无线射频识别RFID(Radio Frequency IDentification)技术又称为电子标签技术，具有非接触、可批量读写、可重复利用等特点[1]，使其在食品溯源系统中得到了广泛运用。随着食品溯源系统的广泛应用，系统集成规模越来越大，从单个的商场、农贸市场逐步扩大到区县甚至是城市。在分布式食品溯源系统中，RFID中间件在食品溯源应用和RFID阅读器之间扮演着承上启下的关键角色[2]。由于其具有体积小、成本低、部署方式灵活等优点，嵌入式RFID中间件非常适合在食品溯源系统中应用。
根据嵌入式的特点，本文设计了分层的轻量级嵌入式RFID中间件ERM(Embedded RFID Middleware)模型，并在嵌入式平台上实现了该ERM中间件。
1 分布式食品溯源系统
利用嵌入式RFID中间件来构建分布式应用系统简单而快速[3]。分布式食品溯源系统如图1所示。溯源系统从左至右分别涉及食品流通的4个环节：生产、加工、物流、销售。而系统自下而上可以分为3个部分：
(1)信息采集模块：包括食品电子标签和终端设备，二者都构成一个典型的RFID应用系统，主要完成食品的识别和EPC 码的采集和预处理。本系统采用超高频RFID技术，符合ISO180000-6C(EPC Global Class1 Gen2)协议。食品生产厂家将含有全球唯一的EPC码和商品信息存储在电子标签中，并将其附着在食品的包装上;食品通过各个环节时，标签在经过阅读器的感应区域后，会自动被阅读器捕获;经过防碰撞机制和安全认证后，阅读器会将标签信息阅读到终端设备，这样就实现了自动化的食品信息采集。
(2)嵌入式中间件：作为食品溯源系统的中间设备，其主要完成对终端设备的管理、数据信息采集、处理、保存和上传到溯源平台服务器等功能。中间件从RFID原始数据中解析出时间、商户信息、流通状况和溯源码(EPC码)等信息，将信息存入中间件数据库并通过远程网络接口上传到服务器平台。
(3)溯源平台服务器：通过以太网接收食品相关信息并进行处理和应用。溯源平台服务器通过专用网与政府监控服务器连接，政府监管部门可以及时地发现和追踪食品安全问题。消费者则可以根据销售溯源码，通过短信、电话方式或进入本地溯源网站，查询食品流通记录，以保障消费者的有效追溯权利。
分布式食品溯源系统通过RFID技术和嵌入式中间件，在互联网的基础上构建了物联网信息服务系统[4]，保障了食品溯源的有效性和可靠性。
2 嵌入式中间件硬件设计
为了实现高性能、低成本的嵌入式中间件，采用了高性价比的硬件设计方案。
如图2所示，中间件硬件主要由ARM主控模块(AT91SAM9260)和外围器件组成。同时，选用大容量的存储器方案，包括64 MB的SDRAM、32 MB的Flash存储器，以及可支持扩展至4 GB的Micro SD卡。此外，还包括以下各个功能模块：以太网接口和GPRS模块，用于连接溯源平台服务器;阅读器接口包括ZigBee 传输模块、RS485模块和 RS232模块，终端设备可以通过3种方式与中间件通信;外设接口包括USB接口和串口，用于安装适配器驱动和复制存储器数据到其他设备;LCD屏和键盘用于用户与中间件交流，可以在中间件设备上管理终端设备和查询相关信息;电源模块为各部分电路供电，中间件可以使用外接适配器或电池供电。
3 嵌入式中间件软件设计
中间件操作系统采用ARM-Linux2.6，在Linux Kernel启动后，对外设进行初始化，运行数据库SQlite3，然后调用各模块，生成各线程级的任务。根据EPCglobal标准体系的建议[5]并结合嵌入式的特点，设计了适合嵌入式的RFID中间件ERM。ERM的系统整体架构由终端接口层、逻辑处理层、应用集成层组成，如图3所示。