嵌入式多功能信息交互系統(tǒng)的設(shè)計

2.4 無線射頻識別模塊
　　在設(shè)計無線射頻識別模塊時，需要考慮該模塊的工作頻率、作用距離、安全要求和存儲容量。符合ISO14443協(xié)議的射頻系統(tǒng)是應(yīng)用比較多的一種。CRX14就是符合ISO14443標(biāo)準(zhǔn)的專用于無線射頻技術(shù)的低成本、單片射頻處理芯片。它發(fā)送的數(shù)據(jù)用ASK方式調(diào)制，接收到的數(shù)據(jù)則是將終端負(fù)載變量信號解調(diào)所得。CRX14與終端間的數(shù)據(jù)傳輸速率為106 kb/s。本模塊即采用CRX14實現(xiàn)了1個較為完整的低成本射頻讀卡器方案。
　　從CRX14的RFOUT端發(fā)出的信號，經(jīng)過以PZT2222為核心的高頻放大電路，再通過精心設(shè)計的阻容匹配網(wǎng)絡(luò)，傳到射頻天線發(fā)射到有效區(qū)域。發(fā)射出去的射頻信號，經(jīng)含有射頻標(biāo)簽的卡片后返回，同樣被天線接收，并送至接收電路的檢波電路，再經(jīng)過滯環(huán)比較器，最后送入RFIN端口，同時將數(shù)據(jù)存入內(nèi)部寄存器，供I²C總線讀取。其硬件設(shè)計難點是天線的設(shè)計和調(diào)試，及阻容匹配網(wǎng)絡(luò)的計算。PCB設(shè)計上也要十分注意EMC設(shè)計。
3 系統(tǒng)軟件實現(xiàn)
3.1 系統(tǒng)軟件選型
　　為了便于系統(tǒng)管理員對整個系統(tǒng)進(jìn)行快捷的信息管理，系統(tǒng)服務(wù)器端硬件選擇普通的PC機，使用Windows操作系統(tǒng)，并選用SQL Server 2000作為整個服務(wù)器端的后臺數(shù)據(jù)庫。
　　 信息終端的軟件主要包括嵌入式操作系統(tǒng)、圖形界面和嵌入式數(shù)據(jù)庫。嵌入式操作系統(tǒng)是一種支持嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的操作系統(tǒng)，通常包括與硬件相關(guān)的底層驅(qū)動軟件、系統(tǒng)內(nèi)核、設(shè)備驅(qū)動接口、通信協(xié)議等。嵌入式操作系統(tǒng)占用空間小，其特點主要體現(xiàn)在可裁剪性、實時性和可靠性等方面。本系統(tǒng)信息終端選用Linux操作系統(tǒng)、Qtopia圖形界面和SQLite嵌入式數(shù)據(jù)庫。
3.2 服務(wù)器端軟件設(shè)計
　　 服務(wù)器端軟件開發(fā)采用Visual C#.net 2005，數(shù)據(jù)庫采用SQL Server 2000。服務(wù)器端軟件主要是為Web信息發(fā)布頁面提供顯示數(shù)據(jù)，并對信息進(jìn)行管理。圍繞服務(wù)器端的主要功能，還需要具體設(shè)計和實現(xiàn)以下2個輔助程序模塊：
　　 (1)SQL Server 2000數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)
　　 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫SQL Server 2000安裝在PC服務(wù)器上，為信息瀏覽時的網(wǎng)站頁面提供顯示數(shù)據(jù)，并接受數(shù)據(jù)庫管理客戶端對數(shù)據(jù)的輸入、修改、刪除等管理。
　　 (2)數(shù)據(jù)庫管理客戶端
　　 數(shù)據(jù)庫管理客戶端為系統(tǒng)管理員提供了界面友好的數(shù)據(jù)庫管理界面，協(xié)助管理員管理SQL Server 2000和擴展的嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLite，本設(shè)計編寫了數(shù)據(jù)庫管理客戶端應(yīng)用程序，系統(tǒng)管理員可通過管理客戶端管理數(shù)據(jù)，同時為信息發(fā)布的Web頁面提供顯示數(shù)據(jù)。該程序的實現(xiàn)主要包括3個方面：數(shù)據(jù)的輸入、數(shù)據(jù)庫操作的實現(xiàn)、2個數(shù)據(jù)庫的協(xié)調(diào)同步。
3.3 信息終端軟件設(shè)計
　　 信息終端選用Linux操作系統(tǒng)，其應(yīng)用軟件設(shè)計主要圍繞GSM短信交互功能展開，同時實現(xiàn)了各擴展功能參數(shù)在終端網(wǎng)頁上特定區(qū)域內(nèi)顯示的功能。其主要程序模塊分別為：
　　(1)擴展SQLite數(shù)據(jù)庫
　　本系統(tǒng)將輕型開源數(shù)據(jù)庫SQLite 3.5.5移植到Liod開發(fā)板上，并為其設(shè)定網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫操作協(xié)議，將SQLite擴展成為單連接的異步通訊網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫。本數(shù)據(jù)庫存儲的數(shù)據(jù)用于短信交互，它為向系統(tǒng)發(fā)送短信查詢詳細(xì)瀏覽信息的用戶提供數(shù)據(jù)，并接受數(shù)據(jù)庫管理客戶端對數(shù)據(jù)的管理。
　 (2)終端信息瀏覽模塊
　　該系統(tǒng)實現(xiàn)在信息終端上顯示PC服務(wù)器上發(fā)布的Web頁面。在Liod平臺上移植Linux操作系統(tǒng)和Qtopia圖形界面后，使用Konqueror瀏覽器瀏覽服務(wù)器上發(fā)布的Web頁面。Linux的移植主要包括：BootLoader、Linux內(nèi)核和嵌入式文件系統(tǒng)。Linux內(nèi)核使用Linux-2.4.21，文件系統(tǒng)包括基本文件系統(tǒng)和Qtopia。
　 (3)手機短信交互模塊
　　該模塊主要實現(xiàn)用戶通過手機短信方式與信息終端進(jìn)行信息交互。系統(tǒng)通過TC35i實現(xiàn)短信收發(fā)后，對用戶短信進(jìn)行解析，并查詢SQLite數(shù)據(jù)庫中與用戶短信匹配的信息，再以短信的形式回復(fù)用戶。也可將短信上傳的信息發(fā)送至PC數(shù)據(jù)庫，更新信息發(fā)布頁面。
3.4 系統(tǒng)軟件流程
　　系統(tǒng)軟件流程圖如圖4所示。

　　本文設(shè)計并實現(xiàn)了一個嵌入式多功能信息交互系統(tǒng)。在實現(xiàn)了動態(tài)信息發(fā)布和信息交互這兩個主要功能的基礎(chǔ)上，根據(jù)該系統(tǒng)應(yīng)用的不同場合擴展了環(huán)境參數(shù)采集、安防監(jiān)控報警、無線射頻識別和電視信號接收等功能，為不同領(lǐng)域用戶的使用提供了方便。