面向RFID的復(fù)雜事件描述語言研究及應(yīng)用
1簡介
隨著電子商務(wù)和信息技術(shù)的發(fā)展以及無線射頻識別技術(shù)(RadioFrequencyIdentification,RFID)[1]應(yīng)用的普及,越來越多的應(yīng)用系統(tǒng)以事件流處理為核心,如企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)(EnterpriseResourcePlanning,ERP)供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)(SupplyChainManagement,SCM)等。RFID應(yīng)用系統(tǒng)中,標(biāo)簽卡通過特定的讀卡器,發(fā)生數(shù)據(jù)庫操作或其它如溫度,濕度狀態(tài)的改變等稱為事件。在應(yīng)用過程中會產(chǎn)生原始事件流,特定的原始事件可以觸發(fā)更高一級的復(fù)雜事件。為了準(zhǔn)確描述事件間的關(guān)系,充分挖掘事件流背后蘊(yùn)含著真正的商業(yè)邏輯,需要一種規(guī)范的,專門的描述語言。復(fù)雜事件描述語言是對原始事件流中事件間邏輯關(guān)系的一種表達(dá)方式,對挖掘事件流背后的商業(yè)邏輯有重要的意義。
目前國內(nèi)外學(xué)者對復(fù)雜事件處理機(jī)制的研究有很多[3][4],但對復(fù)雜事件描述語言的研究很少,而且成果并不多,目前復(fù)雜事件描述語言沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),文獻(xiàn)[5]提出的SASE事件描述語言(SASEEventLanguage)是一個(gè)相對成熟的復(fù)雜事件描述語言,本文在其基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化,提出一種復(fù)雜事件描述語言CDL,并給出其形式化定義。同時(shí)結(jié)合供應(yīng)鏈RFID系統(tǒng),詳細(xì)描述了CDL的具體應(yīng)用。
2CDL描述語言定義
2.1CDL描述語言句型定義
現(xiàn)有成熟的復(fù)雜事件描述語言并不多,SASE事件描述語言(SASEEventLanguage)是一個(gè)相對成熟,開放的基于事件流的復(fù)雜事件描述語言,本文在其基礎(chǔ)上提出了CDL描述語言(Complex-EventDescriptionLanguage),它更接于近數(shù)學(xué)表達(dá)式,并且可以對事件流進(jìn)行準(zhǔn)確的描述,匹配,過濾與轉(zhuǎn)換,可以匹配原始事件流中基于時(shí)間和條件因素形成的各種復(fù)雜事件,并且定義匹配成功后將觸發(fā)的動作和事件,其語法結(jié)構(gòu)如下所示:
其語義為:當(dāng)事件表達(dá)式exp在時(shí)間表達(dá)式t規(guī)定的時(shí)間范圍里,滿足條件表達(dá)式q描述的條件約束時(shí),觸發(fā)動作表達(dá)式a描述的內(nèi)容。
2.2事件表達(dá)式定義
事件表達(dá)式是復(fù)雜事件描述語言的重要組成部分,體現(xiàn)了業(yè)務(wù)邏輯的匹配,文獻(xiàn)[5]中定義了事件類型和事件實(shí)例的概念,在這個(gè)基礎(chǔ)上我們提出了一些相關(guān)的補(bǔ)充:
事件類型是一類事件的統(tǒng)稱,用大寫字母表示,如A;事件實(shí)例是一個(gè)具體的事件,用小寫字母表示,如a。一個(gè)事件實(shí)例屬于并且只屬于一個(gè)事件類型。
定義1事件表達(dá)式:利用事件類型,事件實(shí)例和各種連接符表達(dá)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中發(fā)生的事件的表達(dá)式稱為事件表達(dá)式,形如(Aa)的是最簡單的事件表達(dá)式。
定義2連接符(邏輯與):當(dāng)連接的兩個(gè)事件都發(fā)生時(shí),表達(dá)式值為真。形式化定義如下所示:Exp1Exp2≡Exp1∧Exp2。例如(Aa)(Bb)表示事件類型為A和B的兩個(gè)事件實(shí)例a,b均發(fā)生。
定義3連接符||(邏輯或):當(dāng)||連接的兩個(gè)事件之一發(fā)生時(shí),表達(dá)式值即為真。形式化定義如下所示:Exp1||Exp2≡Exp1∨Exp2。例如(Aa)||(Bb)表示事件類型為A和B的兩個(gè)事件實(shí)例a,b至少一個(gè)發(fā)生。
定義4連接符!(否定):起到否定的作用,加在事件類型前表示該事件類型不發(fā)生。帶有!
