CN111277983A - 一种rfid中间件、发布订阅***和数据传输方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种RFID中间件、发布订阅***和数据传输方法，包括数据采集层、数据处理层、事件处理层和应用交互层；数据采集层，用于从发布端获得数据集；数据处理层，用于对来自数据采集层的数据集进行处理；事件处理层，用于根据来自数据处理层的数据集生成待发布事件；应用交互层包括发布订阅机制模块，应用交互层用于通过发布订阅机制模块将待发布事件发布至订阅端；发布订阅机制模块是基于对象连接和嵌入在过程方面统一架构OPC UA中的地址空间模型建立的，通过发布订阅机制模块可以降低RFID中间件和上层应用之间的耦合性。
Description
技术领域
本申请涉及中间件技术领域，尤其涉及一种RFID中间件、发布订阅***和数据传输方法。
背景技术
无线射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)是一种射频识别的无线技术，在物流仓储、生产制造、医药、零售等多个行业领域都有广泛的应用。然而，RFID的大规模应用对技术的要求也越来越高，这意味着它不仅需要合适的读写器和标签硬件，还需要相应的软件结构。RFID中间件就是位于RFID硬件与现有后端***或上层应用之间的软件层。传统的RFID中间件主要充当RFID读写管理器、数据处理和分发中心的作用，这意味着所有工作都由一台服务器完成，当需要增强RFID的处理能力时，唯一方法是添加更多服务器，由于每个服务器都是一个独立的***，而没有统一的平台管理，因此应用程序也需要同时更改才能适应更多服务器。
现有技术中，RFID中间件通过对获取到的标签数据的标签ID，去匹配上层应用***对所需标签数据指定的唯一标识签，使得上层应用***与RFID中间件服务建立Socket通信，实现数据信息的传输。这种技术虽然能解决底层设备与上层应用直接绑定的关系，但同时带来了RFID中间件本身与上层应用强耦合的问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种RFID中间件、发布订阅***和数据传输方法，可以降低RFID中间件和上层应用之间的耦合性。
一方面，本申请实施例提供了一种无线射频识别RFID中间件，包括数据采集层、数据处理层、事件处理层和应用交互层；
数据采集层，用于从发布端获得数据集；
数据处理层，用于对来自数据采集层的数据集进行处理；
事件处理层，用于根据来自数据处理层的数据集生成待发布事件；
应用交互层包括发布订阅机制模块，应用交互层用于通过发布订阅机制模块将待发布事件发布至订阅端；发布订阅机制模块是基于对象连接和嵌入在过程方面统一架构OPC UA中的地址空间模型建立的。
可选的，事件处理层包括事件处理模块、规则确定模块、事件存储模块；
事件处理模块，用于根据来自数据处理层的数据集生成待处理事件；规则确定模块，用于根据待处理事件对应的规则将待处理事件转换成待发布事件；事件存储模块，用于存储还未发送至应用交互层的待发布事件；事件处理层是基于OPC UA建立的。
可选的，应用交互层还包括事件服务接口；
发布订阅机制模块用于通过事件服务接口将待发布事件发布至订阅端。
可选的，数据处理层包括数据过滤模块；
数据过滤模块用于对数据集进行过滤，并对过滤后的数据集进行分组和/或组合操作。
可选的，数据采集层包括设备驱动适配模块和设备管理模块；
设备驱动适配模块，存储有多种RFID读写器的驱动程序，用于通过驱动程序对应的RFID读写器从发布端获得数据集；设备管理模块，用于对存储的多种RFID读写器的驱动程序进行管理。
另一方面提供了一种发布订阅***，包含配置RFID中间件的设备。
可选的，若配置RFID中间件的第一设备为发布端，发布订阅***还包括订阅端；订阅端为配置RFID中间件的第二设备或者未配置RFID中间件的第二设备；未配置RFID中间件的第二设备包括OPC UA中的地址空间模型。
可选的，若配置RFID中间件的第一设备为订阅端，发布订阅***还包括发布端；发布端为配置RFID中间件的第二设备或者未配置RFID中间件的第二设备；未配置RFID中间件的第二设备包括OPC UA中的地址空间模型。
另一方面提供了一种基于RFID中间件的数据传输方法，方法应用于配置RFID中间件的发布端和订阅端，RFID中间件数据采集层、数据处理层、事件处理层和应用交互层，方法包括：
通过数据采集层获取数据集；
通过数据处理层对数据集进行过滤处理，并对过滤后的数据集进行分组和/或组合操作；
通过事件处理层根据来自数据处理层的数据集生成待发布事件；
通过位于应用交互层的发布订阅机制模块将待发布事件发布至订阅端；发布订阅机制模块是基于OPC UA中的地址空间模型建立的，订阅端用于将接收到的数据集中的数据映射到订阅端的地址空间模型的多个节点中。
