基于ARM的嵌入式RFID中間件系統設計

李寶山，付社衛

（內蒙古科技大學，內蒙古 包頭 014010）

1 引言

RFID系統由以下四部分組成：電子標簽 、讀寫器、天線及中間件。中間件是RFID系統的核心組成部件，其主要特點是：獨立性、數據流、處理流。因此中間件的主要功能應包括：數據采集與處理、讀寫設備的設置與管理以及與上層應用軟件的數據信息交互等。

而嵌入式RFID中間件具有以下優點：體積小，部署地點接近于數據現場；資源少，僅采用嵌入式計算環境；成本低，中間件僅運行于弱計算環境的嵌入式系統上，相比于原來的服務器，降低了中間件部署成本。

嵌入式RFID中間件系統分為硬件和軟件兩個方面，通過嵌入式Linux和ARM體系構建硬件平臺，通過使用編程語言和嵌入式開發工具包在Linux軟件平臺實現中間件的設備管理功能。

系統硬件平臺為廣州致遠電子ARMS3C2410實驗教學平臺，包括ARM920T處理器、64MB內存、64MB Flash和10M/100M網口。軟件系統平臺為嵌入式Linux操作系統平臺。系統開發實驗階段所用電子標簽及讀寫器如下：

電子標簽：Tag-it HF-I，符合ISO 15693標準；Mifare One S50，符合ISO 14443A標準。

讀寫器：USB Reader，支持ISO 15693；開發方式：串口開發；MF1 Reader，支持ISO 14443A、ISO 14443B、ISO 15693。

2 嵌入式RFID中間件的實現方案

2.1 嵌入式RFID中間件的設計要點

（1）系統分布性問題，RFID標簽在應用時具有分布性和多樣性；

（2）系統實時性問題，實時性問題是指系統對于外部響應的時間能否滿足要求；

（3）系統資源受限問題，在嵌入式的弱計算環境下對資源有限的問題和優化算法的問題要嚴格考慮。

2.2 嵌入式RFID中間件設計應實現的功能

（1）提供與多種RFID讀寫器兼容設備操作接口；

（2）數據過濾和傳輸；

（3）管理RFID讀寫設備；

（4）支持與已有的業務系統應用集成。

2.3 硬件平臺和軟件平臺的構建

包括對開發板存儲的分配及S3C2410的初始化，Linux的內核移植及交叉編譯環境的構建。

3 整體框架及功能模塊劃分

為了實現上述功能，嵌入式RFID中間件應該具有下面四種模塊：管理配置模塊、遠程命令控制模塊、數據提取及過濾模塊以及設備管理接口模塊。

設備管理模塊主要包括串行口適配模塊、命令行接收發送模塊、數據處理模塊。該模塊接受來自管理配置模塊的命令，通過命令處理器可以完成對相應功能模塊和讀寫器的配置，并將數據信息反饋給應用層的接口模塊，實現其功能。

實驗驗證設備接口管理模塊具體功能如下：

兩種不同的讀寫器讀兩種不同標簽，通過串行口與開發板連接，通過在本地設計的管理信息處理軟件來實現對嵌入式中間件的管理。

圖1 實驗驗證圖

讀寫器與上層接口的實現如下：

設備連接API（及初始化）：

本地客戶端管理的實現如圖2所示。

4 總結

本文通過對現在RFID中間件的發展提出了基于嵌入式Linux操作系統和S3C2410硬件平臺的嵌入式RFID中間件的設計和實現方案。本系統還存在一些缺陷和未實現的功能，可以在此基礎上進一步改進和提高。

圖2 本地客戶端管理平臺

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