從偶然架構(gòu)到一個全球規(guī)模的統(tǒng)一的集成基礎(chǔ)設(shè)施可能是像一個使人畏縮的任務(wù)。 把一切都準(zhǔn)備就緒，然后再象扳動一下開關(guān)那樣將所有的應(yīng)用都一下子轉(zhuǎn)移到新的基礎(chǔ)設(shè)施之上是不現(xiàn)實的。這已經(jīng)是組織為什么老是要不斷添加偶然架構(gòu)方案作為權(quán)益解決之計的一個主要的理由，甚至他們確實知道這樣使相關(guān)的問題永垂不朽也是如此。
ESB 提供了能力來幫助減輕所介紹的痛苦。 第 9 章將通過一個案例來介紹如何遠(yuǎn)離一個完全建立在 FTP 和每夜批處理作業(yè)之上的早以存在的集成解決方案。
讓我們現(xiàn)在重新回到對偶然架構(gòu)的討論。 在圖 2-6中，實線、虛線、點(diǎn)劃線代表用于集成的不同類型的連接技術(shù)和通信協(xié)議。注意其中有一個用集成Broker表達(dá)的已存在的 “集成孤島”，以及POS應(yīng)用和財務(wù)應(yīng)用之間的連接是使用FTP 文件傳輸。在POS應(yīng)用和ERP應(yīng)用之間先前已經(jīng)升級來使用HTTP 之上的SOAP協(xié)議，正如銷售自動化應(yīng)用 (SFA) 和客戶關(guān)系管理 (CRM) 之間的聯(lián)結(jié)。
圖表 2?6 使用SOAP通信、 FTP 、手工插座（Socket）、而且包括一個集成Broker的代表性的偶然架構(gòu)
ESB 可以在一個部門級的層次或在一個項目的基礎(chǔ)上被引入。 在項目層次采用 ESB 允許你能夠習(xí)慣于使用 ESB 服務(wù)容器進(jìn)行基于標(biāo)準(zhǔn)的集成，并且完全可以堅信該項目能夠集成到一個更大的集成網(wǎng)絡(luò)之中，并且與企業(yè)級的公司的集成策略目標(biāo)相一致。
我們采用ESB的例子中的第一個步驟是要集成前端應(yīng)用（FrontOffice）。在圖 2-7 中，前端的CRM、財務(wù)和SFA 通過“服務(wù)容器”連接到ESB 之中。這些容器是 ESB 架構(gòu)的主要組件，我們將在第 6 章詳細(xì)解釋。 經(jīng)過 ESB 服務(wù)容器進(jìn)行的集成的特性可能會不同。 容器和應(yīng)用之間的接口可以通過使用第三方的應(yīng)用適配器來完成；容器可以暴露使用WSDL描述的XML數(shù)據(jù)；或者它可能被實現(xiàn)為完全用戶定制的代碼。
圖表 2?7 ESB 可以在不打破原有點(diǎn)對點(diǎn)路徑的前提下，在單個項目基礎(chǔ)上采用
但是也許更有趣的不是那些已經(jīng)集成到ESB 之內(nèi)的東西，而是還沒有集成進(jìn)去的東西。圖 2-7 表示了已有的 FTP 和SOAP協(xié)議之間的通信線，原來是連接到前端應(yīng)用的，現(xiàn)在直接連接到那些特別配制來使用那些協(xié)議進(jìn)行通信的ESB組件。應(yīng)用仍然處于總線“之外”，Pos應(yīng)用和伙伴CRM應(yīng)用可以與集成到ESB總線“之內(nèi)”的前端應(yīng)用進(jìn)行通信而不需要做任何修改，對他們?nèi)绾螀⑴cESB基礎(chǔ)設(shè)施也不需要知道任何東西。注意，現(xiàn)在POS應(yīng)用是連接到ESB 上的一個 FTP 橋接器，而且伙伴CRM應(yīng)用則是連接到配置為總線的一部分的Web Services端點(diǎn)。
ESB 已經(jīng)被引入了，但是對這些配備了ESB能力的應(yīng)用以前所連接的點(diǎn)對點(diǎn)通信組合區(qū)沒有產(chǎn)生任何影響。被插入總線的應(yīng)用如今轉(zhuǎn)而使用連接到ESB 集成容器的一個單一接口， 而且已經(jīng)省卻了對它們先前所有其他類型的通信連接的管理和維護(hù)。
我們將會在第 9 章中看到，即使是總線域中最新集成的應(yīng)用也可以就地將他們轉(zhuǎn)移到完全的ESB方式，并且與它們各自的項目開發(fā)時間線相一致。
在我們的ESB采用的例子得下一階段中，POS應(yīng)用將在每一個遠(yuǎn)端實現(xiàn)ESB能力，并且去除對不可靠的 FTP 聯(lián)結(jié)上的依賴。 這可能會簡單如在每一個遠(yuǎn)端安裝一個ESB容器，并且插入到總部的ESB之中，或者涉及到在每一個遠(yuǎn)端的多個應(yīng)用之間的一個“迷你”的集成環(huán)境。那么二個 ESB節(jié)點(diǎn)就可以通過一個基于可靠消息的安全連接進(jìn)行通信(圖 2-8)
圖表 2?8 在各個地點(diǎn)分立安裝的ESB可以安全和可靠地連接在一起
此外，遠(yuǎn)端位置仍然可以在他們自己的分離集成環(huán)境里面運(yùn)行，并且可以按照需要有選擇地共享數(shù)據(jù)。例如，遠(yuǎn)端位置可以獨(dú)立地?fù)碛胁⑶疫\(yùn)作一個屬于集體特許經(jīng)營的零售店鋪。它們沒有必須共享關(guān)于它們的日常運(yùn)作的信息，但是的確需要共享諸如價格更新和庫存信息之類的數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程ESB 節(jié)點(diǎn)可以連接到位于總部的 ESB 網(wǎng)絡(luò)，有選擇地暴露消息通道以共享價格變動之類的數(shù)據(jù)。
2.4.3 保留和分層: 進(jìn)入現(xiàn)有的 EAI Broker連接
我們的ESB 采用示例項目的第三階段涉及到橋接進(jìn)進(jìn)一個已經(jīng)部分地與一個集線器-和-插頭 EAI Broker集成在一起的部門。我們先前提醒過，采用 ESB 不是一個全有或全無的概念。如圖 2-9 所示， ESB 允許IT部門通過將一個已存在的 EAI Broker橋接到ESB之內(nèi)來保護(hù)它里面的IT資產(chǎn)。
圖表 2?9 “保留-和-分層”方式允許將ESB橋接到EAI Broker安裝之內(nèi)
橋接 EAI Broker可以一多種方式進(jìn)行。比如，它可以通過使用一個Web Services接口來完成，或者綁定到下層的消息通道。依賴于ESB和 EAI Broker 的實現(xiàn)，ESB 更加可以建立在EAI Broker下面的消息隊列基礎(chǔ)設(shè)施之上，因此部分地替換EAI Broker的功能仍然可以保留較低層的、消息通道。
