射頻識別中間件的實現系統和方法
2023-04-24 22:34:56 1
專利名稱：射頻識別中間件的實現系統和方法
技術領域：
本發明涉及射頻識別技術領域，尤其涉及一種RFID中間件的實現系統和方法。
背景技術：
射頻識別即RFID (Radio Frequency Identification)技術，又稱電子標籤、無線射頻識別，是一種通信技術，可通過無線電訊號識別特定目標並讀寫相關數據，而無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。射頻識別可以工作於各種惡劣環境並且無須人工幹預就能實現高效的數據轉換和智能化應用，因此其被廣泛的應用在製造、物流、醫療、運輸、零售、智能交通等領域。傳統的射頻識別系統包括電子標籤、讀寫器和應用系統，電子標籤中存儲有特定的信息，例如交通管理中的電子標籤，通常存儲有用於車輛管理的通用信息、以及車主的個人信息，等。當電子標籤進入讀寫器的電磁場範圍時，讀寫器將電子標籤中的數據讀取出來並發送給應用系統，由應用系統進行後續的處理，例如進行交通管理，食品溯源等。傳統的射頻識別系統的主要缺陷是，射頻識別並沒有統一的標準，造成不同廠商生產的電子標籤和讀寫器很可能存在差異，從而對上層應用系統造成較大的影響。因此，有人提出了射頻識別中間件(Middleware)的概念，射頻識別中間件是介於讀寫器和應用系統之間的對讀寫器讀取的電子標籤數據進行匯集、過濾等處理的軟體系統，其通過提供統一的API(Application Programming Interface,應用程式編程接口)，隔離不同讀寫器因物理特性不同對上級應用系統造成的影響，起到銜接硬體設備和企業應用軟體的橋梁的作用，可以說射頻識中間件是射頻識別系統的「中樞」。但是，目前的射頻識別中間件是對採集的電子標籤數據進行的過濾，雖然此種方式可以減少射頻識別中間件上傳給應用系統的數據量，但射頻識別中間件接收的數據量實際上並沒有改變，射頻識別中間件仍然存在很重的工作量。
發明內容
有鑑於此，本發明提供了一種射頻識別中間件的實現系統和方法。通過降低讀寫器讀取的數據量，減少射頻識別中間件接收的數據量，降低射頻識別中間件的工作量，提高射頻識別中間件的工作效率。本發明提供了的一種射頻識別中間件的實現系統，包括數據採集模塊，用於採集讀寫器讀取到的電子標籤數據；數據過濾模塊，用於過濾所述數據採集模塊採集到的電子標籤數據中的冗餘數據；數據處理模塊，用於對經所述數據過濾模塊過濾後的電子標籤數據進行解密和/或翻譯；數據傳輸模塊，用於向應用系統傳輸所述數據處理模塊解密和/或翻譯後得到的數據；
其中，所述數據採集模塊包括連接單元，用於與目標讀寫器建立連接；清點單元，用於當所述連接單元與目標讀寫器建立連接之後，控制目標讀寫器獲取電子標籤上存放的廠商代碼和定製代碼，並根據目標讀寫器獲取的廠商代碼和定製代碼對電子標籤進行合法性判斷；讀/寫單元，用於控制目標讀寫器對經清點單元判斷合法的電子標籤進行讀/寫操作；斷連單元，用於當所述目標讀寫器完成讀/寫操作後，斷開所述連接單元與所述目標讀寫器的連接。進一步，所述數據處理模塊包括多個解密單元，用於同時分別對經所述數據過濾模塊過濾後的電子標籤數據中的加密數據的不同部分進行解密；翻譯單元，用於對經所述數據過濾模塊過濾後的電子標籤數據中未加密數據進行翻譯；數據組裝單元，用於對所述翻譯單元和多個解密單元輸出的數據進行重組，並將重組的數據輸出給所述數據傳輸模塊。進一步，所述讀/寫單元，具體用於在控制目標讀寫器對經清點單元判斷合法的電子標籤進行讀/寫操作時，控制所述目標讀寫器一次性讀取電子標籤上的所有數據，或者分多次讀取電子標籤上的特定數據。