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    鐵手劍譜

    上善若水
    數據加載中……

    企業服務總線(ESB)(5)

    2.2企業集成的目前狀態

    這一節將詳細討論,今天各個企業應用怎樣進行集成、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:偶然架構的討論。

    2.2.1 企業大都連接不善

    在過去二十年以來,無數分布式計算模型一一登場: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,只有很少數企業的應用時很好連通的。按照來自 Gartner 公司的一個研究報告[1],這個數字少于10%。

    關于應用的連通性,其他的統計數結果更令人吃驚,— 只有 15% 的應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,其主要以手工編寫的腳本和其他定制方案為基礎。關于 ETL 和批量文件傳輸的更多信息,以及他們相關的問題,我們在第9章討論。

    2.2.2 偶然架構

    Gartner 15% 統計值提供一個關于當今的集成狀態的一個令人深思的數據。那么其他85% 的應用是如何連接的呢? 一種在今天的企業中普遍存在的情形,我將其稱為是“偶然架構”。所謂偶然架構就是沒有人公開宣布創造的;相反,是多年積累的一種“就事論事”的解決方案。在一個偶然架構中,公司的應用被永遠鎖定在一個不靈活的剛性基礎架構之上。然后他們又被視為是信息“地牢”,因為集成基礎設施不能適應新的業務需求。 (圖 2-1)

    大多數集成嘗試都從某個深思熟慮的設計開始,但是經過一段時間后,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容之外。經過逐漸進行的螺栓和補丁,所謂整合的系統已經失去了其原來的設計完整性,尤其是如果系統是被很多的人來維護的,而他們對最初的設計意圖可能沒有很好地溝通。事實上,這種“就事論事”的方法將完全失去集成的一致性,因為工程師總將是“只是做一點點修改”作為解決問題的權益之計。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果導致了那些方面的副作用影響。在一個部署系統中,這可能會對你的業務造成損失慘重的悲慘結果。

    對集成遵守標準能夠為你創建一個針對所期望功能的基線來遵從。如果基礎設施是專有的, 不基于標準的,那么隨時間變化保持計劃的設計和指導原則就變成棘手問題。雖然也可以構造專有的平臺并且變通規則,但是這通常又導致更加“多樣性”的后果,結果更加鎖定于其上。然而,你應該記住的是簡單地遵守標準并不必然地阻止你構建一個偶然架構。

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    圖表 2?1 偶然架構將永遠使公司的應用成為“信息發射井”

    在偶然架構背后的技術是各不相同的。圖 2-1中的實線、虛線和點劃線表示了連接應用的不同技術。這些技術可能包括 FTP 文件傳輸、直接的socket連接 、專有的MOM、以及有時是 CORBA 或其他類型的遠程過程調用(RPC) 機制。某些定向的點對點解決方案可能已經使用了XML信封定義,或者基于SOAP或者其他什么機制的技術,來為集成的應用之間承載數據。

    圖中間的集成Broker表示了在部門級的層次連接應用的一個島嶼。然而這并不意味著它能夠連接任何事物。集成Broker通常只是結交給基礎設施中的某一塊,因此資金豐富的項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行很好的集成。

    偶見架構表現為得到一個剛性的,不能對集成提供一致的、持久的基礎設施。它不能如其應該達到的效果那樣很好地解決你的組織性的問題。要改變偶然架構一直以來就是個挑戰,因為點對點的解決方案的數量不斷在增長。這通常也意謂著應用之間的互相依賴性是緊密耦合的。使應用中的數據的表現的修改意謂著你還必須修改共享該數據的其他所有應用。這就限制你快速地改變你的業務流程,以適應變化了的或者新的業務機會。這些緊密耦合的、硬連接的接口不僅僅是偶然架構的問題。因為控制流、業務應用之間的通信的編排被硬編碼進應用本身之中,這進一步導致了復雜化。這些都增加了系統之間的緊密耦合和脆弱性,使變更業務流程更加困難,并且導致了廠商所定。

    2.2.2.1 部門和組織問題

    偶然架構的先天技術不足隊組織中的人力協調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行較大的翻新改造簡直是一件恐怖的事情。這經常需要安排大量的會議,和屬于不同項目的不同的開發組的人們開會,就緊緊對要做什么以及何時做這類的問題達成一致。如果應用,以及他們分屬的開發項目組,分別處于不同的地理位置和時間區,應用改變所需的協調問題則會變得更加困難。

    有時某些應用程序被視為“遺留”系統,對他們你是不愿意或不能夠對其進行多少修改,因為它們已經進入維護模式。我們通常說,“遺留系統”的一個定義就是那些你昨天剛安裝的系統。即使你對自己開發的應用具有完全的訪問和源代碼的控制權,當開發人員繼續進行其他項目或離開公司的時候,對其進行修改也是非常困難的。我們將會在第 4 章中看到, ESB 大大地減少了隨時間變化,修改數據模式和格式所帶來的影響。

    2.2.2.2 逃離偶然架構

    即使你已經對跟蹤和修改應用數據及其接口建立了良好的公司實踐,偶然架構仍然還有其他缺點。使用不同的連接技術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行公司級的安全策略。 對插入新的應用沒有一致的 API可以依賴,而且沒有基礎來在棋上構建公司關于集成的最佳實踐。最近與一些領導的專家進行了交流,總結了偶然架構的下列各項問題:

    • 不可靠性

    應用之間的通信或許能得益于異步的消息的可靠性。如果一個大型業務流程中的某兩個應用之間的通信連接失敗,整個業務流程可能會事務性地返回或者重啟。我們將會在第5章學到更多有關松散耦合的、異步的可靠消息的更多內容。

    • 性能和可伸縮性分析

    不管你是否你已經有了一個預先的性能規劃并且試圖分析一個現有的性能問題,由于偶然架構的許許多多的子系統和他們各自的運行特征,這個工作是極其困難的。通常的做法是采用混雜的、“投入資源到其中,直到它能正確運行”式的解決方法,這將造成磁盤、處理器、內存等上面的過度開支。

    • 總體排錯

    沒有哪個單一方法能夠提供充分的診斷和報告能力。 意外架構需要很多具有很高能力的維護人員圍著所有有缺陷得生產系統轉,這將導致整體擁有成本 (TCO)的急劇上升。各部分實現的方式差異越大,在其失效時需要用來解決它們的問題的專家經驗就越寬。另外,建立一個基線來描述期望的正確行為也是一個挑戰。

    • 冗余和彈性

    沒有任何方式能夠保證這個泥潭中的所有組建都能夠滿足你的關于可接受的冗余、彈性和容錯度的定義。這意謂著要為依賴于后段系統的新功能定義可達到的服務級別協議 (SLAs) 是很困難的。

    • 帳單漏洞

    如果你的系統攜帶又能夠收費的帳單數據 ( 比如電信),那么賬單數據的利息就可以被丟失在偶然架構之中。因此,你可能會損失收入并且還一點都不知道。

    • 監控和管理

    沒有一致的方法來監控和管理一個偶然架構。假定你的整合應用系統必須運行 24/7 ,而且你的職員負責關注運行監控工具,并且做出糾正。這些工具將不會以相同的方式工作,那么在無數不同的小方案的基礎上進行培訓 ( 和再培訓) 將是非常昂貴的事情。簡單地安裝企業級的運行管理工具并不能自動地將自省能力提供給集成基礎設施,并且偶然架構通常并不能提供所有可能需要的控制點。