連接符的事件稱為否定事件。形式化定義如下所示:!(Exp1)≡?Exp1,例如!(Aa)表示事件類型為A的事件實(shí)例a不發(fā)生。
定義5運(yùn)算符優(yōu)先級:按從大到小依次為!,,||。
性質(zhì)1如果Exp1是事件表達(dá)式,則!(Exp1)也是事件表達(dá)式。
性質(zhì)2如果Exp1,Exp2都是事件表達(dá)式,則(Exp1Exp2)也是事件表達(dá)式。
性質(zhì)3如果Exp1,Exp2都是事件表達(dá)式,則(Exp1||Exp2)也是事件表達(dá)式。
根據(jù)以上的定義和性質(zhì),存在邏輯關(guān)系的事件均可用事件表達(dá)式描述,而事件間除了邏輯關(guān)系,還有發(fā)生時(shí)間的先后次序,所以定義次序表達(dá)式。
定義6肯定ORDER表達(dá)式,表示多個(gè)事件按順序發(fā)生,如:
有了事件表達(dá)式的形式化定義,我們來對條件表達(dá)式進(jìn)行定義。
2.3條件表達(dá)式定義
事件表達(dá)式中出現(xiàn)的每一個(gè)事件實(shí)例都是有屬性的,條件表達(dá)式對事件實(shí)例的屬性間關(guān)系加以測試,對事件表達(dá)式中的事件實(shí)例加以邏輯限制。
條件表達(dá)式可以用事件實(shí)例的屬性和常量進(jìn)行比較,這種測試稱為常量測試;也可以用事件表達(dá)式中的事件實(shí)例的屬性作為變量互相比較,這種測試稱為變量參數(shù)測試;當(dāng)兩種測試都出現(xiàn)時(shí),稱為混合測試。下面三個(gè)條件表達(dá)式分別是常量測試,變量參數(shù)測試和混合測試的例子。
(1)WHEREa.id=”021903”∨a.type_id=”039”
(2)WHEREa.id=b.id∧c.weightd.weight
(3)WHEREa.vendor=”021903”∧a.id=b.id
在WHERE表達(dá)式中(∧)符號表示并且關(guān)系,(∨)符號表示或者關(guān)系。
2.4時(shí)間表達(dá)式定義
時(shí)間表達(dá)式用于限定事件發(fā)生的時(shí)間范圍。
當(dāng)表示一個(gè)時(shí)間點(diǎn)發(fā)生的事件,用關(guān)鍵字AT,后接一個(gè)參數(shù)表示某一時(shí)刻。當(dāng)表示在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)發(fā)生的事件,用關(guān)鍵字WITHIN,后接一個(gè)表示時(shí)間段大小的參數(shù)。當(dāng)表示一個(gè)時(shí)間段內(nèi)發(fā)生的事件,用關(guān)鍵字BETWEEN,后面接開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間兩個(gè)參數(shù)。下面三個(gè)時(shí)間表達(dá)式分別是三種關(guān)鍵字的例子:
(1)AT7:30am表示事件在上午7:30分發(fā)生。
(2)WITHIN10hours表示事件在連續(xù)的10個(gè)小時(shí)內(nèi)發(fā)生。
(3)BETWEEN(10:00am,8:00pm)表示事件在上午10:00和下午8:00之間發(fā)生。
2.5動作表達(dá)式
當(dāng)在原始事件流上,事件表達(dá)式,條件表達(dá)式,時(shí)間表達(dá)式的限定全部滿足時(shí),觸發(fā)動作表達(dá)式規(guī)定的內(nèi)容。動作表達(dá)式由業(yè)務(wù)系統(tǒng)定義,如例1中的alert表示報(bào)警,業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的其它動作也可以定義相應(yīng)的表達(dá)式。
3CDL描述語言舉例
