1 引 言
　　
　　RFID" title="RFID">RFID（無線射頻識別）是一種利用射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)信息的技術(shù)。RFID中間件" title="中間件">中間件的推出很好地解決了技術(shù)與成本這兩方面問題，加速了RFID技術(shù)的推廣使用。同時隨著經(jīng)濟快速發(fā)展，我國機動車保有量高速持續(xù)增長，機動車尾氣排放污染已成為大氣污染的重要來源之一。因此，采用新方法、新手段，加強在用機動車尾氣排放的定期檢測，最大程度地解決機動車尾氣排放監(jiān)管工作中面臨的問題，已是城市機動車排放監(jiān)管工作的當(dāng)務(wù)之急。
　　
　　針對上面的問題，設(shè)計和開發(fā)了某環(huán)保部門構(gòu)建的一套對檢測場的檢測過程進行全過程自動實時檢測的汽車尾氣檢測系統(tǒng)" title="檢測系統(tǒng)">檢測系統(tǒng)。本設(shè)計將介紹這個基于BEA RFID Edge Server構(gòu)建的汽車尾氣檢測系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)。在介紹系統(tǒng)組成的基礎(chǔ)上，闡述了系統(tǒng)框架和流程、RFID卡信息、中間件操作方式和應(yīng)用程序的構(gòu)建和頁面流。
　　
　　2 系統(tǒng)概述
　　
　　開發(fā)的汽車尾氣檢測系統(tǒng)是一個完整、典型的RFID應(yīng)用系統(tǒng) ，由電子標(biāo)簽、讀卡器、RFID中間件和應(yīng)用程序四個模塊組成，如圖l所示。
　　
　　2.1 電子標(biāo)簽
　　
　　出于信息存儲量的考慮，本系統(tǒng)采用基于IS018000—6B標(biāo)準(zhǔn)的RFID標(biāo)簽。電子標(biāo)簽由天線和芯片組成，天線在標(biāo)簽和讀卡器間傳遞射頻信號，芯片里面保存每個標(biāo)簽具有的唯一電子編碼和用戶數(shù)據(jù)，用戶數(shù)據(jù)區(qū)將保存與汽車尾氣檢測相關(guān)的信息。
　　
　　2.2 讀卡器
　　
　　根據(jù)應(yīng)用場景需要，本系統(tǒng)采用固定式讀卡器，將其安裝在每個檢測場的固定位置。讀卡器的主要任務(wù)是控制射頻模塊向標(biāo)簽發(fā)射讀取信號，并接收標(biāo)簽的應(yīng)答，對標(biāo)簽的對象標(biāo)識信息進行解碼，將對象標(biāo)識信息連帶標(biāo)簽上的其它相關(guān)信息傳輸?shù)街鳈C以供處理。讀卡器對標(biāo)簽有識別、讀取和寫入三類操作。
　　
　　2.3 RFID中間件
　　
　　系統(tǒng)中除了標(biāo)簽和讀卡器上運行的軟件外，介于讀卡器與應(yīng)用程序之間的中間件是其中的一個重要組成部分。本系統(tǒng)采用BEA RFID Edge Server中間件。其主要任務(wù)是對讀卡器讀取的標(biāo)簽數(shù)據(jù)進行過濾、匯集和計算，減少從讀卡器傳往應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)量，它定期輪詢讀卡器，刪除復(fù)本，并進行篩選和設(shè)備管理，負(fù)責(zé)創(chuàng)建ALE事件并將其分派至應(yīng)用程序。
　　
　　其中，ALE（應(yīng)用層事件）最初作為Savant應(yīng)用的一部分開發(fā)而成，如今歸屬于標(biāo)準(zhǔn)組織和供應(yīng)鏈利益集團組成的聯(lián)盟EPCglobal，它是旨在把低層的電子產(chǎn)品代碼（EPC）數(shù)據(jù)和較高層的企業(yè)系統(tǒng)相互連接的EPCglobal網(wǎng)絡(luò)計劃的一部分，已成為事實上的標(biāo)準(zhǔn)。MIT自動識別中心所提出的EPC網(wǎng)絡(luò)拉J，包括了EPC（電子產(chǎn)品代碼）編碼、Savant、*（對象名字服務(wù)）、EPC InformatiON Services、PML（物理標(biāo)示語言）等關(guān)鍵技術(shù)，得到了很多學(xué)術(shù)機構(gòu)和企業(yè)的支持。
　　
　　2.4 應(yīng)用程序
　　
　　系統(tǒng)應(yīng)用程序采用了Beehive控件和頁面流技術(shù)，可以運行于Weblogie和Tomcat等J2EE應(yīng)用服務(wù)器之上。應(yīng)用程序根據(jù)來自RFID中問件的標(biāo)簽數(shù)據(jù)執(zhí)行特定的動作，例如讀取登記環(huán)保信息卡車輛基本信息、讀取車輛違規(guī)信息等，應(yīng)用程序也會根據(jù)尾氣檢測結(jié)果的信息對標(biāo)簽進行寫入。
