Milano Luglio 2005

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Soluzione middlewaremiddleware di interfacciamento della tecnologia RFID basata su architettura distribuita e canale multi BUS Milano Luglio 2005

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Problematiche inerenti la tecnologia RFiD

Complessità tecnicheComplessità tecniche

Gestione dei dati:

Grossi volumi: Devono essere gestiti grossi volumi di dati in quanto ogni lettore può acquisire più volte al secondo tutti i tag nel raggio di rilevazione. Nascono problemi di scalabilità e modularità della soluzione.

Filtraggio: Non tutti i dati ricevuti devono essere elaborati ma alcuni vanno filtrati secondo criteri configurabili.

Preelaborazione: il flusso dati acquisito dai lettori non è di norma direttamente utilizzabile dai sistemi gestionali e spesso necessita di preelaborazione. (Implementazione di una Business Logic a livello Middleware)

Integrazione nel contesto aziendale:

Integrazione: l’interfacciamento ai sistemi gestionali dell’azienda è una problematica complessa che necessita lo sviluppo di opportune interfacce dedicate

Affidabilità: l’utilizzo di metodi di interfacciamento diretti non consente un approccio di certificazione del dato creando una situazione non adeguata a sistemi critici

HW failure detection: integrare la tecnologia RFiD significa integrare HW eterogeneo a sistemi aziendali. Risulta difficile per i sistemi a valle identificare problemi derivanti da eventuali anomalie Hardware

Mancanza di standardMancanza di standard:

HW eterogeneo: di fatto non vi sono standard di interfacciamento con i sistemi HW. L’integrazione diretta dei sistemi di lettura risulta onerosa e poco flessibile

Gestione, Monitoring e Alerting: Non esiste un protocollo standard di amministrazione dei lettori. Per questo motivo il monitoring e l’amministrazione di una rete di lettori risulta onerosa.


Come un Middleware risolve le problematiche?

Sono necessari standardstandard anche in un contesto dove questi non esistono.

Servono sistemi che ‘assorbono’ le complessità intrinseche della tecnologia garantendo soluzioni scalabili ed affidabili

E’ dunque necessario un layer di integrazione pensato ad hoc per queste tecnologie che sia in grado di trasformare il problema RFID in un ‘classico’ problema di integrazione

E’ necessario un middleware dedicato RFIDmiddleware dedicato RFID per ricondurre la problematica RFID ad una problematica ‘classica’ di integrazione

Un middleware e’ un termine piuttosto generico che serve ad indicare una “struttura” informatica (hw/sw) destinata ad unire ed interfacciare sistemi “logicamente” distinti.

Nella realtà RFiD, il middleware e’ uno strato software che si fa carico di rendere disponibili ai sistemi utilizzatori i dati che vengono rilevati dai lettori, in modo efficiente e sicuro.In sintesi il suo compito è assorbire tutte le problematiche generate dalle soluzioni RFiD.

Lettore RFiDLettore RFiD



Middleware RFiD

Navision

Biztalk

........


Middleware: Architettura della soluzione

BS

BS

RHMRHMRemote Remote Hardware Hardware ManagerManager

CHMCHMCentral Central Hardware Hardware ManagerManager

Applicativo Front end

FEAFEAFront Front End End ApplicationApplication

BS

HWHW

BS BS

Protocolli eterogenei

La soluzione MiddlewareLa soluzione Middleware

Progettato per rispondere alle esigenze generali di applicazioni eterogenee è basato su architettura distribuita ed è costituito dalle seguenti componenti:

RHM: modulo applicativo avente il compito di interfacciarsi direttamente con l’hardware di lettura e acquisire i datiCHM: modulo applicativo cui convergono i flussi dati e successivamente elaborati e distribuiti ai sistemi a valleFEA: applicativo di front end, un usufruitore dei dati a supporto del processo.Potrebbe essere associato ad ulteriori sistemi, ad esempio reportistica, monitoring, sistemi di supply chain, magazzino e tracciabilità

Peculiarità generaliPeculiarità generali

• Architettura distribuita• Struttura modulare• Sistema Scalabile• Comunicazione certificata• Sicurezza della trasmissione/ ricezione dati• Struttura programmabile real time• SDK di supporto• Comunicazione Multi BUS• Indipendenza dall’HW• Output multicanale• Ogni canale è programmabile separatamente• Interfacciamento avanzato


RHM: caratteritische

RHM:Remote Hardware Manager

RHM è il modulo di acquisizione dati dall’hardware di rilevazione RF-iD.Non è un semplice collettore ma un sistema avanzato di interfacciamento, preelaborazione, comunicazione certificata e connessione multiBUS.Ogni RHM è collegato tramite un BUS dati ad almeno un CHM.