CDL描述語言可以應(yīng)用在ERP和SCM的RFID系統(tǒng)中,下面以供應(yīng)鏈RFID系統(tǒng)為例,介紹CDL語言的具體應(yīng)用。在供應(yīng)鏈RFID系統(tǒng)中,廠房和倉庫的入口門禁讀寫器,出口門禁讀寫器,貨架上安裝的讀寫器,以及一定數(shù)量的手持讀寫器構(gòu)成了一個(gè)RFID讀寫器網(wǎng)絡(luò)。RFID標(biāo)簽粘貼在托盤、包裝箱或元器件上,可以將信息傳遞給一定范圍內(nèi)的讀卡器,使得配送,質(zhì)檢,入庫,盤點(diǎn),出庫實(shí)現(xiàn)了自動化管理。在供應(yīng)鏈日常業(yè)務(wù)過程中,各個(gè)讀寫器產(chǎn)生的RFID數(shù)據(jù),系統(tǒng)狀態(tài)改變或者是用戶產(chǎn)生的輸入與輸出形成了原始事件。
下面舉例用CDL描述語言來描述供應(yīng)鏈RFID系統(tǒng)的日常業(yè)務(wù)。
例1:EVENT(SHELF-READINGx)(OVER-TEMPERATUREy)
WHEREx.id=’070301’∧x.shelf_id=y.shelf_id
WITHIN1minute
TODOalert
SHELF-READING表示貨架讀寫器讀取到的事件,OVER-TEMPERATURE表示溫度傳感器發(fā)生的事件。例1表示了在短時(shí)間內(nèi)如果編號為070301的產(chǎn)品所在貨架的溫度過高,則觸發(fā)報(bào)警事件。
例2:EVENTORDER(ENTRANCE-READINGx,!(CHECK-READINGy),EXIT-READINGz)
WHEREx.id=y.id∧x.id=z.id
WITHIN12hours
TODOreport_to_manager
例2中的ENTRANCE-READING表示倉庫入口處的讀卡器產(chǎn)生的入庫事件,CHECK-READING表示質(zhì)檢事件,EXIT-READING表示出庫事件,x,y,z分別是三個(gè)事件實(shí)例。描述的意義是監(jiān)測符合以下條件的產(chǎn)品:在12個(gè)小時(shí)內(nèi)完成入庫操作,但沒有經(jīng)過質(zhì)檢,就通過了倉庫出口。如檢測到結(jié)果說明有產(chǎn)品發(fā)生了漏檢,向管理員發(fā)送報(bào)告。
通過以上舉例說明CDL語言可以準(zhǔn)確的描述供應(yīng)鏈RFID系統(tǒng)的日常業(yè)務(wù),以及在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)滿足條件時(shí)觸發(fā)的動作。CDL也可以較好的描述其它RFID系統(tǒng)的日常業(yè)務(wù),在此不做舉例說明。
4結(jié)論
本文改進(jìn)并提出了一套基于RFID的復(fù)雜事件描述語言CDL,它比其它描述語言更接近數(shù)學(xué)表達(dá)式,并且可以更準(zhǔn)確的描述事件間的邏輯關(guān)系與時(shí)間關(guān)系。目前在國內(nèi),復(fù)雜事件描述語言沒有得到人們的深刻認(rèn)識,也沒有得到廣泛應(yīng)用,但隨著大規(guī)模通訊系統(tǒng)的發(fā)展,復(fù)雜事件描述語言很快會得到應(yīng)用,并且會有更廣闊的應(yīng)用空間。
隨著電子商務(wù)和信息技術(shù)的發(fā)展以及無線射頻識別技術(shù)(RadioFrequencyIdentification,RFID)[1]應(yīng)用的普及,越來越多的應(yīng)用系統(tǒng)以事件流處理為核心,如企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)(EnterpriseResourcePlanning,ERP)供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)(SupplyChainManagement,SCM)等。RFID應(yīng)用系統(tǒng)中,標(biāo)簽卡通過特定的讀卡器,發(fā)生數(shù)據(jù)庫操作或其它如溫度,濕度狀態(tài)的改變等稱為事件。在應(yīng)用過程中會產(chǎn)生原始事件流,特定的原始事件可以觸發(fā)更高一級的復(fù)雜事件。為了準(zhǔn)確描述事件間的關(guān)系,充分挖掘事件流背后蘊(yùn)含著真正的商業(yè)邏輯,需要一種規(guī)范的,專門的描述語言。復(fù)雜事件描述語言是對原始事件流中事件間邏輯關(guān)系的一種表達(dá)方式,對挖掘事件流背后的商業(yè)邏輯有重要的意義。