另一方面提供了一种基于RFID中间件的数据传输方法，方法应用于发布端和配置RFID中间件的订阅端，方法包括：
从发布端的地址空间模型的多个节点中获取数据，得到数据集；
将数据集进行编码，得到待传输的消息；
基于预配置的地址信息将待传输的消息以队列的形式向配置RFID中间件的订阅端发送。
另一方面提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器中存储有至少一条指令或至少一段程序，至少一条指令或至少一段程序由处理器加载并执行数据传输方法。
另一方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机存储介质中存储有至少一条指令或至少一段程序，至少一条指令或至少一段程序由处理器加载并执行数据传输方法。
本申请实施例提供的提供了一种RFID中间件、发布订阅***和数据传输方法，具有如下技术效果：包括数据采集层、数据处理层、事件处理层和应用交互层；数据采集层，用于从发布端获得数据集；数据处理层，用于对来自数据采集层的数据集进行处理；事件处理层，用于根据来自数据处理层的数据集生成待发布事件；应用交互层包括发布订阅机制模块，应用交互层用于通过发布订阅机制模块将待发布事件发布至订阅端；发布订阅机制模块是基于对象连接和嵌入在过程方面统一架构OPC UA中的地址空间模型建立的，通过发布订阅机制模块可以降低RFID中间件和上层应用之间的耦合性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本申请实施例提供的一种RFID中间件的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的一种RFID中间件的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的一种发布订阅***；
图4是本申请实施例提供的一种基于RFID中间件的数据传输方法的流程示意图；
图5是本申请实施例提供的一种发布订阅***；
图6是本申请实施例提供的一种发布订阅***；
图7是本申请实施例提供的一种基于RFID中间件的数据传输方法的流程示意图；
图8是本申请实施例提供的一种发布订阅***。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据集在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种RFID中间件的结构示意图，该RFID中间件的结构示意图包括数据采集层11、数据处理层12、事件处理层13和应用交互层14，其中，该应用交互层14包括发布订阅机制模块141。
根据图1所示，本申请实施例中的RFID中间件的数据采集层11用于从发布端获得数据集，该数据处理层12用于对来自数据采集层的数据集进行处理，该事件处理层13用于根据来自数据处理层的数据集生成待发布事件，应用交互层14用于通过发布订阅机制模块141将待发布事件发布至订阅端。其中，发布订阅机制模块141是基于对象连接和嵌入在过程方面统一架构OPC UA中的地址空间模型建立的。
本申请实施例中，图2是本申请实施例提供的一种RFID中间件的结构示意图，如图2所示，该数据采集层11包括设备驱动适配模块111和设备管理模块112,。其中，该设备驱动适配模块111存储有多种RFID读写器的驱动程序，可以用于通过驱动程序对应的RFID读写器从所述发布端获得数据集。该设备管理模块112用于对存储的多种RFID读写器的驱动程序进行管理。
一种可选的实施例汇总，数据采集层11可以直接通过RFID中间件调用应用程序接口(Application Programming Interface，API)从发布端按需获取，还可以通过调用服务和方法，让发布端在满足上传条件的时候自动向RFID中间件上传数据集。具体的，数据采集层11可以基于不同驱动的请求响应，完成对RFID读取器的数据读取。
如图2所示，该数据处理层12包括数据过滤模块121，该数据过滤模块121用于对数据集中的数据进行过滤，将出现错误、冲突或者无效的数据从数据集过滤出去，并对过滤后的数据集进行分组和/或组合操作。
基于图2继续对本申请中的RFID中间件进行阐述，该事件处理层13包括事件处理模块131、规则确定模块132、事件存储模块133。该事件处理模块131用于根据来自数据处理层12的数据集生成待处理事件，并根据待处理事件生成事件队列。该规则确定模块132用于根据待处理事件对应的规则将该事件队列中的待处理事件转换成待发布事件。可选的，该规则确定模块132可以将待处理事件转换成复杂度更高的待发布事件，并将事件队列中的一部分待发布事件以标准的应用接口上报至应用交互层14，而将尚未发送至应用交互层14的待发布事件存储至事件存储模块133。可选的，该事件处理层13是基于所述OPC UA框架建立的。
本申请实施例中，应用交互层14不仅仅包括发布订阅机制模块141，还包括事件服务接口142，发布订阅机制模块141用于通过事件服务接口142将待发布事件发布至订阅端。
