 。
2002年頒布的Sarbanes- Oxley 法案旨在通過改善公司信息披露的準(zhǔn)確性和可靠性來保護(hù)投資者，它強(qiáng)制了新的報(bào)告需求，并且對公司的決策者和他們的企業(yè)引入了更高的問責(zé)性。 遵從Sarbanes- Oxley 法案需要面臨一些真正的挑戰(zhàn)。包括費(fèi)用考慮，后勤復(fù)雜性，數(shù)據(jù)收集和管理問題，以及正確的數(shù)據(jù)的及時(shí)報(bào)告，不管數(shù)據(jù)存在于哪一個(gè)企業(yè)之中。
美國聯(lián)邦政府已經(jīng)設(shè)定一個(gè)目標(biāo) 在2003 之前變成無紙化。在2003年一月的美國政府CIO高峰會上，Brand Niemann，CIO理事會XML Web Services工作組的主席，對美國政府的集成中采用XML的驅(qū)動(dòng)力是這樣說的:
1998年的政府文書工作消除法案，要求聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)在2003年10月前，如果可行，允許與政府打交道的個(gè)人或者實(shí)體能夠有選擇地向政府機(jī)構(gòu)電子化地提交信息和進(jìn)行交易處理，或者如果可行，允許維持電子記錄。
法規(guī)遵守產(chǎn)生了巨大驅(qū)動(dòng)能量，并且集中于跨越整個(gè)政府機(jī)構(gòu)集成后端應(yīng)用和數(shù)據(jù)源。當(dāng)我們在第 11 章討論門戶環(huán)境中的ESB 的時(shí)候，ESB能夠在門戶服務(wù)器和多個(gè)后端應(yīng)用之間扮演媒介中介而提供重要的價(jià)值。
2.1.3.4 直通處理 (STP)
直通處理 (STP)意味著對于跨越整個(gè)系統(tǒng)和組織的業(yè)務(wù)流程的事務(wù)性數(shù)據(jù)只需要輸入一次。在其他行業(yè)中， STP 可能被稱為“流通供給”、“無紙采集”、“l(fā)ights-out”或者“hands-free”處理。
達(dá)成 STP 的目標(biāo)要消除業(yè)務(wù)流程的無效率，比如數(shù)據(jù)的手工重新輸入、傳真、紙面郵件、或數(shù)據(jù)的不必要的批處理。今天阻礙 STP 的事物的例子包括將采購訂單重新輸入到信用卡驗(yàn)證系統(tǒng)，或者周期性處理的數(shù)據(jù)分批。
在金融服務(wù)、電信和公用事業(yè)中，STP 是一個(gè)主要驅(qū)動(dòng)。在金融服務(wù)中，“T+1”的目標(biāo)是將交易數(shù)據(jù)沉淀一天。自動(dòng)化程序運(yùn)行可以幫助公司在整個(gè)訂單和貿(mào)易的生命周期中減少成本，更快捷地服務(wù)客戶，以及更有效地管理業(yè)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)。
2.1.3.5 射頻識別標(biāo)簽 (RFID)
射頻識別標(biāo)簽(RFID) 正在改變企業(yè)跟蹤其整個(gè)供應(yīng)鏈中各處的貨物和供應(yīng)的方式。RFID標(biāo)簽還承諾能夠通過消除人們打開外包板條箱和托盤掃描條形碼內(nèi)容的需要從而自動(dòng)化供應(yīng)鏈。裝備有RFID標(biāo)簽的貨物通過安裝在倉庫或者裝貨碼頭的閱讀器時(shí)，會差生大量的消息，而這些數(shù)據(jù)又將會產(chǎn)生大量的需要被捕捉、路由、變換和輸入到其他隊(duì)業(yè)務(wù)有意義的應(yīng)用之中的數(shù)據(jù)。
零售賣場中裝備有RFID閱讀器的“智能貨架”能夠自動(dòng)跟蹤貨架上的貨物數(shù)量，并且在貨架存量低于標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候自動(dòng)產(chǎn)生補(bǔ)貨的訂貨命令。這些貨架閱讀器也會知道，消費(fèi)者從貨架上拿起一件商品平，然后可能又因?yàn)榱硪环N商品而將它放回貨架。這種類型的數(shù)據(jù)對于那件重新放回貨架的商品的制造商來說也是很有價(jià)值的。
領(lǐng)導(dǎo)零售商，比如Wal- Mart和 Tesco、和美國防衛(wèi)部，已經(jīng)對齊大型供應(yīng)商強(qiáng)制要求在大外包裝級別裝備RFID標(biāo)簽了。其最終目標(biāo)是要驅(qū)動(dòng)標(biāo)簽本身的價(jià)格下降，使得最終對每一但見商品，比如一把牙刷或者一罐蘇打，進(jìn)行RFID標(biāo)簽識別變得可行。這樣將大大增加在一個(gè)托盤經(jīng)過閱讀器是所產(chǎn)生的消息數(shù)量。這種數(shù)據(jù)量在人工掃描外包裝上的條碼的時(shí)候是不會產(chǎn)生的。當(dāng)一個(gè)托盤經(jīng)過閱讀器的時(shí)候，ESB能夠作為因?yàn)槎p身的爆發(fā)性數(shù)據(jù)的緩沖以便能夠準(zhǔn)確捕獲這些數(shù)據(jù)。那些沒有針對這種數(shù)據(jù)量進(jìn)行設(shè)計(jì)的應(yīng)用可以得到ESB 的消息層的保護(hù)，它能夠?qū)⒐ぷ髁糠峙涞蕉鄠€(gè)后端系統(tǒng)，或者進(jìn)入消息隊(duì)列排隊(duì)，直到其能夠被處理。
因?yàn)閭€(gè)體物品級RFID標(biāo)簽而導(dǎo)致的消息的粒度更細(xì)，對那些沒有針對處理超過大包裝級別粒度的數(shù)據(jù)的應(yīng)用也是個(gè)問題。ESB 能提供殊的緩存、聚集和變換服務(wù)，以便能夠?qū)⑹占?xì)粒度的數(shù)據(jù)，并將其聚集為大包裝級別的數(shù)據(jù)，以便那些應(yīng)用能夠讀取。