進一步,所述連接單元包括讀取子單元，用於讀取預置的各種不同類型的讀寫器的配置文件；獲取子單元，用於獲取所述目標讀寫器的版本信息；判斷子單元，用於根據獲取子單元獲取的版本信息，判斷所述目標讀寫器是否合法;設置子單元，用於當所述判斷子單元判斷所述目標讀寫器合法時，為所述目標讀寫器設置版本標誌；連接子單元，用於在所述設置子單元為所述目標讀寫器設置版本標誌後，與所述目標讀寫器建立連接。進一步，所述數據過濾模塊包括第一過濾單元，用於對單臺讀寫器採集到的重複數據進行過濾；第二過濾單元，用於對不同讀寫器採集到的重複數據進行過濾。相應地，本發明還提供了一種射頻識別中間件的實現系統，包括如下步驟a、採集讀寫器讀取到的電子標籤數據；b、過濾採集到的電子標籤數據中的冗餘數據；C、對經過濾後的電子標籤數據進行解密和/或翻譯；d、向應用系統傳輸解密和/或翻譯後得到的數據；其中，所述步驟a包括al、與目標讀寫器建立連接；a2、控制目標讀寫器獲取電子標籤上存放的廠商代碼和定製代碼，並根據目標讀寫器獲取的廠商代碼和定製代碼對電子標籤進行合法性判斷；a3、控制所述目標讀寫器對經判斷合法的電子標籤進行讀/寫操作；a4、當所述目標讀寫器完成讀/寫操作後，斷開所述連接單元與所述目標讀寫器的連接。進一步，所述步驟c包括 c1、同時分別對經過濾後的電子標籤數據中的加密數據的不同部分進行解密，和/或，對經過濾後的電子標籤數據中未加密數據進行翻譯；c2、對解密和/或翻譯後輸出的數據進行重組。進一步，所述步驟a3包括控制所述目標讀寫器一次性讀取電子標籤上的所有數據，或者分多次讀取電子標籤上的特定數據。進一步，所述步驟al包括all、讀取預置的各種不同類型的讀寫器的配置文件；al2、獲取所述目標讀寫器的版本信息；al3、根據獲取的版本信息，判斷所述目標讀寫器是否合法；al4、當判斷所述目標讀寫器合法時，為所述目標讀寫器設置版本標誌；al5、與所述目標讀寫器建立連接。進一步，所述步驟b包括對單臺讀寫器採集到的重複數據進行過濾和/或對不同讀寫器採集到的重複數據進行過濾。本發明的有益效果本發明提供的射頻識別中間件的實現系統和方法，在控制目標讀寫器對電子標籤進行讀/寫操作之前，首先控制目標讀寫器讀取電子標籤上的廠商代碼和定製代碼，然後根據廠商代碼和定製代碼判斷電子標籤是否合法，並在判斷到電子標籤合法後才繼續控制目標讀寫器對電子標籤進行讀/寫操作，從而在正式讀取電子標籤的數據之前，過濾掉根本不可能含有有用信息的電子標籤上數據，減少讀寫器讀取到的數據量，進而減少射頻識別中間件接收和處理的數據量，降低射頻識別中間件的工作量，進而提高射頻識別中間件的工作效率。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述圖1是本發明提供的射頻識別中間件的實現系統的實施例的結構示意圖。圖2是圖1中數據採集模塊的實施例的結構示意圖。圖3是圖2中的連接單元的實施例的結構示意圖。圖4是圖1中的數據過濾模塊的實施例的結構示意圖。圖5是圖1中的數據處理模塊的實施例的結構示意圖。圖6是本發明提供的射頻識別中間件的實現方法的實施例結構示意圖。圖7是圖6中步驟Sll的實施例的結構示意圖。
