S3C6410和CR95HF的RFID讀卡系統(tǒng)設(shè)計

3.2 讀卡器驅(qū)動設(shè)計

讀卡器軟件主要由底層驅(qū)動、數(shù)據(jù)處理及交互界面組成。微處理器和射頻芯片通過串口通信，串口驅(qū)動的開發(fā)使用Android NDK將Linux的C函數(shù)通過JNI接口生成相應(yīng)的.so動態(tài)鏈接庫供Java語言開發(fā)的安卓軟件使用。由于數(shù)據(jù)采用十六進制傳輸，因而串口通信需要配置為原始數(shù)據(jù)輸入/輸出。為提高通信速率，本文采用高速波特率921 600 b/s，并通過奇偶校驗有效降低了誤碼率，修改寄存器實現(xiàn)了8數(shù)據(jù)位的傳輸，較傳統(tǒng)7數(shù)據(jù)位速率提升1/8，主要C代碼如下：

CR95HF支持ISO14443、ISO15693等無線協(xié)議，根據(jù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用串口函數(shù)和延時函數(shù)并加載數(shù)據(jù)來實現(xiàn)射頻驅(qū)動。射頻指令格式如圖6所示。

由不同的CMD命令來選擇不同協(xié)議，協(xié)議命令參見表1。

3.3 數(shù)據(jù)處理

讀卡器需具有尋卡、防沖突和讀寫卡等功能。設(shè)置串口波特率和選擇協(xié)議，防沖突來判斷附近存在一張還是多張標(biāo)簽卡。根據(jù)所選CMD及返回結(jié)果對數(shù)據(jù)處理來實現(xiàn)讀卡器和標(biāo)簽的無線通信，其處理流程如圖7所示。

尋卡、防沖突后選擇地址進行讀寫卡，每地址可存儲32位數(shù)據(jù)，默認(rèn)為ISO15693協(xié)議。由于原始數(shù)據(jù)輸入/輸出，因而收到信息后通過函數(shù)ByteArrToHex(byte[])轉(zhuǎn)換為Hex字符串。

搜尋到標(biāo)簽卡后，卡的惟一標(biāo)識符UID數(shù)據(jù)必須在Android讀卡器軟件里全局通用才能讓讀卡界面和寫卡界面共同來操控該數(shù)據(jù)。

由于各個Activity界面數(shù)據(jù)均獨立，而用傳統(tǒng)的Intent類在多個界面間傳輸同一組數(shù)據(jù)操作繁瑣且易發(fā)生數(shù)據(jù)沖突，本文通過Applicat ion類對接收到的標(biāo)簽卡信息存入數(shù)組RcvBuffer實現(xiàn)了全局共享。實現(xiàn)全局共享Java程序如下：

3.4 人機交互界面軟件設(shè)計

Android界面開發(fā)通過XML布局文件和Java程序混合實現(xiàn)。設(shè)計時，在AndroidManifest.xml文件中注冊所需界面并通過網(wǎng)格視圖Grid View來實現(xiàn)主界面的圖片按鈕顯示。主界面包括設(shè)置、尋卡、讀卡、寫卡等功能按鈕，選擇后會通過Intent類調(diào)用相應(yīng)的子界面組件Activ ity，其通過setContentView()函數(shù)來啟動相應(yīng)的XML。

4 系統(tǒng)測試

所開發(fā)的讀卡器實物如圖8所示，左側(cè)為主體，右側(cè)為天線。將RFID軟件下載到讀卡器后的測試結(jié)果如圖9、圖10所示。圖9為選用4張支持ISO15693協(xié)議的標(biāo)簽放到讀卡器附近時的尋卡結(jié)果，每個標(biāo)簽對應(yīng)唯一的UID標(biāo)識符，可見讀卡器尋到了附近的所有標(biāo)簽。圖10為讀卡測試結(jié)果，選擇UID和輸入地址時能夠成功讀取到該地址的標(biāo)簽數(shù)據(jù)“AA1107FF”?？梢娮x卡系統(tǒng)能夠成功地與標(biāo)簽無線通信。

對讀卡器尋卡和讀寫卡各測試了400次，只有1次發(fā)生數(shù)據(jù)丟失，表明讀卡器穩(wěn)定性非常高。經(jīng)測試，無障礙物遮擋時讀卡器讀寫距離至少為6.4 cm，有木板、書、皮革等障礙物時讀寫距離至少為5 cm，可見識別距離能夠滿足需要。同時對ISO14443協(xié)議的標(biāo)簽測試也表明讀卡器可以對其穩(wěn)定讀寫。

結(jié)語

本文詳細(xì)介紹了基于S3C6410和CR95HF的新型嵌入式RFID讀卡系統(tǒng)解決方案。該讀卡器工作在13.56MHz的高頻頻段并支持多種協(xié)議。經(jīng)測試，該讀卡器能對符合協(xié)議的標(biāo)簽進行穩(wěn)定的讀寫，具有便攜、性能強悍、功耗低等特點。本設(shè)計應(yīng)用范圍廣，可用于航空物流行業(yè)等要求便攜性強且處理速度快的場合。