EPCglobal 組織正在促使 RFID 標(biāo)簽、閱讀器、以及將閱讀器整合到應(yīng)用的軟件的標(biāo)準(zhǔn)化。為了要廣泛地共享 RFID 數(shù)據(jù)，需要對整個(gè)供應(yīng)鏈中的相關(guān)應(yīng)用和閱讀器網(wǎng)絡(luò)定義集成規(guī)則。而為了避免網(wǎng)絡(luò)中的RFID 數(shù)據(jù)洪水，過濾和聚集規(guī)則應(yīng)該盡可能地分布到最靠近RFID 事件的產(chǎn)生點(diǎn)。ESB 是一個(gè)很好的管理和配置那些控制數(shù)據(jù)流得規(guī)則的理想遠(yuǎn)程集成平臺。
RFID 系統(tǒng)存在著無數(shù)的變體，也存在許多開發(fā)和制造商。如果想要對RFID系統(tǒng)有一個(gè)整體的了解，必須首先知道如何區(qū)分這些不同類型的RFID 系統(tǒng)。
圖3.1是一個(gè)RFID體系分類的示意圖。
圖表 3?4 各種不同的RFID系統(tǒng)
RFID系統(tǒng)的運(yùn)行基于兩種模式：全雙工(FDX)/半雙工(HDX)模式和順序模式 (SEQ)。
在全雙工和半雙工模式下，收發(fā)器的響應(yīng)在閱讀器的RF域打開的時(shí)候是按廣播方式運(yùn)作的。因?yàn)閺氖瞻l(fā)器到閱讀器天線的信號和閱讀器自身信號相比是非常微弱的，所以必須采取適當(dāng)?shù)膫鬏敺绞絹韺⑹瞻l(fā)器的信號和來自于其他閱讀器的信號相區(qū)分。實(shí)踐中，從收發(fā)器到閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸采用負(fù)載調(diào)制（load modulation）的方式，它使用副載波，以及閱讀器傳輸頻率的分諧波。
對此對應(yīng)，順序方式使用在閱讀器RF域按規(guī)則的間隔關(guān)閉的場合。這個(gè)間隔將被收發(fā)器識別，然后被用來從收發(fā)器向閱讀器傳輸數(shù)據(jù)。這種方式的缺點(diǎn)是，如果傳輸終端則收發(fā)器將失去電力，所以必不采取其他備用供電方式或者電池以保證收發(fā)器的供電的平滑性。
RFID 收發(fā)器的數(shù)據(jù)容量通常從數(shù)byte 到數(shù)K byte。所以1-bit 收發(fā)器則是這種規(guī)則的例外。實(shí)際只有1-bit的數(shù)據(jù)量已經(jīng)足夠用來向閱讀器標(biāo)識兩種狀態(tài)了: 即“收發(fā)器在域中”或者“收發(fā)器不在域中”。當(dāng)然，這對于滿足簡單的監(jiān)控或者信號發(fā)送功能已經(jīng)足夠。因?yàn)?-bit transponder 不需要電子芯片，這些transponders 便可以非常便宜的制造，甚至幾分之一美分的價(jià)格。基于此原因，所以在Electronic Article Surveillance (EAS)系統(tǒng)中使用了大規(guī)模的1-bit transponder以保護(hù)貨物在商店和交易中的狀況。 如果某人試圖將為付款的商品帶離商店，那么裝載出口的閱讀器將識別到'transponder in the field'的狀態(tài)，并采取必要的反應(yīng)。而在正常收費(fèi)后，1-bit transponder 將被去除或者予以禁止。
能否將數(shù)據(jù)寫到transponder 中向我們提供了另一種分類RFID 系統(tǒng)的方式。在簡單系統(tǒng)中， transponder的數(shù)據(jù)記錄通常是簡單的序列編碼，并且可以是在芯片制造時(shí)寫入的，而且在隨后不能修改。用來存儲數(shù)據(jù)的主要的方式是：在感應(yīng)耦合的RFID 系統(tǒng)中，EEPROM占了統(tǒng)治地位。但是其缺點(diǎn)是在寫操作時(shí)功耗很高，以及有限的寫入周期壽命限制 (通常是100 000 到1 000 000)。FRAM最近也被用在隔離的場所。FRAM的讀取功耗是EEPROM的100 分之1，而寫入功耗則比后者低1000 倍。但是其制造比較困難，因此限制了市場的廣泛使用。
特別是在微波系統(tǒng)中，則普遍使用 SRAM來作為數(shù)據(jù)存儲媒介。其優(yōu)點(diǎn)是極快的數(shù)據(jù)讀寫速度，而缺點(diǎn)則是必須要使用輔助電力供應(yīng)以便保持?jǐn)?shù)據(jù)的持久性。
在可編程系統(tǒng)中，對存儲器的讀寫訪問和其他讀寫授權(quán)必須由數(shù)據(jù)載體的內(nèi)部邏輯進(jìn)行控制。在最簡單的場合中，這些功能可以通過狀態(tài)機(jī)來實(shí)現(xiàn)。狀態(tài)機(jī)也可以是下復(fù)雜的邏輯順序。但是狀態(tài)機(jī)方式則不夠靈活，因?yàn)橐跃幊虪顟B(tài)的變更必須要隨之進(jìn)行芯片電路的變更。實(shí)際應(yīng)用中將導(dǎo)致芯片重新布局，并產(chǎn)生額外的費(fèi)用。
微處理器的使用可以改善這種狀況。在處理器制造時(shí)，將使用掩模的方式采用一個(gè)操作系統(tǒng)來管理數(shù)據(jù)。因此變更可以更加便宜的實(shí)現(xiàn)，并且軟件可以重新編程以適應(yīng)不同的應(yīng)用。
對于非接觸式智能卡來說，使用狀態(tài)機(jī)的數(shù)據(jù)載體一般存儲卡（memory card），而與之對應(yīng)的則是處理器卡（processor card）。
這里還應(yīng)該提及那些使用物理效應(yīng)來存儲數(shù)據(jù)的transponder。包括只讀表面聲波transponder 和通常可以禁止（設(shè)置為0）但是不能重新激活（設(shè)置為1）的1-bit transponder。
RFID 系統(tǒng)的一個(gè)重要特征是transponder的供電。被動(dòng)transponder 自身沒有電源，因此操作被動(dòng) transponder 所需的所有電力必須來自于reader的電/磁場。相反，主動(dòng)transponders 自己有輔助供電措施，如電池，可提供其自身運(yùn)行所需的部分或者全部電力。
