基于RF和因特網(wǎng)的機(jī)場(chǎng)集成行李處理系統(tǒng)

引言

　　在機(jī)場(chǎng)集成行李處理中，行李分揀、定位、跟蹤、監(jiān)控在整個(gè)機(jī)場(chǎng)集成行李管理鏈中起著至關(guān)重要的作用，如果不能保證正確的分揀和定位控制及跟蹤，將會(huì)直接導(dǎo)致管理費(fèi)用的增加，服務(wù)質(zhì)量難以得到保證，從而影響企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。傳統(tǒng)行李分棟方式是旅客在登機(jī)前辦理行李托運(yùn)時(shí)，行李會(huì)被放到傳送帶上分別輸送到所搭乘的飛機(jī)中。這種模式就是利用行李上貼著的條形碼來(lái)進(jìn)行識(shí)別。但是，提升條形碼的識(shí)別精度很難，每個(gè)行李的提手位置都不一樣，條形碼也就不可能總是朝向一致，因此，需要在幾個(gè)方向設(shè)置多個(gè)條形碼讀取器，即便如此，也有不能正確識(shí)別的現(xiàn)象。例如，香港國(guó)際機(jī)場(chǎng)條形碼的識(shí)別準(zhǔn)確率為80%，也就是每五個(gè)中就有一個(gè)不能被正確識(shí)別，從而導(dǎo)致行李的誤發(fā)、延遲、遺失等發(fā)生率為20%左右，處理這些糾紛需要花費(fèi)大量費(fèi)用，給航空公司帶來(lái)很大的損失。如今，標(biāo)簽中嵌入RFID標(biāo)簽，特別是可以遠(yuǎn)距離讀取的Gen2標(biāo)簽將會(huì)大幅提升識(shí)別率，而且相對(duì)于條形碼來(lái)說(shuō)，Gen2標(biāo)簽可以張貼在任意位置。香港國(guó)際機(jī)場(chǎng)使用RFID標(biāo)簽后，識(shí)別率升至97%。與以往的條形碼相比，識(shí)別失敗率從20%降到了3%。

　　在國(guó)內(nèi)外大型機(jī)場(chǎng)中，目前雖然應(yīng)用了RFID電子標(biāo)簽技術(shù)來(lái)對(duì)行李進(jìn)行分揀，但這些系統(tǒng)只針對(duì)行李分揀，沒(méi)有很好地把這些行李信息與強(qiáng)大的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)聯(lián)，沒(méi)有應(yīng)用到手機(jī)或無(wú)線PDA隨時(shí)隨地都可以定位和查詢行李信息，使這種行李分揀系統(tǒng)的使用受到了局限。本文通過(guò)研究基于物聯(lián)網(wǎng)的機(jī)場(chǎng)集成行李處理方案，對(duì)原有的機(jī)場(chǎng)集成行李處理方案進(jìn)行了一定的改進(jìn)，并在實(shí)際項(xiàng)目中應(yīng)用，取得了良好的效果。

　　1 物聯(lián)網(wǎng)及其工作原理

　　1.1 物聯(lián)網(wǎng)的定義

　　物聯(lián)網(wǎng)（Internetofthings）的定義是：通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

　　1.2 物聯(lián)網(wǎng)在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用

　　目前，美國(guó)、歐盟、日本等國(guó)家都十分重視物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，并且已經(jīng)作了大量研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用工作。例如美國(guó)把它當(dāng)成重振經(jīng)濟(jì)的法寶，非常重視物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)的核心是利用信息通信技術(shù)來(lái)改變美國(guó)未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式和結(jié)構(gòu)（金融、制造、消費(fèi)和服務(wù)等），改變政府、企業(yè)和人們的交互方式以提高效率、靈活性和響應(yīng)速度。把感應(yīng)器嵌入到全球每個(gè)角落，如電網(wǎng)、交通（鐵路、公路、市內(nèi)交通）等相關(guān)的物體上，并利用網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備收集的大量數(shù)據(jù)通過(guò)云計(jì)算、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和人工智能技術(shù)作出分析給出解決方案，把人類智慧賦予萬(wàn)物，賦予地球。他們提出“智慧地球、物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算”就是要作為新一輪IT技術(shù)革命的領(lǐng)頭羊的證明。

