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基于PDA的RFID手持机开发研究

来源:一卡通世界      作者:王淑君 吴军 李磊      2011/8/27 9:46:12

    摘要:文章研究了如何利用无线射频识别(RFID)读写模块和PDA(掌上电脑)来进行RFID手持机的开发。首先简要描述了硬件设备、软件开发的流程和RFID盘点系统的功能模块,然后研究了开发过程中的通信接口、教据库同步等关键问题,最后将所开发的RFID手持机与传统RFID手持机进行了比较。结果表明,前者具有方便、快捷和直现等特点,能在实际应用中提高工作效率。

    无线射频识别(RFID)是一种非接触的自动识别技术,它能通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID系统由3部分组成:读写器(Reader)及天线(Antenna)、标签(Tag)和RFID后台应用管理系统。与其他自动识别技术相比,RFID技术具有可远距离、多目标识别、可反复读写、适应场合广和智能化程度高等优点,已越来越多地应用于金融、保险、身份认证、公共交通、物流、仓储及会员管理等领域。在RFID现场应用中,通常的方法是直接在装置上或者通过后台系统来进行操作,然后将数据上传并进行处理。但由于PC机和笔记本电脑体积较大,存在携带、供电不便等问题,在实际环境中应用时受到诸多制约。来源一卡通世界。而PDA(掌上电脑)是一种比笔记本电脑还要小得多的个人信息处理设备,其数据处理、信息管理和电子商务等功能完善。将RFID和PDA结合起来应用,不仅保持了PDA的原有功能,而且还具有了对射频卡的读、写能力,能充分利用PDA的便捷、易操作、大屏幕、手写输入等特点,形成具有高可靠性、低功耗、操作简单、模块化设计的智能掌上数据处理终端设备,同时还能提供丰富的应用软件资源和硬件接口等。基于PDA的RFID采集装置可以方便操作人员的工作,大大提高现场工作效率,为用户提供方便高效的业务移动处理模式,是现代数据采集、电子管理的发展方向,同时在PDA上亦能方便、快捷地进行二次应用开发。

    1 RFID读写模块介绍

    本文所使用的硬件设备之一是符合ETSI(欧洲电信标准协会)规范的超高频(UHF)RFID读写模块,它具有高性能、安全、低功耗等特点,能读写EPC C1G1(产品电子代码)、ISO 18000—6B和IS018000-6C等多种协议的标签。该模块能工作在862~955 MHz的频段,具有多种通信方式,能读取1~2.5 m范围内的超高频电子标签。天线部分通过MMCX(连接器)母头与RFID模块进行连接。在此类嵌入式系统开发过程中常需要解决设备间的通信问题,相对于其他类型的接口,串行通信仍然是最基本、最常用的通信方式。本文利用在WinCE系统下提供的通用串口驱动程序来实现设备间的数据通信。

    2 基于PDA的软件开发

    2.1常用工具软件及开发流程

    PDA常用的操作系统有WinCE和Linux。WinCE系统下的开发工具软件主要有:C、C#、Java,Embedded Visual Basic和Embedded Visual C++等;而Linux系统下一般用C语言来进行开发。本文作者是在WinCE系统下进行软件开发的。系统开发流程如图1所示。

 基于PDA的RFID手持机系统开发流程图

图1 基于PDA的RFID手持机系统开发流程图

    2.2 系统所具备的功能模块

    在PDA上开发RFID系统需要实现的功能模块主要有4个:端口配置、端口配置信息、标签信息和标签盘点。系统模块功能图如图2所示。

 在PDA上开发RFID系统模块功能图

图2 在PDA上开发RFID系统模块功能图

    一般来说,端口配置的内容大多是固定的,包括端口名COMl或COM2、波特率、数据位、奇偶校验及停止位。在打开串口之前首先应进行端口配置的设置,设置完毕后再连接或断开连接。

    端口配置信息包括除端口配置外的标签协议信息、工作模式、射频频率及射频功率等。标签协议信息可包括常用的几种RFID协议,如EPC G2和IS018000—6B等,并可选择设置同时读取几种不同协议的标签;工作模式根据循环读取模式的不同读取单张或多张标签;射频功率由RFID模块所确定。本文作者使用的是超高频的RFID模块,其频率为916.5 MHz;射频功率在10----27 dBm范围内可调。

    3关键技术的实现

    3.1接口与通信问题

    3.1.1接口问题

    本文作者使用的PDA是HP ipAQ,由于大部分PDA采用的是RS232电平(士12 V),而RFID模块使用的是TTL电平(0~5 V),尽管都是串口,都有TX/RX端点,但二者电压不同,不能直接相连,否则会烧掉RFID读写模块,因此需要使用转接口来实现转换,转接示意图如图3所示。PICl6F84是PDA的接口芯片,与转换芯片相连,再连接到RFID模块的接口(目前也有PDA支持TTL电平)。

 

图3设备连接示意图

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