聞 明，朱亞萍

(杭州電子科技大學自動化學院，浙江杭州310018)

0 引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，射頻識別技術和基于WINCE系統(tǒng)的終端設備更多地應用于生產(chǎn)和生活當中。終端設備的應用在國外起步比較早，嵌入式WINCE系統(tǒng)以其友好的用戶界面和良好的性能得到了廣泛地應用，人們一直以來都在關注WINCE系統(tǒng)及其周圍相應配套設備在應用上的優(yōu)勢和需要改進的地方［1］。由于WINCE系統(tǒng)的局限性［2］，并不支持對其周圍相應配套設備的直接通信操作。無論是在國外還是國內(nèi)，可以直接配套應用在WINCE系統(tǒng)上的射頻讀寫模塊的價格都比較高昂。在讀寫應用上，市面上的中低端RFID模塊一般都是基于單片機和PC機的，并不支持WINCE系統(tǒng)，再加上WINCE本來就很復雜的開發(fā)環(huán)境，對于普通開發(fā)者來說，無疑增加了WINCE系統(tǒng)下的讀卡應用的開發(fā)應用難度，找到合適的開發(fā)步驟和方法就顯得很重要了。本文選用價格一般的高頻IC卡讀寫模塊——YW-20x-C，給出了其在ARM 9處理器、WINCE 6.0系統(tǒng)下的讀寫應用的開發(fā)過程。

1 RFID讀寫系統(tǒng)總體設計

1.1 RFID讀寫模塊

本文采用的是利用PHILIPS公司的非接觸技術設計的微型嵌入式非接觸式讀寫模塊Y W-20x-C，該天線一體讀寫模塊內(nèi)嵌MFRC500射頻基站，可以讀取13.56 MHz的Mifare One射頻卡［3］，帶有默認自動尋卡功能。讀寫模塊引腳如表1所示。

1.2 讀寫模塊與上位機的電路連接圖

本文選用友善之臂公司的S3C2440開發(fā)板作為讀寫卡模塊的應用平臺，通過UART接口與模塊進行通信，當卡片進入到天線區(qū)后在CARDIN引腳上出現(xiàn)低電平，上位機可通過尋卡指令直接讀取卡片上的信息。模塊與開發(fā)板平臺的連接如圖1所示。

表1 YW-20x-C模塊引腳

圖1 電路連接圖

2 RFID讀寫系統(tǒng)軟件設計

2.1 讀寫模塊接口驅(qū)動設計

WINCE驅(qū)動程序是對硬件設備或是虛擬設備的一層軟件抽象，WINCE系統(tǒng)通過設備驅(qū)動與外圍設備進行通信，實現(xiàn)對硬件設備的操作、管理［4］。市面上的RFID模塊基本上沒有提供基于WINCE系統(tǒng)的設備驅(qū)動程序，所以讀寫模塊硬件設備在WINCE系統(tǒng)下開發(fā)應用的首要問題就是解決設備流驅(qū)動的問題，下面給出其驅(qū)動設計的一般步驟:

(1)建立模擬器工具［5］。運行Platform Builder，建立一個基于X86體系的模擬器;

(2)創(chuàng)建驅(qū)動程序工程。在PB6.0平臺的driver目錄下建立要創(chuàng)建的驅(qū)動所在的目錄。如在C:Wince600platformmini2440Srcdrivers目錄下建立一個IOCtrol目錄，修改Drivers目錄下的dirs文件;

(3)創(chuàng)建驅(qū)動程序頭文件YW20x.h和源代碼文件YW20x.c，在該文件中實現(xiàn)流接口函數(shù)。由于模塊使用的是串口通信，故加入DLL接口函數(shù)［6］，用來完成標準的文件I/O函數(shù)，提供給WINCE操作系統(tǒng)的內(nèi)核使用;

(4)準備配置文件。創(chuàng)建相應的動態(tài)庫導出文件 YW20x.def、Makefile文件和編譯鏈接文件Sources，控制編譯這些文件。使用CEC Editor修改cec文件編譯添加的新特性;

(5)復制新生成的4個文件到Release目錄下。修改注冊表文件platform.reg和platform.bib文件;

(6)Buid and Sysgen，編譯內(nèi)核，將驅(qū)動源程序下載到內(nèi)核文件;