    總而言之,偶然架構表現為一種剛性的、高成本的基礎設施,并且不能滿足你的組織變更的需要,還要承受以下缺點的痛苦:

    •  緊密耦合的、易碎的、對變更不靈活的
    •  因為多個點對點解決方案導致的昂貴的維護負擔
    •  修改一個應用程序可能影響其他很多應用
    •  路由邏輯是硬編碼到應用程序之中的
    •  沒有通用的安全模型;安全是混雜的
    •  沒有通用的 API(通常)
    •  沒有通用的通信協議
    •  沒有建立和構建最佳實踐的通用基礎
    •  難以支持異步處理
    •  不可靠
    •  沒有對應用和集成組件的健康監控和部署管理

    如你所知,偶然架構的創建已經有些年頭了,要替換和解決它并不是一蹴而就的事情。隨著繼承項目的需求的增加,解決方案應該更加柔性的、簡單、以及運行便宜,而不是其他什么東西。偶然架構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合理的時間范圍內實現新的業務機會。

    你需要一個內聚的架構,面向實踐、標準來解決著大量的問題。ESB 提供了架構和基礎設施,并且使你能夠逐個項目的基礎上采用它。采用 ESB 并不是全有或全無,推倒重來式的方式。而是,你可以漸進式地采用它,同時還能利用你的現有資產-包括偶然架構和集成Broker,以一種“留下而分層”的方式。

    2.2.3 ETL,批量傳輸,和 FTP

    提取、轉換、和載入 (ETL) 技術,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應用中的數據打包然后上傳這樣的操作。問題是有很大的可能在應用間的數據失去同步。一個失敗的打包上傳的處理程序可能要花上一天的時間。在京及和業務全球化的情況下,系統以24/7 的方式運行,再也沒有了“夜晚”的概念,那你得批處理又該在何時執行呢?

    其他問題也可能與每夜的批處理相關。因為批處理的反應期問題,在分析關鍵業務數據的時候,最好的情形是24 小時輪轉時間。這一延遲可能嚴重地阻礙你對隨時變化的業務事件進行反應的能力。

    有時,一次跨越多個面向批處理系統的端對端處理處理甚至會花費一整個星期才能完成。處理從源頭到目標的數據的總體潛伏反應期完全阻止了收集具有意義的,反應目前業務情形的數據的洞察力。比如,在供應鏈的場景中,這將導致你永遠不知道你的庫存的真實狀態。

    第 9 章將會呈現一個通過FTP進行成批傳輸的技術和業務意義的案例研究,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,提供了偶然架構的替代。集成Broker是從上世紀90年代出現在,現在已經被植入到MOM主干或應用服務器平臺之中。

    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能夠使用一個集線器-和-插頭架構幫助偶然架構提供應用之間的集中路由。此外,他們還允許使用業務程序管理 (BPM) 軟件將業務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。一個集線器-和- 插頭拓撲不允許對局部集成域之上進行局部控制。構建在一個集線器-和-插頭拓撲之上的BPM 不能夠建立跨越部門和業務單位的業務流程極其編排。 集成Broker也可能受限于下面的MOM不能越過物理的LAN網段和防火墻的能力限制。

    有許多公司已經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項目已經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Forrester在2001 年十二月發布的研究報告[2] 展示了下列各項統計:

    •  集成項目平均 20+ 個月才完成
    •  少于 35% 的項目能夠準時和在預算內完成
    •  35% 的軟件維護預算被花費在維護點對點應用連接之上
    •  在 2003 年, 全球 3500 家企業平均期望花費六百四十萬美元到集成項目上

    這項研究還是在EAI 在它的最尖峰的時候進行的,而且幾乎沒有跡象表明這一數字在那時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目上花費的平均數的一個預測。當于這些公司的領導們交流這些問題的時候,我進行了一個一般性的求證。

    照今天的預算標準來看,EAI Broker項目是很昂貴的。集成軟件費用很貴的,通常單獨對于軟件許可費用,每個項目的價格范圍就在從 $250,000 到一百萬美元不等。這還不算一起的咨詢服務組件,而這個組件的價格往往是軟件許可費用的5到12倍。

    集成Broker高昂的啟動成本又被另一事實所進一步惡化,即從一個項目中學到的知識不能很好地轉移到下一個項目。由于傳統的 EAI Broker技術的專有特性,通常具有很陡峭的學習曲線,對于每個項目來說,有時候實6個月。要試圖彌補這個負擔的通常方式是聘請事前對專有技術經過培訓的特別的顧問。當然,高特殊性=高價格。這是高昂咨詢費用的一個重要組成部分( 另一個大的組成是技術安裝、配置、部署、和管理的復雜性)。并且一旦項目完成,顧問就不見了。

    集成項目的實現時間普遍是在 6-18 月之間。這意謂著。根據事前針對短期設定的標準、以及項目資金,實施時間吃掉了項目原本想要利用的策略性窗囗。

    集成Broker的專有性質,以及高昂的咨詢費用通常導致供應商鎖定和重啟后續項目的巨大成本。這意謂即便對于成功的項目,增長和伸展也是令人恐懼的。而且在你對你的供應商或者實現心生不滿的時候,你也得面對到底是就目前的情況繼續走下去,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新的學習曲線之間左右為難。因為所有這些,一些IT組織通常留下了一些難以再集成到其他項目的“集成孤島”。總而言之,集成Broker已經證明是偶然架構里面的老套技術,而并非它的解決方案。

    當我們更詳細地討論集成Broker的時候,我們將看到導致這里所列的問題的技術屏障。另外,許許多多的非技術因素也導致了對采用ESB的需求的增長。


    [1] [2]來自 Gartner 公司的統計,"集成Broker,應用服務器和 APSs,"10/2002.

    [2] [3]來自 Forrester 研究的統計學,"減少集成費用,"12/2001.

    posted @ 2007-08-15 11:11 鐵手 閱讀(1369) | 評論 (0)編輯 收藏
    射頻識別標簽(RFID)(7)

    4 標簽

    4.1 Transponder 的構成

    4.1.1 Disk和coin

    最常見的構成形式稱為是disk (coin), 即transponder位于一個圓形的ABS注塑的腔中,至今從幾毫米到10 cm 左右。中間通常有一個緊固螺釘孔。材料上除了ABS注塑之外,還包括polystyrol 或者環氧樹脂等已達到更大的溫度適應范圍。

    4-11

    圖表 4?1 盤狀transponder的不同構造。

    4.1.2 玻璃腔體

    玻璃transponders 可用于將其植入動物皮下一邊進行識別和定位等。

    4-2

    圖表 4?2 玻璃體glass 的transponder,用于動物識別等。

    長度大約為12-32 mm 的玻璃管包含一個安裝在PCB載體上的微芯片和一個平滑電源電流的芯片電容。而transponder 則圍繞在一個鐵酸鹽芯棒之上,厚度大約為0.03 mm 。這些內部足見嵌在一個軟的粘合劑上以達到較強的機械穩定性。

    4-3

    圖表 4?3 玻璃體transponder 的結構

    4.1.3 塑料腔體

    塑料包裝主要用于那些特別需要高度機械需要的場合。這種容器可以很容易的集成到其他產品中,比如 汽車防盜系統的車鑰匙之中。 (圖3-5)

