RFID領(lǐng)域軟件構(gòu)件化開發(fā)技術(shù)

RFID領(lǐng)域軟件構(gòu)件化開發(fā)技術(shù)RFID(Raclio

Frequency

IdentificatiON)，即射頻識(shí)別，是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，該技術(shù)利用無線射頻方式進(jìn)行非接觸的雙向通信，在識(shí)別的同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。RFID應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大，現(xiàn)已涉及到日常生活的各個(gè)方面，并將成為未來信息社會(huì)的一項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)。特別是隨著“物聯(lián)網(wǎng)”概念引起業(yè)界廣泛關(guān)注，作為一種先進(jìn)生產(chǎn)力，RFID技術(shù)的廣泛應(yīng)用對(duì)提高生產(chǎn)效率、提升用戶應(yīng)用對(duì)應(yīng)用的體驗(yàn)具有極大的促進(jìn)作用。RFID軟件在RFID整體開發(fā)中所占的比例也越來越高，而軟件設(shè)計(jì)與研發(fā)由于受到網(wǎng)絡(luò)和硬件環(huán)境不同的影響，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低，開發(fā)成本大。盡管RFID軟件具有多樣化、與硬件密切相關(guān)等特性，但軟件各組成部分，仍然有其共有特點(diǎn)和構(gòu)成要素，所以采用構(gòu)件技術(shù)能夠支持RDID應(yīng)用系統(tǒng)的高效開發(fā)。因此，文中研究在RFID領(lǐng)域中采用構(gòu)件化方法進(jìn)行軟件開發(fā)，將功能進(jìn)行提煉分解，將相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)為軟件構(gòu)什，使其能夠重復(fù)應(yīng)用，成為提高軟件開發(fā)效率、保障軟件質(zhì)量的有效途徑。1

構(gòu)件化的軟件開發(fā)方法上世紀(jì)九卜年代中后期，隨著分布式對(duì)象，Internet、java和Client／Server計(jì)算模式的興起，基于構(gòu)件的軟件開發(fā)模式為廣大研究人員所認(rèn)同。軟件構(gòu)件是一個(gè)具有規(guī)范接口和確定的上下文依賴的組裝單元，能夠被獨(dú)立部署和被第三方組裝。構(gòu)件化的軟件過程宜分成領(lǐng)域工程(開發(fā)構(gòu)件)和應(yīng)用過程(使用構(gòu)件開發(fā)應(yīng)用程序)兩個(gè)獨(dú)立的子過程，兩個(gè)子過程之間通過構(gòu)件庫聯(lián)系起來。因此構(gòu)件化的軟件開發(fā)技術(shù)的主要研究?jī)?nèi)容可以分為領(lǐng)域工程、應(yīng)用工程和過程管理3部分。領(lǐng)域工程是為一組相似或相近系統(tǒng)的應(yīng)用工程建立基本能力和必備基礎(chǔ)的過程，是一種系統(tǒng)的生產(chǎn)構(gòu)件的過程，是開發(fā)構(gòu)件的主要方式。領(lǐng)域工程包括3個(gè)主要的階段：1)領(lǐng)域分析

領(lǐng)域分析的目的是建立領(lǐng)域模型(DomainModel)，領(lǐng)域模型描述領(lǐng)域中系統(tǒng)之間的共同需求。領(lǐng)域分析的主要內(nèi)容包括確定領(lǐng)域邊界，識(shí)別信息源，分析領(lǐng)域中系統(tǒng)的需求，確定哪些需求是被領(lǐng)域中的系統(tǒng)廣泛共享的，哪些是可變的，并最終建立領(lǐng)域模型。2)領(lǐng)域設(shè)計(jì)