RFID 系統(tǒng)的主要特征之一是系統(tǒng)的運(yùn)行頻率和有效范圍。RFID 系統(tǒng)的運(yùn)行頻率是reader 所發(fā)射的頻率。而transponder 的發(fā)射頻率則不重要。在大多數(shù)情況下，它和reader的發(fā)射頻率是相等。但是， transponder的發(fā)射功率通常設(shè)置為比reader的發(fā)射功率還要低10的幾次方。
將不同的發(fā)射頻率分為3個(gè)主要頻段：LF (低頻, 30–300 kHz), HF (高頻)/RF 射頻 (3–30 MHz) 和UHF (甚高頻, 300 MHz–3 GHz)/微波(>3 GHz)。 根據(jù)有效范圍的進(jìn)一步區(qū)分還可以將RFID 系統(tǒng)區(qū)分為緊密耦合(0–1 cm), 遠(yuǎn)耦合(0–1 m), 和長距離耦合(>1 m) 系統(tǒng)。
從transponder 發(fā)送數(shù)據(jù)到reader的方式可分為3類：
- 使用反射或反向散射(即對應(yīng)于reader發(fā)射頻率的反射波的頻率→ 頻率比1:1)
- load modulation (reader的場受到transponder的影響 → 頻率比 1:1),
- 在transponder中使用分諧波(1/n fold) 和諧波的產(chǎn)生(n-fold) 。
3.2.2 附著RFID標(biāo)簽
將標(biāo)簽附加到被標(biāo)識的物品有多種方法。通常手工方式是最明顯和最有效的方法。在條形碼的使用場合，經(jīng)常使用一種打印機(jī)來打印好標(biāo)簽然后通過某種方式在物品通過裝配線上的某點(diǎn)的時(shí)候粘貼到物品上，對于Smart Label類型的RFID標(biāo)簽，也有類似的方式。這些Smart Label類型的設(shè)備同時(shí)編碼RFID標(biāo)簽和在紙張上打印條形碼以及人可讀的其它標(biāo)記。
- 采用何種方式來附加標(biāo)簽到物品考慮的因素包括：
- 使用自動(dòng)化設(shè)備和系統(tǒng)的成本；
- 成卷的Smart Label可能存在的有缺陷的標(biāo)簽；
- 附加過程中可能因?yàn)槊舾行詴p壞標(biāo)簽；
另外，對于不同的形狀、尺寸和本身特性的物體，標(biāo)簽的位置和附加方式需要考慮的問題和原則不盡相同，才能得到最大的可靠性和可讀取性。詳細(xì)信息參見DoD的標(biāo)簽附加注意事項(xiàng)。
3.2.2.1 跟蹤物品的移動(dòng)
附加了標(biāo)簽的物品被運(yùn)輸時(shí)，對于發(fā)送放和接受方來說都是有益的，因?yàn)樗麄兌伎梢愿櫾撐锲返囊苿?dòng)。對于整個(gè)業(yè)務(wù)流程來說，參與供應(yīng)鏈的各方都應(yīng)該能夠跟蹤其移動(dòng)，或者共享相關(guān)的跟蹤信息。以使得任何業(yè)務(wù)都能夠?qū)φ麄€(gè)供應(yīng)鏈得到一個(gè)實(shí)時(shí)的“數(shù)據(jù)快照”，從而驅(qū)動(dòng)更加有效的業(yè)務(wù)流程處理。
對被標(biāo)簽物品的跟蹤是通過該物品出現(xiàn)在各種關(guān)鍵控制點(diǎn)而得到的數(shù)據(jù)，這些控制點(diǎn)可能根據(jù)：
- 天線
- 閱讀器
- 邊緣服務(wù)器
- 中間件服務(wù)器
等進(jìn)行聯(lián)合的多層次的位置和領(lǐng)域標(biāo)識。
3.2.2.2 在業(yè)務(wù)應(yīng)用中使用RFID數(shù)據(jù)
在寫入的時(shí)候，RFID系統(tǒng)所作的大部分工作主要集中在標(biāo)簽和閱讀器的物理部分。因此確保選擇正確的標(biāo)簽、閱讀器和天線，并且對其進(jìn)行正確的配置和設(shè)置以達(dá)到要求的讀取率是非常重要的。但是，只有在將RFID各組件的跟蹤信息集成到你的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)之中才能意識到RFID技術(shù)的真正好處。很有可能，使用RFID信息需要將其集成到你的現(xiàn)有業(yè)務(wù)應(yīng)用之中，或者還需要對其進(jìn)行某些修改。將RFID信息與企業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行集成與集成其它數(shù)據(jù)源沒什么不同。因此，企業(yè)集成所需的架構(gòu)方法、技術(shù)和產(chǎn)品也可以用在RFID信息的集成場合。
3.2.2.3 在B2B應(yīng)用間共享RFID數(shù)據(jù)
一旦公司在內(nèi)部集成了RFID數(shù)據(jù)，并且使其業(yè)務(wù)過程利用這些數(shù)據(jù)，便會逐漸發(fā)現(xiàn)RFID數(shù)據(jù)在邏輯上可以促進(jìn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的共享從而改善B2B的業(yè)務(wù)集成。比如在使用了RFID技術(shù)的藥品行業(yè)。某個(gè)藥劑師甚至可以將某個(gè)配置了RFID標(biāo)簽的藥品包裝靠近RFID閱讀器終端，就可以馬上獲得有關(guān)該藥物的信息，比如政府藥品管理部門的警告或其它用藥信息。藥房的POS系統(tǒng)可以根據(jù)該標(biāo)簽代碼請求由藥品供應(yīng)商或者政府衛(wèi)生管理部門提供的Web Services服務(wù)。藥品公司也可以或者跟蹤其所生產(chǎn)的具體每一件產(chǎn)品的信息，包括分銷、運(yùn)輸以及使用等等。
所有這些應(yīng)用情形都假定這些相關(guān)的各個(gè)公司會共享其信息。當(dāng)然，驅(qū)動(dòng)這樣的B2B具有“一次性”的解決方案，但是長期來說，這并不使最節(jié)省成本的、最有效率的、最靈活的、以及最快捷的共享信息的方式。跨越企業(yè)邊界共享信息和工作流并非新的概念。對于整個(gè)業(yè)界來說，需要某種標(biāo)準(zhǔn)化的共享信息的方式。
