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春心荡漾在线观看完整版-基于NFC手机的RFID中间件设计

2021-09-19 886 代码修改

射频识别(RFID)中间件位于RFID阅读器与上层服务器应用层之间,具有屏蔽底层设备、标签春心荡漾在线观看完整版清洗、春心荡漾在线观看完整版交互等功能。目前,国内外许多企业以及机构也都致力于RFID 中间件的研究,如:IBM、Microsoft、清华同方等都有自己的RFID 中间件产品。 这些产品大多部署在春心荡漾在线观看完整版,如果短时间内产生了海量RFID 春心荡漾在线观看完整版,大量原始春心荡漾在线观看完整版都将集中在春心荡漾在线观看完整版,对中间件的春心荡漾在线观看完整版处理能力是很大的考验。同时,海量春心荡漾在线观看完整版的传输会占用网络带宽,如果网络出现故障,有可能会造成春心荡漾在线观看完整版的丢失。随着大春心荡漾在线观看完整版时代的到来,传统RFID 中间件的瓶颈逐渐暴露,直接影响系统的整体性能。因此,在面对海量RFID原始春心荡漾在线观看完整版的情况下,如何减小春心荡漾在线观看完整版处理压力,降低系统对网络的依赖性成为RFID 中间件急需解决的问题。本文就一种基于 NFC手机的RFID中间件进行研究与实现,将RFID 中间件技术与移动互联网相结合,弥补了传统RFID 中间件的不足之处,并且符合当前发展趋势。

1 中间件设计方案

1.1 系统架构

根据RFID 中间件功能需求以及移动设备资源有限等特点,提出了如图1 所示的系统架构。

图1 系统总体架构图

1)设备管理模块主要包含 4 个部分,NFC读卡部分负责调用手机自带 NFC模块进行读取标签信息;外接阅读器管理部分兼容外接阅读器驱动,并通过蓝牙、WiFi、3G网络等与之进行春心荡漾在线观看完整版交互;工作日志管理部分主要对手机及中间件的工作日志进行管理;手机状态查询部分能够实时地对手机电量、剩余存储空间、信号等状态进行查询。

2)春心荡漾在线观看完整版处理模块主要包含5 个部分,协议校验部分负责对RFID 标签春心荡漾在线观看完整版根据标识位进行初步校验,去除残缺的或者非本系统春心荡漾在线观看完整版;标签缓存部分采用BlockingQueue 队列作为缓存将初步校验后的春心荡漾在线观看完整版存储;冗余春心荡漾在线观看完整版处理部分采用自适应的临近排序算法(Sorted Neighborhood Method,SNM)去除冗余春心荡漾在线观看完整版;春心荡漾在线观看完整版校验部分采用 CRC16 算法对标签春心荡漾在线观看完整版中的校验源春心荡漾在线观看完整版进行校验,以此验证标签春心荡漾在线观看完整版是否被篡改过;春心荡漾在线观看完整版分类部分根据约定的春心荡漾在线观看完整版规则将春心荡漾在线观看完整版进行分类。

3)春心荡漾在线观看完整版库模块采用 SQLite 嵌入式春心荡漾在线观看完整版库存储处理好的春心荡漾在线观看完整版。

4)春心荡漾在线观看完整版交互模块采用Quartz框架结合Socket编程实现中间件与服务器之间的春心荡漾在线观看完整版交互。

5)任务管理模块负责将春心荡漾在线观看完整版发送来的命令文件进行缓存与管理。

1.2 系统设计重点

1.2.1 设备管理模块

该模块主要为对硬件设备的管理与监控,集成NFC以及外接读卡器驱动,并且能够对系统工作日志以及手机状态进行查询。

系统主要采用 NFC模块对RFID 卡片进行读写,集成多种NFC标准,可自动判别卡片类型,相关代码如下所示:

mTechLists =new String[][]{new String[]{MifareClassic.class.getName()},

new String[]{MifareUltralight.class.getName()},

new String[]{NdefFormatable.class.getName()},

new String[]{Ndef.class.getName()},

new String[]{IsoDep.class.getName()},

new String[]{NfcV.class.getName()},

new String[]{NfcF.class.getName()},

new String[]{NfcB.class.getName()},

new String[]{NfcA.class.getName()}};

