基于物聯(lián)網(wǎng)的蔬菜可追溯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

4．2 RFID中間件的設(shè)計(jì)
根據(jù)前面研究的標(biāo)簽ID表示方法以及Savant中間件的定義，RFID中間件的功能模塊應(yīng)該包含如下幾個(gè)功能模塊：Reader接口模塊、邏輯驅(qū)動(dòng)器映射模塊、RFID數(shù)據(jù)過(guò)濾模塊、業(yè)務(wù)規(guī)則過(guò)濾模塊、設(shè)備管理與配置模塊、上層服務(wù)接口模塊。其中，Reader接口用于中間件與RFID讀寫(xiě)器的數(shù)據(jù)通信，主要有獲取RFID數(shù)據(jù)以及下達(dá)設(shè)備管理模塊的讀寫(xiě)器指令。設(shè)備管理配置模塊用于調(diào)整RFID讀寫(xiě)設(shè)備的工作狀態(tài)，配置相應(yīng)的Reader接口參數(shù)等，邏輯讀寫(xiě)器映射模塊用于將多個(gè)物理讀寫(xiě)器或者讀寫(xiě)器的多條天線映射成為一個(gè)邏輯讀寫(xiě)器。
4．3 RFID數(shù)據(jù)采集過(guò)濾方法設(shè)計(jì)
RFID采集的原始數(shù)據(jù)量非常大，在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)具體的配置不同，每臺(tái)讀寫(xiě)器每秒可以上報(bào)數(shù)個(gè)至數(shù)十個(gè)不等的電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)，如重復(fù)多次掃描同一個(gè)電子標(biāo)簽，但其中只有少部分是對(duì)用戶有意義的、非重復(fù)性的數(shù)據(jù)，這樣大量的數(shù)據(jù)如果不經(jīng)過(guò)去冗等處理而直接上傳，將會(huì)給整個(gè)RFID系統(tǒng)帶來(lái)很大的負(fù)擔(dān)。所以，對(duì)RFID采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾處理。
RFID數(shù)據(jù)采集過(guò)濾方法設(shè)計(jì)主要可以分為如下幾類(lèi)：
1)建立數(shù)據(jù)采集事件列表類(lèi) 對(duì)每一個(gè)新到電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，如果是新掃描的電子標(biāo)簽，則加入到相應(yīng)列表中，如果該標(biāo)簽在列表中已存在，則僅更新對(duì)應(yīng)標(biāo)簽的時(shí)間等狀態(tài)數(shù)據(jù)，而不新建標(biāo)簽數(shù)據(jù)記錄，以達(dá)到清除重復(fù)數(shù)據(jù)的目的。
2)數(shù)據(jù)采集事件編碼類(lèi) 對(duì)電子標(biāo)簽狀態(tài)的改變進(jìn)行編碼，定義標(biāo)簽出現(xiàn)的狀態(tài)編碼為0，標(biāo)簽狀態(tài)消失的編碼為1。然后加入計(jì)時(shí)器機(jī)制，對(duì)計(jì)時(shí)器有效時(shí)間內(nèi)的同一標(biāo)簽的狀態(tài)跳變進(jìn)行忽略，從而在狀態(tài)定義和時(shí)間維度2個(gè)方面對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了去重化。
上述這些算法均能夠很好地消除冗余數(shù)據(jù)，減少了上層系統(tǒng)的負(fù)荷。但在實(shí)際應(yīng)用中，除了RFID數(shù)據(jù)的去冗化以外，對(duì)數(shù)據(jù)的過(guò)濾還有著其他的需求。比如，由于信號(hào)不穩(wěn)定或其他干擾因素，蔬菜上的RFID標(biāo)簽并不能在每一個(gè)讀寫(xiě)器周期中被檢測(cè)到。針對(duì)上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)了在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的適應(yīng)性和有效性的過(guò)濾算法，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)使用RS232接口的單天線讀寫(xiě)器，該讀寫(xiě)器報(bào)告周期為1 s，每次報(bào)告標(biāo)簽數(shù)為5個(gè)。算法實(shí)現(xiàn)采用java語(yǔ)言，通過(guò)Java串口來(lái)進(jìn)行串口通訊。
4．4 業(yè)務(wù)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
依據(jù)上述的基本原理，本文基于Java EE平臺(tái)下設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于蔬菜可追溯系統(tǒng)，該原型系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了蔬菜識(shí)別、信息處理／控制／跟蹤、PML服務(wù)器的維護(hù)、本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)等，基于物睽網(wǎng)的蔬菜可追溯系統(tǒng)主要通過(guò)RFID電子標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)蔬菜的自動(dòng)識(shí)別和發(fā)運(yùn)，利用物聯(lián)網(wǎng)獲取蔬菜的生產(chǎn)日期等相關(guān)信息。其中，業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)通過(guò)獲取信息采集軟件得到的EPC信息，并通過(guò)ONS找到物品的PML信息服務(wù)器，以Web的形式向Internet用戶提供諸如信息查詢(xún)、跟蹤等功能的管理的界面如圖4所示，用戶通過(guò)手機(jī)或無(wú)線PDA實(shí)時(shí)了解蔬菜的狀態(tài)的界面如圖5所示。

5 結(jié)論
本文在物聯(lián)網(wǎng)逐步興起的研究背景下，探求物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，對(duì)于蔬菜可追溯碼標(biāo)簽，國(guó)外現(xiàn)有的系統(tǒng)大部分采用一維碼制作可追溯標(biāo)簽。但是考慮到蔬菜包裝一般都比較小，因此可追溯碼的標(biāo)簽不能設(shè)計(jì)過(guò)大，而且蔬菜在運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中容易受到污損，而一維碼信息集成度不高，并且一旦有磨損就會(huì)造成識(shí)別困難，同時(shí)也容易仿制，因此本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)所選用信息集成度以及抗污損和畸變能力高的二維碼。蔬菜可追溯系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了蔬菜從種子到包裝出庫(kù)這一過(guò)程的可追溯鏈，還可追溯還應(yīng)涉及批發(fā)商、零售商以及最終消費(fèi)者，可追溯的范圍更大，不同層次的個(gè)體問(wèn)信息的對(duì)接和協(xié)調(diào)會(huì)增加可追溯的難度。
本文所提出的基于物聯(lián)網(wǎng)的蔬菜可追溯系統(tǒng)，它具有高度自動(dòng)化的特點(diǎn)。目前基于該方案開(kāi)發(fā)的蔬菜可追溯系統(tǒng)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)某蔬菜企業(yè)安裝使用，今后將根據(jù)用戶的反饋不斷改進(jìn)完善。