CN101515334A

CN101515334A - 一种用于射频识别中间件的电子标签数据过滤方法

Info

Publication number: CN101515334A
Application number: CNA2009100615359A
Authority: CN
Inventors: 刘威; 袁巍; 张强; 袁立; 陈文�
Original assignee: Huazhong University of Science and Technology
Current assignee: Huazhong University of Science and Technology
Priority date: 2009-04-07
Filing date: 2009-04-07
Publication date: 2009-08-26

Abstract

本发明提供了一种用于射频识别中间件的电子标签数据过滤方法，中间件依次依据电子标签来源、类型、编码范围、行为类型、标签实体属性过滤。本发明综合考虑了标签属性、行为信息以及EPC网络信息，大量减小了冗余数据，实现了数据的有效筛选。

Description

一种用于射频识别中间件的电子标签数据过滤方法

技术领域

本发明涉及射频识别(RFID)技术领域，特别是涉及一种在弱环境的嵌入式射频识别中间件(RFID Middleware)***中电子标签数据的过滤方法，适用于硬件资源受限，实时性、准确性要求较高而数据量大的射频识别中间件应用场合。

背景技术

中间件软件用于管理读写器和处理从读写器获得的电子标签(EPC)数据，还负责将这些数据传输给后台的数据库***。中间件在将标签数据发送至企业应用***之前，对标签数据进行过滤、汇总与分发，并减少需要传送的数据量。其中数据过滤是电子标签数据处理的关键技术，它一方面能够降低冗余数据，提升***运行效率；另一方面，它还能从大量冗余数据中提取各种事件，为进一步的高级应用提供基础。

在现有的RFID应用***中，读写器负责承担一部分简单的过滤功能，中间件软件***只承担少量简单的过滤任务或不具有过滤能力。读写器主要是完成类似于重复数据过滤这样的简单功能，由于条件限制，它不可能完成一些高级功能。例如利用互联网上实时变化的信息作为过滤条件等。同时，硬件读写器的厂家、型号不同，其实现的功能差异也很大。这就迫切需要在中间件软件层次上实现统一的标签数据过滤功能定义，为企业应用***提供一致接口。而现有中间件软件层过滤功能单薄，无法满足应用需求。

中间件***的核心功能是标签数据流的处理。每个标签数据是数据流的基本单元，它本身具有各种属性，例如编码、读取时间、来源等。同时，它在***中流动的过程中也会产生各种新的属性，例如停留时间，流动路径等。根据这些属性可以依据一定的规则来提取各种事件，从而确定一个标签数据的行为。所有这些属性和行为都与企业应用***密切相关，如果利用这些信息作为过滤的依据，可以简化企业应用***的设计，丰富其功能。

在分布式网络环境中的RFID***需要提供电子标签目标的信息服务。信息服务包括EPC信息服务(EPCIS)和对象名称服务(ONS)。EPC信息服务使得能够在EPC网络上采用物品标识语言格式下进行任何相关数据的查询服务。对象名称服务提供一种全球查询服务，这种服务把EPC代码转换一个或多个统一资源定位符(URLs)。这些URLs指向EPC信息服务器。通常RFID***先通过EPC码查询ONS，获得该EPC码在网络中的URLs，再通过这个URLs查询EPC，获得EPC的相关信息。所有这些从全球互联网上获得的信息都可以成为标签数据过滤***的依据。过滤***有必要利用这些实时信息应用各种过滤策略，实现更高层次上的数据过滤功能，为企业应用***提供检索、跟踪、统计等服务。

综上所述，现有的中间件过滤***的缺点在于：

1.过滤功能单一。例如只简单的实现了重复数据过滤，增加了***负担，流失了很多有用信息。

2.没有把标签的属性和行为的变化作为过滤的依据之一。标签数据在***中的状态是不断变化的，状态的变化导致特定事件的发生，从而可以利用此信息进行属性和行为的过滤。

3.没有利用现有的EPC等网络信息进行实时信息过滤处理，无法为企业应用***提供更高层次的服务，而这正是无用数据的密集区。

以上缺点导致了传统的中间件过滤***功能弱小，过滤不充分，数据冗余量大，服务能力差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于射频识别中间件的电子标签数据过滤方法，该方法综合考虑了标签属性、行为信息以及EPC网络信息，大量减小了冗余数据，实现了数据的有效筛选。

