1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 分析RFID通訊組件設(shè)計(jì)與應(yīng)用 首先介紹了RFID 中間件的概念，接著介紹了通訊組件所處理的數(shù)據(jù)的封裝格式：即某企業(yè)的系列高頻讀寫器的通訊協(xié)議格式.在此根底上，建立了底層數(shù)據(jù)通訊接口組件、設(shè)備網(wǎng)絡(luò)接口組件、設(shè)備參數(shù)接口組件、對標(biāo)簽讀寫操作接口組件、數(shù)據(jù)庫接口組件等五個(gè)接口組件的軟件設(shè)計(jì)，終實(shí)現(xiàn)了RFID中間件通訊組件的設(shè)計(jì)，為第三方的企業(yè)級軟件應(yīng)用提供了根底。 引言 射頻識別技術(shù)（Radio Frequency Identification，縮寫RFID），射頻識別技術(shù)是20世紀(jì)90年代開始興起的一種自動識別技術(shù)，射頻識別技術(shù)是一項(xiàng)利用射頻信號通過空間耦合（交變

2、磁場或電磁場）實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息到達(dá)識別目的的技術(shù)。 這個(gè)問題的本質(zhì)就是企業(yè)的應(yīng)用系統(tǒng)與硬件接口的問題.因此，通透性就是整個(gè)應(yīng)用的關(guān)鍵，正確抓取數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)讀取的可靠性以及有效地將數(shù)據(jù)傳送到后端系統(tǒng)都是必須考慮的問題。 傳統(tǒng)應(yīng)用程序與應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)通透是通過中間件架構(gòu)解決，并發(fā)展出各種服務(wù)器應(yīng)用軟件，因此，中間件的架構(gòu)解決方案就成為了RFID應(yīng)用的一項(xiàng)極為重要的技術(shù)，作者討論的就是RFID中間件的一個(gè)解決方案。 1 RFID中間件技術(shù) RFID技術(shù)的基本工作原理是：標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，接收讀寫器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息(Passi

3、ve Tag，無源標(biāo)簽或被動標(biāo)簽)，或者主動發(fā)送某一頻率的信號(Active Tag，有源標(biāo)簽或主動標(biāo)簽)：讀寫器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)開展有關(guān)數(shù)據(jù)處理 .中間件是介于應(yīng)用系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件之間的一類軟件，它使用系統(tǒng)軟件所提供的根底服務(wù)，銜接網(wǎng)絡(luò)上應(yīng)用系統(tǒng)的各個(gè)部分或不同的應(yīng)用，以到達(dá)資源共享、功能共享的目的.在具體實(shí)現(xiàn)上，中間件是一個(gè)用API定義的軟件層，具有強(qiáng)大的通信能力和良好的可擴(kuò)展性。 RFID中間件是一種面向消息的中間件(Message.Oriented Middleware，MOM)，其*息(Information)是以消息(Message)的形式，采用異步(Asynchr

4、onous)的方式從一個(gè)程序傳送到另一個(gè)或多個(gè)程序，傳送者不必等待回應(yīng).它的作用主要表達(dá)在三個(gè)方面，一是控制RFID讀寫設(shè)備按照預(yù)定的方式工作，保證不同讀寫設(shè)備之間配合協(xié)調(diào)；二是按照一定規(guī)則過濾數(shù)據(jù)，篩除絕大部分冗余數(shù)據(jù)，將真正有效的數(shù)據(jù)傳送給后臺信息系統(tǒng)；三是保證讀寫器和企業(yè)級分布式應(yīng)用系統(tǒng)平臺之間的可靠通信。 2 RFID通訊組件的構(gòu)造框架 針對讀寫器在各種應(yīng)用軟件中的應(yīng)用，作者對RFID讀寫器的通訊指令，采用組件封裝和SDK方式，開展了標(biāo)準(zhǔn)化，形成RFID標(biāo)準(zhǔn)組件，RFID標(biāo)準(zhǔn)組件是連接標(biāo)簽讀寫器、控制器和企業(yè)應(yīng)用程序之間的標(biāo)準(zhǔn)化軟件接口程序集合，具有分布式構(gòu)造，以層次化開展組織、管理數(shù)

