【正文】 頻流沖突，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)負(fù)載過(guò)大。（1） close通知close通知數(shù)據(jù)包格式如表所示： close數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)12610110x020x03Camera IPMonitor IPS0x02是預(yù)留字節(jié)，用于系統(tǒng)后期的擴(kuò)展和升級(jí)。0x03是命令字節(jié)，代表close即關(guān)閉前一個(gè)Camera的視頻流傳輸。Camera IP是要被關(guān)閉的視頻客戶端camctrl的IP地址。該客戶端運(yùn)行在與閱讀器相連的計(jì)算機(jī)Host。 Monitor IP是顯示管理子系統(tǒng)的IP地址。S是用于ACK確認(rèn)機(jī)制的隨機(jī)數(shù)。（2）open通知open通知數(shù)據(jù)包的格式與close通知數(shù)據(jù)包相同，只是命令字節(jié)不同。 open數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)12610110x020x03Camera IPMonitor IPS同樣，0x02是預(yù)留字節(jié)，用于系統(tǒng)后期的擴(kuò)展和升級(jí)。0x02是命令字節(jié)，代表open即打開標(biāo)簽新進(jìn)入的閱讀器所在的Camera的視頻流傳輸。Camera IP是要打開的視頻客戶端camctrl的IP地址。Monitor IP是顯示管理子系統(tǒng)的IP地址。S是用于ACK確認(rèn)機(jī)制的隨機(jī)數(shù)。監(jiān)聽(tīng)VMC確認(rèn)信息進(jìn)程顯示管理子系統(tǒng)MON運(yùn)行的同時(shí)，系統(tǒng)起一個(gè)監(jiān)聽(tīng)進(jìn)程ThreadListenVMC，始終監(jiān)聽(tīng)6007端口。當(dāng)MON接收到主動(dòng)報(bào)告數(shù)據(jù)包時(shí)，MON調(diào)用MONVMC交互模塊，向VMC發(fā)送close和open通知包，通知VMC進(jìn)行相應(yīng)操作。該部分用來(lái)完成監(jiān)聽(tīng)VMC的返回確認(rèn)數(shù)據(jù)包并調(diào)用解包處理過(guò)程。VMC確認(rèn)數(shù)據(jù)包解包處理正如上面提到的，MON按照順序向VMC發(fā)送close和open通知包，如果發(fā)送close通知包沒(méi)有成功，則系統(tǒng)會(huì)提示“VMC不可達(dá)”，也就不會(huì)繼續(xù)發(fā)送open通知包。（VMC）視頻管理子系統(tǒng)VMC是有關(guān)視頻的管理端，它的主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻流傳輸和視頻源切換的管理等，完成與顯示子系統(tǒng)和視頻客戶端的交互。當(dāng)MON向VMC發(fā)送視頻源更新命令時(shí)，VMC根據(jù)通信協(xié)議解包后，完成對(duì)視頻客戶端camctrl的管理和控制。該子系統(tǒng)可分為VMCMON信息交互和VMCcamctrl信息交互兩個(gè)模塊。 VMCMON信息交互模塊該模塊完成視頻管理子系統(tǒng)VMC與顯示管理子系統(tǒng)MON的信息交互功能。一、監(jiān)聽(tīng)MON進(jìn)程當(dāng)顯示管理子系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)起一個(gè)監(jiān)聽(tīng)進(jìn)程，始終監(jiān)聽(tīng)6011端口接收MON發(fā)過(guò)來(lái)的通知包。然后調(diào)用解包函數(shù)進(jìn)行相應(yīng)處理。MON數(shù)據(jù)包解包處理該解包過(guò)程的主要功能是解析MON發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)包并做相應(yīng)的處理。通過(guò)上面的介紹，來(lái)自MON的數(shù)據(jù)包包括：close通知數(shù)據(jù)包和open通知數(shù)據(jù)包。close和open通知數(shù)據(jù)包的解包處理過(guò)程相同。VMC接收到close通知數(shù)據(jù)包后，首先根據(jù)第二字節(jié)的命令字節(jié)判斷數(shù)據(jù)包類型為close，然后獲取到需要關(guān)閉的視頻客戶端地址Camera IP，調(diào)用VMCcamctrl進(jìn)行處理，獲取到MON的地址Monitor IP和ACK序列碼S后調(diào)用應(yīng)答處理。