一种用于射频识别中间件的电子标签数据过滤方法，中间件按照以下步骤对电子标签进行处理：

(1)依据电子标签来源过滤；

(2)依据电子标签类型过滤；

(3)依据电子标签编码范围过滤；

(4)依据电子标签行为过滤，行为类型由电子标签在读写器扫描范围内的停留时间确定；

(5)依据电子标签对应的实体属性过滤。

本发明的有益效果体现在以下几个方面：

1.本发明提出了新过滤功能，对标签属性的各个特征都有涉及。例如电子标签来源、编码范围以及编码类型。

2.充分利用了标签数据在***中流通所产生的行为事件，并利用类似数据挖掘的方法有效提取了这些事件作为过滤器的信息参考来源，增强了过滤功能。

3.充分利用了EPC、ONS网络资源信息，丰富了过滤参考信息来源，为企业应用***提供了更多的服务。

4.根据各个过滤器特点合理设计了过滤顺序，使得中间件***的整体数据负荷量减少，提高了中间件***数据处理能力和整体吞吐量。

综上所述，本发明具有完善的过滤体系，丰富的过滤功能，能够自动提取标签属性和行为信息，能有效利用现有EPC等网络信息，实现了实时灵活的过滤参数和过滤器配置，并按照各过滤器的特点设计了合理的过滤流程，为企业应用***提供了更多高效的服务，最终大幅提高了中间件***的整体性能。

附图说明

图1为过滤***模型示意图；

图2为标签数据过滤流程示意图；

图3为行为过滤器定义示意图；

图4为规则过滤器实现方法示意图。

具体实施方式

本发明将标签数据过滤作为一个独立模块存在于RFID中间件之中，它的目标是实现一个可配置的流水线式的过滤器。RFID应用***拥有两层过滤器。读写器硬件设备自身带有第一层过滤功能，它能过滤诸如多次重复读取等低级事件(它们一般都在RFID读写器中用固件实现)。硬件设备完成标签数据的第一层过滤以后，把合法数据传送到管理它的中间件，由中间件软件完成第二次高级过滤。这层过滤首先应该是可配置的，即用户根据需求自定义一组过滤参数和过滤器，达到筛选特定标签数据的目的。其次，这层过滤是与具体实际应用紧密联系的，对不同的应用来说他的过滤参数一般是不一样的。为了最大限度地降低冗余数据在***中的处理时间，本发明优选了过滤顺序，使得冗余数据能够尽量在早期的处理中被过滤。

过滤模块的***模型如图1所示，过滤功能涉及到读写器、中间件、管理平台、ONS服务***、EPC信息服务器等。其中中间件处于整个***的核心，而过滤模块作为核心模块存在中间件之中。

如图1所示，完成过滤功能的处理步骤为：

1.管理人员首先利用管理平台提供的图形用户接口(GUI)根据实际应用需求对中间件配置过滤参数和过滤器。这些配置信息可以根据***运行情况实时更改。

2.读写器开始工作，把经过第一层过滤后的标签数据通过网络传输到中间件。中间件把标签数据顺序通过以下四个与本地相关的过滤器，如图2所示。由于这四种过滤器只需要与本地数据库交互，处理速度快，处理时间具可预测性，因此把这四种过滤器安排在过滤模块前端。这四种过滤器具体顺序为：

①标签来源过滤器，根据标签来自的读写器，来自读写器的天线端子和出现时间等信息经行的初步过滤。在实际***应用中这种类型的过滤器可以用来检测固定位置的标签流动信息，是标签最为明显的特点，能够去除大量冗余标签，故这种过滤器安排在过滤模块的第一个位置。

②标签类型过滤器，根据国标规定的标签编码标准，筛选特定类型的标签。标签类型是标签数据最容易区别的基本属性特征，因此这种过滤器安排在过滤模块的第二个位置。对于一种实际应用***来说，使用的标签类型是很少的几种或者就是单一一种类型的标签，利用类型过滤器可以简单而高效的滤除用户不需要的标签信息。经过类型过滤后，***中只存在少量的几种标签类型，从而可以明显简化***处理逻辑。