5、據(jù)流，有效增加了軟件的可重用性，簡化了上位機(jī)應(yīng)用軟件的開發(fā)，提高了應(yīng)用軟件的可靠性和穩(wěn)定性.本系統(tǒng)中的RFID通訊組件要求實(shí)現(xiàn)如下功能：提供RS232485串口通訊接口組件、TCPIP、UDP網(wǎng)絡(luò)通訊接口組件，搜索讀寫器、配置讀寫器參數(shù)接口，讀取、設(shè)置標(biāo)簽數(shù)據(jù)接口以及統(tǒng)一配置軟件，其架構(gòu)圖如圖1所示。 圖1 RFID 通訊組件的框架 其中SDK(Software Development Kit)是指可以供軟件開發(fā)人員開發(fā)自己可以在特定的平臺上運(yùn)行或者通過API(Application Program Interface)運(yùn)行的軟件產(chǎn)品的一組程序(文檔)集合；組件(Component)：是對數(shù)據(jù)

6、和方法的二進(jìn)制封裝，具備跨語言調(diào)用，良好的可重用性，進(jìn)程獨(dú)立性等優(yōu)點(diǎn)。 3 RFID通訊協(xié)議格式 RFID通訊組件重要的是對數(shù)據(jù)的處理.作者重點(diǎn)介紹讀寫器對數(shù)據(jù)的處理，即通訊協(xié)議格式.文中所使用的讀寫器是某公司的高頻工業(yè)讀寫器系列，包含PRR8160讀寫器、PRR8152讀寫器、PRR8032讀寫器.下面將簡單介紹本軟件中所涉及的這幾種RFID 讀寫器，重點(diǎn)介紹PRR8160讀寫器。 3.1 PRR8160讀寫器 PRR8160是一款應(yīng)用于工業(yè)流水線上，開展數(shù)據(jù)采集、流水線控制、跟蹤管理的可編程智能數(shù)據(jù)終端機(jī).具有TCP、UDP、RS232多種通訊方式，有極強(qiáng)的現(xiàn)場編程功能，適應(yīng)性極強(qiáng).其系統(tǒng)

7、采用兩級聯(lián)網(wǎng)構(gòu)造，采用UDP協(xié)議開展通訊，即管理主機(jī)通過訪問生產(chǎn)數(shù)據(jù)輸入終端機(jī)所在的IP地址對終端機(jī)開展數(shù)據(jù)訪問和參數(shù)設(shè)置.設(shè)備工作狀態(tài)采用聯(lián)機(jī)工作方式：即設(shè)備將得到的用戶的完整操作記錄保存在RAM 內(nèi)，并主動上傳到管理主機(jī)，如果設(shè)備沒有接收到上位機(jī)的正確返回響應(yīng)(超時(shí)時(shí)間N可以由用戶定義)，設(shè)備將再次上傳，直至成功為止，但是當(dāng)設(shè)備再次得到用戶新的完整操作記錄，原有的RAM記錄將被轉(zhuǎn)移到FLASH內(nèi)存儲.工作時(shí)若網(wǎng)絡(luò)斷開，終端機(jī)可以自動存儲工作的記錄，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)連接正常后，自動上傳數(shù)據(jù)。 設(shè)備支持ARP，ICPM(ping)，IP，UDP網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，數(shù)據(jù)傳輸方式默認(rèn)采用UDP協(xié)議，不支持?jǐn)?shù)據(jù)包分