圖1:RFID的信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
目前國內(nèi)外學(xué)者對復(fù)雜事件處理機(jī)制的研究有很多[3][4],但對復(fù)雜事件描述語言的研究很少,而且成果并不多,目前復(fù)雜事件描述語言沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),文獻(xiàn)[5]提出的SASE事件描述語言(SASEEventLanguage)是一個(gè)相對成熟的復(fù)雜事件描述語言,本文在其基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化,提出一種復(fù)雜事件描述語言CDL,并給出其形式化定義。同時(shí)結(jié)合供應(yīng)鏈RFID系統(tǒng),詳細(xì)描述了CDL的具體應(yīng)用。
2CDL描述語言定義
2.1CDL描述語言句型定義
現(xiàn)有成熟的復(fù)雜事件描述語言并不多,SASE事件描述語言(SASEEventLanguage)是一個(gè)相對成熟,開放的基于事件流的復(fù)雜事件描述語言,本文在其基礎(chǔ)上提出了CDL描述語言(Complex-EventDescriptionLanguage),它更接于近數(shù)學(xué)表達(dá)式,并且可以對事件流進(jìn)行準(zhǔn)確的描述,匹配,過濾與轉(zhuǎn)換,可以匹配原始事件流中基于時(shí)間和條件因素形成的各種復(fù)雜事件,并且定義匹配成功后將觸發(fā)的動作和事件,其語法結(jié)構(gòu)如下所示:
其語義為:當(dāng)事件表達(dá)式exp在時(shí)間表達(dá)式t規(guī)定的時(shí)間范圍里,滿足條件表達(dá)式q描述的條件約束時(shí),觸發(fā)動作表達(dá)式a描述的內(nèi)容。
2.2事件表達(dá)式定義
事件表達(dá)式是復(fù)雜事件描述語言的重要組成部分,體現(xiàn)了業(yè)務(wù)邏輯的匹配,文獻(xiàn)[5]中定義了事件類型和事件實(shí)例的概念,在這個(gè)基礎(chǔ)上我們提出了一些相關(guān)的補(bǔ)充:
事件類型是一類事件的統(tǒng)稱,用大寫字母表示,如A;事件實(shí)例是一個(gè)具體的事件,用小寫字母表示,如a。一個(gè)事件實(shí)例屬于并且只屬于一個(gè)事件類型。
定義1事件表達(dá)式:利用事件類型,事件實(shí)例和各種連接符表達(dá)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中發(fā)生的事件的表達(dá)式稱為事件表達(dá)式,形如(Aa)的是最簡單的事件表達(dá)式。
定義2連接符(邏輯與):當(dāng)連接的兩個(gè)事件都發(fā)生時(shí),表達(dá)式值為真。形式化定義如下所示:Exp1Exp2≡Exp1∧Exp2。例如(Aa)(Bb)表示事件類型為A和B的兩個(gè)事件實(shí)例a,b均發(fā)生。
定義3連接符||(邏輯或):當(dāng)||連接的兩個(gè)事件之一發(fā)生時(shí),表達(dá)式值即為真。形式化定義如下所示:Exp1||Exp2≡Exp1∨Exp2。例如(Aa)||(Bb)表示事件類型為A和B的兩個(gè)事件實(shí)例a,b至少一個(gè)發(fā)生。
定義4連接符!(否定):起到否定的作用,加在事件類型前表示該事件類型不發(fā)生。帶有!