     4-6

    圖表 4?4 塑料封裝的Transponder

    4.1.4 工具和氣瓶標識

    對于安裝到金屬表面的transponder 需要特殊構造。transponder coil 被繞在一個鐵酸鹽芯棒之上。transponder 芯片則安裝在芯棒的反面并和transponder coil相接處。

    為了取得充足的機械強度,抗震動和耐熱性, transponder 芯片和芯棒都要使用環氧樹脂鑄入一個PPS 外殼中。用于工具的transponder 的外部尺寸和裝配面積由ISO 69873 進行標準化。而用于氣瓶的transponder 則需要不同的設計。展示了一個安裝在金屬表面的transponder 的機械輪廓。

    4-4

    圖表 4?5 采用ISO 69873標準格式的Transponder,用于工業自動化場合。

    4-5

    圖表 4?6 安裝與金屬表面的Transponder的機械輪廓圖

    4.1.5 鑰匙

    Transponder 也可以集成到車輛防盜或者高安全門禁所需的機械鑰匙之中。它們通常基于塑料封裝的transponder并注入一個鑰匙體中。

    鑰匙化的transponder設計被證明是一種門禁和物理安全訪問的流行做法。

    4-7

    圖表 4?7 鑰匙狀的RFID訪問控制系統

    4.1.6 ID-1 格式, 非接觸式智能卡

    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系統中的非接觸智能卡的常見形式。(Figure 2.11)。這種格式的主要優點是比較大的線圈區域,這樣也增大了智能卡的適用范圍。

    4-8

    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行烘烤以產生永久的結合。ID-1 格式的非接觸智能卡還適合于進行廣告傳播和藝術裝飾。

    但是并不總是一定能夠保證ISO 7810中為ID-1卡所規定的0.8 mm 的厚度。特殊需要的微波transponders 就要求更厚一些的設計,因為這種設計通常將transponder 插入兩個PVC 外殼之中或者使用ABS注塑的方式進行封裝。

    4-9

    圖表 4?9 塑料封套內的微波transponder

    4.1.7 智能標簽

    術語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)。因為不干膠標簽可以很容易的重印,因此還可以很簡單的將所存儲的數據和標簽表面的條形碼項聯系。

    4-10

    圖表 4?10 智能標簽(Smart Label)

    4.1.9 芯片上線圈

    前面所述的構成格式中, transponder都是由一個充當天線的transponder coil 和一個transponder 芯片所組成。而transponder coil 則通過常規的方式綁定到transponder chip。

    4-12

    圖表 4?11 一種由安裝在很薄的塑料薄片上的transponder線圈和transponder 芯片構成的智能標簽

    4.1.10 其他形式

    除了這些主要的設計,還存在一些應用特定的設計形式。比如用作比賽計時的“比賽信鴿transponder”。Transponder 還可以根據客戶的需要進行定制。最好的形式可能是玻璃或者PP transponder。

    4.2 頻率,范圍和耦合

    RFID 系統的最重要的區分準則就是reader的工作頻率,物理的耦合方法和系統范圍。RFID 系統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,一般稱為緊密耦合系統。為了運行, transponder 必須要插入reader 中或者接觸其表面。緊密耦合系統一般使用電和磁場進行耦合,理論上可以工作于任何需要的頻段,從DC 到30 MHz,因為transponder 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,所以即使微波和沒有經過功耗優化的微處理器也可以工作。緊密耦合系統主要用于那些有嚴格安全需求,但是不需要太大范圍的場合。比如電子門禁系統和非接觸智能卡支付系統。緊密耦合系統采用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。

    系統讀寫范圍達到1 m 的RFID系統稱為是遠耦合系統。幾乎所有遠耦合系統都是基于磁感應耦合方式。 這些系統也被稱為是inductive radio systems。 另外也有一些遠耦合系統采用的是電容耦合方式。如今銷售的RFID中至少90% 的是感應耦合系統。因此,市場中也有非常多種的這種系統存在。因此,也有一系列標準來規定用于各種應用的transponder 和reader 的技術參數,比如非接觸smart card, 動物識別和工業自動化領域。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 的頻率作為發射頻率。一些特殊的應用 (如 Eurobalise) 也運行在27.125 MHz上。

    有效范圍遠大于1m的RFID系統稱為遠距離系統(long-range system)。所有遠距離系統都在UHF 和 微波波段使用電磁波。絕大多數這種系統由于其物理原理都使用后向散射系統。也有一些在微波波段使用表面聲波transponders 。所有這些系統都工作在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(無電池)的后向散射式(backscatter) transponder達到,而15 m 或者更大的范圍則可以使用主動(內置電池)的后向散射式transponder達到。但是,主動transponder的電池并不用來作為在transponder和reader之間的數據傳輸提供電力,而是為微芯片和所存儲的數據的保持提供電源。至于兩者之間的數據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。

    posted @ 2007-08-14 11:28 鐵手 閱讀(1361) | 評論 (0)編輯 收藏
    企業服務總線(ESB)(4)

    2集成的狀態

    各種因素,包括技術和業務層面的,導致對新的集成方式的需要。有許多新的業務驅動因素,比如經濟條件的改變、新的革命性的硬件技術比如射頻識別標簽 (RFID)的出現、法規管制的遵從,都預示著從業務視圖來看,應用集成和數據共享都要發生重大變革。這些驅動好像與企業中目前的集成狀態不一致子,并不象你所想的那樣超前。當我們在這一章中詳細研究的時候,大多數應該只是簡單集成的項目不能很好集成,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模的集成解決方案的需要的各種需要:

    • 經濟的驅動器。

    這些已經改變了IT花費的形式。經濟因素導致IT部門主要集中于使事情能夠與他們當前已經有的應用一起工作。

    • 最高優先序: 集成。

    調查結果表明集成繼續處于CIO的優先序列的最頂層。

    • 法規的遵從

    Sarbanes-Oxley法案、PATRIOT法案、以及 FCC 法規都強迫公司建立一個必須的內部基礎設施來比以前一樣更加詳細地跟蹤、路由、監控、和獲取業務數據。

    • 直通處理 (STP)

    STP 的目標是消除業務流程的無效率,比如數據的人工再輸入、傳真、紙面郵件、或者不必要的數據批量處理。在行業中,比如金融服務,這可以幫助達到幾乎零反應期的交易處理。

    • 射頻識別標簽(RFID)

    被視為下一代條形碼的革新, RFID 可能會產生大量的新型數據,然后這些數據需要被路由、變換、聚集,和處理。

    不幸的是,公司的集成環境的目前狀態在這些領域幾乎沒有取得什么進展。這又使得業界領袖不得不重新尋找更廣泛的集成解決方案。而有關集成的目前狀態的問題包括:

    • 良好連接企業的普遍缺乏。

    這阻礙了企業向自動化業務流程進步,然后由阻礙了其對不斷變化的業務需求的快速反應。

    • 偶然架構

    偶然架構是一種一直使用的事實上的集成方式,其結果是沒有連貫一致的公司級的集成策略。這表現為老是要留下點對點的集成、每一個都有其自己的連接和集成風格。偶然架構表現為不連貫的脆弱和剛性架構、并且不能經受集成環境的新的附加條件和變化。