VMCMON應(yīng)答處理當(dāng)VMC接收到MON的通知數(shù)據(jù)包并進(jìn)行解包處理后，需要向MON發(fā)送確認(rèn)應(yīng)答數(shù)據(jù)包。視頻客戶端camctrl是運(yùn)行在與閱讀器相連主機(jī)Host的程序。該程序的主要功能是完成與視頻管理子系統(tǒng)的信息交互，同時(shí)控制運(yùn)行在同一主機(jī)上的攝像頭的視頻流傳輸和停止。VMC與camctrl之間是管理與被管理的關(guān)系。VMC得到MON的通知命令后，根據(jù)通知數(shù)據(jù)包中camctrl的IP地址，向camctrl發(fā)送管理命令。在該模塊的設(shè)計(jì)過(guò)程中，VMC只是起到轉(zhuǎn)發(fā)的功能，這樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻客戶端的統(tǒng)一管理。camctrl得到命令后返回確認(rèn)消息后并不通過(guò)VMC而是直接向MON發(fā)送視頻流。此模塊同樣采用超時(shí)重傳和ACK確認(rèn)機(jī)制，從結(jié)構(gòu)上分為VMCcamctrl通知處理和監(jiān)聽(tīng)camctrl兩部分。第五章RFLTS定位系統(tǒng)性能測(cè)試和功能演示該章是對(duì)RFLTS定位系統(tǒng)及RFMLTS中間件的性能測(cè)試和功能演示。在測(cè)試過(guò)程中，我們從場(chǎng)景、RFMLTS中間件讀取準(zhǔn)確率、文本顯示響應(yīng)時(shí)間和視頻切換響應(yīng)時(shí)間等方面進(jìn)行測(cè)試。我們按照程序啟動(dòng)、文本定位功能和跟蹤功能的順序依次進(jìn)行演示。RFLTS定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作完成后，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了性能測(cè)試。性能測(cè)試主要分為客戶端性能測(cè)試和管理端性能測(cè)試兩部分，分別從不同角度進(jìn)行測(cè)試。在測(cè)試過(guò)程中我們選擇了有代表意義的六種測(cè)試場(chǎng)景，如表51所示：表51 測(cè)試場(chǎng)景場(chǎng)景序號(hào)場(chǎng)景說(shuō)明1客戶端與管理端之間的距離為3米之內(nèi)且無(wú)障礙2客戶端與管理端之間的距離為3米之內(nèi)且存在障礙3客戶端與管理端之間的距離為3米到8米之間且無(wú)障礙4客戶端與管理端之間的距離為3米到8米之間且存在障礙5客戶端與管理端之間的距離為8米以上且無(wú)障礙6客戶端與管理端之間的距離為8米以上且存在障礙注：測(cè)試場(chǎng)景中的障礙為正常的辦公環(huán)境中的物品，包括電腦桌和墻壁?？蛻舳诉\(yùn)行的程序包括RFMLTS中間件、camctrl和aodv，因此在客戶端性能測(cè)試種主要包括對(duì)閱讀器在不同場(chǎng)景的讀取準(zhǔn)確率、RFMLTS中間件工作的穩(wěn)定性、標(biāo)簽狀態(tài)變化的響應(yīng)時(shí)間等方面的測(cè)試。我們按照表51提到的6種測(cè)試場(chǎng)景依次對(duì)客戶端進(jìn)行了10次測(cè)試。測(cè)試數(shù)據(jù)如表52所示：表52 客戶端性能測(cè)試數(shù)據(jù)場(chǎng)景（號(hào)）網(wǎng)絡(luò)丟包率（%）tag讀取率（%）狀態(tài)變化響應(yīng)時(shí)間 （s）RFMLTScamctrl響應(yīng)時(shí)間（s）10100穩(wěn)定220100穩(wěn)定2315100穩(wěn)定420100穩(wěn)定530100穩(wěn)定3650100穩(wěn)定3從表52中我們可以看到， aodv路由并不是很穩(wěn)定，隨著距離的增大網(wǎng)絡(luò)性能收到了較大的影響，同時(shí)由于網(wǎng)絡(luò)性能的原因，通知camctrl的消息可能因數(shù)據(jù)丟失而重傳，從而camctrl響應(yīng)的時(shí)間也會(huì)相應(yīng)增大。但是最多3秒的響應(yīng)時(shí)間完全可以滿足系統(tǒng)的要求。RFMLTS中間件工作狀態(tài)非常穩(wěn)定，標(biāo)簽的讀取率全部都是100%。同時(shí)標(biāo)簽狀態(tài)發(fā)生改變的相應(yīng)時(shí)間比較穩(wěn)定。RFLTS管理端需要運(yùn)行RMC、VMC子系統(tǒng)，同時(shí)由于主機(jī)數(shù)目的原因，我們將原本可獨(dú)立運(yùn)行的MON子系統(tǒng)也放在同一個(gè)服務(wù)器上運(yùn)行。因此我們?cè)诒静糠值墓芾矶诵阅軠y(cè)試中，也包含了MON子系統(tǒng)。