連接符的事件稱為否定事件。形式化定義如下所示:!(Exp1)≡?Exp1,例如!(Aa)表示事件類型為A的事件實(shí)例a不發(fā)生。
定義5運(yùn)算符優(yōu)先級:按從大到小依次為!,,||。
性質(zhì)1如果Exp1是事件表達(dá)式,則!(Exp1)也是事件表達(dá)式。
性質(zhì)2如果Exp1,Exp2都是事件表達(dá)式,則(Exp1Exp2)也是事件表達(dá)式。
性質(zhì)3如果Exp1,Exp2都是事件表達(dá)式,則(Exp1||Exp2)也是事件表達(dá)式。
根據(jù)以上的定義和性質(zhì),存在邏輯關(guān)系的事件均可用事件表達(dá)式描述,而事件間除了邏輯關(guān)系,還有發(fā)生時(shí)間的先后次序,所以定義次序表達(dá)式。
定義6肯定ORDER表達(dá)式,表示多個(gè)事件按順序發(fā)生,如:
有了事件表達(dá)式的形式化定義,我們來對條件表達(dá)式進(jìn)行定義。
2.3條件表達(dá)式定義
事件表達(dá)式中出現(xiàn)的每一個(gè)事件實(shí)例都是有屬性的,條件表達(dá)式對事件實(shí)例的屬性間關(guān)系加以測試,對事件表達(dá)式中的事件實(shí)例加以邏輯限制。
條件表達(dá)式可以用事件實(shí)例的屬性和常量進(jìn)行比較,這種測試稱為常量測試;也可以用事件表達(dá)式中的事件實(shí)例的屬性作為變量互相比較,這種測試稱為變量參數(shù)測試;當(dāng)兩種測試都出現(xiàn)時(shí),稱為混合測試。下面三個(gè)條件表達(dá)式分別是常量測試,變量參數(shù)測試和混合測試的例子。
(1)WHEREa.id=”021903”∨a.type_id=”039”
(2)WHEREa.id=b.id∧c.weightd.weight
(3)WHEREa.vendor=”021903”∧a.id=b.id
在WHERE表達(dá)式中(∧)符號表示并且關(guān)系,(∨)符號表示或者關(guān)系。
2.4時(shí)間表達(dá)式定義
時(shí)間表達(dá)式用于限定事件發(fā)生的時(shí)間范圍。
當(dāng)表示一個(gè)時(shí)間點(diǎn)發(fā)生的事件,用關(guān)鍵字AT,后接一個(gè)參數(shù)表示某一時(shí)刻。當(dāng)表示在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)發(fā)生的事件,用關(guān)鍵字WITHIN,后接一個(gè)表示時(shí)間段大小的參數(shù)。當(dāng)表示一個(gè)時(shí)間段內(nèi)發(fā)生的事件,用關(guān)鍵字BETWEEN,后面接開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間兩個(gè)參數(shù)。下面三個(gè)時(shí)間表達(dá)式分別是三種關(guān)鍵字的例子:
(1)AT7:30am表示事件在上午7:30分發(fā)生。
(2)WITHIN10hours表示事件在連續(xù)的10個(gè)小時(shí)內(nèi)發(fā)生。
(3)BETWEEN(10:00am,8:00pm)表示事件在上午10:00和下午8:00之間發(fā)生。
2.5動作表達(dá)式
當(dāng)在原始事件流上,事件表達(dá)式,條件表達(dá)式,時(shí)間表達(dá)式的限定全部滿足時(shí),觸發(fā)動作表達(dá)式規(guī)定的內(nèi)容。動作表達(dá)式由業(yè)務(wù)系統(tǒng)定義,如例1中的alert表示報(bào)警,業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的其它動作也可以定義相應(yīng)的表達(dá)式。