    • ETL,批量傳輸和FTP。

    使用FTP文件傳輸和每夜批處理的方式進行提取、變換和載入 (ETL) 的技術仍然是今天“集成”最流行的方法。 這些處理涉及到每夜對各種應用之上的數據進行打包上載的操作。由于這種做法的潛伏反應期和錯誤率,組織從來不會不真正擁有對它們的關鍵數據的好的快照。

    • 過去使用集成Broker的危險。

    上世紀90 年代后期,昂貴的集成Broker項目看似成功,但是給組織留下了大量專有的集成領域難以消化。

    這章將會詳細討論這些因素。除此之外,它將會解釋通過逐漸采用重構到ESB的好處,同時使用學習自集成Broker技術的最佳實踐。

    2.1業務驅動激發集成

    2.1.1 IT開支的趨勢

    經濟因素導致IT部門主要集中于使事情能夠與他們當前已經有的應用一起工作。在Y2K之前,大多數公司都把它們的主要花費集中在準備應付 Y2K之上,包括購買打包的沒有Y2K問題的應用。

    后來的經濟低迷時期,不管是否歸結于后Y2K時代、Internet泡沫破滅時代、9/11、或者戰爭的不確定性,都已經導致了IT花費的急劇變化。這已經有對集成造成了特殊的沖擊,不管是正面的還是負面的。IT預算和前 Y2K時代相比已經今非昔比。再也不會出現IT經理手中握著對集成Broker軟件和服務的數百萬美元預算,并且還要花費18-24個月的時間來等待項目結果這樣的事情了。IT花費現在變得都要通過執行層,每一個項目都要經過仔細審查。只有對業務生存能力至關重要的項目才能得到資金。公司在每一個項目的基礎上要求在3-6個月的時間片內得到切實的效果和投資回報,雖然他們仍然維持著改良整體運行效率的策略目標。

    2.1.2  作為高優先級的集成

    新的節儉時代并沒有減少對業務流程的改進和對集成的需要。 業務層面的驅動仍然存在;減少業務周轉時間需要,減少存貨水平的需要,消除重復IT服務的需要,如此等等。

    IDC的一分報告指出[1] 他們調查了557個CIO關于他們2004年事情的優先級。關于集成報告中這樣說:

    在2003年6月舉行的IT和執行層交流會上,關于什么可以被稱為“市場推動”趨勢的問題,集成已經成為2004年IT規劃中比安全具有更高優先級的事情。

    報告同時指出,集成和安全分別占第三和第四位,在最高的CIO優先級的列表中,僅僅排在“基礎設施替換/升級”和“IT費用削減”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“基礎設施替換/ 升級”。表 2-1 戰士了這個問題的答案:“ 下列各項問題,你認為在 2004 年終期待有最高的優先級嗎? 選擇一個。”


    [1] IDC,應用開發中的集成標準趨勢: 著全賴于“開放”的真正含義,2003 年11月 (文件 #30365) , http:// www.idc.com 。

     

     

    2-1

     

    2.1.3 法規遵從

    有時候,對集成的需要在強加于你的,不管你是否喜歡它。 甚至在困難時期,當預算緊張時,為了集成目的而對基礎設施進行修補也一定要遵從政府的法規管制。 如大部分它人們會證明,不有而有很多的僅僅繼續嘗試維持狀態.為新的集成策略擔憂。 然而,沒有像有者監牢時間和強烈的罰款視野得到資深的管理注意。

    由于范規管制的問題,一些行業的公司必須向競爭者提供信息,并且對信息訪問進行審計。比如,在電信業中,負有職責的電信營運商(ILECs) 應該提供信息給競爭的 LECs 。能源公用事業也應該提供賬單信息給競爭者。保健機構和隱私法律需要跟蹤客戶記錄訪問以供審計之目的。這需要你的分離的數據能夠以標準的協議和以標準的格式輕易被訪問。

    下面是一些領域,在其中法規遵從是個驅動力。

    2.1.3.1 電訊

    一個 FCC 法規要求所有的電訊提供商和地方性的向地方性的營運商暴露他們的客戶數據的某些部分。 一主修電訊供給者正在有強烈的罰款欺騙它為不遵從這一個需求。很明顯,甚至一家主要公司也不能夠負擔得起繼續基礎上支付那么多的錢。與法律要求的共享信息相關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,一個過分單純的方法不能同時滿足法律要求又能保護敏感的公司數據。你需要又細粒度的過濾器和有選擇的數據變換來只提供必需的數據 (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致的對你的數據的利用。所有這些都需要有對業務流程的細粒度的訪問和控制。

    電信提供商需要一個基于標準的、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議。為了滿足這個需要,公司最終采用 ESB 。

    1.1.1.2 Sarbanes-Oxley

    2002年頒布的Sarbanes- Oxley 法案旨在通過改善公司信息披露的準確性和可靠性來保護投資者,它強制了新的報告需求,并且對公司的決策者和他們的企業引入了更高的問責性。 遵從Sarbanes- Oxley 法案需要面臨一些真正的挑戰。包括費用考慮,后勤復雜性,數據收集和管理問題,以及正確的數據的及時報告,不管數據存在于哪一個企業之中。

    2.1.3.3 政府

    美國聯邦政府已經設定一個目標 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的驅動力是這樣說的:

    1998年的政府文書工作消除法案,要求聯邦政府機構在2003年10月前,如果可行,允許與政府打交道的個人或者實體能夠有選擇地向政府機構電子化地提交信息和進行交易處理,或者如果可行,允許維持電子記錄。

    法規遵守產生了巨大驅動能量,并且集中于跨越整個政府機構集成后端應用和數據源。當我們在第 11 章討論門戶環境中的ESB 的時候,ESB能夠在門戶服務器和多個后端應用之間扮演媒介中介而提供重要的價值。

    2.1.3.4 直通處理 (STP)

    直通處理 (STP)意味著對于跨越整個系統和組織的業務流程的事務性數據只需要輸入一次。在其他行業中, STP 可能被稱為“流通供給”、“無紙采集”、“lights-out”或者“hands-free”處理。

    達成 STP 的目標要消除業務流程的無效率,比如數據的手工重新輸入、傳真、紙面郵件、或數據的不必要的批處理。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證系統,或者周期性處理的數據分批。

    在金融服務、電信和公用事業中,STP 是一個主要驅動。在金融服務中,“T+1”的目標是將交易數據沉淀一天。自動化程序運行可以幫助公司在整個訂單和貿易的生命周期中減少成本,更快捷地服務客戶,以及更有效地管理業務風險。

    2.1.3.5 射頻識別標簽 (RFID)

    射頻識別標簽(RFID) 正在改變企業跟蹤其整個供應鏈中各處的貨物和供應的方式。RFID標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容的需要從而自動化供應鏈。裝備有RFID標簽的貨物通過安裝在倉庫或者裝貨碼頭的閱讀器時,會差生大量的消息,而這些數據又將會產生大量的需要被捕捉、路由、變換和輸入到其他隊業務有意義的應用之中的數據。

    零售賣場中裝備有RFID閱讀器的“智能貨架”能夠自動跟蹤貨架上的貨物數量,并且在貨架存量低于標準的時候自動產生補貨的訂貨命令。這些貨架閱讀器也會知道,消費者從貨架上拿起一件商品平,然后可能又因為另一種商品而將它放回貨架。這種類型的數據對于那件重新放回貨架的商品的制造商來說也是很有價值的。