領(lǐng)域設(shè)計(jì)的目標(biāo)是獲得領(lǐng)域構(gòu)架(Domain

SDecific

Software

Architecture，縮寫為DSSA)。領(lǐng)域設(shè)計(jì)需要考慮若干實(shí)現(xiàn)問題，例如：操作系統(tǒng)、采用的編程工具、軟件分布方、數(shù)據(jù)存取方式、選取體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格(例如兩層C／S方式、B／S結(jié)構(gòu)、三層結(jié)構(gòu))、選取構(gòu)件實(shí)現(xiàn)模型。3)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)

領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)即實(shí)現(xiàn)在領(lǐng)域設(shè)計(jì)模型中的功能構(gòu)件和體系結(jié)構(gòu)構(gòu)件，生成最終的二進(jìn)制代碼，應(yīng)用軟件開發(fā)時(shí)集成到最終的程序中去。這些活動(dòng)的產(chǎn)品(可復(fù)用的軟件構(gòu)件)包括：領(lǐng)域模型、領(lǐng)域構(gòu)架、領(lǐng)域特定的語言、代碼生成器和代碼構(gòu)件等。2

RFID軟件構(gòu)件技術(shù)2．1

RFID領(lǐng)域分析通過對(duì)RFID軟件系統(tǒng)進(jìn)行分析，識(shí)別RFID應(yīng)用的公共特征和可變特征，對(duì)刻畫這些特征的對(duì)象和操作進(jìn)行選擇和抽象，形成領(lǐng)域模型。典型的RFID系統(tǒng)分為3個(gè)主要部分：硬件、應(yīng)用軟件和RFID中間件。硬件部分：主要包括RFID讀寫器、天線、標(biāo)簽，將RFID讀寫器放在預(yù)先設(shè)定好的位置，電子標(biāo)簽貼在待識(shí)別物體上，在RFID天線的識(shí)讀范圍即可實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽數(shù)據(jù)的讀取。應(yīng)用軟件部分：主要是在ERP、MRP等相關(guān)的企業(yè)管理系統(tǒng)。RFID中間件部分：RFID軟件中除了標(biāo)簽和閱讀器上運(yùn)行的軟件外，介于閱讀器與企業(yè)應(yīng)用之間的中間件是其中的一個(gè)重要組成部分。中間件為企業(yè)應(yīng)用提供一系類計(jì)算功能，在電子產(chǎn)品編碼(Electronic

Product

Code，EPC)規(guī)范中被稱為Savant。其主要任務(wù)是對(duì)硬件部分采集的數(shù)據(jù)，經(jīng)過提取、解密、過濾、轉(zhuǎn)換、導(dǎo)入應(yīng)用軟件系統(tǒng)，并通過應(yīng)用系統(tǒng)呈現(xiàn)在界面上，供操瀏覽、查詢、選擇、修改。綜合分析RFID的整體結(jié)構(gòu)，本文歸納RFID的體系架構(gòu)如圖1所示：讀寫器和射頻Tag構(gòu)成RFID硬件系統(tǒng)；射頻中間件即RFID中間件，同時(shí)通過連接ONS服務(wù)器和PML服務(wù)器，可以在全球范圍內(nèi)形成一種“新式網(wǎng)絡(luò)”；企業(yè)應(yīng)用層接受來自RFID中間件的相關(guān)RFID信息數(shù)據(jù)，是RFID數(shù)據(jù)后端應(yīng)用部分。2．2

RFID領(lǐng)域構(gòu)件模型構(gòu)件模型對(duì)構(gòu)件化開發(fā)方法的研究起著至關(guān)重要的作用，構(gòu)件模型是構(gòu)件技術(shù)的核心內(nèi)容。XML語言作為構(gòu)件描述語言，相對(duì)其他語言有很強(qiáng)的優(yōu)越性，便于組裝工具通過構(gòu)件的描述文檔了解構(gòu)件信息，以及驗(yàn)證構(gòu)件之間的約束關(guān)系等。在基于普通構(gòu)件模型的基礎(chǔ)上，本文采用的領(lǐng)域構(gòu)件模型如圖2所示。