我們的 ESB 采用示例項目的最后步驟是解決和業(yè)務(wù)伙伴集成的問題。如圖 2-10 所示，這可能包括原樣保留SOAP聯(lián)結(jié)，以及在每個伙伴端安裝一個 ESB 節(jié)點(diǎn)。決定采用哪一種方法完全依賴于你的組織和伙伴之間的關(guān)系，以及業(yè)務(wù)伙伴是否允許你在其地點(diǎn)安裝軟件，或者他們已經(jīng)有能夠連接到你的ESB之上的ESB。
圖表 2?10 ESB 可以個別地管理與業(yè)務(wù)伙伴的SOAP聯(lián)結(jié), 或者可以連接到另一個地點(diǎn)的ESB節(jié)點(diǎn)
插入到一個 ESB 擴(kuò)展的分層的服務(wù)能夠管理對伙伴的連接的后勤保障。例如，一個特殊的伙伴經(jīng)理者服務(wù)可以在每一個伙伴的基礎(chǔ)上管理與伙伴之間的正在進(jìn)行的協(xié)作的細(xì)節(jié)。這些細(xì)節(jié)可能包括正在使用哪一個更高層次的業(yè)務(wù)協(xié)議(比如， ebXML、RosettaNet 等)、以及對話的狀態(tài)，比如消息交換的當(dāng)前狀態(tài)、是否收到一個期望的應(yīng)答消息、以及從業(yè)務(wù)伙伴接收到一個業(yè)務(wù)響應(yīng)所能夠接受多長的時延。
本章包含下列主題：
- 對更廣泛的、更通用的集成基礎(chǔ)設(shè)施的需要的各種驅(qū)動因素
- 偶然架構(gòu)是今天所使用的主要集成設(shè)計。 在這種系統(tǒng)中，當(dāng)前的企業(yè)完全沒有很好地聯(lián)通的。
- 只有 10% 的應(yīng)用被聯(lián)接。
- 而這些之中，只有 15%的使用了某種類型中間件。
- 到目前為止，分布式計算技術(shù)加重了，而不是解決了，偶然架構(gòu)的問題。
- 集線器-和- 插頭EAI Broker已經(jīng)有了一定程度的成功。然而，它們:
- 大部分是專有技術(shù)
- 沒有為組織提供一個標(biāo)準(zhǔn)化的、可以在企業(yè)內(nèi)通用使用的集成平臺。
- ESB 借鑒了在 EAI Broker技術(shù)方面學(xué)習(xí)的經(jīng)驗的價值。
- 集成作為是一個部門層面和公司文化的問題，和它作為一個技術(shù)上問題同樣重要。
- ESB 允許逐漸增加的采用，以符合各個部門單獨(dú)的開發(fā)時間表。
因為RFID要產(chǎn)生和輻射電磁波，所以法律上將其歸為無線電通信系統(tǒng)（radio systems）。 無線電服務(wù)必須在不被RFID 系統(tǒng)所干擾和影響的前提之下。為了確保RFID 系統(tǒng)不會干擾鄰近的廣播和電視，移動無線服務(wù)(警用，安全，工業(yè))，航海和海空無線通信服務(wù)和移動電話服務(wù)，這一點(diǎn)很重要。
所以必須仔細(xì)的規(guī)劃適用于RFID系統(tǒng)所用的頻率范圍。(基于此，通常只可能使用保留工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療用途的頻段。這些頻段稱為是ISM 頻段，可以用作RFID 應(yīng)用。
圖表 6?1 RFID 系統(tǒng)使用的頻段
除了ISM 頻率，整個低于135 kHz (在北美、南美和日本為<400 kHz)也是可以使用的，因為這些頻率可以工作于高磁場強(qiáng)度，特別是針對感應(yīng)耦合式RFID 系統(tǒng)。
因此， RFID 最重要的頻段是0–135 kHz, 以及ISM頻段中圍繞6.78M(在德國已經(jīng)不適合)，13.56 MHz，27.125 MHz，40.68 MHz，433.92 MHz，869.0 MHz，915.0 MHz (非歐洲地區(qū))，2.45 GHz， 5.8 GHz 和24.125 GHz的頻段。
RFID 在各個頻段總體分布如下圖：
圖表 6?2 估計的RFID在各頻段的全球總體分布圖（百萬單位）
圖表 6?3 全球RFID頻率使用分布圖
低于135 kHz 的頻率被各種無線服務(wù)大量使用，因為他們沒有保留作ISM 頻段。這個長波頻段的傳播特性可以使得在低技術(shù)成本下達(dá)到連續(xù)傳播超過1000 km 半徑的范圍。通常這個范圍的服務(wù)服務(wù)是用作航空和航海的導(dǎo)航服務(wù) (LORAN C, OMEGA, DECCA)，授時服務(wù)，標(biāo)準(zhǔn)頻率服務(wù)以及軍方的無線電服務(wù)。因此，位于中歐Mainflingen的授時發(fā)射機(jī)DCF 77 使用的就是77.5 kHz的頻率。因此RFID 系統(tǒng)在此頻率運(yùn)行可能會影響到reader周圍數(shù)百米范圍內(nèi)的無線接收的時鐘失效。
為了防止這種沖突，歐洲對感應(yīng)式無線電系統(tǒng)的管制法案 220 ZV 122，將定義一個從70 到119 kHz的保護(hù)區(qū)，這個區(qū)域?qū)⒉辉俜峙浣oRFID 系統(tǒng)。
頻率6.765–6.795 MHz 屬于短波頻段。其傳播條件可以是你能夠在白天的傳播達(dá)到100 km。而在夜間，橫貫大陸的傳播都是可能的。這個范圍主要云南關(guān)于寬范圍的無線電服務(wù)，例如廣播，天氣和航空無線電服務(wù)以及新聞社。
這個頻段在德國還沒有被通過為ISM 頻段，但是已經(jīng)被ITU指定為ISM 波段，并且已經(jīng)在法國用作RFID系統(tǒng)。而CEPT/ERC和 ETSI 則在CEPT/ERC 70-03準(zhǔn)則中將起指定為協(xié)調(diào)波段。
頻段13.553–13.567 MHz 位于短波波段的中間。其傳輸特性使得其可以整天都可以達(dá)到橫貫大陸的傳播。這個范圍一般用于范圍要求非常廣的無線電服務(wù)，比如新聞社和電信點(diǎn)對點(diǎn)服務(wù)(PTP)。
這個范圍內(nèi)的其他ISM 應(yīng)用，除RFID之外，主要還有遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，遠(yuǎn)程控制模型，試驗無限設(shè)備和尋呼系統(tǒng)。
