Design of RFID MiddleWare Based On Complex Event Processing

Design of RFID MiddleWare Based On Complex Event Processing 基于复杂事件处理的RFID中间件设计

摘要 RFID技术是数据采集领域的一个革命，本文介绍复杂事件处理，一种正在兴起的构建和管理信息技术，这种技术可以发现，理解和报告有意义事件。本来讨论了中间件应用于实时行为主要原则，并讨论了通过事件处理语言EPL、缓存策略和主动数据库技术来原则实现。而且，基于CEP的中间件框架是符合最新的ALE规约的。

Ⅰ.介绍 复杂事件处理CEP是一个正在兴起的技术，它用于构建和管理信息系统。CEP的目标是让事件中的信息流经企业IT架构的各个层次，发现和解析这些信息对高级管理目标和处理流程的影响，并实时处理。CEP是一个新的领域，用它来处理多事件流的任务，并从事件流中发现有意义事件，CEP利用了多种技术，比如复杂事件模式识别，事件相关和抽象，事件分层和事件关系，如因果、隶属、时序和事件驱动过程。

Ⅱ.相关工作 2005年EPCglobal提出了ALE规约，并构想了最初的RFID中间件（Savant），ALE专注于说明提供给应用程序的外部接口，没有说明具体的实现和内部结构，不过提供了接口间的交互的多种可能实现。 RFID技术的真正优点是RFID的实时感知而不是新的采集方法。因此，我们应该更关注于如何利用它在实时环境下处理大量数据。我们对RFID中间的设计和实现中，更突出实时特性，CEP是我们设计的基本思想。

Ⅲ.设计原则 CEP让我们能从个别事件中获得知识，CEP的目的是从多个事件数据流中发现信息。在RFID环境，对数据的理解需要事件的上下文信息和历史报告。CEP也利用到复杂模式识别、事件相关和抽象，事件系统和事件间的关系，比如因果、隶属、定时和事件驱动处理。 A 先决条件：缓存上下文信息上下文信息是对应事件的相关背景，我们需要上下文信息提供更多实际内容，入电子物品编码EPC。上下文信息可以是具体的厂商信息和货物的运输路线。上下文信息可以从企业应用程序、贸易伙伴系统、EPCIS和第三方服务得到。利用上下文信息，这些RFID数据可以转换成CEP需要的具体背景。

Ⅲ.设计原则 网络传输瓶颈可以通过上下文信息缓存来解决。上下文信息缓存管理类似现代操作系统的虚拟内存系统。通过虚拟内存映射框架，上下文缓存把没有用的数据转移到永久保存的二级存储区。当RFID数据需要访问不在主存中的信息，缓存把包含相关内容的页面自动传输到主存。由于这些相关数据可能彼此相邻，所以可以把相邻的数据页一起传输来优化这个过程，缓冲相当于目前应用与虚拟内存的事件池，能提高RFID标签和上下文信息映射工作的效率。因此，我们建议用缓冲上下文去提升RFID数据实时处理效率。

Ⅲ.设计原则 B 补充：历史报告保护历史报告是良序的、简练的、优化的RFID信息。在ALE看来，历史报告是发送给订阅者的报告的本地副本，历史事件应该可以被转换以做进一步CEP处理，比如测量、比较和对比。而且，这也是异常处理机制实现的先决条件。虽然报告可以在订阅端记录，但也需要在本地保存这些报告。历史报告是复杂事件处理的重要部分，比如（1）报告所有进出仓库的商品（2）检查货盘和货物的完整性（3）汇总零售店的日销量（4）确认货盘数目的增加和减少。 C 方法：通过事件模式屏蔽无关数据不是所有经过过滤、分组的数据都能转换成有意义事件，所以剔除无关数据并得到潜在数据是很重要的。

Ⅲ.设计原则 有意义事件描述了某种关系，如因果、时序、事件驱动过程。“有意义”决定于不同的环境，每个环境根据不同的业务处理过程有不同的约束。 D.目标：产生一个更有意义和相关的事件集 RFID中间件的设计去满足企业应用程序对巨量数据的摄取，当数据流中有潜在的数据，需要建立一个事件框架去解析这些独立数据间的关系，从而构建一个相关的事件集。中间件还可以增加这些报告数据的关系和简化订阅接口。ALE1.0规约已经说明了ECReport协议，通过这个协议所有标签数据可以给过滤和分组。中间件就是通过这些预定义的事件模式让报告更有意义，并发送给订阅者。

Ⅳ.RFID 中间件系统(RMS) 这一节我们介绍上海交大的RFID中间件系统（SJTU），这个系统是通过复杂事件处理实现的，实现的主要原则前面已经讲过。 A.RMS框架 RMS框架是基于CEP的，它也采用ALE接口做为框架和实现。包括阅读器适配器、缓冲策略、处理器管理器、订阅管理器、主动数据库。

Ⅲ.设计原则

Ⅳ.RFID 中间件系统(RMS) B.使用事件处理语言EPL 1）EPL概念 2）基本EPL的使用在一个工厂，虚拟阅读器M放置在车间出口，虚拟阅读器N放置在车间，当一包商品经过，通知系统标签的进入和离开事件。

Ⅳ.RFID 中间件系统(RMS) C.事件处理器结构事件通过一系列组件进行过滤、分组，构建CEP并产生报告，这些CEP通过ALE规约的ECSpec的制定，有多个分立的组件组成。一个处理组件的输出可以做为另一个组件的输入，每个组件包括一个处理过程或者多个处理过程，每个过程都是复杂事件转换的一部分。如图：

Ⅳ.RFID 中间件系统(RMS) D.缓存策略前面已经提到，缓存策略是实时事件处理环境的重要部分，我们采用“实时内存事件数据库”的缓存策略。内存的速度是硬盘的1000倍，内存数据管理技术对复杂事件处理至关重要，也适合RFID的实时特性。 E.使用主打数据库被动数据库是程序驱动的：我们向数据库查询，并接收有效的信息。主动数据库是事件驱动的：我们向数据库定制需要的信息，如果需要的信息存在则立即访问，如果不存在，主动数据库监测数据，在需要的数据到达时提供给用户。换句话说，被动数据库查询的数据限制在当前和过去的数据，而主动数据库可以查询将来的数据。一个主动数据库颠倒应用程序和数据库之间的控制流，应用程序可以访问数据库，数据库也可以调用应用程序。

Ⅳ.RFID 中间件系统(RMS) F.CEP报告 2005年EPCglobal发布ALE规约，规约定义了ECReports做为后台应用系统的接口。但当实现CEP技术时，可以根据用户需要做一些修正以延长ECPReports。因此，我们引入 CEPReports作为ECReports结构的补充。 RMS提供标准的ECReports和CECReports。CECReports使用对应的“EC”消息做为基础，利用EPL扩展其功能。

Ⅴ.总结 本文分析了把复杂事件处理应用到RFID中间件的主要原则，我们提成一个基于ALE规约并复合CEP要求的解决方案，还讨论了其他用到的技术，如事件处理语言，缓存策略，主动数据库，和报告产生规则等。

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