基于ARM平台的RFID系统设计与实现

２０１１年　第６期　仪表技术与传感器　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ａｎｄ　Ｓｅｎｓｏｒ　２０１１　Ｎｏ．６　ＲＦＩＤ在基于ＡＲＭ－Ｌｉｎｕｘ的点检仪中的实现　王双旺，孙俊杰，陈磊　（郑州大学振动工程研究所，河南郑州４５０００１）　摘要：为了在设备点检申对设备识别，采用射频卡作为电子标识。设计了以ＳＣ３２４４２处理器为核心，以ＥＭ４０９５为读　卡芯片的射频识别系统；详细介绍了射频卡内芯片ＥＭ４１００的曼彻斯特编码以及解码方法；编写了基于嵌入式Ｌｉｎｕｘ的读　卡程序，该程序结合ＥＭ４１００的编码特点，利用延时判断的方法进行解码，抗干扰性好。　关键词：点检仪；射频识别；曼彻斯特码　中图分类号：ＴＨ８６５　文献标识码：Ａ　文章编号：１００２—１８４１（２０１１）０６—００３６—０２　Ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＲＦＩＤ　ｉｎ　Ｓｐｏｔ　Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＡＲＭ－Ｌｉｎｕｘ　Ｓｙｓｔｅｍ　ＷＡＮＧ　Ｓｈｕａｎｇ－ｗａｎｇ，ＳＵＮ　Ｊｕｎ－ｊｉｅ，ＣＨＥＮ　Ｌｅｉ　（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　４５０００１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｉｄｅｎｔｉｆｙ　ｔｈｅ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｐｏｔ—ｃｈｅｃｋｉｎｇ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｔｈｅ　ＲＦＩＩＤ　ｃａｒｄ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ａｓ　ｔｈｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｉ—　ｄｅｎｔｉｔｙ　ｃａｒｄ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ＳＣ３２４４２　ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ，ａ　ＲＦＩＤ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗｈｉｃｈ　ｔｏｏｋ　ｔｈｅ　ＥＭ４０９５　ｃｈｉｐ　ａｓ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　ｗａｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅ　Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ　ｅｎｃｏｄｉｎｇ　ａｎｄ　ｄｅｃｏｄｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＥＭ４１００　ｃｈｉｐ　ｗａｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ　ｄｅｃｏｄｉｎｇ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　Ｌｉｎｕｘ　ｗａｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅ　ｐｒｏｇｒａｍ　ｕｓｅｄ　ｏｖｅｒｔｉｍｅ　ｃｈｅｃｋｉｎｇ　ｔＯ　ａｓｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｄｅｃｏｄｉｎｇ　ｗｈｅｎ　ｉｔ　ｄｅｃｏｄｅｄ　ｅａｃｈ　ｂｉｔ．Ｔｈｉｓ　ＲＦＩＤ　ｓｙｓｔｅｍ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｉｎ　ａ　ｓｐｏｔ　Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ　ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｐｏｔ　Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ　ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ；ＲＦＩＤ；Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ　ｃｏｄｅ　１　射频识别系统工作原理和硬件接口　射频识别系统作为点检仪的一个子系统，主要由３个部分　构成：射频卡、读卡模块和微处理器。读卡模块主要有ＥＭ４０９５　基站芯片和天线组成；微处理器采用基于高性能的ＡＲＭ９核的　ＳＣ３２４４２片上系统。当射频卡和点检仪的读卡天线部分相互靠　近时，点检仪中的读卡芯片ＥＭ４０９５发射出一定频率的载波信　号，由于电磁感应，在射频卡内的天线上也将产生同频率的载　波信号。然后射频卡内会将卡内编码的身份识别信息（ＩＤ数　据）调制到载波信号，通过信号的耦合，ＥＭ４０９５天线上也将产　生ＩＤ数据的调制信号，然后经由ＥＭ４０９５的解调系统解调出　ＩＤ数据，再经过ＥＭ４０９５和微处理器的接口，将解调后的数据　信号输入到微处理器，由所编写的读卡程序进行解码，硬件接　口电路如图１所示。　图中，ＥＭ４０９５的工作由ＳＨＤ和ＭＯＤ信号控制。当ＳＨＤ　为高电平时，ＥＭ４９０５处于休眠模式，电流消耗为最小；当ＳＨＤ　为低电平时，电路处于收发状态并发射ＲＦ场信号，同时开始解　调在天线上的ＡＭ信号。经过解调模块过来的信号通过ＤＥ—　ＭＯＤ—ＯＵＴ引脚输入到ＳＣ３２４４２来进行解码和处理。上电时，　输入引脚ＳＨＤ必须为高电平以保证正确的初始化，初始化结束　后接为低电平。ＭＯＤ为工作模式选择位，当ＭＯＤ＝０时，　ＥＭ４０９５工作于只读模式；当ＭＯＤ＝１时，芯片工作于读／写模　式。ＲＤＹ／ＣＬＫ引脚恒定输出和天线上载波信号一样频率的方　波信号，可以向微处理器提供与在引脚ＡＩＮ１上的天线信号同　步的参考时钟信号　。由　、ｃ１一ｃ　组成　ｃ串联谐振天线，　基金项目：河南省教育厅自然科学基金（２００９Ａ４６００１０）　收稿日期：２０１０—０９—１６收修改稿日期：２０１１—０３—２ｌ　Ｕ２　ｖＤＤ　ＤＣ２　ＤＶＤＤ　ＦＣＡＰ　ＡＮＴｌ　ＳＨＤ　ＡＮＴ２　ＤＥＭＯＤ０ＵＴ　ＤＥＭＯＤ　ＩＮ　ＭＯＤ　ＡＧＮＤ　ＲＤＹ／ＣＬＫ　ＤＶＳＳ　ＣＤＥＤｊＮ　ＶＳＳ　ＣＤＥＣ　ＯＵＴ　ＥＭ４０９５　ＧＮＤ　—ｌ　Ｃ。　Ｕｌ　ＰＧｌ　ＰＧＯ　