頻段26.565–27.405MHz分配給美國、加拿大和歐洲的CB 廣播。無須注冊和免費(fèi)的無線電系統(tǒng)，功率小于4 Watts 的私人無線電愛好者可以使用，傳輸可超過30 km。
這個頻段的ISM 應(yīng)用除RFID之外，還有電療器械（醫(yī)用設(shè)備）、高頻焊接設(shè)備（工業(yè)應(yīng)用）、遠(yuǎn)程控制模型和尋呼系統(tǒng)。
當(dāng)安裝27 MHz RFID 系統(tǒng)時，必須特別注意附近的高頻工業(yè)焊接設(shè)備。HF 焊接設(shè)備可產(chǎn)生很高的場強(qiáng)，可以干擾附近的RFID 系統(tǒng)的運(yùn)行。當(dāng)為醫(yī)院規(guī)劃27 MHz RFID 系統(tǒng)時，也要考慮電療設(shè)備的因素。
范圍40.660–40.700 MHz 位于VHF 頻段的低端。其傳輸特性僅限于地面波，所以由于建筑物和其他障礙所產(chǎn)生的衰減很明顯。這個頻段鄰近的其他ISM 范圍主要由移動商業(yè)無線電系統(tǒng)(森林，高速公路管理等) 以及電視廣播的(VHF 頻段 I)。
這個頻段主要的ISM 應(yīng)用包括遙感和遠(yuǎn)程控制應(yīng)用。這個范圍目前很少用作RFID 系統(tǒng)。 這個頻段所能達(dá)到的有效范圍要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于更低的頻段所能達(dá)到的范圍，因為這個頻段的7.5 m 波長不適合構(gòu)造小巧和便宜的backscatter transponders。
這個頻段430.000–440.000 MHz 主要分配給全球的業(yè)務(wù)無線電愛好者。無線電愛好者使用這個頻段來進(jìn)行聲音和數(shù)據(jù)的傳輸以及通過中繼廣播站和衛(wèi)星的通信。
UHF 頻段的傳輸特性近似于光。當(dāng)遇到建筑物和其他障礙時將會出現(xiàn)衰減和反射。依賴于操作方法和發(fā)射功率，無線電愛好者使用的系統(tǒng)可能達(dá)到的范圍在30 到300 km之間。使用衛(wèi)星也可以達(dá)到全球連接。
ISM 范圍433.050–434.790 MHz 主要位于業(yè)務(wù)愛好者使用頻段的中部，并且被各種各樣的應(yīng)用所占據(jù)。包括，內(nèi)部通話器，遙感發(fā)射器，無繩電話，短距離對講機(jī)，車庫自動進(jìn)入發(fā)射器等等。所幸的是，這個頻段的干擾倒是很少見。
頻段868–870 MHz 在歐洲主要用作短距離設(shè)備(SRD) ，因此在 CEPT的43個成員國中都可以用作RFID系統(tǒng)。
亞太地區(qū)的國家也正在考慮通過這個頻率為SRD頻率。.
這個頻段在歐洲未作為ISM 應(yīng)用。歐洲之外(美國和澳洲) 頻段888–889 MHz 和902–928 MHz 是可用作后向散射式RFID系統(tǒng)的。
其鄰近頻段主要由D-net 電話和CT1+ 和 CT2 標(biāo)準(zhǔn)的無繩電話所占據(jù)。
ISM 頻段2.400–2.4835 GHz 部分和業(yè)余無線電愛好者使用的頻率和電波探測服務(wù)是用的頻率相重疊。這一段的UHF 頻率和更高的SHF 頻率的傳播特性幾乎相當(dāng)于光。建筑物和其他障礙將是很好的反射體，并且產(chǎn)生非常強(qiáng)的衰減。
除了backscatter RFID 系統(tǒng)之外，主要的ISM 應(yīng)用包括遙感發(fā)射器和PC WLAN 系統(tǒng)。
ISM 頻段5.725–5.875 GHz 部分和無線電愛好者使用頻率和電波探測服務(wù)的頻率相重疊。
這一頻段的主要服務(wù)包括運(yùn)動傳感器（用作防盜等），非接觸式衛(wèi)生間干手器，以及RFID系統(tǒng)。
ISM 頻段24.00–24.25 GHz 部分和業(yè)務(wù)愛好者使用頻率，電波探測服務(wù)和衛(wèi)星地球資源服務(wù)的頻率重疊。
目前還沒有RFID系統(tǒng)運(yùn)行于此頻段。
新的CEPT 協(xié)調(diào)文檔'ERC Recommendation 70-03 relating to the use of short range devices (SRD)' (ERC, 2002) 開始作為CEPT 44個成員國的國家法令。舊的協(xié)調(diào)文檔則被新的歐洲協(xié)調(diào)文檔代替2002版的REC 70-03 也包括在CEPT成員國中對特殊應(yīng)用和頻率的國家限制的綜合注解 (REC 70-03, Appendix 3-National Restrictions)。
REC 70-03 定義了頻段、功率等級和短波設(shè)備的發(fā)射期間。在使用R&TTE Directive 1999/5/EC)的CEPT 成員國中，那些符合第12條 (CE 標(biāo)識) 和第 7.2條 的設(shè)備將不用重新申請執(zhí)照。
REC 70-03 主要處理總共13 中不同的不同頻段的短距離設(shè)備，具體在各自的附錄中描述，包括：
REC 70-03 也引用了ETSI 標(biāo)準(zhǔn)(如EN 300 330)，后者包含測量和測試指南。
此標(biāo)準(zhǔn)是由ETSI (European Telecommunications Standards Institute) 負(fù)責(zé)，主要向國家電信當(dāng)局提供無線電和電信管理的基本規(guī)則的制定。
ETSI EN 300 330 標(biāo)準(zhǔn)形成了European licensing regulations for inductive radio system 的基礎(chǔ)：
? ETSI EN 300 330: 'Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters (ERM); Short Range Devices (SRD); Radio equipment in the frequency range 9 kHz to 25 MHz and inductive loop systems in the frequency range 9 kHz to 30 MHz'.
