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原文传递基于中间件Edge Server的射频识别技术的研究与应用

论文题名：	基于中间件Edge Server的射频识别技术的研究与应用
关键词：	射频识别;不停车电子收费系统;数据流;密钥发行;安全模块;自动识别;智能交通系统
摘要：	射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)就是利用无线电收发技术实现对物体的自动识别，是过去十年中发展最快的自动识别技术。RFID是一项流程控制技术，能为制造业、物流业、批发零售业供应链提供具有战略意义的增值效果，市场前景看好。随着市场竞争的加剧和信息化建设的发展，越来越多的企业应用中都在融入中间件技术。中间件也已逐渐成为企业级应用的重要基础，是构筑企业复杂的分布式应用的关键平台。RFID中间件屏蔽了RFID设备的多样性和复杂性，能够为后台业务系统提供强大的支撑，使其作用得到最大限度的发挥。因此，基于中间件的射频识别系统已经成为新的信息采集系统的主导。 RFID与智能交通(ITS)结合产生了不停车收费系统(ETC)。ETC涉及交通基础设施投资的回收，又是缓解收费站交通堵塞“瓶颈”的有效手段，减少了环境污染，所以各国都把不停车收费系统作为ITS领域最先投入应用的系统来开发。我国交通部门已经把不停车收费系统的开发和应用列为我国ITS领域首先启动的项目，并在“十五”期问列入交通科技的技术创新重点之一。本文围绕基于中恫件的射频识别技术这一课题，对射频识别技术、．中间件这两大核心支撑技术进行了深入细致的研究与分析，并在对中间件Edge Server详细阐述的基础上实现了一个ETC不停车收费系统。本文所做的主要工作、技术难点与创新之处如下： 1．大量查阅了射频识别技术的相关资料，追溯了射频识别技术兴起的原因及其发展过程；介绍了射频识别技术的概念、产品优势、分类、应用现状、标准与政策和产业链构成等。阐述了射频识别技术的基本工作原理；分析了射频识别系统的组成，详细阐述了读写器和电子标签的工作原理、组成与分类等。 2．深入学习了射频识别系统的关键技术，重点论述了基于时分多路法的多标签同时识别与系统防冲撞技术、智能卡数据认证技术、智能卡密钥发行技术、基于文件流方法的串口通信技术，并指出了其一般的应用范围。 3．在阐述了中间件技术的一些规范后，较为全面地阐述了RFID中间件的概念、分类、特征、工作机制、发展趋势、功能及其体系结构，并深入分析了其体系结构中的边缘层、集成层这两个可伸缩的核心概念。 4．深入细致地学习了Oracle公司的RFID中间件Edge Server的概念、原理、体系结构、组成模块。在原理中重点叙述了EPCglobal物联网的概念；在组成模块中深入研究了基于Streams/AQ流的数据事件分发模块、驱动模块、过滤模块和扩展存档模块这4个核心结构。然后，在分析了Edge Server结构的基础上，利用扩展存档模块和图形化配置Edge Server的方式，阐述了Edge Server在一般射频识别系统中的部署步骤。 5．叙述了ETC不停车收费系统的概念、意义、工作原理、关键技术、系统组成：在详细阐述了ETC系统的关键技术、组成的基础上，深入分析了ETC系统中关键设备的部署、Edge Server在ETC中的应用和车道应用软件的工作流程；最后，阐述了实现“一卡一密”的密钥发行系统流程。 6．基于上述的分析与研究基础上，本文实现了ETC不停车收费系统，其关键技术与创新如下： 1)RFID技术在高速公路收费系统中的应用，实现了不停车自动收费、免现金、免找赎、与银行联网结算、货币电子化、畅通高效的智能化收费管理，解决了因停车交费而产生的交通堵塞、资源浪费、空气污染以及资金失控等问题。系统适用于高速公路、城市快车道、国道。 2)RFID中间件Edge Server足基于开放式架构设计的，模块化的，可升级的数据处理系统，它将足未来物联网EPCglobal的神经系统，足一种企业通用的管理RFID标签数据的架构。Edge Server在ETC 不停车收费系统中，主要用来加工和处理来自写器的所有信息和事件流，是连接读写器和企业应用的纽带。主要包括标签数据过滤、分组、计数、防错读和防漏读等功能。 3)完全基于xml的配置文件和数据存储，使得系统脱离了具体的操作平台，提高了软件的独立性及访问速度，有效的降低了软件的实施成本。 4)利用导出密钥相互鉴别的密钥发行系统，采用了3DES加密算法。首先，读写器读取射频标签的ID号；然后，读写器通过安全模块(SAM)，使用主控密钥计算出标签的专用密钥。实现了“一卡一密”的要求，为系统提供了高可靠性的安全访问技术。 5)基于Streams/AQ数据流的通信方式，为设备、中间件、数据库及应用程序间提供了最健壮和最灵活的数据传送方式。 6)通过JNI方式调用动态库的技术，使大部分用VC++/C++/C写的设备驱动稍加变换就能很好地融入以Edge Server为中心的ETC不停车收费系统。目前，该ETC系统已经在石家庄部分高速路收费站试点运行，系统运行稳定。
作者：	臧广良
专业：	计算机软件与理论
导师：	李祥
授予学位：	硕士
授予学位单位：	贵州大学
学位年度：	2007
正文语种：	中文