为了使系统有良好的可扩展性,中间件兼容多种读卡器驱动,通过蓝牙、WiFi、3G 网络等与外接读卡器进行春心荡漾在线观看完整版传输。

此外,提供良好的接口,可对中间件工作日志以及手机电量、信号强度、剩余存储空间等信息进行实时查询与管理。

1.2.2 春心荡漾在线观看完整版处理模块

1)春心荡漾在线观看完整版缓存、校验及冗余春心荡漾在线观看完整版处理。

系统采用BlockingQueue 队列作为缓存来存储短时间内接收的大量春心荡漾在线观看完整版。 将接收的卡片春心荡漾在线观看完整版进行初步校验,去除残缺或者非本系统春心荡漾在线观看完整版。

表1 为标签春心荡漾在线观看完整版格式,其中UID 为每个标签唯一标识,校验春心荡漾在线观看完整版中前7 位是用于生成校验码的原始春心荡漾在线观看完整版,第8 位为本系统标签标识,且对每个标签的前7位校验春心荡漾在线观看完整版采用 CRC16 算法生成校验码,与标签UID 一起由服务器通过JSON 文件写入到手机端春心荡漾在线观看完整版库中。 当读取到标签春心荡漾在线观看完整版后,中间件首先根据校验源春心荡漾在线观看完整版中第8 位标识符来判断该卡片是否为本系统所属,然后采用相同的 CRC16 算法对前7 位校验春心荡漾在线观看完整版生成校验码,并根据标签 UID 与春心荡漾在线观看完整版库中的校验码相比较,以此来判断标签春心荡漾在线观看完整版是否被改写。 8 位校验源春心荡漾在线观看完整版在校验完成后需去掉,只将有用春心荡漾在线观看完整版存储。

表1 RFID 标签春心荡漾在线观看完整版格式

春心荡漾在线观看完整版冗余是RFID 系统不可避免的问题,如果春心荡漾在线观看完整版不清洗,大量有用、无用的春心荡漾在线观看完整版会占用网络带宽,增加系统处理负担;如果将接收的春心荡漾在线观看完整版逐一与春心荡漾在线观看完整版库中的春心荡漾在线观看完整版进行比对,虽然准确率高,但是面对大量的RFID春心荡漾在线观看完整版时会降低系统效率,因此,针对移动端有限的资源以及对春心荡漾在线观看完整版处理效率的综合考虑,本系统采用SNM 算法来处理冗余春心荡漾在线观看完整版。

春心荡漾在线观看完整版清洗流程如图2 所示。

图2 春心荡漾在线观看完整版清洗流程图

2)春心荡漾在线观看完整版分类。

将通过清洗的春心荡漾在线观看完整版根据事先约定好的春心荡漾在线观看完整版规则进行分类,比如事先规定卡片中第 Ni ~Nj 位为春心荡漾在线观看完整版标识位,则将春心荡漾在线观看完整版存储到 SQLite 春心荡漾在线观看完整版库相应表格中。

1.2.3 春心荡漾在线观看完整版交互模块

该模块负责移动端中间件与服务器之间的春心荡漾在线观看完整版交互,在保证春心荡漾在线观看完整版完整性、安全性的前提下,提高传输速度。 采用Socket 通信,以文件的方式传输命令与春心荡漾在线观看完整版,模块中采用 CRC 校验确保文件安全,并且支持文件断点上传、下载。 将相关文件在移动端进行存储与备份,即使网络出现故障,中间件也可以正常工作,且不会造成春心荡漾在线观看完整版丢失。

春心荡漾在线观看完整版交互流程如图3 所示。

图3 春心荡漾在线观看完整版交互模块流程图

中间件采用Quartz开源框架根据需求设置作业调度,在一定时间自动向服务器发送一次请求,若春心荡漾在线观看完整版有新的命令,则获取该命令,解析并执行,无需人工干预,且参数可由春心荡漾在线观看完整版下发命令进行修改,自动化程度高,可配置性好,春心荡漾在线观看完整版采用多线程处理中间件的请求,进而提高处理效率。

