李寶山，付社衛(wèi)

（內(nèi)蒙古科技大學(xué)，內(nèi)蒙古 包頭 014010）

1 引言

RFID系統(tǒng)由以下四部分組成：電子標(biāo)簽 、讀寫(xiě)器、天線及中間件。中間件是RFID系統(tǒng)的核心組成部件，其主要特點(diǎn)是：獨(dú)立性、數(shù)據(jù)流、處理流。因此中間件的主要功能應(yīng)包括：數(shù)據(jù)采集與處理、讀寫(xiě)設(shè)備的設(shè)置與管理以及與上層應(yīng)用軟件的數(shù)據(jù)信息交互等。

而嵌入式RFID中間件具有以下優(yōu)點(diǎn)：體積小，部署地點(diǎn)接近于數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)；資源少，僅采用嵌入式計(jì)算環(huán)境；成本低，中間件僅運(yùn)行于弱計(jì)算環(huán)境的嵌入式系統(tǒng)上，相比于原來(lái)的服務(wù)器，降低了中間件部署成本。

嵌入式RFID中間件系統(tǒng)分為硬件和軟件兩個(gè)方面，通過(guò)嵌入式Linux和ARM體系構(gòu)建硬件平臺(tái)，通過(guò)使用編程語(yǔ)言和嵌入式開(kāi)發(fā)工具包在Linux軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)中間件的設(shè)備管理功能。

系統(tǒng)硬件平臺(tái)為廣州致遠(yuǎn)電子ARMS3C2410實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，包括ARM920T處理器、64MB內(nèi)存、64MB Flash和10M/100M網(wǎng)口。軟件系統(tǒng)平臺(tái)為嵌入式Linux操作系統(tǒng)平臺(tái)。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)階段所用電子標(biāo)簽及讀寫(xiě)器如下：

電子標(biāo)簽：Tag-it HF-I，符合ISO 15693標(biāo)準(zhǔn)；Mifare One S50，符合ISO 14443A標(biāo)準(zhǔn)。

讀寫(xiě)器：USB Reader，支持ISO 15693；開(kāi)發(fā)方式：串口開(kāi)發(fā)；MF1 Reader，支持ISO 14443A、ISO 14443B、ISO 15693。

2 嵌入式RFID中間件的實(shí)現(xiàn)方案

2.1 嵌入式RFID中間件的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（1）系統(tǒng)分布性問(wèn)題，RFID標(biāo)簽在應(yīng)用時(shí)具有分布性和多樣性；

（2）系統(tǒng)實(shí)時(shí)性問(wèn)題，實(shí)時(shí)性問(wèn)題是指系統(tǒng)對(duì)于外部響應(yīng)的時(shí)間能否滿足要求；

（3）系統(tǒng)資源受限問(wèn)題，在嵌入式的弱計(jì)算環(huán)境下對(duì)資源有限的問(wèn)題和優(yōu)化算法的問(wèn)題要嚴(yán)格考慮。

2.2 嵌入式RFID中間件設(shè)計(jì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能

（1）提供與多種RFID讀寫(xiě)器兼容設(shè)備操作接口；

（2）數(shù)據(jù)過(guò)濾和傳輸；

（3）管理RFID讀寫(xiě)設(shè)備；

（4）支持與已有的業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用集成。

2.3 硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)的構(gòu)建

包括對(duì)開(kāi)發(fā)板存儲(chǔ)的分配及S3C2410的初始化，Linux的內(nèi)核移植及交叉編譯環(huán)境的構(gòu)建。

3 整體框架及功能模塊劃分

為了實(shí)現(xiàn)上述功能，嵌入式RFID中間件應(yīng)該具有下面四種模塊：管理配置模塊、遠(yuǎn)程命令控制模塊、數(shù)據(jù)提取及過(guò)濾模塊以及設(shè)備管理接口模塊。

設(shè)備管理模塊主要包括串行口適配模塊、命令行接收發(fā)送模塊、數(shù)據(jù)處理模塊。該模塊接受來(lái)自管理配置模塊的命令，通過(guò)命令處理器可以完成對(duì)相應(yīng)功能模塊和讀寫(xiě)器的配置，并將數(shù)據(jù)信息反饋給應(yīng)用層的接口模塊，實(shí)現(xiàn)其功能。

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)備接口管理模塊具體功能如下：

兩種不同的讀寫(xiě)器讀兩種不同標(biāo)簽，通過(guò)串行口與開(kāi)發(fā)板連接，通過(guò)在本地設(shè)計(jì)的管理信息處理軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)嵌入式中間件的管理。

圖1 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證圖

讀寫(xiě)器與上層接口的實(shí)現(xiàn)如下：

設(shè)備連接API（及初始化）：

本地客戶端管理的實(shí)現(xiàn)如圖2所示。

4 總結(jié)

本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)在RFID中間件的發(fā)展提出了基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)和S3C2410硬件平臺(tái)的嵌入式RFID中間件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方案。本系統(tǒng)還存在一些缺陷和未實(shí)現(xiàn)的功能，可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)和提高。

圖2 本地客戶端管理平臺(tái)

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