　　我國(guó)在物聯(lián)網(wǎng)的啟動(dòng)和發(fā)展上與國(guó)際相比并不落后，我國(guó)中長(zhǎng)期規(guī)劃《新一代寬帶移動(dòng)無(wú)線通信網(wǎng)》中有重點(diǎn)專項(xiàng)研究開(kāi)發(fā)“傳感器及其網(wǎng)絡(luò)”，國(guó)內(nèi)不少城市和省份已大量采用傳感網(wǎng)解決電力、交通、公安、農(nóng)漁業(yè)中的“M2M”等信息通信技術(shù)的服務(wù)。在未來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)不僅將滲透到智能交通、智能城市、環(huán)境保護(hù)、政府工作、公共安全、智能家居等領(lǐng)域，還將極大地推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，被視為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)和新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。目前，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)上升到國(guó)家戰(zhàn)略的高度，各個(gè)城市都想抓住這個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

　　1.3 物聯(lián)網(wǎng)的工作流程

　　物聯(lián)網(wǎng)的基本工作流程由四部分組成，即信息采集系統(tǒng)（RFID系統(tǒng)）、PML（physicalmarkuplanguage，實(shí)體描述語(yǔ)言）信息服務(wù)器、產(chǎn)品命名服務(wù)器（objectnameservice，ONS）和應(yīng)用管理系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　它們的功能分別如下：

　　a）信息采集系統(tǒng)。

　　該系統(tǒng)包括RFID電子標(biāo)簽（tag）、閱讀器（reader）以及數(shù)據(jù)交換和管理系統(tǒng)軟件，主要完成產(chǎn)品的識(shí)別和產(chǎn)品的EPC（electronicproductcode）碼的采集和處理。

　　存儲(chǔ)有EPC碼的電子標(biāo)簽在經(jīng)過(guò)讀寫感應(yīng)區(qū)域時(shí)，產(chǎn)品的EPC碼會(huì)自動(dòng)被探測(cè)器捕獲，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化EPC信息采集；然后把所采集到的信息由連接探測(cè)器的服務(wù)器來(lái)處理，處理器安裝有信息采集處理軟件，該軟件對(duì)采集到的信息作進(jìn)一步的處理，如數(shù)據(jù)的解析、過(guò)濾、完整性檢查等，這些處理過(guò)的數(shù)據(jù)保存到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，以供上層應(yīng)用管理軟件使用。

　　b）產(chǎn)品命名服務(wù)器（ONS）。

　　該服務(wù)器ONS主要實(shí)現(xiàn)的功能是在各個(gè)信息采集點(diǎn)與PML信息服務(wù)器之間建立關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)從物品電子標(biāo)簽EPC碼到產(chǎn)品PML描述信息之間的映射。

　　c）PML信息服務(wù)器。

　　該服務(wù)器中的數(shù)據(jù)定義規(guī)則由用戶創(chuàng)建并維護(hù)，用戶根據(jù)事先規(guī)定的規(guī)則對(duì)物品進(jìn)行編碼，并利用XML對(duì)物品信息進(jìn)行詳細(xì)描述。在物聯(lián)網(wǎng)中，PML服務(wù)器主要用于以通用的模式提供對(duì)物品原始信息的規(guī)則定義，以便于其他服務(wù)器訪問(wèn)。

　　d）業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)。

　　該系統(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，從而可以Web的形式向Internet用戶提供諸如信息查詢、跟蹤等功能，用戶也可以通過(guò)手機(jī)或無(wú)線PDA實(shí)時(shí)了解物品的狀態(tài)。