RHM è strutturato in 4 blocchi fondamentali:1. Acquisizione dati dalle sorgenti hardware2. Manipolazione degli stessi secondo criteri programmabili3. Trasmissione dei dati lungo un Bus di comunicazione4. Fault tolerance

Caratteristiche peculiari:

Elaborazione dati• Elaborazione dati a “stadi” – ogni step del processo (acquisizione dati dall’hardware, formattazione, preelaborazione,

pubblicazione ,certificazione......) è trattato in modo scorrelato dal precedente stadio di elaborazione• Stadio di preelaborazione dati - Possibilità di preelaborazione configurabile dei dati acquisiti mediante un modulo di business

rules

Sicurezza dei dati• Comunicazione certificata - la comunicazione è certificata ovvero il componente per ogni dato spedito attende in risposta un

segnale di acquisizione effettuata. Se ciò non accade il dato viene registrato in un database e la spedizione viene ripetuta ad intervalli ciclici. (Il dato viene comunque messo nel database.)

• Gestione dello storico - Il database di supporto al componente mantiene uno storico configurabile dei dati transitati • Fault tolerance – Il sistema è ridondato a livello logico e in caso di malfunzionamento automaticamente viene spento il

componente e attivato il suo speculare in modo da garantire la continuità del servizio• HW failure detection – Pericolose anomalie agli apparati HW vengono rilevate dal sistema e notificate


RHM: caratteritische

Interfacciamento dati verso HW RFID• Interfacciamento indipendente dall’ HW – L’architettura del sistema in nessun modo

dipende dal tipo di HW utilizzato. Interfacciamento tramite Plug-in• Update real time - Inserimento di nuovi plug-in di interfacciamento senza la necessità

di spegnere il sistema.

Interfacciamento dati verso i sistemi• Interfacciamento in output modulare – canali in uscita interfacciati attraverso moduli

di comunicazione sostituibili e del tutto scorrelati dalle restanti componenti del sistema.Ne deriva una grande elasticità di utilizzo e modifica.

• Update real time - Inserimento di nuovi plug-in di interfacciamento senza la necessità di spegnere il sistema.

• Architettura di comunicazione Multi BUS - Il collegamento con il CHM e gli altri sistemi è multibus in modo indipendente dalla natura del dato trattato.Possono essere utilizzati BUS differenti contemporaneamente.

Scalabilità della soluzione e diagnostica• Scalabilità – L’architettura è distribuita, il numero degli RHM può essere aumentato

senza impatti significativi.• Configurazione tramite XML – Sistema in tutte le sue componenti configurabile

tramite XML• Diagnostica – Diagnostica avanzata del sistema• Testing AOK – Ogni modulo componente il sistema può funzionare in modalità AOK

ovvero attivare un comportamento standard predefinito garantendo una rapida identificazione dei problemi

BS

FD

CR

DBS BS

FD

DBS

CR

Struttura indicativa del modulo RHM con Fault Tolerance e logica ridondata


CHM: caratteritische

CHM:Central Hardware Manager

CHM è il modulo centrale di gestione di tutti i flussi dati generati dagli RHM.Ogni flusso dati viene acquisito, processato, postelaborato e messo a disposizionein differenti canali di uscita programmabili destinati ad alimentare sistemi erterogenei (gestionale aziendale,reportistica,monitoring,alerting....).Il CHM è multi ingresso e multi uscita con comunicazione a BUS generico.

