基于ARM的RFID中间件系统设计

基于ARM的RFID中间件系统设计

引 言

1 硬件设计

AutO_ID中心曾提出了名为Savant的RFID中间件概念的雏形，并制定出相应的1．0规范草案、技术手册和原型系统，明确了RFID中间件的最原始功能。在此基础上，本系统应有以下功能：

①管理读写设备，支持多种读写器(包括不同厂商、不同类型)。

②采集、过滤并缓存数据。

③提供应用开发接口。

④与EPC体系标准服务交互：*、PML。

⑤支持多通信平台，如Internet、GSM、GRPS和CDMA。

⑥外设的集成控制与协同，实现嵌入式RFID中间件的柔性设备控制。

硬件系统框图如图1所示。

1．1 ARM核微处理器

1．2 主板模块

S3C2410提供8路片选nGCSn[0～7]，每个片选都指定了固定的地址，每个片选固定间隔为128 MB。系统内存由2片16M×16位数据宽度的SDRAM拼成32位模式，公用nGCS6。共64 MB RAM。起始地址为Ox30000000。nGCS0接的是一片8M×16位数据宽度的Intel E28F128 Flash，安装在BANK0，起始地址为0x0。其中内核烧写的起始地址为Ox40000，根文件系统RAM～DISK烧写的起始地址为 Oxl40000。

1．3 人机交互模块

1．4 有线通信模块

1．5 无线通信模块

无线技术是目前通信发展中最具有活力和前景的技术，支持无线接人的RFID中间件可以部署于无固定网络基础设施的场景，降低有线网络部署成本。RFID中间件还可以用无线通信方式向用户传输信息，提高信息传递的实时性。通过在系统中实现GPRS (General Packet Radio Service)模块，使系统具备移动通信功能。GPRS是通用分组无线业务的简称，以分组模式在PLMN和与外部网络互联的内部网上传输。理论上， GPRS可提供高达115 kbps的传输速率，但实际上用户用到的带宽大约为40 KB

～100KB。GPRS分组交换接人时间小于1 s，广泛支持IP协议。GPRS的这些特点提供了一个完备的基于TCP／IP协议的通信解决方案。GPRS与Internet连接原理框图如图2所示。

GPRS通信模块使用Sony Ericsson公司的GR47来实现GPRS上网的功能。GR47是GSM／GPRS全套语音和数据功能的工业级的先进无线模块，所有的功能都集中在一块集成的芯片内，内嵌TCP／IP协议栈。

1．6 电源设计

1．7 其他外设

系统提供了2个USB HOST接口，可支持U盘、USB摄像头等多种USB设备，只需开发不同的设备驱动就可有效扩展。

2 软件设计

Linux性能强大，开源免费，有极强的平台可伸缩性，符合POSIX标准，且有强大的网络功能。这些特点使其近年来在嵌入式领域发展迅速，广泛渗透到信息家电、网络设备和手持终端等市场，因此本系统以Linux操作系统为依托，在其上开发应用程序。中间件软件是一个多层次多模块的软件系统，共分为3个层次，如图3所示。

系统配置层：实现系统配置功能，调用下层提供的一些功能接口，不仅可以添加下层的基本处理单元，而且可以对处理单元的一些参数进行有效配置。它包括Web Server接口模块和远程控制信息台模块。

数据逻辑层：实现该软件系统的基本功能，包括读写器命令处理、标签过滤处理、对象*(*)接口、企业级服务器接*互(可能改为和PC中间件进行交互)。该层次完成系统的逻辑功能，包括设备管理模块、数据过滤模块、*查询模块(保留)、企业级别服务器接口模块。

基础设施层：提供系统运行所需要的基本功能，如数据库访问功能、内存管理功能，它们为其他模块提供统一稳定的接口，屏蔽一些差异性。该层次包括网络管理模块、内存管理模块(保留)、数据库访问模块。

2．1 Linux的移植

2．2 RFID标签数据处理

系统读取的RFID标签数据在中间件中主要经历数据管理、编码管理和过滤规则管理，之后存入本地数据库。其中数据管理包括数据校验、数据处理和数据存储；编码管理即设定编码规范，可配置支持不同数据编码规范；过滤规则管理能支持用户配置数据过滤规则。系统基本流程如图4所示。

用户的参数配置信息通过消息队列发送给中间件软件，软件分析发送过来的数据，对系统工作状态作出一定的调整。同时，系统通过网络处理模块接收从网口上读写器发送过来的数据，把这些数据分为标签数据和读写器管理数据两类。系统每个读写器实例都有自己的数据处理线程，它分析自己独特的数据格式形成统一的数据，并且调用该种读写器的处理方法，对解析后的数据结合该读写器特定的数据处理参数，对标签数据进行过滤、转发等工作。整个系统中有唯一一个管理命令处理线程，它轮询每个读写器的管理命令处理队列。如果有命令数据，那么调用该读写器特定的处理方法对这些数据进行处理。

结 语

本文提供了一种支持多通信平台的嵌入式RFID中间件系统设计方案。支持无线接入的RFID中间件可以部署于无固定网络基础设施的场景，降低有线网络部署成本。RFID中间件还可以用无线通信方式向用户或者系统传输信息，提高了信息传递的实时性。

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