3.2.2.4 智能設(shè)備的自組織
目前最明顯的趨勢是越來越多的設(shè)備連接到Internet，如何提供、配置、監(jiān)控和管理他們越發(fā)成為最大的挑戰(zhàn)。一個(gè)連鎖零售機(jī)構(gòu)可能有數(shù)十臺服務(wù)器連接著其數(shù)百個(gè)POS終端。但是，當(dāng)該機(jī)構(gòu)添置了具有RFID能力的智能貨架或者POS終端的時(shí)候，又會有成百上千的天線和閱讀器連接到上述基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)中。RFID 中間件標(biāo)準(zhǔn)，比如應(yīng)用層事件將會有助于將企業(yè)應(yīng)用和閱讀器或者天線之類的邊緣設(shè)備分隔開來，但是要正確配置這些邊緣產(chǎn)品將是一個(gè)非常消耗時(shí)間的工作。諸如Jini和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)（mesh networks）之類的技術(shù)，以及老些的SMTP技術(shù)都提供了動(dòng)態(tài)配置和自愈特征，RFID中間件可以使用它們來改變閱讀器和其它感應(yīng)器的物理配置。
下圖展示了一個(gè)RFID系統(tǒng)的主要部件。我們以一個(gè)零售系統(tǒng)為例來說明。圖的左下方是代表了被標(biāo)記的商品的一系列標(biāo)簽。商店也有一系列的閱讀器布置在貨架和結(jié)賬通道上。這些閱讀器每分鐘可以讀取數(shù)百個(gè)甚至數(shù)千個(gè)標(biāo)簽。閱讀器必須要仔細(xì)配置和進(jìn)行管理，以便知道如何一些協(xié)同工作以覆蓋到某個(gè)閱讀器失效時(shí)出現(xiàn)的盲區(qū)。RFID中間件就代表著一個(gè)或者多個(gè)負(fù)責(zé)處理這些問題的軟件模塊。邊緣應(yīng)用代表著任何運(yùn)行在商店之內(nèi)的企業(yè)應(yīng)用，比如POS系統(tǒng)。而RFID信息服務(wù)則代表著存儲在邊緣發(fā)生的RFID事件和相關(guān)數(shù)據(jù)的機(jī)制。同樣，在企業(yè)數(shù)據(jù)中心或者其業(yè)務(wù)伙伴的數(shù)據(jù)中心也可以有相似的信息服務(wù)。這是因?yàn)镽FID 信息是被存儲在基礎(chǔ)架構(gòu)中的各個(gè)地方：比如邊緣、數(shù)據(jù)中心之內(nèi)或者業(yè)務(wù)伙伴處。
3.3.1 RFID 系統(tǒng)組件
企業(yè)數(shù)據(jù)中心中的兩個(gè)主要部分是企業(yè)應(yīng)用和企業(yè)服務(wù)總線。企業(yè)服務(wù)總線是一種基于分布式消息機(jī)制和SOA的集成基礎(chǔ)架構(gòu)。已經(jīng)有很多這些基于標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。而企業(yè)應(yīng)用則是解決企業(yè)實(shí)際業(yè)務(wù)問題的各種應(yīng)用，將要集成并且消費(fèi)RFID數(shù)據(jù)。
企業(yè)數(shù)據(jù)中心中的兩個(gè)主要部分是企業(yè)應(yīng)用和企業(yè)服務(wù)總線。企業(yè)服務(wù)總線是一種基于分布式消息機(jī)制和SOA的集成基礎(chǔ)架構(gòu)。已經(jīng)有很多這些基于標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。而企業(yè)應(yīng)用則是解決企業(yè)實(shí)際業(yè)務(wù)問題的各種應(yīng)用，將要集成并且消費(fèi)RFID數(shù)據(jù)。
3.3.2 標(biāo)簽（Tags）
RFID系統(tǒng)的本質(zhì)能力是基站（閱讀器）能夠通過無線的通信機(jī)制，包括微波，但不包括紅外和可見光，來識別另一個(gè)電子設(shè)備（標(biāo)簽）。因?yàn)殚喿x器能夠識別某個(gè)特定的標(biāo)簽，因此系統(tǒng)便可以聲稱能夠識別該標(biāo)簽所附著的對象。標(biāo)簽可以被封裝在一些諸如塑料鈕扣、玻璃腔體、紙質(zhì)標(biāo)簽、甚至金屬盒之內(nèi)。它們可以被粘貼到包裝上、嵌入到人體或者動(dòng)物體內(nèi)、夾在衣服上、或者隱藏在鑰匙的頭部。
對RFID標(biāo)簽的識別是通過RFID相應(yīng)閱讀器的詢問，像閱讀器通知其到場，并且標(biāo)明他自己的身份（編碼）。如下圖所示，RFID 閱讀器首先以一定的時(shí)間間隔（通常每秒數(shù)百次）發(fā)射一個(gè)預(yù)定頻率的無線電信號。任何處于月底起的發(fā)射范圍的標(biāo)簽都可以收到該發(fā)射信號，因?yàn)槊恳粋€(gè)標(biāo)簽都有一個(gè)能夠在某個(gè)預(yù)定頻率上監(jiān)聽這種信號的天線。標(biāo)簽使用接收自閱讀器的能領(lǐng)來向閱讀器響應(yīng)相應(yīng)的信號。標(biāo)簽可以在這些信號上調(diào)制信息，比如發(fā)送ID編號。
3.3.2.1 RFID標(biāo)簽和閱讀器之間的通信
不同種類的標(biāo)簽和閱讀器使用與不同的應(yīng)用需要和環(huán)境。要決定使用哪種標(biāo)簽或閱讀器涉及到許多因素。其中主要的因素之一是成本原因，因?yàn)闃?biāo)簽的成本決定整個(gè)系統(tǒng)和運(yùn)行的成本。閱讀器本身也有許多需喲考慮的價(jià)格因素和特征。
RFID標(biāo)簽的重要特征包括：
標(biāo)簽可以封裝在PVC、玻璃、紙張、金屬甚至塑料卡片之中。也可以鑲嵌在珠寶上、懸掛在鑰匙鏈上、或者嵌入到鑰匙體之中。DIN/ISO 69873 標(biāo)準(zhǔn)就定義了一中可以插入到構(gòu)造在機(jī)床工具的孔中的一種標(biāo)簽。有些用于汽車組裝線的標(biāo)簽必須要承受油漆烘干室的高熱環(huán)境。總而言之，封裝標(biāo)簽的方式由多種多樣的。比如，下圖中就包含了兩種不同的標(biāo)簽，一種在卡中，一種在鑰匙中。