CHM è strutturato in 5 blocchi fondamentali:

1. Acquisizione dati dai BUS di comunicazione2. Manipolazione degli stessi secondo criteri programmabili3. Distribuzione dei dati mediante la creazione di diversi canali logici di output4. Trasmissione dei dati lungo un BUS di comunicazione5. Fault tolerance

Caratteristiche peculiari:

Elaborazione dati• Canali multipli di ingresso – il CHM acquisisce i dati in tempo reale ed in contemporanea da tutti gli RHM istanziati • Canali multipli di uscita – il CHM presenta più canali logici di uscita programmabili singolarmente.• Elaborazione dei dati a “stadi” – ogni step del processo (acquisizione dati dall’hardware, formattazione,

preelaborazione, pubblicazione ,certificazione......) è trattato in modo scorrelato dal precedente stadio di elaborazione• Stadio di preelaborazione dati – Possibilità di preelaborare i dati in ingresso al CHM• Stadio di postelaborazione dati – Il flusso dati può essere postelaborato in modo da incontrare le esigenze dei sistemi

destinatari.

Sicurezza dei dati• Comunicazione certificata – Il CHM è il garante della comunicazione ovvero ogni dato spedito dagli RHM viene

acquisito e restituita una conferma di ricezione.• Gestione dello storico - Il database di supporto al componente mantiene uno storico configurabile dei dati transitati • Fault tolerance – Il sistema è ridondato a livello logico e in caso di malfunzionamento viene spento il componente e

attivato il suo speculare


CHM: caratteritische

Interfacciamento verso i sistemi• Interfacciamento ai sistemi modulare - Interfacciamento tramite plug-in

ovvero a componente modulare, in nessun modo predefinito nell’architettura• Dispatching programmabile – ogni canale di output del flusso dati può essere

instradato separatamente e postelaborato.• Architettura di comunicazione Multi BUS - Il collegamento con il CHM e gli

altri sistemi è multibus in modo indipendente dalla natura del dato trattato.Possono essere utilizzati BUS differenti contemporaneamente.

Scalabilità della soluzione e diagnostica• Scalabilità – L’architettura è distribuita, il numero dei CHM può essere

aumentato senza impatti significativi.• Configurazione tramite XML – Il sistema è in tutte le sue componenti

configurabile tramite XML• Diagnostica – Diagnostica avanzata del sistema• AOK – Ogni modulo componente il sistema può funzionare in modalità AOK

ovvero attivare un comportamento standard predefinito garantendo una rapida identificazione dei problemi

FEA

Dispatcher

BS

App Interface

Esempio di struttura del modulo di dispatcher dei canali logici


FEA: caratteritische

FEA:Front End Application

Il FEA a differenza dei precedenti moduli non è un componente ma una famiglia di applicazioni .Un FEA è un qualsiasi applicativo a supporto del processo che usufruisce dei dati elaborati dal CHM

FEA può essere:

1. Sistema di gestione delle operazioni di picking a supporto dell’operatore2. Sistema di gestione e controllo inventario magazzino3. Sistema di gestione di un qualsiasi HW complesso o insieme di apparati4. Sistemi di fornitori o terze parti a supporto del processo

Interfacciamento dati verso CHM•Interfacciamento dati modulare – Ogni FEA comunica attraverso un interfaccia modulare dedicata•Connessione multiBUS – Ogni FEA può essere connesso ad un diverso BUS dati•Comunicazione Sincrona – Il FEA è collegato in modalità sincrona ovvero il dato è disponibile in tempo reale. Vi è la possibilità di utilizzare una comunicazione asincrona ovvero in modalità batch tramite XML

preelaborazione dati•preelaborazione – i dati vengono elaborati a più stadi, se necessario, nel RHM e CHM prima di essere disponibili per il FEA. L’impatto sui sistemi aziendali è ridotto nella complessità•Multi canale – Ogni FEA si collega ad un canale logico il cui flusso dati può liberamente essere trattato senza implicazioni sui restanti canali


Esempio applicativo – Supply Chain

ClienteFornitore

ERP

Gate RFiD uscita merce

Gate RFiD entrata merce

RFiD

BarCode

Magazzino

RFiD

BarCode

Magazzino

RHM

FEA

CHM

RHM

FEA

SCM

RHM

FEA

CHM

RHM

FEA

ERP (Nav.) SCM ERP (Nav.)

Sistema integrato basato su tecnologia RFiD ‘ibrida’ in architettura distribuita

BiztalkBiztalk

Interfaccia operatore

Interfaccia operatore

I/O I/O


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www.actvalue.com

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