RFID与ERP、MES等系统的集成模型

尹作重，李江华，杜 峻，王 凯，范 维YIN Zuo-zhong， LI Jiang-hua， DU Jun， WANG Kai， FAN Wei（.北京机械工业自动化研究所，北京 000；.中国水利水电科学研究院，北京 00038）

RFID与ERP、MES等系统的集成模型

尹作重1，李江华2，杜 峻1，王 凯1，范 维1
YIN Zuo-zhong1， LI Jiang-hua2， DU Jun1， WANG Kai1， FAN Wei1
（1.北京机械工业自动化研究所，北京 100120；2.中国水利水电科学研究院，北京 100038）

主要对基于RFID的自动识别技术与ERP、MES等系统的总体集成、硬件集成、中间件集成、应用集成的模型进行了研究，并基于上述集成模型给出了RFID中间件应用集成平台架构参考模型，为基于RFID的自动识别技术的制造业信息化系统集成方案设计与实施提供参考。

RFID；集成模型

0　引言

射频识别RFID（radio frequency identification）技术是在频谱的射频部分，利用电磁耦合或感应耦合，通过各种调制和编码方案，与射频标签交互通信唯一读取标签身份的技术［1］，广泛应用在库存控制、物料搬运、配送系统、支付系统等领域［2］。本文主要对基于RFID的自动识别技术与ERP、MES等系统的集成模型进行了研究，主要包括RFID与ERP、MES等系统集成总体模型、硬件部分集成模型、中间件部分集成、应用部分集成模型，并基于上述集成模型给出了RFID中间件应用集成平台架构参考模型，为基于RFID的自动识别技术的制造业信息化系统集成方案设计与实施提供参考。

1　RFID与ERP、MES等系统的集成模型

1）总体集成模型

图1　总体集成模型

基于RFID的自动识别技术与ERP、MES等技术的总体集成模型可分为三个部分，包括物理层、中间件层、应用层。物理层是整个RFID系统物理环境构造，由标签、天线、读写器、传感器等硬件设备组成。中间件层是位于硬件平台与应用系统之间的通用服务组件，这些服务组件具有标准的程序接口和协议，主要包括边缘服务器、高级事件处理器、应用接口和安全管理模块。应用层包括各类制造企业的应用系统（如ERP、MES、CRM、WMS等），通过数据接口实现集成。

图1描述了RFID硬件、中间件和应用系统之间的集成关系，依据给定的编码和管理规则，通过对从阅读器传来的与标签相关的数据进行过滤、汇总、计算、分组，实现自动识别标签信息到各种应用系统的传递和集成。

2）硬件部分的集成模型

RFID系统硬件部分由标签、天线、读写器等设备组成。标签通常被附着在某些明确的实物物体上，放置在给定的物理环境中。标签可以被单独放置并运作，报告实物的存在和位置，连同报告传感器在指定位置下的各种不同物理环境。图2提供了RFID硬件部分的集成模型。

空中接口通信协议满足了标签在一个或一系列频率下的应用需求。标签和读写器使用规则编码信号映射到一个未处理的数据流并传递到中间件，从而做进一步数据处理。标签可以同时满足各种形式和大容量的数据存储需求。

RFID识别设备按频率分为：低频（30kHz～300kHz阅读距离一般小于1米）；高频（3MHz～30MHz）；超高频（433.92MHz，862（902）～928MHz，2.45GHz，5.8GHz，典型情况为4～7m，最大可达10m以上）三类。

RFID系统的硬件层对应的是ISO18000系列标准定义的RFID标签和空中接口通信协议等内容和ISO15962标准定义的读写器和数据协议等内容。

3）中间件部分的集成模型

RFID中间件是位于硬件平台与应用系统之间的通用服务组件，这些服务组件具有标准的程序接口和协议。图3提供了RFID中间件集成模型，描述了设备接口、设备管理、事件管理、数据接口与应用程序层之间的关系。

RFID中间件是对RFID硬件层传来的与标签相关的数据进行收集、存储、格式化处理，然后经过事件管理器过滤、聚合，从而减少阅读器传往应用系统的大量冗杂的原始数据，最后解析的数据可以传递到不同的应用系统。

RFID中间件层对应的是ISO15962标准定义的读写器和数据协议以及ISO15961定义的数据接口与用户应用程序。

4）应用部分的集成模型

应用层由各种企业应用系统及数据库和网络应用服务组成。图4提供了RFID应用层集成模型，并详细的说明了数据库不仅用来存储一系列RFID实体数据库的数据和信息，而且存储各种标记资产对象映射注册、配置管理事件操作、业务规则逻辑等信息。

2　RFID中间件应用集成平台架构设计

图2　RFID系统集成硬件模型

自动识别技术与ERP、MES等系统之间的集成可以基于RFID中间件技术实现。面向服务架构（SOA）是一种典型的RFID中间件技术。基于SOA的RFID中间件应用集成平台架构如图5所示。RFID中间件应用集成平台包括服务总线、工作流引擎、RFID应用集成构件库、RFID应用集成工具箱四个部分。

图3　RFID系统集成中间件模型

图4　RFID系统集成应用系统模型

1）服务总线

服务总线是整个平台的基础，它所包含的构件模型与服务模型是平台中所有构件都须要遵守的标准，也是构件复用的保证。

2）工作流引擎

工作流引擎采用业务流程构件化方法，对面向不同业务流程进行分析与分类，提取共同的可复用的业务流程，基于业务构件，提高业务的复用度，减少重复开发的工作量。

图5　RFID中间件应用集成平台整体架构

3）RFID应用集成构件库

RFID应用集成构件库包括：基础设施构件组、RFID中间件构件组、RFID应用集成构件组。

基础设施构件组：该构件组负责对构件模型和服务模型、第三方构件的管理提供支持。

RFID中间件构件组：遵循EPC Global标准的RFID构件组。

RFID应用集成构件组：支撑RFID中间件应用集成的构件组。

4）RFID应用集成工具箱

RFID应用集成工具箱包含有基础管理工具和支持应用集成的运行时工具。基础管理工具实现构件开发、构件库管理、构件检索与选取、构件产品与部署功能。支撑应用集成的运行时功能包含了构件产品流程编辑功能、构件运行时监控功能、构件动态测试功能。

3　结论

本文主要对基于RFID的自动识别技术与ERP、MES等系统的总体集成、硬件集成、中间件集成、应用集成的模型进行了研究，并基于上述集成模型给出了RFID中间件应用集成平台架构参考模型，为基于RFID的自动识别技术的制造业信息化系统集成方案设计与实施提供参考。

［1］ 陶玉芬.RFID中间件研究进展［J］.电脑应用技术，2007，01（001）：5-8.

［2］ 孟宇，郑春萍.RFID技术与物流系统的集成［J］.物流科技，2007，11（014）：38-40.

Integration model between radio frequency identification and ERP、MEs system

TP29

A

1009-0134（2016）08-0115-04

2016-06-20

国家支撑计划项（2014BAF07B03）

尹作重（1976 -），男，山东聊城人，硕士，研究方向为制造业信息化。