　2 機(jī)場(chǎng)集成行李處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

　　基于物聯(lián)網(wǎng)的機(jī)場(chǎng)集成行李處理采用了國(guó)際上最先進(jìn)的無(wú)線射頻身份識(shí)別技術(shù)，每件行李的條形碼都嚴(yán)格對(duì)應(yīng)傳送帶上行李小車的編號(hào)，它們將會(huì)自動(dòng)識(shí)別行李，不管行李走到哪里，只要輸入小車的編號(hào)，就可以對(duì)行李進(jìn)行跟蹤和監(jiān)控。另外，行李車間還可安裝多個(gè)攝像頭，基本覆蓋了所有盲區(qū)，工作人員可以在監(jiān)控中心隨時(shí)觀察行李的去向。即使行李走錯(cuò)路徑，有了這個(gè)身份識(shí)別系統(tǒng)，工作人員也可以控制小車讓其返回正確路徑，這樣就基本上杜絕了行李丟失或者拿錯(cuò)的情況。

　　基于物聯(lián)網(wǎng)的機(jī)場(chǎng)集成行李處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2所示。它主要由行李物品識(shí)別、信息處理/行李控制/跟蹤、PML服務(wù)器、本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、業(yè)務(wù)系統(tǒng)五大模塊組成。

　　它們的作用分別如下：

　　a）行李物品識(shí)別。

　　該系統(tǒng)的核心是行李的編碼和識(shí)別。

　　由于每件行李的條形碼都嚴(yán)格對(duì)應(yīng)傳送帶上行李小車的編號(hào)，它們將會(huì)自動(dòng)識(shí)別行李，不管行李走到哪里，只要輸入小車的編號(hào)就可以對(duì)行李進(jìn)行跟蹤和監(jiān)控。所以，在基于RFID標(biāo)簽的機(jī)場(chǎng)行李管理系統(tǒng)采用EPC碼作為行李的惟一標(biāo)志碼，標(biāo)簽由芯片和天線（antenna）組成，每個(gè)標(biāo)簽具有惟一的產(chǎn)品電子碼。EPC碼（electronicproductcode）是Auto-ID研究中心為每個(gè)物理目標(biāo)分配的惟一的可查詢的標(biāo)志碼，其內(nèi)含的一串?dāng)?shù)字可代表行李類別和旅客ID、登機(jī)日期和登機(jī)地、有效日期、應(yīng)運(yùn)往何地等信息。同時(shí)，隨著行李在機(jī)場(chǎng)內(nèi)的轉(zhuǎn)移或變化，這些數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)更新。通常，EPC碼可存入硅芯片做成的電子標(biāo)簽內(nèi)，并附在被標(biāo)志行李上，以被信息處理軟件識(shí)別、傳遞和查詢。

b）信息處理/行李控制/跟蹤。

　　該模塊是系統(tǒng)的核心功能模塊，它通過(guò)數(shù)據(jù)采集接口、信息處理、行李跟蹤和監(jiān)控三個(gè)接口與其他功能模塊進(jìn)行交互，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)行李的自動(dòng)處理。

　　信息處理/行李控制/跟蹤業(yè)務(wù)處理邏輯如圖3所示。當(dāng)行李通過(guò)行李入口時(shí)，由設(shè)置在行李入口的行李標(biāo)簽探測(cè)器讀取行李的EPC碼，然后通過(guò)數(shù)據(jù)采集接口交由行李信息處理模塊，機(jī)場(chǎng)行李入口處可以安裝多部行李標(biāo)簽條形碼信息分揀機(jī)，一部分用于國(guó)內(nèi)飛行，其他用于國(guó)際飛行。行李分揀機(jī)還為不可讀標(biāo)簽提供了手動(dòng)編碼區(qū)。例如，上海浦東機(jī)場(chǎng)行李分揀機(jī)系統(tǒng)，無(wú)論是國(guó)際航班還是國(guó)內(nèi)航班，抵達(dá)上海還是在上海中轉(zhuǎn)，都能夠輕松地進(jìn)行行李分揀。系統(tǒng)也提供了早期行李分揀功能，將經(jīng)過(guò)核對(duì)的行李通過(guò)旋轉(zhuǎn)式傳送帶送達(dá)合適位置，從而能夠在飛機(jī)起飛前就對(duì)其進(jìn)行有序存儲(chǔ)。

