基于ARM的RFID中間件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　1．6 電源設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)的核心模塊工作電源為單一的3．3 V／0．5 A直流。由于核心模塊電源消耗功率較小，因此系統(tǒng)采用LT10856線性穩(wěn)壓芯片，使用電路板上下面銅箔作為散熱面，用9 V／0．8 A直流電源供電。

　　在其他的應(yīng)用設(shè)計(jì)中根據(jù)不同的電源消耗需求，可以選擇線性穩(wěn)壓源方案和開關(guān)穩(wěn)壓源方案。對于前一種選擇，可以獲得低噪聲、廉價(jià)等益處，但同時(shí)也有效率低、發(fā)熱較大等缺點(diǎn)；對于開關(guān)電源方案，正好與線性電源的優(yōu)缺點(diǎn)相反。

　　1．7 其他外設(shè)

　　系統(tǒng)提供了2個(gè)USB HOST接口，可支持U盤、USB攝像頭等多種USB設(shè)備，只需開發(fā)不同的設(shè)備驅(qū)動(dòng)就可有效擴(kuò)展。

　　使用UDA1380音頻編解碼器可有效支持MD、CD、MP3格式的音頻文件的播放。

　　2 軟件設(shè)計(jì)

　　Linux性能強(qiáng)大，開源免費(fèi)，有極強(qiáng)的平臺可伸縮性，符合POSIX標(biāo)準(zhǔn)，且有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能。這些特點(diǎn)使其近年來在嵌入式領(lǐng)域發(fā)展迅速，廣泛滲透到信息家電、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和手持終端等市場，因此本系統(tǒng)以Linux操作系統(tǒng)為依托，在其上開發(fā)應(yīng)用程序。中間件軟件是一個(gè)多層次多模塊的軟件系統(tǒng)，共分為3個(gè)層次，如圖3所示。

　　系統(tǒng)配置層：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)配置功能，調(diào)用下層提供的一些功能接口，不僅可以添加下層的基本處理單元，而且可以對處理單元的一些參數(shù)進(jìn)行有效配置。它包括Web Server接口模塊和遠(yuǎn)程控制信息臺模塊。

　　數(shù)據(jù)邏輯層：實(shí)現(xiàn)該軟件系統(tǒng)的基本功能，包括讀寫器命令處理、標(biāo)簽過濾處理、對象*(*)接口、企業(yè)級服務(wù)器接*互(可能改為和PC中間件進(jìn)行交互)。該層次完成系統(tǒng)的邏輯功能，包括設(shè)備管理模塊、數(shù)據(jù)過濾模塊、*查詢模塊(保留)、企業(yè)級別服務(wù)器接口模塊。

　　基礎(chǔ)設(shè)施層：提供系統(tǒng)運(yùn)行所需要的基本功能，如數(shù)據(jù)庫訪問功能、內(nèi)存管理功能，它們?yōu)槠渌K提供統(tǒng)一穩(wěn)定的接口，屏蔽一些差異性。該層次包括網(wǎng)絡(luò)管理模塊、內(nèi)存管理模塊(保留)、數(shù)據(jù)庫訪問模塊。

　　2．1 Linux的移植

　　在嵌入式開發(fā)中，把操作系統(tǒng)移植到開發(fā)板是進(jìn)行嵌入式應(yīng)用程序開發(fā)的前提和基礎(chǔ)。ARM Linux是針對ARM體系結(jié)構(gòu)的嵌入式Linux操作系統(tǒng)。在編譯Linux內(nèi)核之前，首先要針對具體的硬件對內(nèi)核進(jìn)行配置，包括系統(tǒng)類型的配置。本系統(tǒng)選擇ARM system type。在配置好通用內(nèi)核選項(xiàng)、塊設(shè)備和文件系統(tǒng)之后，即可編譯修改后的內(nèi)核文件，生成一個(gè)內(nèi)核映像的自解壓壓縮文件。通過運(yùn)行make clean dep zImage對該文件進(jìn)行依賴編譯，系統(tǒng)將在／arch／armnommu／boot目錄下生成內(nèi)核映像zImage，并將zImage下載到Flash 中的64K地址處。運(yùn)行時(shí)，將U-Boot復(fù)制到SDRAM中的OxOc300000地址處并啟動(dòng)zImage；zImage會自行解壓縮，將其解壓縮到 SDRAM中的OxOc080000地址處并開始運(yùn)行。內(nèi)核啟動(dòng)后，系統(tǒng)會將romfs作為根文件系統(tǒng)。在linux-dist目錄下運(yùn)行make menuconfig命令可配置Linux的文件系統(tǒng)。

　　2．2 RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)處理

　　系統(tǒng)讀取的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)在中間件中主要經(jīng)歷數(shù)據(jù)管理、編碼管理和過濾規(guī)則管理，之后存入本地?cái)?shù)據(jù)庫。其中數(shù)據(jù)管理包括數(shù)據(jù)校驗(yàn)、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲；編碼管理即設(shè)定編碼規(guī)范，可配置支持不同數(shù)據(jù)編碼規(guī)范；過濾規(guī)則管理能支持用戶配置數(shù)據(jù)過濾規(guī)則。系統(tǒng)基本流程如圖4所示。

　　用戶的參數(shù)配置信息通過消息隊(duì)列發(fā)送給中間件軟件，軟件分析發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，對系統(tǒng)工作狀態(tài)作出一定的調(diào)整。同時(shí)，系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)處理模塊接收從網(wǎng)口上讀寫器發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，把這些數(shù)據(jù)分為標(biāo)簽數(shù)據(jù)和讀寫器管理數(shù)據(jù)兩類。系統(tǒng)每個(gè)讀寫器實(shí)例都有自己的數(shù)據(jù)處理線程，它分析自己獨(dú)特的數(shù)據(jù)格式形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)，并且調(diào)用該種讀寫器的處理方法，對解析后的數(shù)據(jù)結(jié)合該讀寫器特定的數(shù)據(jù)處理參數(shù)，對標(biāo)簽數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾、轉(zhuǎn)發(fā)等工作。整個(gè)系統(tǒng)中有唯一一個(gè)管理命令處理線程，它輪詢每個(gè)讀寫器的管理命令處理隊(duì)列。如果有命令數(shù)據(jù)，那么調(diào)用該讀寫器特定的處理方法對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

　　結(jié) 語

　　本文提供了一種支持多通信平臺的嵌入式RFID中間件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。支持無線接入的RFID中間件可以部署于無固定網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的場景，降低有線網(wǎng)絡(luò)部署成本。RFID中間件還可以用無線通信方式向用戶或者系統(tǒng)傳輸信息，提高了信息傳遞的實(shí)時(shí)性。