基于RFID和SOA的工业企业ERP业务集成系统中间件研究

    本文主要研究采用基于RFID技术的现代企业物联网系统技术，使企业可以及时、准确地获取宝贵的生产数据，并对数据进行分析处理、减少生产浪费、缩短产品周期。同时为了应对企业复杂的应用环境，解决企业各部门系统之间信息孤岛问题，实现各部门系统之间的关联、游同和互动，采用面向服务桨构手段整合企业业务流程从而将系统服务、业务人员、业务流程、业务应用、业务规则、业务数据等各类资源贯穿起来的通用的一体化解决方案。

1 业务集成系统体系

    采用物联网技术，必须遵守相应的规范，本文设计的中间件在EPC应用和RFID读写器之间扮演承上启下的角色。所谓的EPC即产品电子码。物联网内的每个产品均具有唯一的EPC，用来标示产品。图1是EPC系统的组成图，由6个部分组成：EPC标签、EPC编码体系、识读器、Savant服务器(处理从一个或多个读写器发出的标签流或传感器数据)、ONS(对象名解析服务)服务器、PML(物理标记语言)服务器，EPC系统在互联网的基础上，将所有物体连接起来，从而可以实现物的数据共享。

    工业企业中及时获取产品的数据，并对数据进行分析处理、减少生产浪费、缩短产品周期，在进一步提高产品质量和效率的同时，提高企业的综合竞争力。针对中间件的平台的使用，本文将业务集成系统体系如图2。

图1  EPC系统的组成图

图2 业务集成系统体系

    分为下几个层次：应用层、中间件层数据表示层、协议层、硬件感知层。其中，在应用层阶段，企业可以根据本文设计的中间件平台调用相关的API接口，实现服务的处理，处理诸如产品周转周期，产晶的流通追踪等信息。中间件层提供所有处理具体业务的接口，并实现可扩展性，方便用户进行二次开发。数据表示层将EPC系统获取的数据统一标示为系统可以理解的格式，方便统一格式。协议层提供传输数据的方式，可以无线传输，也可以通过建立TCP链接传输，硬件感知层实现读取底层数据即具体物的数据。本体系结构中，下层只为上层提供调用的接口，层与层之间遵守安全体系和标准系统，使整个系统安全可控。建立一个物物链接的系统，为工业企业提供服务。

2 中间件系统架构

    2．1中间件平台设计

    中间件系统是介于硬件设备感知层与应用层之间，获取海量的硬件设备感知层信息，并完成信息数据的过滤、校验，最终提取有用的信息数据进行存储。存储的数据通过企业服务总线。提供给具体的企业业务，从而完成与业务信息交换。

    将SOA整合到物联网的服务应用中。实现对松散耦合的粗粒度应用组件进行分布式部署、组合和使用．实现服务提供和服务具体使用方式的分离，提供良好的架构模式，使得整个中间件平台处处皆服务。如图所示，当底层数据改变时，通过数据事件服务获取数据服务对象，更新服务结果缓存。同时，针对底层数据还提供有批数据服务、数据质量服务、主数据服务、数据访问服务等功能。采用企业服务总线(ESB)，使上层的业务使用数据一致、安全、可靠，并提供扩展服务的能力。另外，企业服务总线还有如下优势：支持群集物理部署来保证系统的高可用性，支持系统的长期稳定运行、很好的性能和可伸缩性，当系统处理达峰值时，仍能留有系统处理能力、支持扩展部署和逻辑分离部署，从而使得企业能更从容应对企业业务的变化、提供了一定的安全认证和授权机制，使得本文所设计的中间件平台架构开放，稳定可靠并且可扩展性强。使用该平台能规范化将来新应用程序的开发，并为处理企业应用中的复杂性问题提供有效的解决方案。

图3 中间件系统架构图

    2.2 中间件平台的优化技术

    中间件平台如何进行负载分配和资源管理，避免可能发生的拥塞问题，从而提高整个系统的吞吐量和性能，是进行平台架构设计的一个关键问题。本文采用动态反馈负载均衡机制，具体的做法上采用了基于负反馈机制的动态负载均衡算法如图4所示。以集群为单位进行系统划分，为每一集群系统及其节点建立一个实时负载和响应时间表。当要进行业务分配时，查询某一集群系统中每个节点的实时负载和响应能力，选择其中的最小值或根据约定的最小负载量进行选择分配，这样可以避免某些节点超载时也要处理大量的请求，提高集群的处理能力和资源的有效利用率。

3 结束语

图4 基于负反馈机制的中间件动态负载均衡算法

    本文设计的中间件平台着重利用服务封装、编排和管理等关键技术实现企业的数据和业务集成。中间件平台内处处皆服务，并提供接口服务给企业业务信息系统调用。细粒度服务也整合成粗粒度服务。另外，中间件平台借壤云计算的理念SaaS(软件即服务)并充分考虑到了我国工业企业业务流程的处理特点，可实现按需定制，也可实现基于该平台针对不同的业务流程迅速进行二次开发。基于该平台开发的工业企业信息系统，能使企业迅速响应市场需求从而进行产品的市场推广，提升企业应对变化和响应竞争的能力。

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