　　c）PML服務(wù)器。

　　該服務(wù)器主要是由航空公司創(chuàng)建并維護(hù)的旅客信息服務(wù)器，它以標(biāo)準(zhǔn)的XML為基礎(chǔ)，提供行李的詳細(xì)信息，如行李類別和旅客ID、登機(jī)日期和登機(jī)地、有效日期、應(yīng)運(yùn)往何地等信息，并允許通過(guò)行李的EPC碼對(duì)行李信息進(jìn)行查詢。PML服務(wù)架構(gòu)在一個(gè)Web服務(wù)器之上，服務(wù)處理程序?qū)?shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中的行李數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的XML格式，并通過(guò)SOAP引擎向客戶端提供服務(wù)，PML服務(wù)器屏蔽了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的異構(gòu)性，以統(tǒng)一的格式向接口請(qǐng)求端提供信息服務(wù)。PML服務(wù)器的工作原理如圖4所示。

　　d）本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。

　　該服務(wù)器主要用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)采集和處理接口獲得的行李信息，以便在業(yè)務(wù)系統(tǒng)中查詢和維護(hù)。

　　例如，用戶可以通過(guò)手機(jī)或無(wú)線PDA或Web客戶端隨時(shí)隨地查詢行李的當(dāng)前狀態(tài)。

　　基于物聯(lián)網(wǎng)的機(jī)場(chǎng)行李集成處理系統(tǒng)主要通過(guò)RFID電子標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)行李的自動(dòng)識(shí)別和發(fā)運(yùn)，利用物聯(lián)網(wǎng)獲取旅客的原始信息并自動(dòng)生成旅客行李清單，從而極大地提高了機(jī)場(chǎng)行李的自動(dòng)化分揀和智能化水平。

　2.2 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)

　　該系統(tǒng)運(yùn)用Internet環(huán)境，采用B/S模式進(jìn)行開(kāi)發(fā)。系統(tǒng)服務(wù)器端操作系統(tǒng)選用WindowsServer2008，開(kāi)發(fā)工具為Eclipse，主要技術(shù)為JavaEE和使用Java語(yǔ)言編程，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)選用Oracle11g，分揀機(jī)采用FKILogistexS-3000E翻碟式分揀機(jī)。在該系統(tǒng)中，其中一套用于國(guó)內(nèi)飛行，兩套用于國(guó)際飛行。

　　S-3000E翻碟式分揀機(jī)的另一重要特點(diǎn)是，為處理不可讀標(biāo)簽提供了手動(dòng)編碼區(qū)。FKILogistex系統(tǒng)具有極強(qiáng)的處理能力和極高的靈活性，因此無(wú)論是國(guó)際航班還是國(guó)內(nèi)航班，抵達(dá)上海還是在上海中轉(zhuǎn)，都能夠輕松地進(jìn)行行李分揀。

　　3 機(jī)場(chǎng)集成行李處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

　　3.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

　　機(jī)場(chǎng)集成行李處理系統(tǒng)中行李鏈條上每個(gè)參與對(duì)象都是處理系統(tǒng)的關(guān)鍵點(diǎn)，一旦產(chǎn)品出現(xiàn)問(wèn)題，是否能夠查找到具體的問(wèn)題來(lái)源和正確實(shí)施行李回收取決于參與對(duì)象的記錄是否健全。