由圖2的RFID領(lǐng)域構(gòu)件模型可知，領(lǐng)域構(gòu)件包括構(gòu)件實(shí)體和構(gòu)件文法描述。其中，構(gòu)件實(shí)體包含構(gòu)件屬性、構(gòu)件服務(wù)接口、構(gòu)件引用接口等；構(gòu)件文法描述即為<構(gòu)件關(guān)系集合，服務(wù)接口集合，引用接口集合>描述文檔。在構(gòu)件文法描述中，構(gòu)件關(guān)系集合即為構(gòu)件所依賴的構(gòu)件集合和與該構(gòu)件互斥的構(gòu)件集合；服務(wù)接口集合即為該構(gòu)件對(duì)外提供的服務(wù)接口；構(gòu)件引用接口集合則是該構(gòu)件所引用其他構(gòu)件服務(wù)的接口。3

RFID領(lǐng)域的構(gòu)件分類在RFID構(gòu)件庫構(gòu)件的開發(fā)和積累中，將產(chǎn)生包含基礎(chǔ)應(yīng)用類、表示層類、運(yùn)算邏輯類和流程類構(gòu)件等基礎(chǔ)構(gòu)件和應(yīng)用于讀寫器、電子標(biāo)簽及通信網(wǎng)絡(luò)的專用構(gòu)件。隨著RFID領(lǐng)域的不斷發(fā)展和深入演化，需要在保持整體表示結(jié)構(gòu)的情況下，適當(dāng)對(duì)RFID構(gòu)件的屬性進(jìn)行一定的修正、擴(kuò)充和刪減，以保證構(gòu)件在描述上的準(zhǔn)確性。3．1

RFID領(lǐng)域刻面分類的優(yōu)越性構(gòu)件的分類方法有很多種，刻面分類方法更適合于面向特定領(lǐng)域構(gòu)件庫，特定領(lǐng)域的刻面分類模式易于從領(lǐng)域模型中導(dǎo)出。采用刻面分類方法對(duì)RFID構(gòu)件庫中的構(gòu)件進(jìn)行刻面分類，以各類構(gòu)件的共同特征實(shí)現(xiàn)對(duì)RFID構(gòu)件庫基礎(chǔ)構(gòu)件和專用構(gòu)件統(tǒng)一組織、統(tǒng)一管理和檢索，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行構(gòu)件檢索技術(shù)的研究。從刻面分類模式本身來說，它不區(qū)分領(lǐng)域，要求所有的構(gòu)件都使用同樣的刻面來描述，這種限制極大影響了用戶對(duì)目標(biāo)領(lǐng)域的理解和檢索效率和質(zhì)量。領(lǐng)域不同，刻面描述重點(diǎn)可能會(huì)有較大差異。因此，面向特定領(lǐng)域構(gòu)件庫，限制了領(lǐng)域術(shù)語空間，將大大提高構(gòu)件的查準(zhǔn)率。3．2

RFID領(lǐng)域刻面描述Prieto—Diaz最早所提出的刻面分類方案包括兩個(gè)方面：“功能”和“環(huán)境”，通過上述對(duì)RFID領(lǐng)域系統(tǒng)的分析，并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)需要，本文使用一個(gè)4元組來描述構(gòu)件，具體屬性如圖3所示。1)TYpe類型：2)Application

Domain應(yīng)用領(lǐng)域；3)Language語言特性；4)Level層次；以上是4個(gè)屬性彼此之間相可正交，充分體現(xiàn)構(gòu)件對(duì)于用戶最相關(guān)的特征表示，能較好適應(yīng)RFID構(gòu)件庫的發(fā)展和刻面的兼容擴(kuò)充。該刻面分類建立的術(shù)語空間樹如圖4～7所示。4

結(jié)束語軟件復(fù)用技術(shù)能夠很好的解決軟件規(guī)模和復(fù)雜度日益增加的困境，基于構(gòu)件的軟件開