基于ＡＲＭ￣Ｉ：！ＲＦＩ　Ｄ的移动载体管理系统设计　

苏耀峰　．　谢国益ｚ　

（１．通信指挥学院，武汉４３００１０；２．西安通信学院，西安７１０１０６）　

摘要：综合运用ＡＲＭ和ＲＦＩＩ）技术，设计移动载体管理系统　系统主要由监控点、标签和监控终端　组成，能够实时显示、查询经系统注册的移动栽体，有效管理不同授权级别的移动设备，具　有广阔的应用前景　、　关键词：ＡＲＭ：ＲＦＩＤ：移动载体管理　

０　引言　

随着微电子技术和计算机技术的发展．移动载体　

以其方便、快捷的特点Ｅｔ益得到广泛应用　．它在给我们　

带来方便的同时．也出现了管理难等的问题．特别是在　涉及商业机密和政府机关领域问题更为突ｍ　如何对　

这些携带不同层次内容的移动载体进行有效管控．成　

为摆在我们面前亟待解决的问题　

１　ＲＦＩＤ技术　

射频识别（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｖ　Ｉｄｅｎｔｉｆｃａｔｉｏｎ，简称ＲＦ１Ｄ）　

技术是一项利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁　

场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识　别目的的技术，广泛应用于商品零售、商品防伪、交通　

运输、物流仓储、安全管理、医疗卫生、罔书档案和国防　

军事等领域。ＲＦＩＤ系统通常南电子标签（Ｔａｇ）、　读器　

（Ｒｅａｄｅｒ）组成．其结构如图１所示．．　

阅读器　，　—　ｒ……一一　一一　，中史王握篁』　

…一一一一一－．４７一———’一一’　／　鳖　垒＼　标签内　二二二ｌＪ　锾天线　ｑ）史　＾　

图１　ＲＦＩＤ系统结构示意图　当电子标签进入磁场区域后．凭借感应电流所获　

得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（Ｐａｓｓｉｖｅ　Ｔａｇ．无电源电子标签或称被动电子标签）．或者主动发　

