新型嵌入式RFID便攜設備的研究與設計

胥繼鋒

（蘇州東理化電子有限公司，江蘇 蘇州 215132）

新型嵌入式RFID便攜設備的研究與設計

胥繼鋒

（蘇州東理化電子有限公司，江蘇 蘇州 215132）

隨著經濟的迅速發展以及科學技術水平的不斷提高，信息技術取得了較大程度上的發展，并在各個領域之中都有著一定程度上的使用。RFID即無線射頻識別技術便是一種具有典型性的信息技術，雖然這一技術有一個較為明顯的缺點，即有效距離短，但這并不影響它在汽車定位、車輛過路收費、人員管理以及議會投票等領域的應用。本文主要針對新型嵌入式RFID便攜設備的研究與設計進行研究與分析。

RFID；手持閱讀設備；便攜設備；設計

1 RFID技術

RFID,即無線射頻設別技術，它是一種新型的自動無線識別以及數據獲取的技術，目前狀況下它已經在諸多領域得到了較為廣泛的利用。這一技術的運作機理主要如下：首先，它對相應的射頻信號進行自動識別，并在此基礎之上對相關數據進行有效的獲取；其次，這一技術具有較高的自動化，在這一過程之中并不需要人為的干預，因此它在各種惡劣的環境之中也具有適用性。對于RFID技術而言，它能夠對高速運動物體進行有效的識別且能夠同時識別多個標簽，操作具有較大的簡便性與快捷性，一般情況之下，如果按照工作頻率的大小進行分類，主要可以將REID分為三大類，如下：

①低頻標簽：一般情況下，低頻標簽的工作頻率范圍大致在30kHz～300 kHz的范圍之內，低頻標簽大多為無源標簽，其工作能量的來源主要為閱讀器耦合線圈的輻射近場之中。

②中高頻段電子標簽：這一類型的RFID的工作頻率在3 MHz～30 MHz的范圍之內，這一頻段主要為電子標簽，中高頻段電子標簽的工作原理基本與低頻標簽相似。

③超高頻與微波標簽：這一類型的RFID沒有固定的工作頻率范圍，較為典型的工作頻率主要有433.92MHz、2.45GHz、5.8GHz等，其中，又可以對微波電子標簽進行更為詳細的劃分，主要分為有源標簽以及無源標簽。

2 硬件平臺的開發

圖1顯示的主要是設備硬件的結構圖：

圖1 設備硬件結構圖

從上圖中，我們可以發現在對設備的硬件平臺進行開發設計的過程之中，主要選擇了以AT91RM9200作為核心處理器，然后再以這一核心處理器，在其外圍開發了諸多模塊。

核心處理器：在本文的設備硬件平臺設計之中，選擇以AT91RM 9200作為核心處理器，它是一種高性能、低功耗的16/32位RISC微處理器。這一處理器的內部集成十分豐富，具有較高的適用性，目前狀況下它在嵌入式工業控制、醫療設備、網絡通信以及移動計算等領域有著一定程度上的利用。

外圍設備模塊：

1)人機交換模塊：這一模塊主要是由兩個部分共同組成的，分別為鍵盤輸入設備以及顯示器輸入設備。對于鍵盤輸入設備而言，主要是對z197289A進行了一定程度上的利用，并由此對系統發出不同的用戶請求。

2)通訊模塊：通訊模塊同樣包含了兩個部分，分別為藍牙通訊模塊以及USB通訊模塊。在USB通訊模塊之中，主要是對AT91RM 9200中USB主控制器的硬件設計進行了使用，這樣一來，就可以對系統的安全性需要進行有效的滿足。

3)存儲設備模塊：在存儲設備模塊之中，主要包含了三個部分，分別為SDRAM、FLASH和SD卡存儲模塊。SDRAM的主要作用是為系統提供相應的運行內存環境，而FLASH則是提供系統內核、文件系統以及應用程序的存儲空間。

4)電源管理模塊：在硬件設計中，電源管理模塊主要包含了兩個部分，分別為PMC動態電源管理模塊以及與之相配合的電壓轉換模塊。對于PMC模塊而言，它能夠對處理器的用電狀態進行一定程度上的管理，而電壓轉換模塊的主要作用是對電壓狀態進行采集。

3 軟件平臺的開發

對于軟件平臺而言，它在整個系統之中有著十分重要的地位與作用，可以說它是整個系統運行的靈魂所在。在進行軟件平臺的開發過程之中，對嵌入式Linux系統進行了一定程度上的引入，在這一嵌入式Linux系統之中主要包含了三個部分，分別為引導程序、Linux內核以及文件系統，運作機理主要如下：首先對系統進行上電，然后通過對引導程序進行一定程度上的使用，并由此來對Linux內核進行有效的引導。引導完成之后，系統開始掛載入文件系統，這樣一來，便可以對應用程序進行有效的啟動。

對于引導程序而言，它是系統加電啟運行的第一段軟件代碼，通過對這一段軟件代碼進行一定程度上的使用，可以對相關的硬件設備有效初始化，同時也能夠對內存空間的映射圖進行有效建立。在這種情況之下，系統的軟硬件環境都能夠處于一個相對合適的狀態。而對于一個嵌入式系統而言，不管它有沒有相應的操作系統，都需要在系統或者程序運行之前對Bootloader進行一定程度的利用，并為其創造一個適應性的環境。一般情況下，Bootloader對硬件以及CPU體系結構以及嵌入式板級設備配置具有一定的依賴性，所以在設計中就必須對于不同的硬件平臺對于Bootloader進行相應的修改。

而對于Linux操作系統而言，用戶在使用的過程之中具有較強的自主性，用戶可以充分結合自身的需要對內核進行一定程度上的裁減，從而對自己的操作系統進行有效的制定，這樣一來，系統的存儲空間以及使用效率就會得到一定程度上的提高。驅動程序實際上是硬件與應用軟件之間的中間層。其工作在內核空間，本質是實現邏輯設備到物理設備的轉換，啟動響應的IO設備、發出IO命令、完成響應的IO操作，是內核與外圍設備數據交流的核心代碼。

4 結束語

本文主要針對新型嵌入式RFID便攜設備的研究與設計進行研究與分析。首先對RFID技術進行了一定程度上的闡述，具體介紹了其三種分類，然后在此基礎之上分別從硬件平臺開發與軟件平臺開發兩個方面分析了嵌入式RFID便攜設備的設計與研究。

[1] 孫洵．射頻識別(RFID)產業發展格局研究[J]．科技和產業，2007，10：17-20

[2] Finkenzel ler，K著，陳大才譯．射頻識別技術一一無線電感應的應答器和非接觸IC卡的原理與應用(第二版)[M]．北京：電子工業出版社，2001.6

胥繼鋒（1985-），江蘇沛縣，機電一體化技術專業，研究方向：電子信息工程系列電子與通訊設備專業。