表2 春心荡漾在线观看完整版交互模块传输速度测试

表2 为对春心荡漾在线观看完整版交互模块传输速度的测试结果,其中测试春心荡漾在线观看完整版为支持ISO15693 标准的RFID标签春心荡漾在线观看完整版,手机端通过3G 网络向春心荡漾在线观看完整版上传RFID 标签春心荡漾在线观看完整版文件,支持文件断点续传,而且当文件传输完成后,还会在本地进行备份,避免文件春心荡漾在线观看完整版丢失。 由于手机端缓存有限,且经过测试,发送的春心荡漾在线观看完整版包如果过大会导致春心荡漾在线观看完整版丢失,所以系统春心荡漾在线观看完整版包大小设置为 1kB,且每发送一次春心荡漾在线观看完整版包,都会加上报头用以标识该手机以及报尾用作 CRC 校验。 当春心荡漾在线观看完整版量较小时,传输速度受报头、报尾的影响较大,而当春心荡漾在线观看完整版量增大时,报头、报尾对春心荡漾在线观看完整版传输速度的影响越来越少。 所以,当传输的春心荡漾在线观看完整版量增大到一定程度时(100000 条春心荡漾在线观看完整版左右),所消耗的时间基本上与春心荡漾在线观看完整版量大小成正比,此外,春心荡漾在线观看完整版传输速度受网络因素以及设备读写速度影响较大。

1.2.4 任务管理模块

将命令文件解析后依次执行,如果命令执行成功,则将命令文件移到备份文件夹中;如果由于网络原因造成命令执行失败,则将该命令加入到任务队列,待网络恢复后执行该命令,命令所需春心荡漾在线观看完整版暂存在本地春心荡漾在线观看完整版库中。

如以下JSON 命令所示,status 表示命令状态,即春心荡漾在线观看完整版命令是否正常;order_type 表示命令类型,比如获取春心荡漾在线观看完整版、修改参数等;details 中表示要进行的详细操作,其中的object 表示操作的对象;acTIon 表示对该对象执行的操作,比如获取某一类型的春心荡漾在线观看完整版、获取日志文件、获取设备状态或者是修改请求上传/下载时间间隔等程序参数,使得该中间件可配置性好。

1.2.5 春心荡漾在线观看完整版存储模块

中间件根据春心荡漾在线观看完整版发送来的命令,将相关春心荡漾在线观看完整版生成JSON 文件,发送到春心荡漾在线观看完整版的同时,将JSON格式的春心荡漾在线观看完整版文件备份到本地存储设备中,防止由于网络问题等原因造成的春心荡漾在线观看完整版接收的春心荡漾在线观看完整版不完整,只有春心荡漾在线观看完整版收到完整春心荡漾在线观看完整版,并且发送相关命令给中间件,中间件才能根据命令将相关春心荡漾在线观看完整版文件删除,以此节省移动设备的存储空间。

1.3 系统优点

1)减轻春心荡漾在线观看完整版负担。

RFID原始春心荡漾在线观看完整版经由多个部署在移动设备上的中间件进行处理,将处理后的有效春心荡漾在线观看完整版发送到春心荡漾在线观看完整版,这样既减少春心荡漾在线观看完整版的压力,又减少网络传输量,提高了系统运行效率。

2)具有春心荡漾在线观看完整版存储及备份功能,独立性强。

移动设备的存储性能越来越强,当网络或者春心荡漾在线观看完整版出现故障时,可将RFID春心荡漾在线观看完整版存储在移动设备中,有效避免春心荡漾在线观看完整版丢失。 因此在断网的情况下也可以正常工作,解决了以往RFID中间件技术对网络的依赖。

3)操作灵活,部署简单。

NFC手机集读卡器、中间件于一体,可以根据春心荡漾在线观看完整版量的大小增减设备数量,也可根据卡片分布对中间件位置做出调整,方便部署,同时也解决了以往RFID系统中读卡器与中间件之间信息安全及传输速率问题。