耦合意思是閱讀器和標(biāo)簽之間通信的手段。不同的耦合方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。選擇耦合方式的主要因素包括通信的有效范圍、標(biāo)簽的價(jià)格、以及可能造成干擾的條件。
大部分的標(biāo)簽都使用被動(dòng)系統(tǒng)，從閱讀器發(fā)射的電磁場或者無線電波中獲取能量。也有一部分主動(dòng)標(biāo)簽，由內(nèi)置電池供應(yīng)為芯片和其它感應(yīng)器以電力。然而，主動(dòng)標(biāo)簽一般還是使用來自閱讀器的能量進(jìn)行通信。還有一種標(biāo)簽是“雙向標(biāo)簽”，不通過閱讀器就可以在兩個(gè)標(biāo)簽之間進(jìn)行通信。
標(biāo)簽都提供一定容量的信息存儲能力。只讀標(biāo)簽是在工廠預(yù)設(shè)了特定的值。還有一次讀入和可多次寫入的標(biāo)簽。有些標(biāo)簽還可以收集新的信息，比如溫度和壓力的感應(yīng)值。標(biāo)簽的存儲能力可能從1-bit 標(biāo)簽到數(shù)K字節(jié)。
不同的國家、地區(qū)和組織各種不同的RFID標(biāo)準(zhǔn)，有些是通用標(biāo)準(zhǔn)，有些則針對不同的應(yīng)用場合。這些標(biāo)準(zhǔn)可能涉及到標(biāo)簽?zāi)酥料到y(tǒng)的物理、電氣、系統(tǒng)、軟件、協(xié)議、運(yùn)行、維護(hù)管理等等方面。
3.3.2..2 選擇標(biāo)簽
在選擇標(biāo)簽式可能涉及到許多因素，包括：
主動(dòng)標(biāo)簽一般長于被動(dòng)標(biāo)簽。
不同的材料具有不同的射頻特性。液體可能會完全阻斷無線電波。
根據(jù)不同的應(yīng)用需要選擇不同的形狀尺寸。某些形式可能是標(biāo)準(zhǔn)界定的。
選擇不同的標(biāo)準(zhǔn)意味著決定整個(gè)RFID系統(tǒng)的工作環(huán)境，從數(shù)據(jù)編碼、工作頻率到閱讀器等等。
單個(gè)RFID標(biāo)簽的成本對于整個(gè)系統(tǒng)和項(xiàng)目設(shè)施具有非常重大的作用。
3.3.3閱讀器
RFID 閱讀器，也稱質(zhì)詢器（interrogators），用來識別它附近到場的RFID標(biāo)簽。RFID將通過一個(gè)或者多個(gè)天線發(fā)射RF能量，并且形成一個(gè)質(zhì)詢區(qū)。質(zhì)詢區(qū)內(nèi)的標(biāo)簽通過其天線的感應(yīng)將其轉(zhuǎn)換成能量，然后供應(yīng)它的工作甚至它與閱讀器之間的通信。標(biāo)簽然后通過變換天線的阻抗來以類似莫爾斯代碼的方式向閱讀器發(fā)送器身份編碼。這僅是其中一種方式，不同的標(biāo)簽可能工作方式不同。
閱讀器也可以由多種方式，由固定的、移動(dòng)的、也有手持的。閱讀器連接到網(wǎng)絡(luò)中的方式也有多種，這取決于其所持的網(wǎng)絡(luò)連接的能力。下圖所示是閱讀器的組成。
3.3.3.1 閱讀器的組成部件
一個(gè)閱讀器通常典型地由四個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成：
Reader API 是閱讀器的應(yīng)用編程接口，允許程序員注冊和捕獲RFID閱讀事件。它也提供配置、監(jiān)控和其它管理閱讀器的能力。
閱讀器是邊緣設(shè)備，和其他RFID設(shè)備一樣，需要連接到整個(gè)邊緣網(wǎng)絡(luò)和企業(yè)主干之中。通信組件就是處理網(wǎng)絡(luò)連接功能，可能支持以太網(wǎng)、工業(yè)總線、高速串行接口、無線網(wǎng)絡(luò)等等，也支持多種不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。
當(dāng)閱讀器讀取到一個(gè)標(biāo)簽時(shí)，我們稱之為一次發(fā)現(xiàn)。一次不同于上一次發(fā)現(xiàn)的發(fā)現(xiàn)就成為一次事件。對發(fā)現(xiàn)的分析也稱事件過濾。事件管理就是定義那些類型的發(fā)現(xiàn)可以被視為事件，那些事件足夠具有價(jià)值和興趣，值得馬上送到網(wǎng)絡(luò)中的外部應(yīng)用之中。
天線子系統(tǒng)又一個(gè)或者多個(gè)天線組成。它支持使閱讀器能夠質(zhì)詢標(biāo)簽的接口和邏輯，并且完成無線電波的發(fā)射和接收。
3.3.4 RFID 中間件
選擇了正確的標(biāo)簽和閱讀器，以及決定怎樣布置天線只是構(gòu)造RFID系統(tǒng)的第一步，因?yàn)樽R別到物品只是管理它們的第一個(gè)步驟。物品在供應(yīng)連上移動(dòng)時(shí)閱讀數(shù)以百萬的標(biāo)簽，以及將標(biāo)簽編碼和有意義的信息聯(lián)系在一起會產(chǎn)生的大量的具有復(fù)雜相互關(guān)系的數(shù)據(jù)。使用RFID中間件的好處之一就是提供一種標(biāo)準(zhǔn)化的方式來處理小小的標(biāo)簽所產(chǎn)生的大量的數(shù)據(jù)。除了事件過濾之外，你還需要有一種方式來封裝應(yīng)用接口，以便使它們不必知道整個(gè)基礎(chǔ)架構(gòu)，比如物理層面的閱讀器以及其它設(shè)備。理想情況是，你需要一個(gè)RFID基礎(chǔ)設(shè)施的基于標(biāo)準(zhǔn)的、應(yīng)用層的接口，以便你的應(yīng)用可以用來請求有意義的RFID發(fā)現(xiàn)。
下圖所示是RFID中間件的主要部件。
3.3.4.1 RFID middleware的主要部件
3.3.4.2 使用RFID 中間件的動(dòng)機(jī)
使用RFID中間件的主要?jiǎng)訖C(jī)是：
- 提供對閱讀器的連接