　　為確保機(jī)場(chǎng)集成行李處理的完整性，行李鏈條上每個(gè)參與對(duì)象都進(jìn)行了惟一編碼。編碼由2位行李類別碼和18位旅客ID碼、10位登機(jī)日期碼和3位登機(jī)地碼、3位目的地碼及4位序列號(hào)組成。在旅客登機(jī)托運(yùn)行李前，為每一位旅客的行李上貼一個(gè)RFID卡，每張RFID卡惟一對(duì)應(yīng)一位旅客的行李。RFID卡能快速準(zhǔn)確地為行李分揀機(jī)提供自動(dòng)識(shí)別功能，操作快捷方便，同時(shí)在機(jī)場(chǎng)的惡劣環(huán)境中即使RFID卡部分磨損也不會(huì)影響分揀機(jī)的識(shí)別效果。RFID電子標(biāo)簽編碼組成如圖5所示。

　　3.2 RFID讀寫器服務(wù)組件的設(shè)計(jì)

　　在本系統(tǒng)中將每個(gè)讀寫器模塊的遠(yuǎn)程方法調(diào)用封裝為一個(gè)管理組件（MBean）作為JMX服務(wù)器的實(shí)例注冊(cè)到JMX服務(wù)器中。JMX（Javamanagementextensions，Java管理擴(kuò)展）是一個(gè)為應(yīng)用程序、設(shè)備、系統(tǒng)等植入管理功能的框架。在JMX規(guī)范中，管理組件是一個(gè)能代表管理資源的Java對(duì)象，遵從一定的設(shè)計(jì)模式，實(shí)現(xiàn)該規(guī)范定義的特定的接口。該定義保證了所有的管理組件以一種標(biāo)準(zhǔn)的方式來(lái)表示被管理資源。管理接口就是被管理資源暴露出的一些信息，通過(guò)對(duì)這些信息的修改就能控制被管理資源。管理接口包括能被接觸的屬性值、能夠執(zhí)行的操作、能發(fā)出的通知事件等。

　　通過(guò)JMX框架對(duì)讀寫器進(jìn)行監(jiān)控和管理，使RFID中間件系統(tǒng)能提供管理、監(jiān)控讀寫器的功能。JMX時(shí)間服務(wù)在指定的日期和時(shí)間觸發(fā)消息，也可以在一個(gè)固定間隔重復(fù)觸發(fā)消息。時(shí)間服務(wù)由一個(gè)MBean實(shí)現(xiàn)并可以管理，能夠發(fā)送它指定的timerNotification類的消息實(shí)例，而Java提供的接口javax.

　　management.NotificationListener由想要接收通知的對(duì)象來(lái)實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)方法handleNotification。對(duì)于定期通知?jiǎng)t使用固定延遲執(zhí)行方案，如在timer中指定的那樣。為了使用固定速率執(zhí)行方案，要使用addNotification方法。

　　3.3 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，如圖6所示。其中：reader接口用于中間件與RFID讀寫器的數(shù)據(jù)通信，主要有獲取RFID數(shù)據(jù)以及下達(dá)設(shè)備管理模塊的讀寫器指令；設(shè)備管理配置模塊用于調(diào)整RFID讀寫設(shè)備的工作狀態(tài)，配置相應(yīng)的reader接口參數(shù)等；邏輯讀寫器映射模塊用于將多個(gè)物理讀寫器或者讀寫器的多條天線映射成為一個(gè)邏輯讀寫器。一個(gè)邏輯讀寫器代表了一個(gè)有具體含義的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)（如機(jī)場(chǎng)1號(hào)航站樓），而不管該采集點(diǎn)在物理上由多少個(gè)讀寫器和天線組成。它屏蔽了數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的具體實(shí)現(xiàn)方式，減少了數(shù)據(jù)過(guò)濾等上層模塊與下層數(shù)據(jù)采集部分的軟件耦合度。對(duì)于上層模塊來(lái)說(shuō)，可見(jiàn)的只有邏輯讀寫器，所以邏輯讀寫器映射模塊對(duì)RFID數(shù)據(jù)有初步過(guò)濾的功能。

