基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)平臺構建

　　3 ZigBee模塊

　　ZigBee是一種短距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的雙向無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)或無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，是一組基于IEEE 802.15.4無(wú)線(xiàn)標準研制開(kāi)發(fā)的有關(guān)組網(wǎng)、安全和應用軟件方面的通信技術(shù)。ZigBee網(wǎng)絡(luò )的拓撲結構主要有3種：星型、樹(shù)狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )結構。它采用DSSS擴頻技術(shù)，使用的頻段是2.45 GHz的超高頻段，抗干擾能力強，傳輸速度快，同時(shí)可以提高閱讀器的工作距離，主要適合于自動(dòng)控制、無(wú)線(xiàn)傳感器、監控和遠程控制等領(lǐng)域，可以嵌入各種設備中，還支持地理定位功能。本文把ZigBee模塊嵌入到RFID系統中，具有更可靠的安全性和更好的組*性。

　　4 GPS和GPRS模塊

　　全球定位系統（Global PositiONing SySTem，GPS）是一種以空中衛星為基礎的高精度無(wú)線(xiàn)電導航的全球定位系統，在全球任何地方以及近地空間能夠提供準確的地理位置、車(chē)行速度及精確的時(shí)間信息。GPS系統由3大部分組成：空間部分、地面控制部分、用戶(hù)設備部分。GPRS是通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)（General Packet Radio Service）的簡(jiǎn)稱(chēng)，是在GSM基礎上發(fā)展起來(lái)的一種分組交換的數據承載和傳輸方式，它只通過(guò)增加相應的功能實(shí)體和對現有的基站系統進(jìn)行部分改造來(lái)實(shí)現分組交換，卻得到的用戶(hù)數據速率比GSM網(wǎng)絡(luò )快得多。GPRS模塊利用手機模塊和SIM卡，把GPS定位到的數據進(jìn)行短消息發(fā)送，告知對方物品所在的位置。

　　5 物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)平臺

　　物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)平臺系統結構圖如圖3所示。

圖3 物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)平臺系統結構圖

　　閱讀器通過(guò)天線(xiàn)發(fā)送一定頻率的射頻信號，當EPC電子標簽進(jìn)入閱讀器讀取范圍時(shí)，電子標簽從閱讀器發(fā)出的射頻能量中提取工作所需的電能后被激活，從而使EPC電子標簽獲得能量被激活并向閱讀器發(fā)送自身的編碼等EPC信息。閱讀器在接收到來(lái)自電子標簽的載波信息，并對接收信號進(jìn)行解調和解碼后，會(huì )將其信息送至計算機中的中間件Savant系統軟件進(jìn)行處理。RFID數據交換和系統管理軟件主要包括介于閱讀器和工廠(chǎng)計算機應用系統之間的中間件Savant系統。另外在整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)平臺系統中如果想知道某個(gè)物品的位置時(shí)，只需通過(guò)GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )發(fā)出查詢(xún)信號，各子模塊接收到查詢(xún)信息后，通過(guò)RFID讀寫(xiě)器閱讀自身的RFID信息，并與中心傳遞的編碼相比較，確認是否是詢(xún)問(wèn)自己。接著(zhù)從GPS系統中讀取自己的地理位置信息，通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )將位置信號傳送給控制中心，從而掌握物品所在位置。另外在這個(gè)開(kāi)發(fā)平臺中還得注意防沖突技術(shù)。當兩個(gè)或兩個(gè)以上的EPC電子標簽進(jìn)入閱讀器讀取范圍時(shí)，它們都接收到閱讀器的查詢(xún)指令，它們會(huì )同時(shí)發(fā)送響應，這樣造成閱讀器之間的信號沖突，使閱讀器無(wú)法檢測到正確的信號，即發(fā)生了碰撞。因此，必須在閱讀器和電子標簽之間建立防碰撞協(xié)議，以便閱讀器檢測到一個(gè)EPC電子標簽。防止碰撞一般有數據檢驗（差錯檢測）和防碰撞算法兩種方法。這里采用差錯檢測技術(shù)，它采用多路存取技術(shù)，使RFID系統中閱讀器與電子標簽之間的數據能夠完整的傳輸和識別。

　　6 物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)平臺優(yōu)勢

　　物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)平臺采用先進(jìn)的RFID技術(shù)、ZigBee技術(shù)、GPS技術(shù)、GPRS技術(shù)，把它們融合起來(lái)，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，提高系統的性能。其主要優(yōu)勢在于：在RFID技術(shù)中嵌入ZigBee技術(shù)，使閱讀器的讀取范圍更廣、讀取速度更快、時(shí)延更小、成本更低，使多臺RFID閱讀器無(wú)線(xiàn)聯(lián)接組網(wǎng)或者與其他儀器更方便，設備及不同協(xié)議讀寫(xiě)器之間聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現數據的多點(diǎn)無(wú)線(xiàn)采集和傳輸的目的，最終形成一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的多點(diǎn)自動(dòng)識別、智能無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)的RFID識別系統。另外融合了GPS和GPRS技術(shù)，使物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)平臺系統通信更方便，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更好的推廣和使用提供了一種新的途徑。

　　7 結語(yǔ)

　　本文在充分考慮物聯(lián)網(wǎng)系統的現有狀況和深入分析技術(shù)難題的前提下，把RFID、ZigBee、GPS、GPRS等技術(shù)融合在物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)平臺中，構建一套基于ZigBee技術(shù)無(wú)線(xiàn)射頻識別的物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)平臺系統，提高了閱讀器的讀取能力、防碰撞能力和組網(wǎng)能力，但是在物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際應用中還有許多問(wèn)題亟待解決，如技術(shù)標準、安全保密和遠距離識別、抗干擾能力等。隨著(zhù)RFID、ZigBee、GPS、GPRS等技術(shù)的不斷發(fā)展和更新，它們在物聯(lián)網(wǎng)中的優(yōu)勢將更為突出，將更好地改善我們的生活。