- 處理來自于閱讀器的初步的發(fā)現(xiàn)信息，以供應(yīng)用之用
- 提供應(yīng)用層接口來管理閱讀器和捕獲RFID事件
市場上有多種不同的RFID readers，每一種都有其專有的接口。要使得開發(fā)人員都能夠了解不同的reader接口是不現(xiàn)實(shí)的。Reader接口、以及數(shù)據(jù)的訪問和管理能力是各不相同的，所以應(yīng)該使用中間件來屏蔽具體的Reader接口。reader adapter層就是將專有的reader 接口封裝成通用的抽象接口提供給應(yīng)用開發(fā)人員。
對于一個(gè)完整的、具有RFID能力的大型企業(yè)的供應(yīng)鏈系統(tǒng)中，可能具有成百上千個(gè)閱讀器，或者每分鐘同時(shí)有數(shù)百個(gè)閱讀器在進(jìn)行掃描。大部分發(fā)現(xiàn)都太過于細(xì)粒度，從而對應(yīng)用來說沒多大實(shí)際意義，所以需要對閱讀器接口進(jìn)行封裝以隔離大部分原始數(shù)據(jù)的洪流。企業(yè)所以需要在其IT基礎(chǔ)設(shè)施的邊緣部署一些特殊目的的RFID中間件。
Readers 對接近它們的標(biāo)簽的讀取準(zhǔn)確率并不是100%的準(zhǔn)確。假定100個(gè)物品出現(xiàn)在閱讀器附近，該閱讀器被設(shè)置為每分鐘讀取數(shù)百次。那么閱讀器每次掃描到這些物品的機(jī)會是80%到99%。例如，對于2#物品來說，在多個(gè)掃描周期內(nèi)有80%的機(jī)會被閱讀器感應(yīng)到則認(rèn)為其到場。但是，這種RFID閱讀方式產(chǎn)生的數(shù)據(jù)被認(rèn)為是“原始數(shù)據(jù)”，需要進(jìn)一步處理成為有意義的業(yè)務(wù)事件。
RFID 事件管理器（event manager）匯聚來自不同數(shù)據(jù)源（比如閱讀器）的讀取數(shù)據(jù)，并且基于預(yù)先配置的應(yīng)用層時(shí)間過濾器進(jìn)行調(diào)整和過濾。然后將經(jīng)過過濾的數(shù)據(jù)送到后端系統(tǒng)。
我們來看事件管理器處理智能貨架的情形。假定對于一個(gè)特定的應(yīng)用，每個(gè)閱讀器都會每分鐘掃描貨架10次。每次掃描都會返回一組發(fā)現(xiàn)，每個(gè)發(fā)現(xiàn)都會類似于下面的格式（包含這些信息）：
Reader Observation
timestamp,
reader code,
antenna code,
RF tag id,
signal strength
假定一個(gè)電子零售商ABC公司要實(shí)現(xiàn)一個(gè)智能貨架系統(tǒng)。平均每個(gè)貨架四層，每層貨架平均放置25個(gè)貨物，則平均每行貨架100個(gè)貨物。該公司共有10個(gè)店鋪，每個(gè)店鋪平均有20個(gè)貨架島，每個(gè)島平均20個(gè)貨架（每側(cè)各10個(gè)）。則整個(gè)公司共有400 個(gè)貨架，因?yàn)檫@平均存活為40,000 個(gè)商品。下表是一個(gè)總計(jì)：
在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生的RFID數(shù)據(jù)量為：
l 每次掃描會產(chǎn)生包含目標(biāo)貨架上所有能夠識別的商品的相關(guān)信息的發(fā)現(xiàn)
l 25 個(gè)商品/層 x 4 層/貨架x 10 次掃描/分鐘= 1,000 個(gè)發(fā)現(xiàn)/分鐘.貨架
l 1,000 個(gè)商品/分鐘x 400 貨架 = 400,000 發(fā)現(xiàn)/分鐘
l 400,000 商品/分鐘 x 60 分鐘/小時(shí)= 2,400,000 發(fā)現(xiàn)/小時(shí)
l 假設(shè)商店每日營業(yè)10 小時(shí)。10 小時(shí) x 2,400,000 i商品/小時(shí) = 24,000,000 發(fā)現(xiàn)/日.店鋪
l 10 店鋪 = 240,000,000 發(fā)現(xiàn)。
所以數(shù)據(jù)量總結(jié)于下表：
這是多么巨大的數(shù)據(jù)量，這還不包括來自于收銀臺的RFID數(shù)據(jù)。處理這些數(shù)據(jù)需要嚴(yán)格的規(guī)劃。如果將這些數(shù)據(jù)直接交給后端業(yè)務(wù)應(yīng)用來處理，不但會加重后端系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，而且會嚴(yán)重堵塞網(wǎng)絡(luò)傳輸，消耗大量的帶寬。并且，下游應(yīng)用卻認(rèn)為絕大部分發(fā)現(xiàn)不是它們所感興趣的。例如，一個(gè)客戶取了一張DVD影碟，然后由在一段時(shí)間后將其放到貨架上這樣的事件。對于訂單管理系統(tǒng)來說，這樣的事件沒什么意義，因?yàn)榇尕洸]有改變。實(shí)施上，即使顧客買了那張DVD，對訂單管理系統(tǒng)也沒關(guān)系，只要存貨還在安全范圍上，這時(shí)，存貨管理系統(tǒng)就有關(guān)系了。
所以需要有一種機(jī)制來匯聚各個(gè)閱讀器不斷產(chǎn)生的發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)。以及對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾、調(diào)整、和變換。這種機(jī)制就是位于邊緣和企業(yè)數(shù)據(jù)中心之間的RFID中間件的職能。通過中間件，只有對應(yīng)用具有重要意義的數(shù)據(jù)才傳送給它，否則被中間件過濾掉。