由于RFMLTS中間件對(duì)RFLTS系統(tǒng)已經(jīng)屏蔽了閱讀器和標(biāo)簽等底層的差異，因此對(duì)RFLTS管理端的性能測(cè)試主要側(cè)重于系統(tǒng)的穩(wěn)定性、子系統(tǒng)交互響應(yīng)時(shí)間、MON端視頻切換響應(yīng)時(shí)間等方面。RFID定位系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，要啟動(dòng)運(yùn)行在與閱讀器相連主機(jī)Host上的客戶端程序，包括視頻播放器vlc、數(shù)據(jù)采集客戶端client和視頻客戶端camctrl。同時(shí)也要運(yùn)行管理端程序，包括視頻播放器vlc、閱讀器管理子系統(tǒng)RMC、顯示管理子系統(tǒng)MON和視頻管理子系統(tǒng)VMC。在該系統(tǒng)中，我們將RMC和VMC放在同一個(gè)服務(wù)器，統(tǒng)稱為信息管理系統(tǒng)（IMC）。MON是獨(dú)立的顯示終端，與vlc一起運(yùn)行在該終端?？蛻舳伺c管理端之間、管理端與管理端之間的通信是建立在Ad Hoc無(wú)線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的，我們選擇aodv路由協(xié)議，因此還需要在各個(gè)節(jié)點(diǎn)運(yùn)行aodv。每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要運(yùn)行的程序如圖51所示：圖51 節(jié)點(diǎn)程序運(yùn)行清單圖文本顯示功能是按照不同視圖進(jìn)行顯示。視圖分為nodeip、readerid和taguid。下面我們依次進(jìn)行演示。一、nodeip視圖nodeip是節(jié)點(diǎn)的唯一標(biāo)識(shí)。通過(guò)該視圖，管理者可以清楚的看到某個(gè)節(jié)點(diǎn)下存在的標(biāo)簽及標(biāo)簽狀態(tài)。nodeip視圖是以nodeip為關(guān)鍵字，顯示該節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽出現(xiàn)的情況，標(biāo)簽除了new ing、hold on 狀態(tài)外，還包括left歷史信息。圖63 nodeip視圖2二、readerid視圖readerid是閱讀器的唯一標(biāo)識(shí)。通過(guò)該視圖，管理者可以清楚的分析某個(gè)閱讀器讀取到的標(biāo)簽信息，并且根據(jù)uccmd關(guān)鍵字判斷標(biāo)簽的狀態(tài)。readerid視圖是以readerid為關(guān)鍵字，顯示該閱讀器中讀到的標(biāo)簽情況，標(biāo)簽除了new ing、hold on 狀態(tài)外，還包括left歷史信息。三、taguid視圖UID是標(biāo)簽的唯一標(biāo)識(shí)，通過(guò)taguid視圖管理者可以清楚看到經(jīng)過(guò)該系統(tǒng)控制范圍內(nèi)的所有標(biāo)簽。同時(shí)根據(jù)被選中的標(biāo)簽UID，系統(tǒng)顯示該標(biāo)簽的位置信息，其中包括標(biāo)簽所在的節(jié)點(diǎn)和所屬的閱讀器。此外，系統(tǒng)還顯示了該標(biāo)簽的歷史信息，通過(guò)歷史信息我們可以方便的判斷標(biāo)簽的行動(dòng)軌跡和出入時(shí)間。跟蹤功能演示是在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行的，演示的主要目的是展示標(biāo)簽從一個(gè)閱讀器范圍進(jìn)入另外一個(gè)閱讀器范圍時(shí)，系統(tǒng)完成的視頻自動(dòng)切換跟蹤功能。圖66 start track按鈕當(dāng)開始跟蹤后，vlc播放器就開始接收該標(biāo)簽所在節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的視頻流，：跟蹤截圖1當(dāng)標(biāo)簽從該閱讀器范圍移動(dòng)到另外一個(gè)閱讀器范圍時(shí)，視頻進(jìn)行自動(dòng)切換，跟蹤標(biāo)簽的移動(dòng)。如圖53所示：跟蹤截圖2同樣道理，當(dāng)標(biāo)簽再移動(dòng)到其他閱讀器范圍時(shí)，仍不斷的進(jìn)行視頻切換，直到管理者按下“stop track”按鈕才停止對(duì)標(biāo)簽的實(shí)時(shí)跟蹤。