長距離通信器S1503的應用編程原理

關鍵詞：S1503 通信器 事件 射頻識別

S1503是瑞典TagMaster AB公司生產的長距離通信器，工作頻率為2.45GHz，具有圓極化天線波速的讀/寫工作站；用于讀/定CONFIDENT系統(tǒng)中射頻識別標簽，在車輛收費管理、車場車輛進出口管理以及列車車次識別等系統(tǒng)中有廣泛的應用。其主要特點是：①具有6m的長閱讀距離；②能進行5m范圍內的運動監(jiān)測；③提供C、Delphi以及VB的驅動接口程序；④具有閃速EEPROM的數據庫；⑤提供DTMF及LED接口；⑥提供與主機通信的RS232和2/4線制RS485接口；⑦具有抗EMI的DC/DC轉換器；⑧采用24V/12V的工作電源。

圖1為S1503的內部結構示意圖。

1 系統(tǒng)結構

(1)硬件結構

CONFIDENT自動識別系統(tǒng)一般包括標簽（如S1251）、通信器（S1503）以及一臺主機。通信器通過RS232/485與主機連接實現通信。通信器與標簽 是通過微波實現通信的。

（2）軟件結構

圖2為軟件系統(tǒng)結構示意圖。

Confilib：CONFIDENT函數庫名。該庫中包含幾百個通信器管理函數以及ConfiTalk通信協議接口函數，同時提供適合于DOS、Windows3.1以及Windows 95/NT的不同平臺要求的Confilib版本。PC平臺的Confilib應用程序接口是以C/C++動態(tài)連接庫DLL的形式提供的，同時也提供Visual Basic、Delphi語言接口，適用于通信器的Confilib是C語言庫。這些函數庫包含諸如閱讀、寫入、格式化標簽，讀、寫、檢索數據庫，軟、硬件設置，讀、寫I/O接口，發(fā)送、接收ConfiTalk命令，定時器，緩存區(qū)管理和郵件管理等函數。

ConfiTalk：標準通信協議。該協議規(guī)定通信器傳送和接收數據、處理數據流、重復傳送、校驗以及數據透明的方式。該協議還可用于點對點通信和多點網絡通信，并采用查詢方式。信息幀結構為：

STX：起始符；ADR：地址及序列；MESSAGE:需要傳送的數據；CS:校驗和；ETX：結束符。

用戶可自己編寫通信協議來替代ConfiTalk。

Pyramid：S1503出廠時預裝的標準應用程序。安裝了Pyramid的S1503在閱讀到標簽或檢測到運動時，能夠自己作出判斷和決定；同時S1503也可以通過串行接口接收并執(zhí)行CohnfiTalk命令。Paramid有四個運動模式：On、Off、Read beep以及Program beep。在On模式下，S1503可單機運行，內置在S1503中的數據庫保存著注冊標簽的信息，當閱讀到標簽或檢測到運動時，應用程序改變繼電器、發(fā)光管和蜂鳴器的狀態(tài)。應用程度同時還可以將記錄信息通過郵件發(fā)送到主機。Off模式時，通信器處于被動運行狀態(tài)，這時由主機利用ConfiTalk命令控制通信器S1503，Pyramid總是聽取主機的ConfiTalk命令和郵件信息。通信器不產生記錄內容，不作任何動作。當需要主機通過串行口利用Confilib命令（遠程函數調用）控制通信器時，采用這種模式。Read beep模式是用來在安裝通信器時確定其閱讀區(qū)域的。在Read beep模式下，通信器每讀到一個標簽，就發(fā)了同一個短暫的蜂鳴，但閱讀的標簽不會被記錄。Program beep模式是用來確定通信器的寫標簽區(qū)域。在該模式下，Pyramid不斷地嘗試給標簽寫信息，每寫完一組信息后，程序發(fā)出短暫的蜂鳴。

2 編程控制原理

開發(fā)S1503系統(tǒng)軟件的工具包括編譯器、裝載器、驅動程序和函數庫等。利用交叉編譯器Conficomp，可以在PC平臺上開發(fā)、調試通信器應用程序，然后利用Confiload下載軟件，將通信器應用程序下載。PC機應用程序可以利用任何軟件進行開發(fā)，包括使用Confilib函數庫。

在CONFIDENT系統(tǒng)中，如何編程控制通信器是關鍵，有四種控制方式可供參考。

（1）通信器應用程序

該方式是用用戶在Confilib庫函數基礎上編寫的應用程序取代標準通信器應用程序Pyramid，所有邏輯判斷均由用戶所編寫的通信器應用程序完成。主機可不定期地連接到通信器上讀取通信器記錄信息，并更新通信器數據庫。該方式的優(yōu)點是運行速度快，可單機運行；缺點是需要PROM寫入器，缺少方便的界面。