那么，什么樣的數(shù)據(jù)必須要被過濾掉？首先，因?yàn)樘炀€之間是十分接近的(每個(gè)架兩個(gè))，則它們的都區(qū)范圍會有所重疊。因此，來自于它們的發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)便會需要被過濾來消除數(shù)據(jù)重復(fù)。另外，因?yàn)槊恳淮螁为?dú)的掃描都不會100%準(zhǔn)確，所以這些發(fā)現(xiàn)將會被載多個(gè)讀取周期之上匯聚在一起一邊是數(shù)據(jù)更加平滑。（不準(zhǔn)確的原因有多個(gè)因素，包括射頻發(fā)射的因素、RFID標(biāo)簽布置的因素、障礙、以及環(huán)境因素等。) 也許一個(gè)顧客從走道上經(jīng)過，也許他的手中或者購物車中就有某些商品，那么鄰近的讀寫器也可能會讀到這些商品。我們肯定應(yīng)該過濾到這些虛假的發(fā)現(xiàn)以防止向存貨系統(tǒng)發(fā)送大量的不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)洪流。下圖就表示了一個(gè)針對零售商店典型場景的數(shù)據(jù)過濾和平滑系統(tǒng)。
上圖中的每個(gè)流程解釋如下：
- 獲取原始發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)，比如進(jìn)行EPC讀取操作
閱讀器將獲得原始事件數(shù)據(jù)(發(fā)現(xiàn))。
當(dāng)前的讀寫器在單次掃描的時(shí)候基本上都不可能達(dá)到100%的準(zhǔn)確，所以我們將根據(jù)分析多次掃描的發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的平均來得到實(shí)際的發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)。例如，如果，如果70%的發(fā)現(xiàn)都告訴我們某個(gè)商品在某個(gè)地方，我們便會接受這個(gè)數(shù)據(jù)。當(dāng)然這個(gè)閥值是可以調(diào)整的。
重復(fù)數(shù)據(jù)是因?yàn)椴恢挂粋€(gè)天線讀取到了同一個(gè)物品，因此這種數(shù)據(jù)應(yīng)該被刪除重復(fù)部分。
- 過濾來自過道的發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)
來自于從走道上經(jīng)過的商品的發(fā)現(xiàn)通常具有較低的信號強(qiáng)度并且是暫時(shí)的。它們也應(yīng)該被過濾掉。
- 發(fā)布發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)
經(jīng)過了必要的過濾之后，我們的數(shù)據(jù)才可以提交給下游客戶使用。
RFID 閱讀器已經(jīng)提供了一些過濾能力，并且隨著reader 越來越聰明，它們自己將承擔(dān)更過的過濾任務(wù)。那么還需要在中間間進(jìn)行進(jìn)一步的過濾嗎？我們可以想到，一些過濾要求對來自多個(gè)閱讀器、其他感應(yīng)器、或者甚至其他系統(tǒng)（比如存貨系統(tǒng)，在比較庫存級別的情況下）的信息。這些更高階的過濾需要發(fā)生在高于閱讀器之上的事件層面的系統(tǒng)中進(jìn)行。
3.3.4.3 應(yīng)用層接口（ALI）
應(yīng)用層接口在RFID中間件棧的頂層。其主要目的在于提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制來使應(yīng)用注冊和接受來自于一組閱讀器的經(jīng)過過濾的事件。除此之外，ALI還提供標(biāo)準(zhǔn)的API來配置、監(jiān)控和管理RFID 中間件以及它所控制的閱讀器和感應(yīng)器。許多RFID中間件供應(yīng)商提供針對這些目的設(shè)計(jì)的專用接口。最近，EPCglobal 發(fā)布了一個(gè)應(yīng)用層事件(ALE)規(guī)范來標(biāo)準(zhǔn)化RFID功能的事件管理部分。
最后，RFID 中間件具有不同的形態(tài)和規(guī)模。我們所述的僅僅是中間件的一個(gè)邏輯分解。實(shí)踐中，你總可以找到能夠針對特定應(yīng)用類型部署在特定閱讀器類型上的模塊。
3.3.4.4 關(guān)的RFID標(biāo)準(zhǔn)
對于RFID中間件來說，應(yīng)該有一些相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。比如，對于EPCglobal 標(biāo)準(zhǔn)來說，就包括兩種：
對于象標(biāo)簽閱讀器或者打印機(jī)、編碼器之類的邊緣RFID設(shè)備，由于有不同的廠商提供這些產(chǎn)品，因此需要有一種標(biāo)準(zhǔn)來對其進(jìn)行界定。比如，EPCglobal就制定了相關(guān)的閱讀器標(biāo)準(zhǔn)，包括Reader協(xié)議等等。這樣FID middleware 產(chǎn)商才能據(jù)此兼容不同的Reader。
ALE 是事件處于應(yīng)用領(lǐng)域而非邊緣領(lǐng)域，提供業(yè)務(wù)層面的標(biāo)準(zhǔn)接口來對經(jīng)過邊緣過濾的數(shù)據(jù)再進(jìn)行處理。ALE 標(biāo)準(zhǔn)一般支持同步的請求響應(yīng)模式或者異步的發(fā)布訂閱模式，這主要取決于下層的通信基礎(chǔ)，比如MOM或者服務(wù)戶操作性框架，比如ESB。
3.3.5 RFID 服務(wù)總線
企業(yè)服務(wù)總線（ESB）是一個(gè)針對解決應(yīng)用連接性、數(shù)據(jù)變換、有保證的事務(wù)、以及消息傳遞的分布式集成平臺。而RFID 服務(wù)總線則是一個(gè)典型的用于集成使用RFID數(shù)據(jù)的集成中間件軟件。一般來說，ESB產(chǎn)品典型地會提供web services、消息傳遞、業(yè)務(wù)流程編排、數(shù)據(jù)變換等功能。不同的廠商可能稍微有些不同。但是，同的來說， ESB能夠通過可靠的消息機(jī)制來繼承跨越企業(yè)邊界的業(yè)務(wù)流程，而這些業(yè)務(wù)流程使用抽象端點(diǎn)表示的Web Services，必要時(shí)通過數(shù)據(jù)變換將數(shù)據(jù)統(tǒng)一到規(guī)范的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)之上。