3CDL描述語言舉例
CDL描述語言可以應(yīng)用在ERP和SCM的RFID系統(tǒng)中,下面以供應(yīng)鏈RFID系統(tǒng)為例,介紹CDL語言的具體應(yīng)用。在供應(yīng)鏈RFID系統(tǒng)中,廠房和倉庫的入口門禁讀寫器,出口門禁讀寫器,貨架上安裝的讀寫器,以及一定數(shù)量的手持讀寫器構(gòu)成了一個(gè)RFID讀寫器網(wǎng)絡(luò)。RFID標(biāo)簽粘貼在托盤、包裝箱或元器件上,可以將信息傳遞給一定范圍內(nèi)的讀卡器,使得配送,質(zhì)檢,入庫,盤點(diǎn),出庫實(shí)現(xiàn)了自動化管理。在供應(yīng)鏈日常業(yè)務(wù)過程中,各個(gè)讀寫器產(chǎn)生的RFID數(shù)據(jù),系統(tǒng)狀態(tài)改變或者是用戶產(chǎn)生的輸入與輸出形成了原始事件。
下面舉例用CDL描述語言來描述供應(yīng)鏈RFID系統(tǒng)的日常業(yè)務(wù)。
例1:EVENT(SHELF-READINGx)(OVER-TEMPERATUREy)
WHEREx.id=’070301’∧x.shelf_id=y.shelf_id
WITHIN1minute
TODOalert
SHELF-READING表示貨架讀寫器讀取到的事件,OVER-TEMPERATURE表示溫度傳感器發(fā)生的事件。例1表示了在短時(shí)間內(nèi)如果編號為070301的產(chǎn)品所在貨架的溫度過高,則觸發(fā)報(bào)警事件。
例2:EVENTORDER(ENTRANCE-READINGx,!(CHECK-READINGy),EXIT-READINGz)
WHEREx.id=y.id∧x.id=z.id
WITHIN12hours
TODOreport_to_manager
例2中的ENTRANCE-READING表示倉庫入口處的讀卡器產(chǎn)生的入庫事件,CHECK-READING表示質(zhì)檢事件,EXIT-READING表示出庫事件,x,y,z分別是三個(gè)事件實(shí)例。描述的意義是監(jiān)測符合以下條件的產(chǎn)品:在12個(gè)小時(shí)內(nèi)完成入庫操作,但沒有經(jīng)過質(zhì)檢,就通過了倉庫出口。如檢測到結(jié)果說明有產(chǎn)品發(fā)生了漏檢,向管理員發(fā)送報(bào)告。
通過以上舉例說明CDL語言可以準(zhǔn)確的描述供應(yīng)鏈RFID系統(tǒng)的日常業(yè)務(wù),以及在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)滿足條件時(shí)觸發(fā)的動作。CDL也可以較好的描述其它RFID系統(tǒng)的日常業(yè)務(wù),在此不做舉例說明。
4結(jié)論
本文改進(jìn)并提出了一套基于RFID的復(fù)雜事件描述語言CDL,它比其它描述語言更接近數(shù)學(xué)表達(dá)式,并且可以更準(zhǔn)確的描述事件間的邏輯關(guān)系與時(shí)間關(guān)系。目前在國內(nèi),復(fù)雜事件描述語言沒有得到人們的深刻認(rèn)識,也沒有得到廣泛應(yīng)用,但隨著大規(guī)模通訊系統(tǒng)的發(fā)展,復(fù)雜事件描述語言很快會得到應(yīng)用,并且會有更廣闊的應(yīng)用空間。
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