送某一频率的信号（Ａｃｔｉｖｅ　Ｔａｇ，有电源电子标签或称　主动电子标签）：阅读器读取信息并译码后．送至中央　

信息系统进行后续处理　

阅读器的主要作　是控制射频模块向标签发射读　

取信号．并接收标签的应答．对标签的对象标识信息进　

开发案铡　／　／　

基于ＡＲＭ的手持式ＲＦＩＤ读写器的研究与实现　

罗家兵　

（广州大学华软软件学院电子系，从化５１０９９０）　

摘要：介绍ＲＦＩＤ读写器的应用前景，然后通过分析拟采用￥３Ｃ２４１０为嵌入式芯片、ＷｉｎＣＥ为嵌　

入式操作系统．并详细地描述系统的软硬件设计，对读写器进行测试，并指出读写器可以继　续改进的地方。　

关键词：ＲＦＩＤ读写器：￥３Ｃ２４１０；ＷｉｎＣＥ　

０　引言　

近年来．随着ＲＦＩＤ技术在国内的逐步推广应用．　

许多应用软件开发者已经把目光转向ＲＦＩＤ应用上来　

对于一些（零售、物流等）基于ＲＦＩＤ应用开发。首先需　

要一款好的手持式ＲＦＩＤ读写器作为整个基于ＲＦＩＤ　

的上层应用的平台．而构建这样一个平台需要熟悉嵌　

入式硬件、嵌入式操作系统方面的知识，这些往往又是　

那些熟悉行业应用软件开发者所不具备的．所以本项　

目的目标就是构建一个性能稳定、完善的通信接口、具　

有二次开发ＡＰＩ的手持式ＲＦＩＤ读写器．使上层应用开　

发者只关注具体的与业务相关的软件开发　

１　ＲＦＩＤ读写器软硬件技术概述　

￥３Ｃ２４１０处理器具有ＡＲＭ９２０ｒＩ、核心的嵌入式微　

处理器　它带有ＭＭＵ可以稳定运行ＷｉｎＣＥ和标准　

Ｌｉｎｕｘ操作系统：处理器主频２００ＭＨｚ．最高可达　

２６６ＭＨｚ。￥３Ｃ２４１０处理器含有丰富的片内外围电路：技　

术支持多，价格便宜，低功耗，所以本项目采用　

￥３Ｃ２４１０Ａ作为系统的嵌入式芯片　

ＷｉｎＣＥ．ＮＥＴ同Ｗｉｎｄｏｗｓ开发环境相兼容．可以实　现迅速而高效的开发。同时ＷｉｎｄＯＷｓ的应用基础广泛．　

基于ｗｉｎｄＯＷｓ的第三方软件资源也非常丰富．这些都　

是基于Ｌｉｎｕｘ的平台无法比拟的　而本系统的最终目　

的就是给应用开发人员提供一个好地开发平台．所以　

嵌入式操作系统选择了ＷｉｎＣＥ．ＮＥＴ　

收稿日期：２０１０—０４—２６　修稿日期：２０１０—０５—２６　作者简介：罗家兵（１９７５一），男，教师，研究方向为嵌入式系统　２　ＲＦＩＤ读写器硬件设计　

第１２卷，第２期　Ｖｏ１．１２．　ＮＯ．２　电子与封装　

ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ＆ＰＡＣＫＡＧＩＮＧ　总第１０６期　２０１２正２Ｙ］　

憾　

基于ＡＲＭ的嵌入式ＲＦＩＤ中间件系统设计　

李宝山，付社卫　

（内蒙古科技大学，内蒙古包头０１４０１０）　

摘要：无线射频识别（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ＲＦＩＤ）技术作为新一代识别技术的代表，近　

年来发展迅猛。随着ＲＦＩＤ技术的深入发展和应用，ＲＦＩＤ系统的中枢和核心组成部件的中间件成为了　

研究的热点。ＲＦＩＤ中间件是连接底层设备和上层应用的桥梁，可以实现ＲＦＩＤ读写器与企业应用的连　

接。嵌入式ＲＦＩＤ中间件构架于嵌入式系统的弱计算环境中，它有别于运行在一般计算机上的软件中　

间件，而是在嵌入式系统上实现ＲＦＩＤ中间件功能，使中间件可以用于各种系统集成。　

关键词：射频识别；中间件；嵌入式；设备管理　

中图分类号：ＴＮ４０２　文献标识码：Ａ　文章编号：１６８１—１０７０（２０１２）０２—００２３－０３　

Ｔｈｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ＲＦＩＤ　Ｍｉｄｄｌｅｗａｒｅ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＡＲＭ　

ＬＩ　Ｂａｏ－ｓｈａｎ，ＦＵ　Ｓｈｅ－ｗｅｉ　

（Ｉｎｎｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｉａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ＯｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂａｏｔｏｕ　０１４０１０，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ　ｔｈｅ　ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉＶｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　

Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｈａｓ　ａｃｈｉｅｖｅｄ　ａ　ｒａｐｉｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ａｌｏｎｇ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ａｎｄ　ｄｅｅｐｅｎｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　

ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＲＦＩＤ，ｔｈｅ　ｍｉｄｄｌｅｗａｒｅ，ｔｈｅ　ｃｅｎｔｒａｌ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｒｅ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＲＦＩＤ　ｓｙｓｔｅｍ，ｈａｓ　ｂｅｃａｍｅ