具體實施例方式請參考圖1，是本發明提供的射頻識別中間件的實現系統的實施例的結構示意圖。其包括數據採集模塊11、數據過濾模塊12、數據處理模塊13和數據傳輸模塊14。上述模塊依次實現電子標籤數據的採集、過濾、處理(主要包括解密，翻譯，或者解密和翻譯)以及傳輸。其中，數據採集模塊11，主要用於採集讀寫器讀取到的電子標籤數據。其通過為不同類型的讀寫器提供統一的API，隔離不同類型的讀寫器對應用系統造成的影響，使得應用系統可以與不同類型的讀寫器配合工作，增加讀寫器、應用系統的可移植性。此處，數據採集模塊11可以實際工作的需要進行數據採集方法固化，對所有接入的不同廠商、不同版本的讀寫器設備進行採集方法最優化，保證所有接入的讀寫器均具備高效、可控的採集工作效率。其中，數據過濾模塊12用於過濾數據採集模塊11採集到的電子標籤數據中的冗餘數據，以剔除重複的數據，減少上報給應用系統的數據量。其中，數據處理模塊13用於對經數據過濾模塊12過濾後的電子標籤數據進行解密和/或翻譯。此處解密和/或翻譯可以在不同的處理通道內同時進行，以提高處理效率。此外，數據處理模塊13還可以讀寫器輸入的數據進行篩選處理，根據應用系統的識別提示直接輸出應用系統所需的數據，可以提高數據處理速度，增加用戶體驗。其中，數據傳輸模塊14，用於向應用系統傳輸數據處理模塊13解密和/或翻譯後得到的數據。此處，為了提高傳輸質量，避免傳輸過程中的幹擾，數據傳輸模塊14可以採用提高信噪比和/或增加傳輸功率的傳輸方式。下面對上述結構進行更進一步的說明。在一種實施方式中，如圖2所示,數據採集模塊11包括連接單元21、清點單元22、讀/寫單元23和斷連單元24。其中，連接單元21主要用於與目標讀寫器建立連接，其完成的內容包括加載目標讀寫器的配置文件，調用目標讀寫器的動態連接庫，從而加載目標讀寫器的驅動，實現與目標讀寫器的連接。 其中，清點單元22主要用於在連接單元21與目標讀寫器建立連接後，控制目標讀寫器獲取電子標籤上存放的廠商代碼和定製代碼，並根據目標讀寫器獲取的廠商代碼和定製代碼對電子標籤進行合法性判斷。通常廠商代碼和定製代碼存放在電子標籤的TID(TagIdentifier，標籤標識)區，其可以唯一地標識電子標籤。清點單元22在工作時，驅使目標讀寫器僅從電子標籤的TID區讀取數據，而不從電子標籤的諸如通用信息區，用戶信息區等區域讀取數據，待目標讀寫器上報讀取到的廠商代碼和定製代碼之後，在判斷合法性時，判斷該應用系統中的合法電子標籤記錄中是否有具有該廠商代碼和定製代碼的電子標籤；如果有，則說明當前的電子標籤合法，否則說明當前的電子標籤非法。上述的合法電子標籤記錄可以預先配置在射頻識別中間件系統中，且用表的形式存儲，直接通過查表的方式就中以判斷當前的電子標籤是否合法。其中，讀/寫單元23用於控制目標讀寫器對經清點單元22判斷合法的電子標籤進行讀/寫操作。其中，讀操作是指從電子標籤中讀出電子標籤數據，寫操作是指將電子標籤數據寫入電子標籤中。由於讀/寫單元23僅控制目標讀寫器對合法的電子標籤中的數據進行讀取，而對於非法的電子標籤，則直接忽略，因此在硬體層面上實現了對電子標籤的過濾，減少目標讀寫器讀取的數據量，進而減少射頻識別中間件的實現系統所接收的數據量和處理的數據量。此處，讀/寫單元23在對合法的電子標籤中的數據進行讀取時，其可以採用現有中的讀取方式，即一次性地將電子標籤中的所有數據讀取出來。或者採用下面的讀取方式從電子標籤中讀取應用系統需要的數據，對於不需要的數據，不讀取；以交通管理系統中的電子標籤為例，其通常將車輛管理的通用信息存儲在一個區，將車主的個人信息存儲在一個區，當系統僅需要通用信息時，讀/寫單元23可以控制目標讀寫器令讀取通用信息，而不讀取個人信息，從而減少目標讀寫器讀取的數據量。當然，對於通用信息和個人信息可以進行更細緻的劃分，當將某種更具體的信息在電子標籤中的存儲位置固定之後，讀/寫單元23可以控制目標讀寫器從電子標籤中讀取到具體信息。