? Part 1: 'Technical characteristics and test methods'
? Part 2: 'Harmonized EN under article 3.2 of the R&TTE Directive'
除了感應(yīng)式無線電系統(tǒng)之外， EN 300330 還涉及了Electronic Article Surveillance (商店用), 報警系統(tǒng)，遙感發(fā)射器，短距離遙控系統(tǒng)等。
除了CEPT 成員國之外，這個規(guī)則還被亞洲和美洲的一些國家用作RFID 系統(tǒng)能夠許可證的管理。
標(biāo)準(zhǔn) EN 300 220, 題為'Radio Equipment and Systems (RES); Short range devices, Technical characteristics and test methods for radio equipment to be used in the 25 MHz to 1000 MHz frequency range with power levels ranging up to 500 mW', 提供了關(guān)于低功率無線電系統(tǒng)的許可法規(guī)基礎(chǔ)，它有兩部分組成： EN 300 220-1 針對發(fā)射器和其功率特性， EN 300 220-2定義接受器的特性。
EN 300 220 將設(shè)備分為4類— 從Class I到Class IV 。這個標(biāo)準(zhǔn)包括ISM 波段和整個頻段的低功率設(shè)備。
RFID 系統(tǒng)在本標(biāo)準(zhǔn)中并沒有明確提及。
EN 300 440 標(biāo)準(zhǔn)，'Radio Equipment and Systems (RES); Short range devices, technical characteristics and test methods for radio equipment to be used in the 1 GHz to 25 GHz frequency range with power levels ranging up to 500 mW,' 則形成了低功率無線電系統(tǒng)的歐洲國家法規(guī)的基礎(chǔ)。EN 300 440 將設(shè)備分類為3種，— classes I 到 III。
使用backscatter transponders 的RFID 系統(tǒng)被分為class II系統(tǒng)。進(jìn)一步的細(xì)節(jié)則由CEPT recommendation T/R 60-01 文本：'Low power radiolocation equipment for detecting movement and for alert' (EAS) 和T/R 22-04文本 'Harmonisation of frequency bands for Road Transport Information Systems (RTI)' (toll systems, freight identification)進(jìn)行管理。
在美國，RFID 系統(tǒng)必須根據(jù)'FCC Part l5'取得許可證。這個法規(guī)涉及了頻率范圍從9 kHz 到大于64 GHz 和由低和中等功率發(fā)射器故意產(chǎn)生的電磁場和由廣播和電視接收機(jī)以及計算機(jī)等設(shè)備非故意產(chǎn)生的電磁波。低功率發(fā)射器的目錄包括了各種各樣的應(yīng)用，例如無繩電話，遙感發(fā)射器，校園廣播站，玩具遙控設(shè)備和車門遙控設(shè)備等。感應(yīng)耦合或者后向散射式RFID 系統(tǒng)在FCC法規(guī)中并沒有明確提及，但因其頻段和低功率特性，自然包含在法規(guī)管制之下。
下表 列出了對RFID 系統(tǒng)很重要的頻段。其他頻段中適用于RFID系統(tǒng)的許可限制值則在接下的表中。 應(yīng)該注意到，和歐洲的ETS 300 330不同，Reader的最大許可場強(qiáng)值主要是通過電場強(qiáng)度E 定義的。
6.4 中國對RFID的無線電頻率管理
實際上RFID技術(shù)在中國已經(jīng)存在很多年，123K赫茲和23.5兆赫茲頻率的應(yīng)用在我國已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。這些主要是常規(guī)的非接觸式IC卡的應(yīng)用范圍。
對于目前最受關(guān)注的主要用于物流和跟蹤的UHF頻段，即800M-900MHz頻段，目前正在積極研究中。在這個頻段，美國是902M-928MHz，日本是兩個一個在952-954MHz，今后會發(fā)展到950-956MHz，中國香港地區(qū)是865-868MHz，以及825-828MHz。
由于在800M-900MHz頻段上，每個國家使用和分布的情況不一樣，功率限制和頻譜框架圖也不一樣。因為各個國家和 地區(qū)都是根據(jù)各自的無線電業(yè)務(wù)使用情況，制定出相關(guān)的頻率規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn)的。中國還沒有正式發(fā)布應(yīng)用于RFID的頻段規(guī)劃，其原是是因為中國在800M-900MHz頻段都有了頻率規(guī)劃，而且非常擁擠，包括公共通訊、數(shù)據(jù)通訊、點(diǎn)對點(diǎn)通訊、立體聲廣播傳輸、無線電定位和航空無線電導(dǎo)航等等業(yè)務(wù)。基本上沒有空閑的頻率給RFID使用。如果要在此頻段，則必須正在使用的無線電業(yè)務(wù)中調(diào)整出幾兆赫茲帶寬的赫茲給RFID使用。