第六章 系統(tǒng)通用性和可擴(kuò)展性及安全性研究本課題研究的基于Ad Hoc無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)合RFID射頻識(shí)別技術(shù)提供位置信息和實(shí)時(shí)跟蹤服務(wù)的系統(tǒng)，在RFID硬件的選擇上是以SIEMENS公司出品的MOBY D系列和rf600系列做為RFID識(shí)別設(shè)備，軟件系統(tǒng)的開發(fā)在Linux平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)，各模塊之間的接口設(shè)計(jì)統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)便于系統(tǒng)的移植和再擴(kuò)展。，Ad Hoc無(wú)線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)作為一種新的組網(wǎng)方式具有很多的優(yōu)勢(shì)，比如可獨(dú)立組網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)可動(dòng)態(tài)重組等明顯的優(yōu)點(diǎn)，但是在Ad Hoc無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中也存在著一些很難解決的問(wèn)題，像能源問(wèn)題，安全問(wèn)題等。隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的發(fā)展，人們會(huì)想盡辦法解決這些技術(shù)難題，推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步和網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)，目前有很多人開始研究替代Ad Hoc無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，其中ZigBee技術(shù)的出現(xiàn)受到人們的關(guān)注，ZigBee技術(shù)的傳輸速度為20K~250Kbps，采用16位/64位 IEEE尋址、CSMACA信道接入、支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、星狀及網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、可自組成網(wǎng)、采用全握手（Fully handshakes）協(xié)議保證了傳輸?shù)姆€(wěn)定性。 ISM頻段內(nèi)有5MHz 16個(gè)頻道，915MHz頻段內(nèi)有10個(gè)頻道，868MHz頻段內(nèi)有1個(gè)頻道。此外，非常重要的是它還具有低功耗的特點(diǎn)。在將來(lái)ZigBee很可能替代Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成為無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。雖然ZigBee技術(shù)與Ad Hoc無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有很多不同，在特性上各有所長(zhǎng)，但是它們都屬于無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)，都適用于在有限的地理區(qū)域獨(dú)立組網(wǎng)，完成網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信，獨(dú)立進(jìn)行路由計(jì)算并可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)重組。本課題研究的RFLTS定位系統(tǒng)就是基于Ad Hoc無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的上述這些特點(diǎn)展開的研究，但并沒(méi)有拘泥于Ad Hoc無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的具體細(xì)節(jié)，因此RFID定位系統(tǒng)支持無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的升級(jí)，具有良好的平臺(tái)無(wú)關(guān)性，并且網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的升級(jí)同時(shí)會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)性能的改進(jìn)。RFID技術(shù)目前的發(fā)展?fàn)顩r是還沒(méi)有真正統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，但這并不妨礙RFID技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)品的多樣性，工作在不同頻段，識(shí)別的距離和速度也各有不同。