    領導零售商,比如Wal- Mart和 Tesco、和美國防衛部,已經對齊大型供應商強制要求在大外包裝級別裝備RFID標簽了。其最終目標是要驅動標簽本身的價格下降,使得最終對每一但見商品,比如一把牙刷或者一罐蘇打,進行RFID標簽識別變得可行。這樣將大大增加在一個托盤經過閱讀器是所產生的消息數量。這種數據量在人工掃描外包裝上的條碼的時候是不會產生的。當一個托盤經過閱讀器的時候,ESB能夠作為因為而纏身的爆發性數據的緩沖以便能夠準確捕獲這些數據。那些沒有針對這種數據量進行設計的應用可以得到ESB 的消息層的保護,它能夠將工作量分配到多個后端系統,或者進入消息隊列排隊,直到其能夠被處理。

    因為個體物品級RFID標簽而導致的消息的粒度更細,對那些沒有針對處理超過大包裝級別粒度的數據的應用也是個問題。ESB 能提供殊的緩存、聚集和變換服務,以便能夠將收集更細粒度的數據,并將其聚集為大包裝級別的數據,以便那些應用能夠讀取。

    EPCglobal 組織正在促使 RFID 標簽、閱讀器、以及將閱讀器整合到應用的軟件的標準化。為了要廣泛地共享 RFID 數據,需要對整個供應鏈中的相關應用和閱讀器網絡定義集成規則。而為了避免網絡中的RFID 數據洪水,過濾和聚集規則應該盡可能地分布到最靠近RFID 事件的產生點。ESB 是一個很好的管理和配置那些控制數據流得規則的理想遠程集成平臺。

    posted @ 2007-08-13 10:13 鐵手 閱讀(1508) | 評論 (0)編輯 收藏
    射頻識別標簽(RFID)(6)

    3.4 RFID系統的基本分類

    RFID 系統存在著無數的變體,也存在許多開發和制造商。如果想要對RFID系統有一個整體的了解,必須首先知道如何區分這些不同類型的RFID 系統。

    4-1

    圖3.1是一個RFID體系分類的示意圖。

    圖表 3?4 各種不同的RFID系統

    RFID系統的運行基于兩種模式: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,收發器的響應在閱讀器的RF域打開的時候是按廣播方式運作的。因為從收發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,所以必須采取適當的傳輸方式來將收發器的信號和來自于其他閱讀器的信號相區分。實踐中,從收發器到閱讀器的數據傳輸采用負載調制(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,順序方式使用在閱讀器RF域按規則的間隔關閉的場合。這個間隔將被收發器識別,然后被用來從收發器向閱讀器傳輸數據。這種方式的缺點是,如果傳輸終端則收發器將失去電力,所以必不采取其他備用供電方式或者電池以保證收發器的供電的平滑性。

    RFID 收發器的數據容量通常從數byte 到數K byte。所以1-bit 收發器則是這種規則的例外。實際只有1-bit的數據量已經足夠用來向閱讀器標識兩種狀態了: 即“收發器在域中”或者“收發器不在域中”。當然,這對于滿足簡單的監控或者信號發送功能已經足夠。因為1-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格。基于此原因,所以在Electronic Article Surveillance (EAS)系統中使用了大規模的1-bit transponder以保護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,并采取必要的反應。而在正常收費后,1-bit transponder 將被去除或者予以禁止。

    能否將數據寫到transponder 中向我們提供了另一種分類RFID 系統的方式。在簡單系統中, transponder的數據記錄通常是簡單的序列編碼,并且可以是在芯片制造時寫入的,而且在隨后不能修改。用來存儲數據的主要的方式是:在感應耦合的RFID 系統中,EEPROM占了統治地位。但是其缺點是在寫操作時功耗很高,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。

    特別是在微波系統中,則普遍使用 SRAM來作為數據存儲媒介。其優點是極快的數據讀寫速度,而缺點則是必須要使用輔助電力供應以便保持數據的持久性。

    在可編程系統中,對存儲器的讀寫訪問和其他讀寫授權必須由數據載體的內部邏輯進行控制。在最簡單的場合中,這些功能可以通過狀態機來實現。狀態機也可以是下復雜的邏輯順序。但是狀態機方式則不夠靈活,因為以編程狀態的變更必須要隨之進行芯片電路的變更。實際應用中將導致芯片重新布局,并產生額外的費用。

    微處理器的使用可以改善這種狀況。在處理器制造時,將使用掩模的方式采用一個操作系統來管理數據。因此變更可以更加便宜的實現,并且軟件可以重新編程以適應不同的應用。

    對于非接觸式智能卡來說,使用狀態機的數據載體一般存儲卡(memory card),而與之對應的則是處理器卡(processor card)。

    這里還應該提及那些使用物理效應來存儲數據的transponder。包括只讀表面聲波transponder 和通常可以禁止(設置為0)但是不能重新激活(設置為1)的1-bit transponder。

    RFID 系統的一個重要特征是transponder的供電。被動transponder 自身沒有電源,因此操作被動 transponder 所需的所有電力必須來自于reader的電/磁場。相反,主動transponders 自己有輔助供電措施,如電池,可提供其自身運行所需的部分或者全部電力。

    RFID 系統的主要特征之一是系統的運行頻率和有效范圍。RFID 系統的運行頻率是reader 所發射的頻率。而transponder 的發射頻率則不重要。在大多數情況下,它和reader的發射頻率是相等。但是, transponder的發射功率通常設置為比reader的發射功率還要低10的幾次方。

    將不同的發射頻率分為3個主要頻段: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)。 根據有效范圍的進一步區分還可以將RFID 系統區分為緊密耦合(0–1 cm), 遠耦合(0–1 m), 和長距離耦合(>1 m) 系統。

    從transponder 發送數據到reader的方式可分為3類:

    •  使用反射或反向散射(即對應于reader發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) 和諧波的產生(n-fold) 。

    posted @ 2007-08-12 10:45 鐵手 閱讀(1133) | 評論 (0)編輯 收藏
    射頻識別標簽(RFID)(5)

    3.2.2 附著RFID標簽

    將標簽附加到被標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,經常使用一種打印機來打印好標簽然后通過某種方式在物品通過裝配線上的某點的時候粘貼到物品上,對于Smart Label類型的RFID標簽,也有類似的方式。這些Smart Label類型的設備同時編碼RFID標簽和在紙張上打印條形碼以及人可讀的其它標記。

    •  采用何種方式來附加標簽到物品考慮的因素包括:
    •  使用自動化設備和系統的成本;
    •  成卷的Smart Label可能存在的有缺陷的標簽;
    •  附加過程中可能因為敏感性會損壞標簽;

    另外,對于不同的形狀、尺寸和本身特性的物體,標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。詳細信息參見DoD的標簽附加注意事項。

    3.2.2.1 跟蹤物品的移動

    附加了標簽的物品被運輸時,對于發送放和接受方來說都是有益的,因為他們都可以跟蹤該物品的移動。對于整個業務流程來說,參與供應鏈的各方都應該能夠跟蹤其移動,或者共享相關的跟蹤信息。以使得任何業務都能夠對整個供應鏈得到一個實時的“數據快照”,從而驅動更加有效的業務流程處理。