從2004年下半年開始，信息產(chǎn)業(yè)部無線電管理局就組織相關(guān)人員對這個頻段RFID頻率規(guī)劃問題進(jìn)行研究，完成了大量的理論分析、仿真試驗工作，今年我們還在繼續(xù)組織完善相關(guān)的理論分析、仿真實驗和實際的電子兼容實驗。據(jù)估計，可能會在860赫茲以下的頻段。
(對于國內(nèi)的RIFD頻率部分的資料可能比較老了，讀者可去查詢最新進(jìn)展。)
被動標(biāo)簽必須在某個地方有無線電發(fā)射器來對其進(jìn)行供電，而它自己則必須有接收這些發(fā)射的接收器。甚至就連主動標(biāo)簽一般還是需要與連接到網(wǎng)絡(luò)的某種形式的發(fā)射器連絡(luò)。在 RFID 領(lǐng)域中，這一發(fā)射器/ 網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)通常被稱為閱讀器（Reader）。閱讀器通常位于一個 RFID 系統(tǒng)的標(biāo)簽和事件過濾器之間。知道如何與標(biāo)簽通信，如何從讀取動作中創(chuàng)建底層事件，以及如何發(fā)送這些事件給一個事件過濾器，這就是閱讀器的職責(zé)。
我們可以從二個視角來描述閱讀器。首先是閱讀器的物理組件: 你可以在電路板上找到的東西。其次則是閱讀器的邏輯部份。
我們還會繼續(xù)說明RFID 打印機(jī)和用具。
|因為閱讀器與標(biāo)簽使用射頻進(jìn)行通信，所以任何 RFID 都必須有一個或多個天線。并且因為閱讀器必須要與某些其他的設(shè)備或者服務(wù)器通信，所以它必須有某種類型的網(wǎng)絡(luò)接口。通常的網(wǎng)絡(luò)接口的例子為 10 BaseT 或 100 BaseT 以太網(wǎng)接口，或者 RS 232 或 RS 485 串行接口。一些閱讀器甚至有 Bluetooth 或無線以太網(wǎng)接口。最后，為了實現(xiàn)通信協(xié)議和控制發(fā)射器，每個閱讀器必須有微控制器或者微型處理器。下圖展示了RFID 閱讀器的實際成份。
圖表 5?1 READER的物理組件
雖然天線自己在概念上很簡單，但是工程師一直在努力使其能夠在低能量的情況下獲得更好的接收性能，以及使天線工作在一些特殊的環(huán)境中。一些閱讀器只有一個或者二個天線，并且和閱讀器自己封裝在一起；其他一些閱讀器則可能在遠(yuǎn)程位置安裝許多外接天線。閱讀器所能控制的天線的數(shù)量的主要限制在于連接閱讀器的發(fā)射器和接收器與天線之間的電纜的信號損失。 大多數(shù)安裝都把天線安裝在離閱讀器2米左右的距離，當(dāng)然更遠(yuǎn)些也是可以的。
一些閱讀器使用一個天線來傳輸和另一個用來接收。在這種配置結(jié)構(gòu)中，標(biāo)簽針對閱讀器的場的運(yùn)動方向特別重要。如果發(fā)射天線位于接收天線的“靠前些”，接收天線將會花更長的時間來接收來自標(biāo)簽的信號。如果天線布置與此相反，標(biāo)簽將會花更少的事件來激勵，并且位于接收天線的范圍之內(nèi)。下圖表示了兩個具有標(biāo)簽的包裝盒在一條傳送帶上依次經(jīng)過第一個傳輸 (TX) 天線和一個接收 (RX) 天線。
箭頭指出了傳送帶上的運(yùn)動方向。當(dāng)它經(jīng)過 TX 天線的時候，每個盒子上的標(biāo)簽便被激勵，然后它們開始廣播響應(yīng)。因為RX要稍微遠(yuǎn)離傳送帶一些，因此RX 天線將要比其應(yīng)該的時間更長些來接收到響應(yīng)，如果二個天線顛倒，則意謂有標(biāo)簽將會有更多的被讀取的機(jī)會。
圖表 5?2 接收和發(fā)射天線的最佳布置
控制一個閱讀器的計算裝置的復(fù)雜程度可能從單芯片的處理器到能夠運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和允許存儲大量數(shù)據(jù)在硬盤上的完整的微型計算機(jī)。前者可以嵌入到一些移動設(shè)備之中。控制器負(fù)責(zé)控制閱讀器一端的標(biāo)簽協(xié)議，以及構(gòu)成一個事件的標(biāo)簽讀取信息何時被傳送到網(wǎng)絡(luò)中。閱讀器控制器也負(fù)責(zé)管理閱讀器協(xié)議中的閱讀器一側(cè)的相關(guān)處理。
如果閱讀器不告訴任何人相關(guān)的事件信息，讀取標(biāo)簽并且識別事件并沒有多少用處。閱讀器通過多種網(wǎng)絡(luò)接口與其他裝置進(jìn)行通信。過去，大多數(shù)的 RFID 閱讀器都具有串行接口RS 232 或 RS 422(點(diǎn)對點(diǎn)，雙絞線) 或 RS 485 (可尋址的，雙絞線)。最近，越來越多的閱讀器支持Ethernet，甚至有些已經(jīng)開始支持內(nèi)建的無線以太網(wǎng)絡(luò)， Bluetooth 和ZigBee 了。
圖表 5?3 Symbol的X480閱讀器，具有以太網(wǎng)、USB以及串行接口。左邊是天線接口
在 RFID 閱讀器的控制器中，我們可以想像有四個處理不同職責(zé)的單獨(dú)的子系統(tǒng)。下圖就展示了閱讀器的邏輯組件圖，供參考。
圖表 5?4 READER的邏輯組件
每個閱讀器都會呈現(xiàn)一個允許其他應(yīng)用來請求標(biāo)簽數(shù)據(jù)、監(jiān)控閱讀器狀態(tài)或者控制諸如電源水平和當(dāng)前之建設(shè)定之類的應(yīng)用編程接口。這個組件最關(guān)心的是創(chuàng)建發(fā)送到RFID中間件的消息以及解析來自于RFID中間件的消息。API可以是同步的，也可以是非同步的。
通信子系統(tǒng)主要處理閱讀器可以用來與中間件通信的傳輸協(xié)議之上的通信細(xì)節(jié)。這也是具體實現(xiàn)諸如Bluetooth、Ethernet、或者專用鞋以來傳輸組成API的消息的組件。