③标签范围过滤器，限定EPC范围。由于分配给各个企业的EPC编码范围是固定的，而且企业在一段时间段内使用的编码范围也是固定的或是缓慢变化的。因此，这类过滤器能够以最小的代价快速判定标签的有用性，大幅度减少数据通过率。标签范围是标签类型的一个子集，因此把这种过滤器排在第三位。

④行为过滤器。追踪标签在***中的行为变化，根据参数定义，得出标签状态变化，以此信息进行过滤。行为可分为未知行为，通过行为，停留行为，追踪行为，离开行为等。根据配置参数可以提取特定行为的数据。***可以对这些时间间隔进行一定的设置使其满足不同的企业应用***的需求。例如：传送带高速或人工搬运低速这两种情况下的通过时间间隔显然不同，此时可以通过设置通过行为的时间间隔值使***满足不同的应用需求。各种行为定义如图3，本发明已定义了三种行为：未知(UNKNOWN)，通过(PASS)，停留(STAY)行为。未知行为是指：标签刚刚进入读写器范围且持续了一段很短的时间(小于通过行为的时间)。通过行为是指：标签在一段较短的时间内通过了读写器的扫描范围(标签出现在读写器范围内的时间要大于通过行为的判定时间，并且小于停留行为的时间)。停留行为是指：标签停留在读写器范围内一段较长的时间(这个时间必须要大于停留行为的判定时间)。行为过滤器需要与中间件后台数据库交互操作来判定标签数据的行为。它通过查询数据库中数据变化的情况定时更新各个标签的行为。行为过滤器需要依据时间判定标签行为，是消耗时比较大的过滤器，因此需要把它排在靠后的位置。

⑤规则过滤器

中间件根据EPC码查询ONS服务***，定位EPC服务器地址，中间件根据EPC服务器地址URLs访问EPC信息服务器，获取该EPC对应的实体详细信息，例如制造日期、有效期，物品类别数据如产品目录信息等。中间件根据EPC返回信息，进入规则过滤器。RFID规则过滤器又可以被称为RFID业务层过滤器，该过滤器一般和企业业务联系较为紧密，在过滤规则定义过程中，需要借助RFID标签的内容信息以及与RFID编码相关联的其它附加描述信息。该过滤器最大的特点是可以灵活定制过滤规则，跟实际应用密切相关。对于一般应用而言，可以定义以下几种规则：①时间过滤：只选择指定时间(如保质期)内的标签数据。②厂商过滤：只选择指定厂商的标签数据。③产品类型过滤等。本发明采用了多线程机制来实现规则过滤器，其处理流程如图4.为了实现实时全双工通信，本地需要维护一个查询缓存表。查询线程和接受线程都需要同时与缓存表和ONS交互，完成实时查询。最终结果也要存入一个队列中，由规则过滤器根据查询结果再与EPCIS交互，最终完成规则过滤。中间件在完成过滤统计分析后，把满足过滤规则的标签数据和提取的事件上报给管理平台。至此过滤功能全部完成。规则过滤器需要与分布在世界各地的不同服务器交互信息，由于网络的不可预知性，导致这种过滤器时间延迟只能控制在一定范围内，不能提前准确预知，对整个***有较大影响，因此这种读写器安排在过滤模块最后面。

Claims

1、一种用于射频识别中间件的电子标签数据过滤方法，中间件按照以下步骤对电子标签进行处理：

(1)依据电子标签来源过滤；

(2)依据电子标签类型过滤；

(3)依据电子标签编码范围过滤；

(5)依据电子标签对应的实体属性过滤。

2、根据权利要求1所述的一种用于射频识别中间件的电子标签数据过滤方法，其特征在于，所述步骤(5)具体为：

步骤(51)中间件根据电子标签编码查询对象名称服务***，获取电子标签信息服务器地址；

步骤(52)按照电子标签服务器地址访问电子标签编码信息服务器，获取实体属性信息；

步骤(53)将实体属性信息与预定属性规则进行匹配，完成规则过滤。

3、根据权利要求1所述的一种用于射频识别中间件的电子标签数据过滤方法，其特征在于，所述步骤(4)中的行为包括未知行为、通过行为和停留行为。

4、根据权利要求2所述的一种用于射频识别中间件的电子标签数据过滤方法，其特征在于，所述步骤(5)中的规则涉及时间、厂商、产品类型。