4 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)主要分為以下幾類：

　　a）建立數(shù)據(jù)采集事件列表類。

　　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。

　　b）數(shù)據(jù)采集事件編碼類。

　　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)間維度兩個(gè)方面對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行去重化。

　　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，行李上的RFID標(biāo)簽并不能在每一個(gè)讀寫器周期中被檢測(cè)到；或者當(dāng)行李車從貨架旁走過(guò)時(shí)，其行李車內(nèi)已有的物品被機(jī)場(chǎng)入口內(nèi)的讀寫器誤讀到。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RS-232接口的單天線讀寫器，該讀寫器報(bào)告周期為1s，每次報(bào)告標(biāo)簽數(shù)為五個(gè)。算法實(shí)現(xiàn)采用Java語(yǔ)言，通過(guò)Java串口來(lái)進(jìn)行串口通信。

　　首先是為標(biāo)簽構(gòu)建一個(gè)RTagReadEvent類，該類包含的關(guān)鍵參數(shù)和方法如下：

　　當(dāng)過(guò)濾模塊主程序檢測(cè)到一個(gè)新標(biāo)簽時(shí)，便為其建立一個(gè)RTagReadEvent類的對(duì)象newReadTag，并對(duì)各個(gè)關(guān)鍵字段賦初值，同時(shí)啟動(dòng)該對(duì)象內(nèi)部的計(jì)時(shí)器線程：newThread（newRead-Tag）。start（）。該計(jì)時(shí)器線程的作用是每個(gè)報(bào)告周期對(duì)標(biāo)簽權(quán)值value進(jìn)行檢查并觸發(fā)相應(yīng)操作。每次檢查后將標(biāo)簽權(quán)值currrentvalue減1，以實(shí)現(xiàn)當(dāng)標(biāo)簽未被報(bào)告時(shí)其權(quán)值的逐步下降。當(dāng)權(quán)值currentvalue減到0時(shí)，計(jì)時(shí)器線程停止，這時(shí)可以銷毀該對(duì)象。

　　當(dāng)過(guò)濾算法主模塊發(fā)現(xiàn)報(bào)告的標(biāo)簽已存在時(shí)，對(duì)該標(biāo)簽對(duì)象的currentvalue值進(jìn)行累加：

　　其中，valueStep就是算法中定義的累加權(quán)值。如果權(quán)值currentvalue已經(jīng)達(dá)到閾值readTagmax，則將其保持在該值，防止經(jīng)過(guò)多個(gè)上報(bào)周期后標(biāo)簽權(quán)值過(guò)高，影響后繼判斷。

　　3.5 RFID數(shù)據(jù)采集仿真與實(shí)現(xiàn)

　　應(yīng)用該算法對(duì)機(jī)場(chǎng)帶讀寫器的行李架進(jìn)行了模擬，當(dāng)行李架讀寫器能穩(wěn)定識(shí)別放入的帶標(biāo)簽的行李時(shí)，不會(huì)因?yàn)樾盘?hào)波動(dòng)而誤報(bào)貨品離開(kāi)信息，并對(duì)經(jīng)過(guò)行李架的其他物品保持較低的敏感度，在這種應(yīng)用場(chǎng)景中，設(shè)置valueStep=5，tagmax=8，tagmin=0。當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入讀寫器范圍后，經(jīng)過(guò)8s左右的時(shí)間過(guò)濾模塊觸發(fā)標(biāo)簽出現(xiàn)操作，人為將標(biāo)簽多次短時(shí)間移出讀寫器范圍，模擬信號(hào)干擾和波動(dòng)的情況，并將另一標(biāo)簽從讀寫器范圍內(nèi)移過(guò)，讀寫器均未觸發(fā)多余的標(biāo)簽出現(xiàn)和消失操作，讀寫器掃描標(biāo)簽數(shù)據(jù)如圖7所示。