對於哪些才是應用系統需要的數據，可以預先在射頻識別中間件的實現系統中配置。其中，斷連單元24用於當讀/寫單元23控制目標讀寫器完成讀/寫操作後，斷開連接單元21與目標讀寫器的連接。在另一種實施方式中，如圖3所示，連接單元21包括讀取子單元31、獲取子單元32、判斷子單元33、設置子單元34和連接子單元35。其中，讀取子單元31主要用於讀取各種不同類型的讀寫器的配置文件。一般在配置文件中有讀寫器的工作方式等內容，可以根據配置文件對目標讀寫器進行配置，控制其工作方式。其中，獲取子單元32主要用於獲取目標讀寫器的版本信息。其中，判斷子單元33主要用於判斷獲取子單元32獲取的版本信息是否合法。也就是說，判斷是否存在與目標讀寫器的版本信息相應的版本信息，如果存在，則說明目標讀寫器合法，存在目標讀密緻器的配置文件；如果不存在，則說明目標讀寫器非法，可以進行諸如報錯提示等操作。其中，設置子單元34主要用於當判斷子單元34的判斷結果為是時，為目標讀寫器設置版本標誌。此處的版本標誌具有唯一性，其可以用射頻識別卡的卡片序列號實現，這是由於射頻識別卡在製造時具有唯一的卡片序列號，該序列號無法複製，在市面上不會有重複的兩張RFID卡片，具有很高的防偽裝性。此處，設置版本標誌的作用是對讀寫器進行區分，以方便管理。 其中，連接子單元35主要用於在設置子單元34為目標讀寫器設置版本標誌後，與目標讀寫器建立連接。在另一種實施方式中，如圖4所示，數據過濾模塊12包括第一過濾單元41，用於對單臺讀寫器採集到的重複數據進行過濾。其中，第一過濾單元42，用於對單臺讀寫器採集到的重複數據進行過濾。其中，第二過濾單元，用於對多臺讀寫器採集到的重複數據進行過濾。具體地，第一過濾單元41和第二過濾單元42進行數據過濾時，可以採用時間戳或隊列的方式進行過濾。具體地，採用時間戳進行過濾時，對於過濾模塊12接收到的數據，在接收到時均打上一時間戳；然後判斷在預設的時間(例如10s)範圍內，是否接收到兩相同的數據；如果判斷結果為是，則認為數據重複，將後接收到的數據丟棄。採用隊列進行過濾時，在過濾模塊12在設置一先入先出隊列，該隊列的長度存儲5至15個數據為宜，當隊列中存在相同的數據時，則認為數據重複，將靠近隊尾的相同數據丟棄。
在另一種實施方式中，如圖5所示，數據處理模塊13包括多個解密單元51、翻譯單元52和數據組裝單元53。其中，數據採集模塊11接收的目標讀寫器發來的電子標籤數據中可能有些數據是加密的，有些數據是沒加密的。或者僅包括加密數據。或者僅包括非加密數據。因此多個解密單元51形成多個解密通道，主要用於同時分別對經數據過濾模塊12過濾後的電子標籤數據中的加密數據的不同部分進行解密。此處，當讀/寫單元23控制目標讀寫器只對同一電子標籤讀取一次時，可以先將目標讀取器讀取到的電子標籤數據中的加密數據進行拆分，然後將拆分後的加密數據分發給不同的解密單元51進行解密處理，由於各解密單元51同時工作，因此可以提高提高解密效率。此處，當讀/寫單元23控制目標讀寫器分多次讀取同一電子標籤上的數據時，由於讀取的過程實質已完成了對加密數據的拆分，則直接將多次讀取的加密數據分別送到不同的電子標籤中進解密處理。翻譯單元52，用於對經數據過濾模塊12過濾後的電子標籤數據中未加密數據進行翻譯。一般地，電子標籤中的有些數據是加密的(如用戶信息)，有些信息是非加密的(如通用信息)，對於非加密數據則直接由翻譯單元52進行翻譯處理。數據組裝單元53，用於將多個解密單元51和翻譯單元52輸出的數據重組後，輸出給數據傳輸模塊14。