當(dāng)一個閱讀器感知到一個標(biāo)簽的時候，我們稱其為一個“發(fā)現(xiàn)”。一個不同于先前發(fā)現(xiàn)的另一次發(fā)現(xiàn)被稱為一個“事件”。將這些事件進(jìn)行清理稱為是“事件過濾”。事件管理子系統(tǒng)就是定義什么類型的發(fā)現(xiàn)被視為事件，而哪些事件被認(rèn)為足夠有意義而必須立即報告到在網(wǎng)絡(luò)上的外部應(yīng)用。隨著閱讀器越來越智能，它們將會能夠在這一級應(yīng)用更復(fù)雜的處理，以減少網(wǎng)絡(luò)流量。
天線子系統(tǒng)由使 RFID 閱讀器能夠質(zhì)詢 RFID 標(biāo)簽且控制實際的天線的接口和邏輯所組成。 這些組件要實現(xiàn)標(biāo)簽協(xié)議中的一些部分，并且與閱讀器中的某些電路一起實現(xiàn)與標(biāo)簽的空中接口協(xié)議。
5.3 RFID 打印機(jī)、編碼器和其他工具
大多數(shù)常用的應(yīng)用場合都使用智能標(biāo)簽（Label）。我們前面說過，智能標(biāo)簽就是在紙質(zhì)標(biāo)簽的夾層中插入RFID 電子標(biāo)簽。這個種標(biāo)簽的主要好處是，對于用戶，除了編碼RFID 標(biāo)簽的身份之外，還能在紙張標(biāo)簽上面打印條形碼和/或人可讀的本文。
RFID 打印機(jī)就是能夠打印可讀信息同時也能夠編碼RFID標(biāo)簽的設(shè)備。記住，一個閱讀器也能夠 “寫”一個可寫的標(biāo)簽，因此一個 RFID 閱讀器和一臺 RFID 打印機(jī)之間的主要不同與對編碼標(biāo)簽的能力無關(guān)；不同之處在于后者同時還是一臺激光或者噴墨打印機(jī)。
對于小規(guī)模的應(yīng)用，一個操作員可以手動應(yīng)用智能標(biāo)簽，但是大規(guī)模的應(yīng)用需要所謂的“打印-使用”的自動裝置。這些特殊的裝置包含一個RFID 閱讀器，一臺打印機(jī)，以及一個能夠?qū)?biāo)簽自動粘貼到經(jīng)過的物品( 通常是盒子)的自動化系統(tǒng)。 方法可能是使用一種空氣臂將打印和編碼好的標(biāo)簽粘貼到盒子上。因為編碼標(biāo)簽可能會失敗必須被丟棄然后重新更換，因此這些裝置通常都會成對或者更多地在一起安裝。目前，一般這樣的設(shè)備或者系統(tǒng)可以在一分鐘編碼和粘貼30 到 60個標(biāo)簽。然而，在第2代（Gen2）標(biāo)簽開始使用的時候，這個速度可成倍上升。
圖表 5?5 PRINT-AND-APPLY 設(shè)備的部件
圖表 5?6 Zebra公司的RFID標(biāo)簽打印機(jī)
RFID 即打即貼設(shè)備的廠商幾乎都不是RFID Reader的廠商，因此一般來說，它們都會和通常的Reader場上進(jìn)行合作。即打即貼設(shè)備通常將Reader API封裝到自己的API中，然后提供一種方式來訪問Reader API。
雖然即打即貼 RFID 設(shè)備上的打印機(jī)與其他條形碼打印機(jī)并無什么本質(zhì)不同，但和辦公室用的打印機(jī)相比還是不同的。這些打印機(jī)通常都是用成卷的標(biāo)簽，以便能夠打印一個面，然后將另一面用作粘貼之用。所有的這些打印機(jī)都能夠按照描述適當(dāng)?shù)臉?biāo)簽布局的型板來打印標(biāo)簽。 比如，某個模板會讓整個兩英寸寬的條形碼占據(jù)標(biāo)簽的下部，而頂部則打印一個公司標(biāo)記。它也可能設(shè)定人可讀的零配件號碼，序列號和公司名字字段的位置。
即打即用設(shè)備通常包含一個RFID驗證步驟和一個條形碼驗證步驟。 典型地， RFID 校驗是通過編碼該標(biāo)簽的同一個Reader進(jìn)行，而條形碼校驗則是通過打印機(jī)旁邊的光學(xué)掃描器運(yùn)行。
這類設(shè)備一般使用某種方式將打印和編碼好的，并且經(jīng)過較嚴(yán)的標(biāo)簽粘貼到被標(biāo)記的物品之上。但過程中需要注意靜電防護(hù)的問題。
閱讀器，像標(biāo)簽一樣，也有不同的方式，并且沒有一個Reader能夠適合和滿足所有的場合。Reader可能具有許多不同的形狀和大小，支持不同的協(xié)議，并且通常必須遵照管制的要求，即意謂著一個特定的Reader可能是用于某個地區(qū)，而不適合于另一個地區(qū)。
Readers 的大小從一個英寸到一臺老式臺式計算機(jī)那么大都有。Reader也可以嵌入到一些手持設(shè)備甚至移動電話之中。它們也可以被固定到一個防爆機(jī)架上（固定式）。通過與天線布置的設(shè)計和安排方案，可以形成不同的Reader系統(tǒng)。
5.4.2 標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議
Reader通常遵循與他們所讀取的標(biāo)簽相同的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。但是有些reader支持不止一種協(xié)議。有些則只針對專門廠商的標(biāo)簽。
5.4.3 區(qū)域差別
每個地區(qū)都有不同的無線電管制規(guī)定，包括發(fā)射功率、頻率范圍等等。比如， EPC UHF reader在美國是閱讀915 MHz 的標(biāo)簽，在歐洲則是869 MHz 。因此，必須仔細(xì)了解該地區(qū)的頻率管制的詳細(xì)規(guī)定，以選擇或者配置可用的Reader。
5.5 閱讀器、天線和閱讀器系統(tǒng)
閱讀器和天線必須被安裝好之后才能使用。因為通過RFID，我們試圖感應(yīng)現(xiàn)實物理世紀(jì)的特質(zhì)，特定物品在物理世界中的出現(xiàn)或者缺席全在于安裝的實際情況。因為這一個原因，每個感應(yīng)器的安裝是不同的。可能的變化是無窮的，但是討論RFID 的一些原型應(yīng)用則能幫助你理解各種安裝情形。這些種類可能包括門戶系統(tǒng)，隧道，手持式，堆高機(jī)閱讀器和智能貨架。
