基于Linux和RFID的物流园区车辆管理平台设计

陈必泉　徐乐逊　李林

摘 要：提出了一种基于Linux和RFID的物流园区车辆管理平台，可提高车辆信息处理的自动化和智能化水平，解决物流园区之间因为数据标准不统一，接口不一致，彼此间很难通信，无法联动和协同的难题。平台采用C/S结构和Web Service技术，充分利用开源社区的优秀、成熟的软件，在保证系统的稳定性的同时显著地降低了物流园区的总体运营成本。

关键词：RFID；Linux；车辆管理平台；C/S；Web Service

中图分类号：TP311.52

1 引言

车辆管理是物流园区管理的一项重要内容。随着我国物流信息化建设进程加快，很多物流园区进行了信息化改造，建立了相应的园区综合信息平台，这使得车辆管理水平得到较大提升，但是仍存在一些问题，具体表现在：车辆信息处理的自动化和智能化水平不高，物流园区之间数据标准不统一，接口不一致，彼此间很难通信，无法联动和协同[1]。

RFID（射频识别技术）是从 20 世纪 80 年代起走向成熟的一种自动识别方式。它具有很多突出的优点：无接触识别、阅读距离远、识别速度快、可识别移动物体、穿透性强、环境适应力强可以在任何恶劣的条件下工作[2]。针对物流园区车辆管理存在的难题，结合RFID技术的优点，本文提出了一种基于Linux和RFID的物流园区车辆管理平台（以下简称平台）设计。

2 平台设计

2.1 物理架构

平台的系统架构如图1所示。其中物流信息管理服务器集中存储了所有业务数据，为注册用户提供登陆、鉴权、数据上传、信息查询等各项服务。客户机使用平台分配的账号通过专用客户端程序登陆物流信息管理服务器进行相关的业务操作。读卡器和客户机之间不直接进行交互，而是通过一个数据转换器来完成数据的交换。数据转换器由物流园区部署，实现对具体型号读卡器的操作和平台定义的RFID数据接口。

2.2 逻辑架构

平台采用了“软件即服务”的设计理念，即应用软件统一部署在服务器，以服务的形式向用户提供。物流园区通过注册成为平台的租户，使用平台的客户端软件登陆服务器进行业务操作。为了给多个物流园区企业提供服务，平台的逻辑架构分为应用服务层和基础服务层，在数据存储上采用了数据库共享模式。

应用服务层集中了车辆管理的核心业务，主要实现用户管理、登陆、车辆管理、数据查询。基础服务层对应用服务层提供业务支撑，主要包括Web Service 调用和服务接口、数据库访问、LDAP认证和事务管理等。

多租户平台在数据存储上一般有三种方式：1）租户使用独立数据库；2）共享数据库表独立；3）共享数据库和表[4]。本平台采用了第三种方式，即所有租户使用相同的数据库和表设计。不同租户的表数据通过平台分配的企业ID进行区分。

2.3 模块设计

物流园区车辆管理平台旨在建立一个数据统一、维护统一、用户统一、安全可靠、易于扩展的信息平台。基于C/S结构和Web Service技术、充分利用开源社区优秀、成熟的软件可以很好的实现这一目标。

与B/S结构相比，C/S结构可以充分利用两端硬件环境的优势，将任务合理分配到Client端和Server端来实现，降低了系统的通讯开销。客户端程序只负责数据采集和与用户进行交互，不存储业务数据，所有的业务数据存储在服务器端，数据安全可靠，用户无需部署服务器，省去繁琐的维护工作。Web Service技术具有开放性、平台独立性、松耦合性和可复用性等优点[3]，因而在企业级应用中得到非常广泛的使用。

经过多年的发展开源社区已经形成了从操作系统到应用软件、从工具链到函数库的庞大的生态系统。借助高水平的开源软件不但可以构建稳定、高性能的系统，还可以显著地减少企业的开支。因此本平台大量使用了开源软件，比如使用GTK开发图形界面，以PostgreSQL作为后台数据库，通过openLDAP进行高效、灵活的身份认证，基于gSOAP和Axis2快速构建Web Service应用框架。