    對被標簽物品的跟蹤是通過該物品出現在各種關鍵控制點而得到的數據,這些控制點可能根據:

    •  天線
    •  閱讀器
    •  邊緣服務器
    • 中間件服務器

    等進行聯合的多層次的位置和領域標識。

    3.2.2.2 在業務應用中使用RFID數據

    在寫入的時候,RFID系統所作的大部分工作主要集中在標簽和閱讀器的物理部分。因此確保選擇正確的標簽、閱讀器和天線,并且對其進行正確的配置和設置以達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務應用系統之中才能意識到RFID技術的真正好處。很有可能,使用RFID信息需要將其集成到你的現有業務應用之中,或者還需要對其進行某些修改。將RFID信息與企業業務系統進行集成與集成其它數據源沒什么不同。因此,企業集成所需的架構方法、技術和產品也可以用在RFID信息的集成場合。

    3.2.2.3 在B2B應用間共享RFID數據

    一旦公司在內部集成了RFID數據,并且使其業務過程利用這些數據,便會逐漸發現RFID數據在邏輯上可以促進業務數據的共享從而改善B2B的業務集成。比如在使用了RFID技術的藥品行業。某個藥劑師甚至可以將某個配置了RFID標簽的藥品包裝靠近RFID閱讀器終端,就可以馬上獲得有關該藥物的信息,比如政府藥品管理部門的警告或其它用藥信息。藥房的POS系統可以根據該標簽代碼請求由藥品供應商或者政府衛生管理部門提供的Web Services服務。藥品公司也可以或者跟蹤其所生產的具體每一件產品的信息,包括分銷、運輸以及使用等等。

    所有這些應用情形都假定這些相關的各個公司會共享其信息。當然,驅動這樣的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。跨越企業邊界共享信息和工作流并非新的概念。對于整個業界來說,需要某種標準化的共享信息的方式。

    3.2.2.4 智能設備的自組織

    目前最明顯的趨勢是越來越多的設備連接到Internet,如何提供、配置、監控和管理他們越發成為最大的挑戰。一個連鎖零售機構可能有數十臺服務器連接著其數百個POS終端。但是,當該機構添置了具有RFID能力的智能貨架或者POS終端的時候,又會有成百上千的天線和閱讀器連接到上述基礎設施架構中。RFID 中間件標準,比如應用層事件將會有助于將企業應用和閱讀器或者天線之類的邊緣設備分隔開來,但是要正確配置這些邊緣產品將是一個非常消耗時間的工作。諸如Jini和網狀網絡(mesh networks)之類的技術,以及老些的SMTP技術都提供了動態配置和自愈特征,RFID中間件可以使用它們來改變閱讀器和其它感應器的物理配置。

    3.3 RFID 系統組件

    下圖展示了一個RFID系統的主要部件。我們以一個零售系統為例來說明。圖的左下方是代表了被標記的商品的一系列標簽。商店也有一系列的閱讀器布置在貨架和結賬通道上。這些閱讀器每分鐘可以讀取數百個甚至數千個標簽。閱讀器必須要仔細配置和進行管理,以便知道如何一些協同工作以覆蓋到某個閱讀器失效時出現的盲區。RFID中間件就代表著一個或者多個負責處理這些問題的軟件模塊。邊緣應用代表著任何運行在商店之內的企業應用,比如POS系統。而RFID信息服務則代表著存儲在邊緣發生的RFID事件和相關數據的機制。同樣,在企業數據中心或者其業務伙伴的數據中心也可以有相似的信息服務。這是因為RFID 信息是被存儲在基礎架構中的各個地方:比如邊緣、數據中心之內或者業務伙伴處。

    3.3.1 RFID 系統組件

    企業數據中心中的兩個主要部分是企業應用和企業服務總線。企業服務總線是一種基于分布式消息機制和SOA的集成基礎架構。已經有很多這些基于標準的產品。而企業應用則是解決企業實際業務問題的各種應用,將要集成并且消費RFID數據。

    3-4 

    企業數據中心中的兩個主要部分是企業應用和企業服務總線。企業服務總線是一種基于分布式消息機制和SOA的集成基礎架構。已經有很多這些基于標準的產品。而企業應用則是解決企業實際業務問題的各種應用,將要集成并且消費RFID數據。

    3.3.2 標簽(Tags)

    RFID系統的本質能力是基站(閱讀器)能夠通過無線的通信機制,包括微波,但不包括紅外和可見光,來識別另一個電子設備(標簽)。因為閱讀器能夠識別某個特定的標簽,因此系統便可以聲稱能夠識別該標簽所附著的對象。標簽可以被封裝在一些諸如塑料鈕扣、玻璃腔體、紙質標簽、甚至金屬盒之內。它們可以被粘貼到包裝上、嵌入到人體或者動物體內、夾在衣服上、或者隱藏在鑰匙的頭部。

    對RFID標簽的識別是通過RFID相應閱讀器的詢問,像閱讀器通知其到場,并且標明他自己的身份(編碼)。如下圖所示,RFID 閱讀器首先以一定的時間間隔(通常每秒數百次)發射一個預定頻率的無線電信號。任何處于月底起的發射范圍的標簽都可以收到該發射信號,因為每一個標簽都有一個能夠在某個預定頻率上監聽這種信號的天線。標簽使用接收自閱讀器的能領來向閱讀器響應相應的信號。標簽可以在這些信號上調制信息,比如發送ID編號。

    3.3.2.1 RFID標簽和閱讀器之間的通信

    不同種類的標簽和閱讀器使用與不同的應用需要和環境。要決定使用哪種標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,因為標簽的成本決定整個系統和運行的成本。閱讀器本身也有許多需喲考慮的價格因素和特征。

    3-5

    RFID標簽的重要特征包括:

    • 封裝

    標簽可以封裝在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 標準就定義了一中可以插入到構造在機床工具的孔中的一種標簽。有些用于汽車組裝線的標簽必須要承受油漆烘干室的高熱環境。總而言之,封裝標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簽,一種在卡中,一種在鑰匙中。

     

     

     
    • 耦合

    耦合意思是閱讀器和標簽之間通信的手段。不同的耦合方式各有優缺點。選擇耦合方式的主要因素包括通信的有效范圍、標簽的價格、以及可能造成干擾的條件。

    •  電力

    大部分的標簽都使用被動系統,從閱讀器發射的電磁場或者無線電波中獲取能量。也有一部分主動標簽,由內置電池供應為芯片和其它感應器以電力。然而,主動標簽一般還是使用來自閱讀器的能量進行通信。還有一種標簽是“雙向標簽”,不通過閱讀器就可以在兩個標簽之間進行通信。

    • 信息儲存能力

    標簽都提供一定容量的信息存儲能力。只讀標簽是在工廠預設了特定的值。還有一次讀入和可多次寫入的標簽。有些標簽還可以收集新的信息,比如溫度和壓力的感應值。標簽的存儲能力可能從1-bit 標簽到數K字節。

    •  標準符合性

    不同的國家、地區和組織各種不同的RFID標準,有些是通用標準,有些則針對不同的應用場合。這些標準可能涉及到標簽乃至系統的物理、電氣、系統、軟件、協議、運行、維護管理等等方面。