作為本課題研究的基于Ad Hoc無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)合RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)位置信息和實(shí)時(shí)監(jiān)控服務(wù)的RFID定位演示系統(tǒng)，RFID閱讀器是信息采集部分的基礎(chǔ)設(shè)備，負(fù)責(zé)目標(biāo)物體的識(shí)別，將目標(biāo)物體的狀態(tài)信息上報(bào)給系統(tǒng)的管理端。由于產(chǎn)品類型的選擇與系統(tǒng)可能應(yīng)用的場(chǎng)景有很大關(guān)系，所有RFID硬件的選擇條件是很苛刻的。我們?cè)O(shè)計(jì)的RFMLTS中間件可以屏蔽不同廠商不同系列產(chǎn)品的差異，對(duì)演示系統(tǒng)的信息采集成功率等方面不會(huì)產(chǎn)生影響。至于采用哪個(gè)廠商的哪個(gè)系列的硬件產(chǎn)品并不會(huì)影響系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。本課題研究的RFLTS定位系統(tǒng)在系統(tǒng)功能上主要是對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中移動(dòng)的目標(biāo)物體提供位置服務(wù)。在本課題的研究中我們只是演示了位置服務(wù)中最基本的功能定位和實(shí)時(shí)跟蹤，事實(shí)上基于位置信息可以提供很多有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的有意思的服務(wù)。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上看，系統(tǒng)中用于完成各種功能的服務(wù)器采用的是分布式的結(jié)構(gòu)并且它們?cè)诠δ苌鲜仟?dú)立的，這種結(jié)構(gòu)有利于系統(tǒng)的擴(kuò)展。在本課題的研究范疇內(nèi)我們是基于來(lái)自RFID閱讀器的關(guān)于物體的狀態(tài)信息實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的位置信息服務(wù)，我們也可以通過(guò)架設(shè)一些服務(wù)器來(lái)提供不同的基于RFID射頻識(shí)別信息進(jìn)行功能計(jì)算的其他服務(wù)。系統(tǒng)中有一個(gè)閱讀器管理子系統(tǒng)RMC負(fù)責(zé)將來(lái)自客戶端client的多個(gè)Reader的繁多標(biāo)簽信息轉(zhuǎn)發(fā)至各個(gè)功能子系統(tǒng)，增加RMC模塊而沒(méi)有采用client直接向各功能子系統(tǒng)發(fā)送信息，可以降低網(wǎng)絡(luò)中連接發(fā)起的次數(shù)，將可能需要多次連接傳送的數(shù)據(jù)在RMC匯總后一次發(fā)送，雖然增加了單次連接時(shí)發(fā)送的數(shù)據(jù)量，但這種方式對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響要小得多，在規(guī)模較大的網(wǎng)絡(luò)中，也可以擴(kuò)展RMC從而進(jìn)一步減少網(wǎng)絡(luò)中連接發(fā)起的數(shù)量。另外，從系統(tǒng)功能擴(kuò)展的角度，RMC不僅是數(shù)據(jù)流的匯聚還可以通過(guò)增加對(duì)客戶端client的控制增強(qiáng)RMC的管理功能。從系統(tǒng)可適應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看，目前我們?cè)赗FID定位演示系統(tǒng)中RFID閱讀器的位置是不變的。事實(shí)上，系統(tǒng)在信息交互格式及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上都支持閱讀器的移動(dòng)，在消息格式中預(yù)留了記錄Reader位置坐標(biāo)信息的字段，同時(shí)在數(shù)據(jù)庫(kù)表也預(yù)留了坐標(biāo)空間。只是在本課題的研究范疇內(nèi)我們根據(jù)閱讀器配置文件得到固定閱讀器的位置信息，而對(duì)于移動(dòng)的閱讀器位置信息如何獲取未作深入研究。在通過(guò)其他技術(shù)手段可以有效獲得移動(dòng)中的閱讀器準(zhǔn)確位置信息時(shí)，系統(tǒng)將可以很好的支持移動(dòng)閱讀器的場(chǎng)景。 在通信協(xié)議安全可靠性上的考慮，主要體現(xiàn)在