進一步，數據組裝單元53在重組數據時，還向重組後的數據中添加校驗碼，以保證數據在傳輸過程中的準確性。需要說明的是，根據本發明提供的射頻識別中間件的實現系統並不限於以上所公開的系統構造，而是可根據實際需要重新配置(例如，合併或拆分)上述的各功能模塊。相應於上述系統，本發明還提供了一種RFID中間件的實現方法。該方法的具體細節已在上述的系統實施例中說明，因此下述僅對梳理方法的主幹。請參考圖6，是本發明的射頻識別中間件的實現方法，包括步驟S11、採集讀寫器讀取到的電子標籤數據。步驟S12、過濾採集到的電子標籤數據中的冗餘數據。此處，過濾包括對單臺讀寫器採集到的重複數據進行過濾和/或對不同讀寫器採集到的重複數據進行過濾。步驟S13、對經過濾後的電子標籤數據進行解密和/或翻譯。此處，步驟S12包括同時分別對經過濾後的電子標籤數據中的加密數據的不同部分進行解密，和/或，對經過濾後的電子標籤數據中未加密數據進行翻譯；對解密和/或翻譯後輸出的數據進行重組。步驟S14、向應用系統傳輸解密和/或翻譯後得到的數據。具體地,如圖7所示,步驟Sll包括步驟Sill、與目標讀寫器建立連接。此處，包括讀取預置的各種不同類型的讀寫器的配置文件；獲取所述目標讀寫器的版本信息；根據獲取的版本信息，判斷所述目標讀寫器是否合法；當判斷所述目標讀寫器合法時，為所述目標讀寫器設置版本標誌；與所述目標讀寫器建立連接。步驟S112、控制目標讀寫器獲取電子標籤上存放的廠商代碼和定製代碼，並根據目標讀寫器獲取的廠商代碼和定製代碼對電子標籤進行合法性判斷。步驟S113、控制所述目標讀寫器對經判斷合法的電子標籤進行讀/寫操作。此處，可以控制所述目標讀寫器一次性讀取電子標籤上的所有數據，或者分多次讀取電子標籤上的特定數據。步驟S114、當所述目標讀寫器完成讀/寫操作後，斷開所述連接單元與所述目標讀寫器的連接。最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
權利要求
1.一種射頻識別中間件的實現系統，其特徵在於:包括: 數據採集模塊，用於採集讀寫器讀取到的電子標籤數據； 數據過濾模塊，用於過濾所述數據採集模塊採集到的電子標籤數據中的冗餘數據； 數據處理模塊，用於對經所述數據過濾模塊過濾後的電子標籤數據進行解密和/或翻譯； 數據傳輸模塊，用於向應用系統傳輸所述數據處理模塊解密和/或翻譯後得到的數據； 其中，所述數據採集模塊包括: 連接單元，用於與目標讀寫器建立連接； 清點單元，用於當所述連接單元與目標讀寫器建立連接之後，控制目標讀寫器獲取電子標籤上存放的廠商代碼和定製代碼，並根據目標讀寫器獲取的廠商代碼和定製代碼對電子標籤進行合法性判斷； 讀/寫單元，用於控制目標讀寫器對經清點單元判斷合法的電子標籤進行讀/寫操作； 斷連單元，用於當所述目標讀寫器完成讀/寫操作後，斷開所述連接單元與所述目標讀寫器的連接。
2.如權利要求1所述的系統，其特徵在於:所述數據處理模塊包括: 多個解密單元，用於同時分別對經所述數據過濾模塊過濾後的電子標籤數據中的加密數據的不同部分進行解密； 翻譯單元，用於對經所述數據過濾模塊過濾後的電子標籤數據中未加密數據進行翻譯； 數據組裝單元，用於對所述翻譯單元和多個解密單元輸出的數據進行重組，並將重組的數據輸出給所述數據傳輸模塊。
3.如權利要求2所述的系統，其特徵在於:所述讀/寫單元，具體用於在控制目標讀寫器對經清點單元判斷合法的電子標籤進行讀/寫操作時，控制所述目標讀寫器一次性讀取電子標籤上的所有數據，或者分多次讀取電子標籤上的特定數據。