如图2所示，在功能设计上平台包含用户登录、RFID数据接口、系统管理和车辆信息管理四大模块。

（1）用户登录

当用户输入用户名和密码后，系统会通过调用服务器的Web Service接口进行用户认证。如果通过认证，服务器会为用户生成一个令牌。用户在后续的操作中需要在报文中加入令牌信息，服务器端在处理请求时，会首先检查令牌的有效性，只有通过有效性检查的请求才会被分发到相应的业务模块进行处理。

（2）RFID数据接口

由于每个物流公司都会有自己的RFID设备，这些设备来自不同的厂商，因此传输的数据格式和协议会有所不同。为了支持多种设备，需要一种机制来屏蔽这类设备的异构性，不会因为设备的不同而在使用上有所限制。解决的方法是：定义一个数据接口，平台客户端程序启动一个后台服务进程用来接收数据；物流园区部署包含RFID中间件的数据转换器。RFID中间件实现了对具体型号读卡器的操作和平台的RFID数据接口，并且统一使用网络的方式与客户机进行数据通讯。当RFID读卡器采集到车辆数据时，将数据提交到数据转化器，按照数据接口的格式要求对数据进行封装，通过网络发送给客户端程序的后台服务器进程进行处理。

（3）系统管理

系统管理包括用户管理、本地读卡器管理和参数设置三个子模块。用户管理子模块可进行用户增加、删除、信息变更和权限设置等操作。在权限分配上使用的是用户/角色模型，亦即某个角色被赋予了若干权限，用户被赋予一个或若干角色。当用户属于某个角色，就意味着该用户拥有相关的所有权限。

本地读卡器管理子模块用于管理读卡器的配置列表。配置列表的一个表项用来标识一个通道，包含了读卡器IP地址、端口号、天线号、进出方向等配置信息。用户可以通过该子模块添加、删除和修改配置表项。

（4）车辆信息管模块

车辆信息管理包含了车辆卡发放、发卡记录查询、车辆基本信息查询、车辆进出口信息上传和车辆历史信息查询，是整个业务流程的核心部分。

1）车辆卡发放。用户填写好车辆的相关信息并由物流园区管理软件上传到相应的物流信息管理服务器中，服务器把接收的车辆信息存入数据库并且根据特定的算法生成一个唯一的ID号返回给客户端。

2）发卡记录查询。用户根据车辆的车牌号或者ID号查询相应车辆的发卡记录，发卡记录包括发卡时间、RFID识别卡号、车牌号等信息。

3）车辆基本信息查询。用户可根据车辆的车牌号或ID号进行查询 。

4）车辆状态信息上传。当从RFID数据接口接收到读卡数据时，首先搜索读卡器配置列表，根据读卡数据中的IP地址、端口号和天线号等信息进行匹配操作。结合接收到的卡号信息和匹配成功的配置表项内容生成车辆状态信息，上传至服务器。

5）车辆历史信息查询。查询车辆在各地物流园区的进出记录，可以选择根据ID号或者车牌号来进行查询，返回的结果为一个按时间排序的车辆进出记录列表。

4 结束语

本文所设计的基于Linux和RFID的物流园区车辆管理平台采用C/S结构和Web Service技术，旨在实现对物流园区的车辆进行有效的管理，提高自动化和智能化水平，降低总体运营成本。对于该平台，目前已经完成了一套演示系统，经过调试运行，表明该平台满足了之前所设想的应用需求，并且运行良好。

参考文献：

[1]史国栋.基于SOA的物流园区业务系统整合平台研究与设计[D].西安：长安大学，2009.

[2]杨志千.基于有源RFID的小区车辆管理系统的设计与实现[D].武汉：武汉理工大学，2009.

[3]杨明，周国祥.基于Web Service的现代物流平台的设计与实现[J].安徽科技学院学报，2010，24（1）：29-34.

[4]黄日胜，周永福，黄锡波.基于SaaS模式的现代物流管理系统的设计[J].计算机与数字工程，2011，39（1）：78-79.