基于嵌入式Linux的便攜式RFID信息采集與處理系統

　　射頻識別（RFID）是一種非接觸式的自動(dòng)識別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號自動(dòng)識別目標對象并獲取相關(guān)數據，識別過(guò)程無(wú)需人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)在許多領(lǐng)域得到應用，如停車(chē)場(chǎng)管理、集裝箱運輸管理系統等。在大多數應用中，只要求有固定的閱讀器，但在某些特殊系統中(如集裝箱運輸管理系統)，不僅要求有固定的閱讀器，而且還要求有手持式讀卡器。

　　TagMaster AB公司是世界知名的RFID讀卡器制造商。它提供性能優(yōu)良的固定式閱讀器，也提供一種手持式閱讀器。手持式讀卡器由Caiso公司的工業(yè)級PDA（Personal Digital Assistants）和TagMaster AB公司的S1510組成。PDA雖然功能強大，但有如下缺點(diǎn)：(1)提供的觸摸屏輸入方式過(guò)于精細，不適合工作人員現場(chǎng)操作；(2)TFT液晶顯示屏在強光下顯示效果差，耗電量大，并且在低溫下（0℃以下）無(wú)法工作，因此不適合室外工作；(3)采用Microsoft公司的商用系統WinCE，成本高。

　　本文介紹一種基于嵌入式Linux的便攜式RFID信息采集與處理系統。它采用高性能的32位ARM920T系列微處理器、8鍵的鍵盤(pán)及OLED顯示屏，結合S1510實(shí)現了對電子標簽卡信息的采集、處理及實(shí)時(shí)顯示，很好地解決了上述問(wèn)題。

1 系統組成

　　系統采用Atmel公司的AT91RM9200 32位高性能處理器、TagMaster公司的S1510及OLED顯示模塊等實(shí)現電子標簽卡信息的采集、處理、實(shí)時(shí)顯示及與上位機通信等功能。系統組成如圖1。

　　1.1 微處理器

　　系統采用Atmel公司以ARM920T為核心的AT91系列微處理器AT91RM9200。它最高主頻可達180MHz，具有先進(jìn)的節電技術(shù)，集成了SDRAM、Flash、紅外、USB等接口。系統采用USB（Universal Serial Bus）及紅外方式與上位機通信。紅外方式采用Agilent公司的HSDL-3602紅外收發(fā)器實(shí)現。

　　1.2 射頻識別模塊

　　射頻識別模塊采用瑞典TagMaster AB公司的2.4GHz產(chǎn)品S1510。該模塊體積小，專(zhuān)為手持設備設計，可以采集1米內各種電子標簽上的數據。它通過(guò)USART串口與處理器通信，接口簡(jiǎn)單，易于硬件實(shí)現。為了保證數據的可靠傳輸，模塊與微處理器通信采用TagMaster AB公司開(kāi)發(fā)的應答式串口通信協(xié)議ConfiTalk。

　　ConfiTalk協(xié)議是一種面向字符的應答式串行通信協(xié)議。它每次傳輸一定長(cháng)度的數據塊（幀），每個(gè)幀包含幀頭(STX)和幀尾(ETX)。為了提高數據傳輸的可靠性，每幀又加入了8位的校驗位(CS)及地址位(ADR)。幀的結構如圖2。

　　MESSAGE代表任意長(cháng)度的信息。協(xié)議規定微處理器發(fā)送給S1510的幀為命令幀，返回的幀為應答幀。本系統使用的S1510是TagMaster AB公司的最新產(chǎn)品，它支持基于ConfiTalk協(xié)議的MAIL命令方式的數據傳輸。MAIL命令方式通信也就是把幀中的MESSAGE域統一成四種格式，其中命令幀有MAIL_SEND和MAIL_RECEIVE兩種，分別表示S1510接收用戶(hù)信息和返回卡信息(包括卡號、卡狀態(tài)和卡存儲的數據)，如圖3。

　　應答幀有兩種：MAIL_SEND的應答幀和MAIL_RECEIVE的應答幀，如圖4。

 　　圖4中，36表示S1510使用MAIL方式處理命令幀和應答幀，而4、5表示S1510命令幀的類(lèi)型(MAIL_SEND或MAIL_RECEIVE)；Status表示該命令的執行狀態(tài)（成功或失?。?；MAIL_SEND命令幀中的Data域表示用戶(hù)要進(jìn)行的操作及參數，如使Data=WRITE：參數：數據，即表示用戶(hù)要將數據寫(xiě)入電子標簽卡；MAIL_RECEIVE的應答幀中的Data域為用戶(hù)所要求得到的數據。

　　當使用MAIL命令方式讀寫(xiě)標簽卡時(shí)，用戶(hù)只需要按幀的格式填充各域，然后利用ConfiTalk協(xié)議提供的API函數發(fā)送到S1510即可。命令清晰明了，大大方便了用戶(hù)的開(kāi)發(fā)。

　　1.3 OLED顯示模塊

　　系統采用萊寶科技有限公司的OLED顯示模塊RGS24128064YW001。有機發(fā)光顯示器OLED（Organic Light Emitting Display）被譽(yù)為“夢(mèng)幻顯示器”。與液晶屏相比，OLED顯示屏更輕更薄、可視角度更大，能夠顯著(zhù)節省電能，并且在-40℃的低溫下仍可以正常工作。RGS24128064YW001具有串行和8位并行數據接口。系統采用8位并行接口與微處理器通信。

　　1.4 SDRAM和Flash及自定義鍵盤(pán)

　　系統采用32位的同步動(dòng)態(tài)隨機存儲器(SDRAM)作為系統內存，16位的Flash作為不可丟失數據存儲器。用戶(hù)可以通過(guò)8鍵的鍵盤(pán)進(jìn)行各種操作，如讀卡、寫(xiě)卡等。