本申请实施例中，还包括包含RFID中间件的发布订阅***，包括上文中介绍的包含RFID中间件的设备。本申请实施例中，发布订阅机制模块可以集成到OPC UA服务器和OPCUA客户端中。OPC UA客户端既可以是发布者，也可以是订阅者。OPC UA服务器既可以是发布者，也可以是订阅者。本申请实施例中，使用发布订阅机制模块来实现RFID中间件与上层应用之间、RFID中间件与其他RFID中间件之间的消息传输。发布者是数据的来源，而订阅者则使用该数据。发布端已经预先配置了要发送的数据，只需要将数据集发送到RFID中间件而不需要知道可能有哪些订阅者。同样，订阅者可以只关注特定类型的数据，并通过RFID中间件处理包含此数据的消息，而无需知道存在哪些发布者。发布者的工作量和资源需求是可以预测的，并且不取决于订阅者的数量。RFID中间件不仅提供了对订阅者的身份验证，还提供了对发布者的身份验证以及将数据集转发到一个或多个订阅者者处的方法。数据集构成了由发布者提供给订阅者使用的消息的有效负载。发布者和订阅者之间是松散耦合的，它说明了从发布者到一个或多个订阅者的消息流。发布订阅机制模型支持许多其他方案。例如，发布者可以将数据集发送到多个面向消息的中间件，而订阅者可以从多个发布者处接收消息。
一种可选的实施例中，如图3所示，若配置RFID中间件的第一设备301为该发布订阅***的发布端，该发布订阅***还包括订阅端。可选的，订阅端可以为配置该RFID中间件的第二设备302或者未配置该RFID中间件的第二设备303，其中，未配置RFID中间件的第二设备303中包括OPC UA中的地址空间模型，也就是说，第二设备是基于OPC UA框架建立的。第二设备可以是服务器或者是客户端，该客户端可以是基于各种终端建立的，终端可以包括手机，平板电脑，笔记本电脑，智能手表等智能可穿戴设备。
本申请实施例中，本申请实施例还提供了一种基于RFID中间件的数据传输方法的流程示意图，该方法应用于配置RFID中间件的发布端和订阅端，所述RFID中间件数据采集层、数据处理层、事件处理层和应用交互层，如图4所示，该方法包括：
S401：通过数据采集层获取数据集。
本申请实施例中，配置RFID中间件的发布端可以通过数据采集层利用RFID读写器从发布端获取数据集。
S402：通过数据处理层对数据集进行过滤处理，并对过滤后的数据集进行分组和/或组合操作。
S403：通过事件处理层根据来自数据处理层的数据集生成待发布事件。
S404：通过位于应用交互层的发布订阅机制模块将待发布事件发布至订阅端；发布订阅机制模块是基于OPC UA中的地址空间模型建立的，订阅端用于将接收到的数据集中的数据映射到订阅端的地址空间模型的多个节点中。
如图5所示，该订阅端包括数据集读取组件和地址空间模型，数据集读取组件通过发布端和订阅端之间的数据集有效负载从发布端获取数据集，并将数据集中的数据映射到订阅端的地址空间模型的多个节点中。
一种可选的实施例中，如图6所示，若配置RFID中间件的第一设备601为该发布订阅***的订阅端，该发布订阅***还包括发布端。可选的，发布端可以为配置该RFID中间件的第二设备602或者未配置RFID中间件的第二设备603，其中，该未配置RFID中间件的第二设备603包括OPC UA中的地址空间模型。也就是说，第二设备是基于OPC UA框架建立的。第二设备可以是服务器或者是客户端，该客户端可以是基于各种终端建立的，终端可以包括手机，平板电脑，笔记本电脑，智能手表等智能可穿戴设备。
本申请实施例中，本申请实施例还提供了一种基于RFID中间件的数据传输方法，方法应用于发布端和配置RFID中间件的订阅端，如图7所示，该方法包括：
S701：从发布端的地址空间模型的多个节点中获取数据，得到数据集。
如图8所示，发布端从OPC UA地址空间模型的多个节点获取数据集，数据集输出组件会生成连续的消息队列。
S702：将所述数据集进行编码，得到待传输的消息。
本申请实施例中，数据集输出组件包含用于对消息进行编码和传输的设置。可以使用发布订阅的配置模型或使用特定的工具来配置数据集，以及获取用于发布的数据的方式。
S703：基于预配置的地址信息将所述待传输的消息以队列的形式向所述配置RFID中间件的订阅端发送。
可选的，数据集输出组件通过发布端和订阅端之间的数据集有效负载向订阅端发送数据集。
本申请实施例中，基于地址空间模型的建模的设备可以关联具体数据特征，如数据集中的数据，包括采集频率、周期、温度等等。可以通过建立地址空间模型使设备具有语义，实现设备实例化，如某条产线上的某个机器的某个具体零件等信息可以组成一个模型，通过地址空间节点来实现数据集之间数据之间的关联，来实现数据集和数据集所属的设备的关联。同时，可以在RFID中间件配置的消息安全性对有效负载进行签名和加密，安全密钥服务器负责分发消息安全所需的安全密钥，且数据集的语法和语义由数据集元数据来描述。