RFID系統(tǒng)在企業(yè)架構(gòu)中不能單獨(dú)存在，因此它總是要和其它應(yīng)用發(fā)生聯(lián)系才能使數(shù)據(jù)具有真正的業(yè)務(wù)含義。比如企業(yè)倉庫管理系統(tǒng) (WMS)，企業(yè)資源計(jì)劃 (ERP) 系統(tǒng)，企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)（EAM）、或者POS系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)統(tǒng)都可以升級到能夠驅(qū)動(dòng)RFID數(shù)據(jù)的可能，然后將RFID的所有有點(diǎn)帶入到企業(yè)業(yè)務(wù)流程之中。因此擴(kuò)展現(xiàn)有應(yīng)用來支持RFID將是非常重要的事情。
現(xiàn)在的集成領(lǐng)域，越來越多地采用ESB 架構(gòu)的集成，使得在分布式的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的集成和寫作，促進(jìn)整個(gè)企業(yè)的數(shù)據(jù)交換和共享。最低限度，它可以集成各種采用不同技術(shù)開發(fā)的分散應(yīng)用。它提供適配器來解析從其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入，然后將其轉(zhuǎn)換為一種規(guī)范的通用格式 (通常是XML)，然后提供給同樣具有適配器的數(shù)據(jù)消費(fèi)者。一般來說，ESB服務(wù)還有業(yè)務(wù)流程編排的能力，通過定義的業(yè)務(wù)流程，連接不同的服務(wù)和數(shù)據(jù)，可以在一個(gè)引擎中執(zhí)行。在RFID中間件系統(tǒng)中，一般通過事件管理起來提供類似的能力或者用標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)中間件提供。
RFID 服務(wù)總線的主要目的在于將事件服務(wù)器捕獲的應(yīng)用層事件集成到企業(yè)邊緣發(fā)生的工作流中。不同的廠商可能不同，但是RFID 服務(wù)總線基本上是一個(gè)運(yùn)行邊緣工作流并且提供與邊遠(yuǎn)模塊比如、POS、WMS集成能力的一種服務(wù)器。RFID服務(wù)總線也要集成到企業(yè)ESB中，以提供可配置的特定事件和發(fā)現(xiàn)來將RFID數(shù)據(jù)最終集成到企業(yè)應(yīng)用中。因?yàn)榈湫偷腅SB產(chǎn)品可能很復(fù)雜，如果業(yè)務(wù)和應(yīng)用簡單，也可以使用基于應(yīng)用服務(wù)器的定制實(shí)現(xiàn)來完成這部分功能。
3.3.5.1 RFID 信息服務(wù)
一般來說，不管是EPC還是其他什么標(biāo)準(zhǔn)化組織或者特定的系統(tǒng)，都只是提供一種物品識別系統(tǒng)的唯一性表示機(jī)制，而不是有關(guān)具體產(chǎn)品的。EPCglobal 設(shè)想了一種野心勃勃的業(yè)務(wù)和服務(wù)，設(shè)置一個(gè)EPC 信息服務(wù)(EPCIS)網(wǎng)絡(luò)，來提供與EPC編碼相關(guān)的信息的存儲庫和相關(guān)服務(wù)。EPCIS 服務(wù)器提供的信息可能包括攜帶EPC標(biāo)簽的物品的最后發(fā)現(xiàn)的位置 (基于RF reader 發(fā)現(xiàn))，以及價(jià)格信息、產(chǎn)品手冊、警告和參考信息等等。當(dāng)然實(shí)現(xiàn)這個(gè)網(wǎng)絡(luò)好需要很多的努力，包括技術(shù)和政策以及經(jīng)濟(jì)環(huán)境、貿(mào)易環(huán)境等因素，但是可以表現(xiàn)實(shí)現(xiàn)一個(gè)中介數(shù)據(jù)庫來將RFID數(shù)據(jù)映射到與業(yè)務(wù)相關(guān)的信息上面。
EPCglobal 實(shí)際上是可以用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)源來進(jìn)行RFID信息服務(wù)。例如，序列化全球貿(mào)易商品編號 (SGTIN) 就被EPC 用作消費(fèi)產(chǎn)品和零售行業(yè)的標(biāo)識符編碼。
3.3.5.2 RFID 信息網(wǎng)路
因?yàn)镽FID標(biāo)簽標(biāo)記的產(chǎn)品可以在整個(gè)供應(yīng)連中移動(dòng)，那么該鏈條中的所有參與者都需要一種標(biāo)準(zhǔn)化的方式來供向它們的跟蹤信息，并且基于EPC ID相關(guān)的來獲得相關(guān)的參考信息。EPCglobal 設(shè)想的網(wǎng)狀網(wǎng)的B2B EPCIS 系統(tǒng)就旨在提供一個(gè)與EPC相關(guān)的綜合信息服務(wù)。EPCglobal Network 是想要通過不斷推出的一系列標(biāo)準(zhǔn)來提供產(chǎn)品數(shù)據(jù)和信息交換的標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)和機(jī)制。通過結(jié)合RFID 技術(shù)和現(xiàn)有的Internet基礎(chǔ)架構(gòu)和軟件集成技術(shù)，EPCglobal Network 將提供更好的產(chǎn)品在整個(gè)供應(yīng)鏈中的跟蹤的準(zhǔn)確性和效率。