8、組操作.數(shù)據(jù)編碼方式采用HEX的數(shù)據(jù)格式操作，所有通訊數(shù)據(jù)采用“以太網(wǎng)CRC校驗(yàn)”方式，其中UDP層加UDP校驗(yàn)，應(yīng)用數(shù)據(jù)層再加“和校驗(yàn)”方式，具體校驗(yàn)方式采用從報(bào)頭至報(bào)尾所有的協(xié)議數(shù)據(jù)按16進(jìn)制做累加，對256取模后的十六進(jìn)制數(shù).應(yīng)用數(shù)據(jù)層的通訊協(xié)議格式如下表13所示，其中數(shù)據(jù)單位為bit。 其中：數(shù)據(jù)長度為有效數(shù)據(jù)報(bào)文的長度；和校驗(yàn)為整個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)文的校驗(yàn)位.有效數(shù)據(jù)部分的報(bào)文格式為：類型編號|數(shù)據(jù)|類型編號|數(shù)據(jù)： 終端機(jī)檢測到的打包數(shù)據(jù)格式為：打包數(shù)據(jù)格式= #+步驟1檢測結(jié)果+# + 功能號+型操作類型號+#+ 步驟2檢測結(jié)果+ #+功能號+操作類型號+ + #+步驟N檢測結(jié)果+功能號+

9、 操作類型號#.每個(gè)檢測步驟中的檢測結(jié)果之間用#號間隔。 3.2 PRR8032讀寫器及PRR8152讀寫器 PRR8032是具有外觀設(shè)計(jì)的表面嵌入式多功能中距離讀寫器.其讀寫距離23 cm，具有防沖撞電子標(biāo)簽讀寫功能，可同時(shí)對1O張電子標(biāo)簽的多個(gè)數(shù)據(jù)塊開展操作。 PRR8152符合IS015693標(biāo)準(zhǔn)的高頻工業(yè)讀寫設(shè)備，可選RS232、RS485以及TCPIP通訊格式，適用于需要防水、防塵、防油污、防腐蝕等各種惡劣工作環(huán)境，是工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的讀寫機(jī)器。 4 RFID中間件通訊組件的軟件設(shè)計(jì) RFID中間件通訊組件包括以下幾部分：底層數(shù)據(jù)通訊接口組件、設(shè)備網(wǎng)絡(luò)接口組件、設(shè)備參數(shù)接口組件、對

10、標(biāo)簽讀寫操作接口組件、數(shù)據(jù)庫接口組件等.各接口組件既相對獨(dú)立，又有密切聯(lián)系.其中，筆者的通訊組件的操作標(biāo)簽是符合ISOIEC 15693協(xié)議的電子標(biāo)簽。 本軟件的設(shè)計(jì)是在Windows環(huán)境下，選用SQL Server 2000作為后臺數(shù)據(jù)庫，利用Visual C+6.0開發(fā)環(huán)境，將接口組函數(shù)封裝成dll文件，使其可以直接被其它應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)用，實(shí)現(xiàn)讀寫器與計(jì)算機(jī)之間的企業(yè)局域網(wǎng)的通信 .整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)造如下所述。 (1)底層數(shù)據(jù)通訊接口組件：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通訊的鏈路層和物理層，是讀寫器與應(yīng)用軟件通訊的物理根底，在應(yīng)用邏輯上，與應(yīng)用通訊協(xié)議無關(guān).所以，底層數(shù)據(jù)通訊應(yīng)獨(dú)立設(shè)計(jì)相對固定的接口，與高層應(yīng)用分離。 (2)數(shù)據(jù)庫接口組件：實(shí)現(xiàn)對后臺數(shù)據(jù)庫的操作，為RFID 中間件的開發(fā)軟件提供標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)接口. (3)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)接口組件：為客戶提供連接通訊鏈路上的RFID讀寫器信息，設(shè)備參數(shù)設(shè)置接口提供更改讀寫器工作參數(shù)的接口，實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理功能. (4)標(biāo)簽讀寫操作接口組件：為讀寫器實(shí)時(shí)工作時(shí)提供與計(jì)算機(jī)通訊的接口，兩者在用戶和使用功能上相對對立，也可單獨(dú)設(shè)計(jì). &nTagNum)；讀取多個(gè)標(biāo)簽的UID。 5 RFID中間件通訊組件的一個(gè)應(yīng)用 *普諾瑪公司生產(chǎn)制成管理系統(tǒng)項(xiàng)目中的實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊充分利用了本RFID通訊組件。簡化了開發(fā)流程.其中涉及到的功能有：讀取設(shè)備內(nèi)部數(shù)據(jù)、打開并