本申请的实施例还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质可设置于服务器之中以保存用于实现方法实施例中一种数据传输方法相关的至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，该至少一条指令、该至少一段程序、该代码集或指令集由该处理器加载并执行以实现上述数据传输方法。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以位于计算机网络的多个网络服务器中的至少一个网络服务器。可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
需要说明的是：上述本申请实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种无线射频识别RFID中间件，其特征在于，包括数据采集层、数据处理层、事件处理层和应用交互层；
所述数据采集层，用于从发布端获得数据集；
所述数据处理层，用于对来自所述数据采集层的数据集进行处理；
所述事件处理层，用于根据来自所述数据处理层的数据集生成待发布事件；
所述应用交互层包括发布订阅机制模块，所述应用交互层用于通过所述发布订阅机制模块将所述待发布事件发布至订阅端；所述发布订阅机制模块是基于对象连接和嵌入在过程方面统一架构OPC UA中的地址空间模型建立的。
2.根据权利要求1所述的RFID中间件，其特征在于，所述事件处理层包括事件处理模块、规则确定模块、事件存储模块；
所述事件处理模块，用于根据来自所述数据处理层的数据集生成待处理事件；
所述规则确定模块，用于根据所述待处理事件对应的规则将所述待处理事件转换成待发布事件；
所述事件存储模块，用于存储还未发送至所述应用交互层的待发布事件；
所述事件处理层是基于所述OPC UA建立的。
3.根据权利要求1所述的RFID中间件，其特征在于，所述应用交互层还包括事件服务接口；
所述发布订阅机制模块用于通过所述事件服务接口将所述待发布事件发布至订阅端。
4.根据权利要求1所述的RFID中间件，其特征在于，所述数据处理层包括数据过滤模块；
所述数据过滤模块用于对所述数据集进行过滤，并对所述过滤后的数据集进行分组和/或组合操作。
5.根据权利要求1所述的RFID中间件，其特征在于，所述数据采集层包括设备驱动适配模块和设备管理模块；
所述设备驱动适配模块，存储有多种RFID读写器的驱动程序，用于通过所述驱动程序对应的RFID读写器从所述发布端获得数据集；
所述设备管理模块，用于对存储的所述多种RFID读写器的驱动程序进行管理。
6.一种包含RFID中间件的发布订阅***，其特征在于，包含配置权利要求1-5任一所述的RFID中间件的设备。
7.根据权利要求6所述的发布订阅***，其特征在于，
若配置所述RFID中间件的第一设备为发布端，所述发布订阅***还包括订阅端；
所述订阅端为配置所述RFID中间件的第二设备或者未配置所述RFID中间件的第二设备；所述未配置所述RFID中间件的第二设备包括所述OPC UA中的地址空间模型。
8.根据权利要求6所述的发布订阅***，其特征在于，
若配置所述RFID中间件的第一设备为订阅端，所述发布订阅***还包括发布端；
所述发布端为配置所述RFID中间件的第二设备或者未配置所述RFID中间件的第二设备；所述未配置所述RFID中间件的第二设备包括所述OPC UA中的地址空间模型。
9.一种基于RFID中间件的数据传输方法，其特征在于，所述方法应用于配置RFID中间件的发布端和订阅端，所述RFID中间件数据采集层、数据处理层、事件处理层和应用交互层，所述方法包括：
通过所述数据采集层获取数据集；
通过所述数据处理层对所述数据集进行过滤处理，并对所述过滤后的数据集进行分组和/或组合操作；
通过所述事件处理层根据来自所述数据处理层的数据集生成待发布事件；
通过位于所述应用交互层的发布订阅机制模块将所述待发布事件发布至订阅端；所述发布订阅机制模块是基于所述OPC UA中的地址空间模型建立的，所述订阅端用于将接收到的所述数据集中的数据映射到所述订阅端的地址空间模型的多个节点中。
10.一种基于RFID中间件的数据传输方法，其特征在于，所述方法应用于发布端和配置RFID中间件的订阅端，所述方法包括：
从发布端的地址空间模型的多个节点中获取数据，得到数据集；
将所述数据集进行编码，得到待传输的消息；
基于预配置的地址信息将所述待传输的消息以队列的形式向所述配置RFID中间件的订阅端发送。
11.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中存储有至少一条指令或至少一段程序，所述至少一条指令或至少一段程序由处理器加载并执行以实现如权利要求9或者权利要求10所述的数据传输方法。
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