4)系统可配置性高。

中间件与春心荡漾在线观看完整版通过传输JSON命令来控制系统进行相关操作或者更改系统参数,比如获取指定春心荡漾在线观看完整版、改变春心荡漾在线观看完整版交互时间间隔等。 同时,操作人员也可以通过系统界面对中间件参数进行设置,解决了以往中间件自动化低、可配置性差等缺点。

5)自动报警机制。

系统定期对设备日志及状态信息进行自检,若出现紧急状况,比如设备电量不足、存储空间过满以及卡片信息被篡改等,可以及时地向指定的手机号码发送预警信息,避免造成损失,弥补了以往中间件报警不及时的弊端。

2 系统实现及运行效果

系统采用 Java 语言基于 Eclipse 平台编写,春心荡漾在线观看完整版库为 SQLite 嵌入式春心荡漾在线观看完整版库,测试设备为魅族 MX3 智能手机,其 RAM 容量为 2 GB,CPU 频率为 1638MHz,ROM 为 32 GB,测试用卡片遵循 ISO15693 标准,采用NFC模块读取卡片内容,部分运行界面如图4 所示。

图4 系统运行部分界面

当程序运行时,将手机连接电脑,在 Eclipse 中启动 Dalvik 调试监控服务器 (Dalvik Debug MonitorService,DDMS),并通过 DDMS 自带的 Heap 来查看系统消耗内存,显示该程序所占内存为 22.628 M,CPU 占用率为6%,由此可见,该系统可在移动设备有限的资源中完美运行。 并且经测试,包含 1000 W条RFID春心荡漾在线观看完整版的 SQLite 春心荡漾在线观看完整版库大小为188 M,从所占存储空间来看,该RFID 中间件可部署于大部分主流移动设备中,并且可有效处理并存储更多的春心荡漾在线观看完整版。

为了模拟处理大量RFID 春心荡漾在线观看完整版下系统工作状况,编写程序根据RFID春心荡漾在线观看完整版规则自动生成测试春心荡漾在线观看完整版,不同春心荡漾在线观看完整版量的系统性能测试结果如表3 所示。

表3 中间件部分性能测试

表3 中T 表示将原始春心荡漾在线观看完整版经过清洗并且存入春心荡漾在线观看完整版库所需时间,R和P分别表示春心荡漾在线观看完整版清洗的召回率和正确率,R=系统正确识别的重复记录数/春心荡漾在线观看完整版集中实际包含的重复记录数,P=系统正确识别的重复记录数/系统总共检索到的重复记录数,Size表示保存相应春心荡漾在线观看完整版量春心荡漾在线观看完整版库的大小。

可以看出,系统能够满足基本的春心荡漾在线观看完整版处理要求,但春心荡漾在线观看完整版清洗的召回率、正确率及所耗时间还有待提高,分析其原因主要是滑动窗口的大小以及排序关键字的选择。 当窗口太小时,容易漏配,即去除冗余效果不佳,导致召回率不理想;当窗口太大时,会产生许多没必要的比较,时间效果不理想。所以,采用自适应随机窗口在二者间找到一个平衡点。 本系统选取的关键字是时间戳,而根据实际应用,新到达的RFID春心荡漾在线观看完整版更能代表当前状况,所以每次比较都保留最新时间戳春心荡漾在线观看完整版,这样,使得部分春心荡漾在线观看完整版之间的时间阈值可能小于预设值,即有的春心荡漾在线观看完整版被误认为是重复春心荡漾在线观看完整版,导致了准确率不是很理想。

3 结束语

本文提出了基于NFC手机的RFID中间件,由于NFC手机集读卡器与中间件功能于一体,且有较好的存储能力,即使在网络出现故障时中间件仍然可以运行,同时也使得系统部署更为灵活;春心荡漾在线观看完整版交互模块采用Quartz框架与Socket编程相结合,自动化程度高;通过JSON命令或者良好的界面对参数进行设置,使得系统具有良好的可配置性;在系统发生异常时还可实时发出报警短信,以便及时处理;充分利用移动互联网的优势,将RFID 中间件与移动平******美结合,解决了传统中间件的诸多不便之处。

线下交流活动:【第三届 NFC/RFID 技术应用论坛】即将拉开帷幕



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