這里，詞語“Portal”意味著門口或者入口，而 RFID 門閘則是天線的一種安排方式。通過這種設(shè)計，閱讀器能夠識別通過（進(jìn)入或者離開）一個門閘的被標(biāo)記的物品。這是倉庫的一種通常的裝備，一般安裝在物品進(jìn)入或者離開的裝卸臺的地方。它也用來識別物品在一個工廠的不同區(qū)域之間的移動。門閘系統(tǒng)也可以是能夠移動的裝置；在這種應(yīng)用環(huán)境下，閱讀器和天線被內(nèi)置到一個具有輪子的框架上，可以被推著沿軌道或者通道移動。這一般用作裝卸識別，或者材料跟蹤。下圖是一個典型的門閘系統(tǒng)。
圖表 5?7 RFID PORTAL
隧道是一個包圍型的裝置，通常圍著一條傳送帶，天線 ( 有時甚至閱讀器)都可能被安裝在其中。隧道類似于小型的門閘，但其好處是能夠形成RF的屏蔽效應(yīng)，不至于干擾附近的閱讀器和天線的運(yùn)作。這可以用在集配線或者包裝傳送帶上，閱讀器識別每個通過該隧道的被標(biāo)識物品。下圖是一個傳送裝置上的典型隧道示意。
圖表 5?8 TUNNEL
整合了天線、控制器和通信組件的手持式閱讀器能夠允許操作員以方便與被標(biāo)識物品的場合或者位置對其進(jìn)行掃描識別。手持式 RFID 閱讀器的使用與手持式條形碼閱讀器的使用非常相似的。并不令人驚訝，大部份這些 RFID 手持式閱讀器的廠商同時也生產(chǎn)條形碼掃描器。它們可能通過無線以太網(wǎng)絡(luò)、射頻調(diào)制解調(diào)器溝通與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行溝通。實際上大多數(shù)手持設(shè)備，是一個具有足夠處理能力的計算機(jī)。下圖是Symbol提供的一個手持式閱讀設(shè)備。
圖表 5?9 帶閱讀器的手持設(shè)備
5.5.4 叉車閱讀器
叉車（堆高機(jī)）也可以攜帶 RFID 閱讀器，就象一個攜帶一個手持式閱讀器的相同情形。叉車制造商開始提供 RFID 閱讀器作為他們產(chǎn)品的可選擇部件，正如他們過去已經(jīng)提供的條形碼閱讀器或者操作員終端什么的。在叉車上添加這種閱讀器設(shè)備的缺點(diǎn)是可靠性，以及在此類設(shè)備上加裝閱讀器的管制。下圖 展示了一個叉車如何加裝一個閱讀器。
圖表 5?10 帶閱讀器的叉車示意圖
在我們繼續(xù)前進(jìn)并且犧牲我們的先前努力，丟掉前面的每個技術(shù)，并且向失敗舉起我們的雙手之前，還有一條路能夠讓我們能夠利用從學(xué)來的寶貴經(jīng)驗，并且仍然遠(yuǎn)離偶然架構(gòu)—那就是采用ESB。 集成的最佳實踐，已經(jīng)經(jīng)過對集成Broker的經(jīng)驗被精煉，如今還可以結(jié)合建立于XML、Web Services、可靠的異步消息、以及分布式的ESB集成組件之上的基于標(biāo)準(zhǔn)的架構(gòu)來一起使用。 他們一起形成一個高度分布的、松散耦合的集成架構(gòu)，以提供集成Broker的所有主要功能，卻沒有其所有的障壁。
遠(yuǎn)離偶然架構(gòu)并且使用 ESB重構(gòu)到的一個統(tǒng)一的和一致的集成骨干，涉及到下面小結(jié)描述的步驟。
雖然ESB 確實能夠傳送許多類型的數(shù)據(jù)格式，但是采用XML作為應(yīng)用間交換數(shù)據(jù)的手段 (圖 2-2)，如同已經(jīng)被用在一些傳統(tǒng)的 EAI 方式中一樣，可以由很多好處。我們將會在第 4 章中看到，使用XML可以一勞永逸地隔絕全局的數(shù)據(jù)格式和接口的變更和偶然架構(gòu)本身。ESB可以進(jìn)一步通過檢查XML消息的內(nèi)容，并且控制其向何處提交，有時候還可以改變提交路徑來包括可能會修改和增加數(shù)據(jù)的附加服務(wù)，一次來促進(jìn)業(yè)務(wù)處理。
圖表 2?2 ESB 使用XML來作為應(yīng)用間共享數(shù)據(jù)的方式
2.3.2 采用Web ervices并實現(xiàn) SOA
以 SOA 的方式來思考和規(guī)劃在向 ESB重構(gòu)的一個基本步驟。如圖 2-3 所示，服務(wù)級接口的引入在提供了一個公共抽象層來創(chuàng)建接口和實現(xiàn)之間的分離。這樣就通過使用一種通用的接口定義機(jī)制，比如Web Services描述語言(WSDL)，來減輕了由細(xì)粒度服務(wù)接口組成的復(fù)合業(yè)務(wù)流程定義的構(gòu)造的難度。
圖表 2?3 Web 服務(wù)和 SOA 提供了一個隔離接口和實現(xiàn)的通用抽象層
雖然服務(wù)級接口的抽象是正確方向上的一步，結(jié)果仍然是一個路由邏輯密合于應(yīng)用之內(nèi)的硬連接 ( 注意在圖 2-3 中，“流程邏輯”仍然黏附于應(yīng)用)。Web Services中的傳統(tǒng)智慧已經(jīng)模仿了客戶/服務(wù)器模式。甚至在一個Web Services分布式網(wǎng)絡(luò)中，一個應(yīng)用總是另一個 “客戶”。范例用法仍然需要抽象層也包括膠水代碼，比如說“調(diào)用服務(wù)X上的方法a，然后調(diào)用服務(wù)Y上的方法 b()….”諸如此類。。
Web Services實現(xiàn)中所確實的東西是將流程路由邏輯從接口定義和應(yīng)用邏輯中分離出來觀念。如圖 2-4所示，ESB 就提供了那種隔離，并且仍然完全利用SOA。
圖表 2?4 ESB 將業(yè)務(wù)流程的路由邏輯從接口定義和應(yīng)用實現(xiàn)中分離出來