　　將圖7周期中出現(xiàn)的RFID標(biāo)簽編碼標(biāo)為1，未出現(xiàn)的編碼為0。這樣，對(duì)每一個(gè)行李電子標(biāo)簽，其事件可以記錄為一個(gè)01序的二進(jìn)制串。對(duì)圖6而言，tag1可編碼為01001011，表示標(biāo)簽通過(guò)了讀寫器范圍；tag2可編碼為11011000，表示標(biāo)簽離開(kāi)了讀寫器范圍；tag3可編碼為00000011，表示標(biāo)簽進(jìn)入并停留在讀寫器范圍中。

　　3.6 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JavaEE平臺(tái)下設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)的機(jī)場(chǎng)集成行李處理系統(tǒng)，該原型系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了信息采集系統(tǒng)行李物品識(shí)別、信息處理/行李控制/跟蹤、PML服務(wù)器的維護(hù)、本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)等?；谖锫?lián)網(wǎng)的機(jī)場(chǎng)行李集成處理系統(tǒng)主要通過(guò)RFID電子標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)行李的自動(dòng)識(shí)別和發(fā)運(yùn)，利用物聯(lián)網(wǎng)獲取旅客的原始信息并自動(dòng)生成旅客行李清單。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、跟蹤等功能的管理的界面如圖8所示，用戶通過(guò)手機(jī)或無(wú)線PDA實(shí)時(shí)了解物品的狀態(tài)的界面如圖9所示。

　　通常，旅客乘坐飛機(jī)都要將大件行李托運(yùn)，但由于各種原因，有時(shí)難免會(huì)有個(gè)別行李不能跟隨旅客的航班到達(dá)目的地。

　　旅客在下飛機(jī)后找不到自己托運(yùn)的行李，就會(huì)向位于行李到達(dá)廳內(nèi)的行李查詢部門反映情況，而行李查詢的工作人員會(huì)記錄下相關(guān)情況。以往如果旅客想知道自己的行李查找狀況，只能通過(guò)撥打航空公司電話了解情況，不僅有時(shí)難以撥通，而且對(duì)工作人員的解釋也不太理解。通過(guò)本系統(tǒng)，旅客只需通過(guò)手機(jī)或網(wǎng)絡(luò)登錄物聯(lián)網(wǎng)的機(jī)場(chǎng)集成行李處理系統(tǒng)輸入相關(guān)資料，就可以看到自己丟失行李的最新進(jìn)展情況，如已經(jīng)找到了，已經(jīng)交付給旅客，或是正在查詢中。同時(shí)，旅客也可以看到航空公司工作人員具體工作流程，如都給哪些航站拍發(fā)了電報(bào)，都向哪些地方進(jìn)行了查找等，不僅滿足了旅客的知情權(quán)，更讓旅客隨時(shí)監(jiān)督航空公司的工作。

　　4 結(jié)語(yǔ)

　　在機(jī)場(chǎng)集成行李處理中，最關(guān)鍵的問(wèn)題是行李的識(shí)別/監(jiān)控和行李信息的獲取/查詢。本文針對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)場(chǎng)行李處理存在的問(wèn)題，將電子標(biāo)簽與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，利用電子標(biāo)簽作為行李識(shí)別的手段，利用物聯(lián)網(wǎng)來(lái)監(jiān)控和獲取行李物品的信息，提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的機(jī)場(chǎng)集成行李處理系統(tǒng)，對(duì)其結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并通過(guò)應(yīng)用實(shí)例闡明了該系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)和可行性。本文所提出的基于物聯(lián)網(wǎng)的機(jī)場(chǎng)集成行李處理系統(tǒng)具有高度自動(dòng)化的特點(diǎn)。目前基于該方案開(kāi)發(fā)的機(jī)場(chǎng)集成行李處理系統(tǒng)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)某些航空公司安裝使用，今后將根據(jù)用戶的反饋繼續(xù)完善。