    3.3.2..2 選擇標簽

    在選擇標簽式可能涉及到許多因素,包括:

    • 需要的讀取范圍

    主動標簽一般長于被動標簽。

    • 材料和封裝

    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。

    • 格式和形狀

    根據不同的應用需要選擇不同的形狀尺寸。某些形式可能是標準界定的。

    • 標準

    選擇不同的標準意味著決定整個RFID系統的工作環境,從數據編碼、工作頻率到閱讀器等等。

    • 成本

    單個RFID標簽的成本對于整個系統和項目設施具有非常重大的作用。

    3.3.3閱讀器

    RFID 閱讀器,也稱質詢器(interrogators),用來識別它附近到場的RFID標簽。RFID將通過一個或者多個天線發射RF能量,并且形成一個質詢區。質詢區內的標簽通過其天線的感應將其轉換成能量,然后供應它的工作甚至它與閱讀器之間的通信。標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送器身份編碼。這僅是其中一種方式,不同的標簽可能工作方式不同。

    閱讀器也可以由多種方式,由固定的、移動的、也有手持的。閱讀器連接到網絡中的方式也有多種,這取決于其所持的網絡連接的能力。下圖所示是閱讀器的組成。

    3.3.3.1 閱讀器的組成部件

    一個閱讀器通常典型地由四個子系統構成:

    3-6

    •  Reader API

    Reader API 是閱讀器的應用編程接口,允許程序員注冊和捕獲RFID閱讀事件。它也提供配置、監控和其它管理閱讀器的能力。

    • 通信

    閱讀器是邊緣設備,和其他RFID設備一樣,需要連接到整個邊緣網絡和企業主干之中。通信組件就是處理網絡連接功能,可能支持以太網、工業總線、高速串行接口、無線網絡等等,也支持多種不同的網絡協議。

    • 事件管理

    當閱讀器讀取到一個標簽時,我們稱之為一次發現。一次不同于上一次發現的發現就成為一次事件。對發現的分析也稱事件過濾。事件管理就是定義那些類型的發現可以被視為事件,那些事件足夠具有價值和興趣,值得馬上送到網絡中的外部應用之中。

    • 天線子系統

    天線子系統又一個或者多個天線組成。它支持使閱讀器能夠質詢標簽的接口和邏輯,并且完成無線電波的發射和接收。

    3.3.4 RFID 中間件

    選擇了正確的標簽和閱讀器,以及決定怎樣布置天線只是構造RFID系統的第一步,因為識別到物品只是管理它們的第一個步驟。物品在供應連上移動時閱讀數以百萬的標簽,以及將標簽編碼和有意義的信息聯系在一起會產生的大量的具有復雜相互關系的數據。使用RFID中間件的好處之一就是提供一種標準化的方式來處理小小的標簽所產生的大量的數據。除了事件過濾之外,你還需要有一種方式來封裝應用接口,以便使它們不必知道整個基礎架構,比如物理層面的閱讀器以及其它設備。理想情況是,你需要一個RFID基礎設施的基于標準的、應用層的接口,以便你的應用可以用來請求有意義的RFID發現。

    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
    3-7

    3.3.4.2 使用RFID 中間件的動機

    使用RFID中間件的主要動機是:

    •  提供對閱讀器的連接
    •  處理來自于閱讀器的初步的發現信息,以供應用之用
    •  提供應用層接口來管理閱讀器和捕獲RFID事件
    3.3.4.2 .1閱讀器適配器

    市場上有多種不同的RFID readers,每一種都有其專有的接口。要使得開發人員都能夠了解不同的reader接口是不現實的。Reader接口、以及數據的訪問和管理能力是各不相同的,所以應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用開發人員。

    3.3.4.2 .2 事件管理器

    對于一個完整的、具有RFID能力的大型企業的供應鏈系統中,可能具有成百上千個閱讀器,或者每分鐘同時有數百個閱讀器在進行掃描。大部分發現都太過于細粒度,從而對應用來說沒多大實際意義,所以需要對閱讀器接口進行封裝以隔離大部分原始數據的洪流。企業所以需要在其IT基礎設施的邊緣部署一些特殊目的的RFID中間件。

    Readers 對接近它們的標簽的讀取準確率并不是100%的準確。假定100個物品出現在閱讀器附近,該閱讀器被設置為每分鐘讀取數百次。那么閱讀器每次掃描到這些物品的機會是80%到99%。例如,對于2#物品來說,在多個掃描周期內有80%的機會被閱讀器感應到則認為其到場。但是,這種RFID閱讀方式產生的數據被認為是“原始數據”,需要進一步處理成為有意義的業務事件。

    RFID 事件管理器(event manager)匯聚來自不同數據源(比如閱讀器)的讀取數據,并且基于預先配置的應用層時間過濾器進行調整和過濾。然后將經過過濾的數據送到后端系統。

    我們來看事件管理器處理智能貨架的情形。假定對于一個特定的應用,每個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現,每個發現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

    假定一個電子零售商ABC公司要實現一個智能貨架系統。平均每個貨架四層,每層貨架平均放置25個貨物,則平均每行貨架100個貨物。該公司共有10個店鋪,每個店鋪平均有20個貨架島,每個島平均20個貨架(每側各10個)。則整個公司共有400 個貨架,因為這平均存活為40,000 個商品。下表是一個總計:

    3-8

    在此基礎上產生的RFID數據量為:

    l 每次掃描會產生包含目標貨架上所有能夠識別的商品的相關信息的發現

    l 25 個商品/層 x 4 層/貨架x 10 次掃描/分鐘= 1,000 個發現/分鐘.貨架

    l 1,000 個商品/分鐘x 400 貨架 = 400,000 發現/分鐘

    l 400,000 商品/分鐘 x 60 分鐘/小時= 2,400,000 發現/小時

    l 假設商店每日營業10 小時。10 小時 x 2,400,000 i商品/小時 = 24,000,000 發現/日.店鋪

    l 10 店鋪 = 240,000,000 發現。

    所以數據量總結于下表:

    3-9

    這是多么巨大的數據量,這還不包括來自于收銀臺的RFID數據。處理這些數據需要嚴格的規劃。如果將這些數據直接交給后端業務應用來處理,不但會加重后端系統的負擔,而且會嚴重堵塞網絡傳輸,消耗大量的帶寬。并且,下游應用卻認為絕大部分發現不是它們所感興趣的。例如,一個客戶取了一張DVD影碟,然后由在一段時間后將其放到貨架上這樣的事件。對于訂單管理系統來說,這樣的事件沒什么意義,因為存貨并沒有改變。實施上,即使顧客買了那張DVD,對訂單管理系統也沒關系,只要存貨還在安全范圍上,這時,存貨管理系統就有關系了。

    所以需要有一種機制來匯聚各個閱讀器不斷產生的發現數據。以及對這些數據進行過濾、調整、和變換。這種機制就是位于邊緣和企業數據中心之間的RFID中間件的職能。通過中間件,只有對應用具有重要意義的數據才傳送給它,否則被中間件過濾掉。