4.如權利要求3所述的系統，其特徵在於:所述連接單元包括: 讀取子單元，用於讀取預置的各種不同類型的讀寫器的配置文件； 獲取子單元，用於獲取所述目標讀寫器的版本信息； 判斷子單元，用於根據獲取子單元獲取的版本信息，判斷所述目標讀寫器是否合法；設置子單元，用於當所述判斷子單元判斷所述目標讀寫器合法時，為所述目標讀寫器設置版本標誌； 連接子單元，用於在所述設置子單元為所述目標讀寫器設置版本標誌後，與所述目標讀寫器建立連接。
5.如權利要求4所述的系統，其特徵在於:所述數據過濾模塊包括: 第一過濾單元，用於對單臺讀寫器採集到的重複數據進行過濾； 第二過濾單元，用於對不同讀寫器採集到的重複數據進行過濾。
6.一種射頻識別中間件的實現方法，其特徵在於:包括如下步驟: a、採集讀寫器讀取到的電子標籤數據；b、過濾採集到的電子標籤數據中的冗餘數據； C、對經過濾後的電子標籤數據進行解密和/或翻譯； d、向應用系統傳輸解密和/或翻譯後得到的數據； 其中，所述步驟a包括: al、與目標讀寫器建立連接； a2、控制目標讀寫器獲取電子標籤上存放的廠商代碼和定製代碼，並根據目標讀寫器獲取的廠商代碼和定製代碼對電子標籤進行合法性判斷； a3、控制所述目標讀寫器對經判斷合法的電子標籤進行讀/寫操作； a4、當所述目標讀寫器完成讀/寫操作後，斷開所述連接單元與所述目標讀寫器的連接。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於:所述步驟c包括: Cl、同時分別對經過濾後的電子標籤數據中的加密數據的不同部分進行解密，和/或，對經過濾後的電子標籤數據中未加密數據進行翻譯；c2、對解密和/或翻譯後輸出的數據進行重組。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵在於:所述步驟a3包括:控制所述目標讀寫器一次性讀取電子標籤上的所有數據，或者分多次讀取電子標籤上的特定數據。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於:所述步驟al包括: all、讀取預置的各種不同類型的讀寫器的配置文件； al2、獲取所述目標讀寫器的版本信息； al3、根據獲取的版本信息，判斷所述目標讀寫器是否合法； al4、當判斷所述目標讀寫器合法時，為所述目標讀寫器設置版本標誌； al5、與所述目標讀寫器建立連接。
10.如權利要求9所述的方法， 其特徵在於:所述步驟b包括:對單臺讀寫器採集到的重複數據進行過濾和/或對不同讀寫器採集到的重複數據進行過濾。
全文摘要
本發明提供了一種射頻識別中間件的實現系統和方法。其中系統包括數據採集模塊，用於採集讀寫器讀取到的電子標籤數據，並且控制讀寫器在採集電子標籤數據時，對電子標籤進行合法性判斷，僅採集判斷為合法的電子標籤的數據；數據過濾模塊，用於過濾所述數據採集模塊採集到的電子標籤數據中的冗餘數據；數據處理模塊，用於對經數據過濾模塊過濾後的電子標籤數據進行解密和翻譯；數據傳輸模塊，用於向應用系統傳輸所述數據處理模塊解密和翻譯後得到的數據。通過對電子標籤進行合法性判斷，降低讀寫器讀取的數據量，減少射頻識別中間件接收的數據量，降低射頻識別中間件的工作量，提高射頻識別中間件的工作效率。
文檔編號G06K17/00GK103077415SQ20131001126
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月11日 優先權日2013年1月11日
發明者趙明 申請人:重慶城投金卡交通信息產業有限公司