(7)加載驅(qū)動。在模擬器下可以看到驅(qū)動被加載的狀態(tài)。

至此，流驅(qū)動編寫完畢，在相應的目錄下會找到編譯好的動態(tài)庫YW20x.dll，即為驅(qū)動庫文件。將驅(qū)動庫文件加載到目標機中，稍后應用程序使用WINCE操作系統(tǒng)的文件API函數(shù)和流接口進行通信，訪問驅(qū)動程序及實現(xiàn)相應的讀寫卡功能。

2.2 讀寫應用軟件設計

應用軟件的開發(fā)環(huán)境［7］是VS2005+SP1+WINCE6.0+mini2440SDK，平臺為.NET，開發(fā)語言為 C#。完成 VS2005下 WINCE6.0開發(fā)環(huán)境的搭建后，安裝 mini2440SDK，然后編寫應用程序YW20xWinceDemo，實現(xiàn)尋卡函數(shù)YW_RequestCard()，讀卡函數(shù)YW_ReadaBlo ck()，寫卡函數(shù)YW_WriteaBlock()，讀錢包函數(shù)YW_Purse_Read()，充值函數(shù)YW_Purse_Charge()，扣費函數(shù)YW_Purse_Decrease()。其功能程序結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

在VS2005下對應用程序YW20xWinceDemo進行編譯，然后將編譯生成的demo文件在CHSINT SDK ForWinCE 6.0(ARMV4I)模擬器中模擬在wince系統(tǒng)環(huán)境下的運行。模擬調(diào)試結(jié)果顯示完成了WINCE環(huán)境下應用軟件的開發(fā)，讀卡、寫卡、充值、扣費等功能函數(shù)得到了體現(xiàn)。

最后，將ARM開發(fā)板通過USB線與PC機相連，通過同步軟件ActiveSync將PC機中之前生成的demo文件同步到ARM終端機中。將射頻讀寫模塊和ARM開發(fā)板連接，打開demo文件，ARM終端機顯示屏上看到的軟件運行界面和之前VS2005平臺下模擬器中模擬運行的軟件界面是完全一樣的，再次驗證了讀寫應用軟件的成功編寫。對各功能函數(shù)進行測試，可以順利讀取IC卡的卡號，以及實現(xiàn)對IC卡的充值、扣費等讀寫操作。

圖2 功能程序結(jié)構(gòu)圖

3 結(jié)束語

本文完成了RFID讀寫模塊在WINCE系統(tǒng)下的接口驅(qū)動設計和讀寫應用的軟件設計，實現(xiàn)了讀寫應用功能。目前流行的基于WINCE的終端設備很多都具有導航、呼叫等功能［8］，其相應的GPS、GSM/GPRS等功能模塊在WINCE系統(tǒng)平臺下的應用開發(fā)顯得越來越普遍。本文給出了RFID讀寫模塊應用開發(fā)的關鍵過程——流驅(qū)動的編寫步驟和應用程序的開發(fā)，為研究基于WINCE系統(tǒng)下的射頻讀寫應用開發(fā)和其他功能模塊的應用開發(fā)，奠定了基礎和提供了借鑒。

［1］ Nagl L，Krishnamurthi B，Schoenig S，et al.Experiences Using WinCE PocketPCs as Computation and Data Acquisition Platforms for Ambulatory Telemonitoring［C］.San Francisco:Proceedings of the 26th Annual International Conference of the IEEE EMB，2004:3 373 －3 376.

［2］ Hong bin Ma，Dong yang Lu，Qun He，et al.Serial Communication between PDA and GPSBased on Windows CE［C］.Wu Han:2011 Third Pacific-Asia Conference on Circuits Communications and System，2011:1－3.

［3］ 友我科技.YW-20x-C射頻卡天線一體讀寫模塊［EB/OL］.http://www.youwokeji.com.cn/YW-20x-C.htm l，2010 －03 －12/2012 －06 －10.

［4］ 丁智勇.基于Windows CE的RFID讀卡器系統(tǒng)設計與實現(xiàn)［D］.武漢:武漢理工大學，2008.

［5］ 姜波.Windows CE.Net程序設計［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2007:194－230.

［6］ 汪兵.Windows CE嵌入式高級編程及其實例詳解［M］.北京:中國水利水電出版社，2008:352－390.

［7］ 邱小平，李恬，雷群英.Windows CE6開發(fā)經(jīng)典［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2009:1－100.

［8］ 吳紅蘭，黃圣國.嵌入式GPS數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)設計［J］.實驗室研究與探索，2011，30(1):54－57.