（2）利用Confilib命令的主機應用程序

在該方式中，通信器S1503完全由利用Confilib庫函數或其它軟件開發(fā)的主機程序控制，系統(tǒng)智能部分在主機，通信器不做任何邏輯判斷。當主機應用程序調用Confilib函數時，自動將Confilib命令翻譯成ConfiTalk命令，然后傳遞給S1503。S1503根據該命令招待對應的Confilib命令。這種方式的優(yōu)點是：與通信器應用程序Pyramid控制方式相比，擁有更加方便的界面，主機應用程序更加便于開發(fā)、調試；缺點是執(zhí)行速度慢。

（3）主機應用程序與Pyramid通信

這種方式與第二種方式相似。主要區(qū)別在于主機與S1503的標準應用程序Pyramid通信，而不是直接同Confilib通信。主機程序與通信器標準應用程序通過互送郵件實現通信。采用這種方式的優(yōu)點是：主機應用程序簡單，部分邏輯判斷可交給通信器應用程序，從而獲得較快的運行速度；缺點是：Pyramid郵件不支持寫標簽和數據庫管理功能，不過，這些功能可通過Confilib/Confitalk命令實現。

（4）用戶協議

這種方式除了通信器中的Confilib之外，所有軟件均由用戶編寫，當系統(tǒng)使用ConfiTalk以外的協議時，采用這種方式。該方式的優(yōu)點是：可實現通信器ConfiTalk以外的協議通信；缺點是編寫程序量大，開發(fā)周期長。

3 應用編程

事件是指正常程序運行以外不定期發(fā)生的事情。事件可來自外部（如按鍵），也可以來自內部（如定時器）。S1503程序庫的核心是一個稱作事件器的模塊，其絕大部分應用是由事件驅動的。Confilib庫中有七個模塊產生事件，可能產生的事件包括：DTMF（雙音多頻接口輸入）、Push_Button（通信器控制盤上的按鍵被按下）、Doppler_Radar（多譜勒雷達檢測到運動物體）、Par_In(并行輸入口輸入)、Timer（設置的計時器到達時間）、Tag（成功閱讀到一個標簽）、Tamper_Switch（防護開關動作）、Null_Event（自上次查詢后，沒有事件發(fā)生）、Reset_Event（系統(tǒng)復位）。防護開關除外，其它所 有事件模塊必須經過初始化后才能夠產生事件。當事件產生時，系統(tǒng)及時響應并存入通信器事件處理器，應用程序通信調用Bsw_Event_Handler_Get_Event（）從通信器讀取事件；若有事件發(fā)生，調用以上函數返回其事件類型、相應數據；若無事件發(fā)生，返回Null_Event。因此，應用程序應是一個等待事件的死循環(huán)。當事件發(fā)生時，應用程序調用適當的事件處理程序來響應該事件。應用程序流程如圖3所示。

4 通信編程

通信器S1503與主機進行通信交換信息，有三種方法：①利用CONFIDENT庫函數所支持的動態(tài)緩沖區(qū)；②利用公司所提供的串行通信接口字節(jié)級設備驅動函數來自定義的通信協議；③利用CONFIDENT軟件庫提供的郵件交換系統(tǒng)。在S1503的實際應用中，郵件交換系統(tǒng)應用十分廣泛。

通信器通過調用函數Msw_Mail_Init、Msw_Mail_Send以及Msw_Mail_Receive等來使用郵件交換系統(tǒng)。使用郵件交換系統(tǒng)的前提是系統(tǒng)至少有一個空閑的動態(tài)緩沖區(qū)。在初始化郵件系統(tǒng)時，函數將占據編號最高的動態(tài)緩沖區(qū)。使用郵件交換系統(tǒng)包括兩部分：主機通信流程（圖4）和通信器通信流程（圖5），其它現功能是主機接收通信器發(fā)送來的郵件，并將郵件內容顯示在屏幕上；同時，每當空格鍵被按下時，改變通信器的安靜模式；通信器閱讀標簽事件，并將標簽數據通過郵件發(fā)送給主機。主機可通過郵件將通信器設置為安靜模式，主機在通信器為非安靜模式時讀取標簽數據郵件。

在實際應用中，可選擇合適的系統(tǒng)結構和控制方式。應用編程也很靈活，用戶可根據自己的特點來選擇合適的語言。因此，S1503及其同類產品在自動識別控制系統(tǒng)中有廣泛的應用前景。