    那么,什么樣的數據必須要被過濾掉?首先,因為天線之間是十分接近的(每個架兩個),則它們的都區范圍會有所重疊。因此,來自于它們的發現數據便會需要被過濾來消除數據重復。另外,因為每一次單獨的掃描都不會100%準確,所以這些發現將會被載多個讀取周期之上匯聚在一起一邊是數據更加平滑。(不準確的原因有多個因素,包括射頻發射的因素、RFID標簽布置的因素、障礙、以及環境因素等。) 也許一個顧客從走道上經過,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。我們肯定應該過濾到這些虛假的發現以防止向存貨系統發送大量的不準確的數據洪流。下圖就表示了一個針對零售商店典型場景的數據過濾和平滑系統。

    3.3.4.2 .23事件過濾

    3-10

    上圖中的每個流程解釋如下:

    •  獲取原始發現數據,比如進行EPC讀取操作

    閱讀器將獲得原始事件數據(發現)。

    • 平滑數據

    當前的讀寫器在單次掃描的時候基本上都不可能達到100%的準確,所以我們將根據分析多次掃描的發現數據的平均來得到實際的發現數據。例如,如果,如果70%的發現都告訴我們某個商品在某個地方,我們便會接受這個數據。當然這個閥值是可以調整的。

    • 過濾重復數據

    重復數據是因為不止一個天線讀取到了同一個物品,因此這種數據應該被刪除重復部分。

    • 過濾來自過道的發現數據

    來自于從走道上經過的商品的發現通常具有較低的信號強度并且是暫時的。它們也應該被過濾掉。

    • 發布發現數據

    經過了必要的過濾之后,我們的數據才可以提交給下游客戶使用。

    RFID 閱讀器已經提供了一些過濾能力,并且隨著reader 越來越聰明,它們自己將承擔更過的過濾任務。那么還需要在中間間進行進一步的過濾嗎?我們可以想到,一些過濾要求對來自多個閱讀器、其他感應器、或者甚至其他系統(比如存貨系統,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生在高于閱讀器之上的事件層面的系統中進行。

    3.3.4.3 應用層接口(ALI)

    應用層接口在RFID中間件棧的頂層。其主要目的在于提供一個標準機制來使應用注冊和接受來自于一組閱讀器的經過過濾的事件。除此之外,ALI還提供標準的API來配置、監控和管理RFID 中間件以及它所控制的閱讀器和感應器。許多RFID中間件供應商提供針對這些目的設計的專用接口。最近,EPCglobal 發布了一個應用層事件(ALE)規范來標準化RFID功能的事件管理部分。

    最后,RFID 中間件具有不同的形態和規模。我們所述的僅僅是中間件的一個邏輯分解。實踐中,你總可以找到能夠針對特定應用類型部署在特定閱讀器類型上的模塊。

    3.3.4.4 關的RFID標準

    對于RFID中間件來說,應該有一些相關的標準。比如,對于EPCglobal 標準來說,就包括兩種:

    • 閱讀器協議

    對于象標簽閱讀器或者打印機、編碼器之類的邊緣RFID設備,由于有不同的廠商提供這些產品,因此需要有一種標準來對其進行界定。比如,EPCglobal就制定了相關的閱讀器標準,包括Reader協議等等。這樣FID middleware 產商才能據此兼容不同的Reader。

    • 應用層事件(ALE)

    ALE 是事件處于應用領域而非邊緣領域,提供業務層面的標準接口來對經過邊緣過濾的數據再進行處理。ALE 標準一般支持同步的請求響應模式或者異步的發布訂閱模式,這主要取決于下層的通信基礎,比如MOM或者服務戶操作性框架,比如ESB。

    3.3.5 RFID 服務總線

    企業服務總線(ESB)是一個針對解決應用連接性、數據變換、有保證的事務、以及消息傳遞的分布式集成平臺。而RFID 服務總線則是一個典型的用于集成使用RFID數據的集成中間件軟件。一般來說,ESB產品典型地會提供web services、消息傳遞、業務流程編排、數據變換等功能。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制來繼承跨越企業邊界的業務流程,而這些業務流程使用抽象端點表示的Web Services,必要時通過數據變換將數據統一到規范的數據標準之上。

    RFID系統在企業架構中不能單獨存在,因此它總是要和其它應用發生聯系才能使數據具有真正的業務含義。比如企業倉庫管理系統 (WMS),企業資源計劃 (ERP) 系統,企業資產管理系統(EAM)、或者POS系統。這些系統的數據統統都可以升級到能夠驅動RFID數據的可能,然后將RFID的所有有點帶入到企業業務流程之中。因此擴展現有應用來支持RFID將是非常重要的事情。

    現在的集成領域,越來越多地采用ESB 架構的集成,使得在分布式的環境下實現統一的集成和寫作,促進整個企業的數據交換和共享。最低限度,它可以集成各種采用不同技術開發的分散應用。它提供適配器來解析從其他系統的數據輸入,然后將其轉換為一種規范的通用格式 (通常是XML),然后提供給同樣具有適配器的數據消費者。一般來說,ESB服務還有業務流程編排的能力,通過定義的業務流程,連接不同的服務和數據,可以在一個引擎中執行。在RFID中間件系統中,一般通過事件管理起來提供類似的能力或者用標準服務中間件提供。

    RFID 服務總線的主要目的在于將事件服務器捕獲的應用層事件集成到企業邊緣發生的工作流中。不同的廠商可能不同,但是RFID 服務總線基本上是一個運行邊緣工作流并且提供與邊遠模塊比如、POS、WMS集成能力的一種服務器。RFID服務總線也要集成到企業ESB中,以提供可配置的特定事件和發現來將RFID數據最終集成到企業應用中。因為典型的ESB產品可能很復雜,如果業務和應用簡單,也可以使用基于應用服務器的定制實現來完成這部分功能。

    3.3.5.1 RFID 信息服務

    一般來說,不管是EPC還是其他什么標準化組織或者特定的系統,都只是提供一種物品識別系統的唯一性表示機制,而不是有關具體產品的。EPCglobal 設想了一種野心勃勃的業務和服務,設置一個EPC 信息服務(EPCIS)網絡,來提供與EPC編碼相關的信息的存儲庫和相關服務。EPCIS 服務器提供的信息可能包括攜帶EPC標簽的物品的最后發現的位置 (基于RF reader 發現),以及價格信息、產品手冊、警告和參考信息等等。當然實現這個網絡好需要很多的努力,包括技術和政策以及經濟環境、貿易環境等因素,但是可以表現實現一個中介數據庫來將RFID數據映射到與業務相關的信息上面。

    EPCglobal 實際上是可以用現有的數據系統和數據源來進行RFID信息服務。例如,序列化全球貿易商品編號 (SGTIN) 就被EPC 用作消費產品和零售行業的標識符編碼。

    3.3.5.2 RFID 信息網路

    因為RFID標簽標記的產品可以在整個供應連中移動,那么該鏈條中的所有參與者都需要一種標準化的方式來供向它們的跟蹤信息,并且基于EPC ID相關的來獲得相關的參考信息。EPCglobal 設想的網狀網的B2B EPCIS 系統就旨在提供一個與EPC相關的綜合信息服務。EPCglobal Network 是想要通過不斷推出的一系列標準來提供產品數據和信息交換的標準化網絡和機制。通過結合RFID 技術和現有的Internet基礎架構和軟件集成技術,EPCglobal Network 將提供更好的產品在整個供應鏈中的跟蹤的準確性和效率。

    posted @ 2007-08-11 10:14 鐵手 閱讀(1271) | 評論 (0)編輯 收藏
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