通過分離接口定義和流程路由邏輯，我們已經(jīng)開始看到ESB 形式的總線層(圖 2-5)。通過將流程業(yè)務(wù)路由邏輯和接口定義放入總線層之內(nèi)，應(yīng)用能夠繼續(xù)自己集中于實現(xiàn)邏輯。 我們在第 1 章中看到過，ESB 被實際上區(qū)分為多個功能層。它為應(yīng)用間的可靠的、異步的、基于消息的通信提供了一種堅固的底板。也是在這里，流程路由通過基于檢查消息中的XML內(nèi)容來附加的條件決策點(diǎn)，從而變得具具智能。這個智能路由是被可管理地定義的、可以被修改、并且可以加上增值服務(wù)，比如補(bǔ)充數(shù)據(jù)變換功能。ESB 提供了一個可擴(kuò)展的集成服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，并且可以無限伸展，同時仍然可以以逐漸增加的方式進(jìn)行構(gòu)建
圖表 2?5 ESB 可靠地連接和協(xié)調(diào)SOA 的服務(wù)之間的交互
如果我們根據(jù)transponder 提供的信息和數(shù)據(jù)處理范圍，以及數(shù)據(jù)內(nèi)存的大小對RFID 系統(tǒng)進(jìn)行分類，則又可以的得到另一個分類體系。這種方式的端點(diǎn)分別稱為低端和高端系統(tǒng)。
圖表 4?12 RFID 系統(tǒng)分為中端、低端和高端系統(tǒng)
4.3.1 低端系統(tǒng)（Low-end system）
EAS 系統(tǒng)(Electronic Article Surveillance systems) 使用了最低端的low-end 系統(tǒng)。這些系統(tǒng)僅僅使用最簡單的物理效應(yīng)通過檢測單元的reader來檢查transponder 的可能出現(xiàn)。
帶芯片的只讀transponder 也歸入低端系統(tǒng)。這些transponder都常具有一個永久編碼的表示多個字節(jié)組成的唯一序列號的數(shù)據(jù)。如果一個只讀transponder被放入一個reader的HF 場中， transponder 就會連續(xù)的廣播其自身的序列號。對reader 來說是不能夠?qū)ぶ分蛔xtransponder的 — 這里只有從transponder 到reader的單向數(shù)據(jù)流。在實際運(yùn)行的只讀系統(tǒng)中，也有必要確保僅有一個transponder 處在reader的質(zhì)詢區(qū)，否則如果有多個transponders 同時發(fā)射其數(shù)據(jù)，將造成沖突。reader 將不能夠監(jiān)測到transponder。盡管有此限制，只讀transponders 非常適合于那些只需要讀取一個唯一編號的應(yīng)用場合。因為只讀transponder的功能簡單，芯片面積可以最小化，因此可以達(dá)到低功耗和低成本。
只讀系統(tǒng)可以運(yùn)行于所有適用于RFID系統(tǒng)的頻率。由于芯片的低功耗有效范圍通常可以達(dá)到很遠(yuǎn)的距離。
只讀系統(tǒng)通常可以用于之需要很少的數(shù)據(jù)讀取或者替代條形碼系統(tǒng)的場合。例如，生產(chǎn)流程的控制，貨盤的標(biāo)識，容器和氣瓶的標(biāo)識(ISO 18000)，以及動物的標(biāo)識 (ISO 11785)。
4.3.2 中端系統(tǒng)
中端系統(tǒng)是各種具有科協(xié)數(shù)據(jù)存儲體的系統(tǒng)，這意味著這個區(qū)域具有最多的變體。內(nèi)存容量從幾bytes 到超過100 Kbyte 的EEPROM (被動transponder) 或 SRAM (主動transponder)。這些transponder能夠處理簡單的reader 命令來在永久編碼的狀態(tài)機(jī)中有選擇的讀取或者寫入數(shù)據(jù)。通常， transponders 也支持防沖突手段（anticollision procedure），以便 多個位于reader質(zhì)詢區(qū)的transponders 可以同時存在而不會干擾對方，并且reader也可以對他們進(jìn)行有選擇的尋址。
密碼學(xué)過程，比如transponder 和reader之間的認(rèn)證，以及數(shù)據(jù)流加密也常用在這些系統(tǒng)中。這些系統(tǒng)也通常可以工作在所有RFID 頻段。
4.3.3 高端系統(tǒng)
高端系統(tǒng)（high-end system）由具有微處理器和職能卡操作系統(tǒng)的系統(tǒng)組成。微處理器的使用使得這些系統(tǒng)可以采用比固化的狀態(tài)機(jī)的復(fù)雜邏輯更加高級的加密和認(rèn)證算法。這個領(lǐng)域之高端的就是現(xiàn)代雙接口智能卡（dual interface smart cards ），它還具有一個專門用作安全的密碼學(xué)協(xié)處理器。協(xié)處理器的使用減少了大量的計算時間，使得其可以使用在對數(shù)據(jù)傳輸加密具有高安全要求的場合，比如電子錢包，公交票務(wù)等。
高端系統(tǒng)幾乎都運(yùn)行在13.56 MHz頻率。transponder 和reader之間的數(shù)據(jù)傳輸描述在ISO 14443。
4.4 RFID 系統(tǒng)的選擇原則
近年來RFID的應(yīng)用高潮迭現(xiàn)，從公交卡中的非接觸式IC卡的大規(guī)模使用到零售系統(tǒng)使用的低端系統(tǒng)和物流系統(tǒng)中使用的終端系統(tǒng)。并且各種可能的應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷的開發(fā)。
市場上有各種不同的RFID 系統(tǒng)。各種不同的系統(tǒng)，其技術(shù)參數(shù)可能根據(jù)不同的應(yīng)用需要進(jìn)行優(yōu)化。但是這些應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)要求會出現(xiàn)交疊，這樣選擇適合的系統(tǒng)并不是一件簡單的事情。但是根據(jù)不同的應(yīng)用要求，需要考慮的4個主要因素和要求就是：
- 運(yùn)行頻率
- 內(nèi)存容量
- 有效范圍，和
- 安全性。