　　
　　3 設(shè)計與實現(xiàn)
　　
　　3.1 框架和流程
　　
　　系統(tǒng)主要包括環(huán)保信息卡基本信息維護、機動車外觀檢測、汽車尾氣檢測和安全模塊四個模塊，圖給出了整個系統(tǒng)的組成和邏輯操作流程。
　　
　　其中，基本信息維護模塊包括對環(huán)保信息卡的初始化和登記、基本信息的讀取和寫入。夕 觀檢測模塊包括機動車違規(guī)信息的寫入和讀取、機動車維修歷史信息的讀取和記錄，汽車尾氣檢測模塊包括車輛一致性檢測、尾氣檢測操作、尾氣檢測結(jié)果記錄與讀取，在機動車通過尾氣檢測后操作員會通過系統(tǒng)給環(huán)保卡寫入紙標(biāo)記錄作為標(biāo)記。此外，考慮到防止用戶自己通過讀卡器對環(huán)保卡信息進行篡改，在每次操作完成后，系統(tǒng)還會對卡內(nèi)信息做一個摘要并將數(shù)字簽名和加密信息寫入環(huán)保卡，供下次操作時進行校驗。
　　
　　3.2 電子標(biāo)簽信息
　　
　　根據(jù)前文系統(tǒng)的框架和流程設(shè)計，電子標(biāo)簽內(nèi)主要保存環(huán)保卡基本信息、尾氣檢測信息、違規(guī)記錄信息、維修信息和安全信息五大類用戶信息。其中具體寫入字段和順序如表l所示。
　　
　　3.3 RFID中間件
　　
　　BEA RFID Edge Server是一個實現(xiàn)了ALE規(guī)范的中間件產(chǎn)品 。ALE客戶端需要定義一個ECSpec，然后提交給ALE接口，即Edge Server。
　　
　　Edge Server使用ECSpec的內(nèi)容來控制讀卡器的限制條件、使用哪個邏輯讀卡器、報告返回等等？ 。
　　
　　其中限制條件是何時開始讀卡、何時停止讀卡等；一個邏輯讀卡器是一個RFID讀卡點，是具有統(tǒng)一命名的一組天線；報告指Edge Server返回給應(yīng)用程序的信息。
　　
　　下面是一段最基本的訪問Edge Server，使用ALEPC來通過邏輯讀卡器將EPC值寫人電子標(biāo)簽，并且返回報告的代碼，其具體含義可以在代碼注釋中看到。
　　
　　3.4 應(yīng)用程序應(yīng)用
　　
　　程序是BEA RFID Edge Server中間件的一個客戶端，使用ALE接口來通過邏輯讀卡器將信息寫人電子標(biāo)簽，并且返回報告。Apache Beehive是一項開源軟件技術(shù)，為基于J2EE的應(yīng)用提供一個易用的跨容器編程模型和應(yīng)用框架。本系統(tǒng)采用了Beehive控件和頁面流技術(shù)，分四層結(jié)構(gòu)設(shè)計，即表示層、控制層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)層。可運行于Weblogic和Tomcat等J2EE應(yīng)用服務(wù)器之上。
　　
　　表示層主要具有與用戶交互的功能，用戶界面主要在這一層實現(xiàn)，采用JSP、JSP標(biāo)簽技術(shù)、HTML、JavaScript執(zhí)行顯示任務(wù)。控制層與表示層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)層交互，將來自表示層的請求分發(fā)到后面兩層，并將處理結(jié)果返送給表示層。
　　
　　業(yè)務(wù)邏輯層是封裝業(yè)務(wù)邏輯的一層，采用自定義Java控件技術(shù)來處理。數(shù)據(jù)層采用輕量級的數(shù)據(jù)庫Java控件來實現(xiàn)。使用數(shù)據(jù)庫控件，可以輕松地從應(yīng)用程序訪問關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。通過使用數(shù)據(jù)庫Java控件，可以向數(shù)據(jù)庫發(fā)出SQL命令。數(shù)據(jù)庫控件會自動將數(shù)據(jù)庫查詢轉(zhuǎn)換為Java對象，以便訪問查詢結(jié)果。圖3是整個系統(tǒng)應(yīng)用程序的各個層次和模塊之間的頁而流調(diào)用圖示。
　　
　　4 結(jié)束語
　　
　　設(shè)計中介紹的采用BEA RFID Edge Server中間件構(gòu)建的汽車尾氣檢測系統(tǒng)，結(jié)合在網(wǎng)絡(luò)上建立的機動車排放、檢測場、檢測人員信息數(shù)據(jù)庫，并附以相應(yīng)的在線數(shù)據(jù)分析軟件，使機動車尾氣排放管理中心和各級管理人員可以隨時掌握車輛情況，增強了交管和環(huán)保部門決策的科學(xué)性和一致性，具有很好的推廣前景。