引言

?? 射頻識別技術（Radio Frequency IdentificatiON，縮寫RFID），射頻識別技術是20世紀90年代開始興起的一種自動識別技術，射頻識別技術是一項利用射頻信號通過空間耦合（交變磁場或電磁場）實現無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術。 這個問題的本質就是企業的應用系統與硬件接口的問題．因此，通透性就是整個應用的關鍵，正確抓取數據，確保數據讀取的可靠性以及有效地將數據傳送到后端系統都是必須考慮的問題。

　　傳統應用程序與應用程序之間的數據通透是通過中間件架構解決，并發展出各種服務器應用軟件，因此，中間件的架構解決方案就成為了RFID應用的一項極為重要的核心技術，作者討論的就是RFID中間件的一個解決方案。

　　1 RFID中間件技術

　　RFID技術的基本工作原理是：標簽進入磁場后，接收讀寫器發出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息(Passive Tag，無源標簽或被動標簽)，或者主動發送某一頻率的信號(Active Tag，有源標簽或主動標簽)：讀寫器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統進行有關數據處理 ．中間件是介于應用系統和系統軟件之間的一類軟件，它使用系統軟件所提供的基礎服務，銜接網絡上應用系統的各個部分或不同的應用，以達到資源共享、功能共享的目的．在具體實現上，中間件是一個用API定義的軟件層，具有強大的通信能力和良好的可擴展性。
　　RFID中間件是一種面向消息的中間件(Message．Oriented Middleware，MOM)，其中信息(Information)是以消息(Message)的形式，采用異步(A—synchronous)的方式從一個程序傳送到另一個或多個程序，傳送者不必等待回應．它的作用主要體現在三個方面，一是控制RFID讀寫設備按照預定的方式工作，保證不同讀寫設備之間配合協調；二是按照一定規則過濾數據，篩除絕大部分冗余數據，將真正有效的數據傳送給后臺信息系統；三是保證讀寫器和企業級分布式應用系統平臺之間的可靠通信。

　　2 RFID通訊組件的結構框架

　　針對讀寫器在各種應用軟件中的應用，作者對RFID讀寫器的通訊指令，采用組件封裝和SDK方式，進行了標準化，形成RFID標準組件，RFID標準組件是連接標簽讀寫器、控制器和企業應用程序之間的標準化軟件接口程序集合，具有分布式結構，以層次化進行組織、管理數據流，有效增加了軟件的可重用性，簡化了上位機應用軟件的開發，提高了應用軟件的可靠性和穩定性．本系統中的RFID通訊組件要求實現如下功能：提供RS232／485串口通訊接口組件、TCP／IP、UDP網絡通訊接口組件，搜索讀寫器、配置讀寫器參數接口，讀取、設置標簽數據接口以及統一配置軟件，其架構圖如圖1所示。

圖1 RFID 通訊組件的框架

　　其中SDK(Software Development Kit)是指可以供軟件開發人員開發自己可以在特定的平臺上運行或者通過API(Application Program Interface)運行的軟件產品的一組程序(文檔)集合；組件(Component)：是對數據和方法的二進制封裝，具備跨語言調用，良好的可重用性，進程獨立性等優點。

　　3 RFID通訊協議格式

　　RFID通訊組件最重要的是對數據的處理．作者重點介紹讀寫器對數據的處理，即通訊協議格式．文中所使用的讀寫器是某公司的高頻工業讀寫器系列，包含PRR8160讀寫器、PRR8152讀寫器、PRR8032讀寫器．下面將簡單介紹本軟件中所涉及的這幾種RFID 讀寫器，重點介紹PRR8160讀寫器。
　　
　　3．1 PRR8160讀寫器

　　PRR8160是一款應用于工業流水線上，進行數據采集、流水線控制、跟蹤管理的可編程智能數據終端機．具有TCP、UDP、RS232多種通訊方式，有極強的現場編程功能，適應性極強．其系統采用兩級聯網結構，采用UDP協議進行通訊，即管理主機通過訪問生產數據輸入終端機所在的IP地址對終端機進行數據訪問和參數設置．設備工作狀態采用聯機工作方式：即設備將得到的用戶的完整操作記錄保存在RAM 內，并主動上傳到管理主機，如果設備沒有接收到上位機的正確返回響應(超時時間N可以由用戶定義)，設備將再次上傳，直至成功為止，但是當設備再次得到用戶新的完整操作記錄，原有的RAM記錄將被轉移到FLASH內存儲．工作時若網絡斷開，終端機可以自動存儲工作的記錄，當網絡連接正常后，自動上傳數據。

　　設備支持ARP，ICPM(ping)，IP，UDP網絡通訊協議，數據傳輸方式默認采用UDP協議，不支持數據包分組操作．數據編碼方式采用HEX的數據格式操作，所有通訊數據采用“以太網CRC校驗”方式，其中UDP層加UDP校驗，應用數據層再加“和校驗”方式，具體校驗方式采用從報頭至報尾所有的協議數據按16進制做累加，對256取模后的十六進制數．應用數據層的通訊協議格式如表1～3所示，其中數據單位為bit。

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其中：數據長度為有效數據報文的長度；和校驗為整個數據報文的校驗位．有效數據部分的報文格式為：類型編號|數據|.......|類型編號|數據：

　　終端機檢測到的打包數據格式為：打包數據格式= ‘#’+步驟1檢測結果+# + 功能號+型操作類型號+‘#’+ 步驟2檢測結果+ #+功能號+操作類型號+ ..... + ‘#’+步驟N檢測結果+功能號+ 操作類型號‘#’．每個檢測步驟中的檢測結果之間用‘#’號間隔。

　　3．2 PRR8032讀寫器及PRR8152讀寫器

　　PRR8032是具有專利外觀設計的表面嵌入式多功能中距離讀寫器．其讀寫距離最大23 cm，具有防沖撞電子標簽讀寫功能，可同時對1O張電子標簽的多個數據塊進行操作。

　　PRR8152符合IS015693標準的高頻工業讀寫設備，可選RS232、RS485以及TCP／IP通訊格式，適用于需要防水、防塵、防油污、防腐蝕等各種惡劣工作環境，是工業自動化控制領域的首選讀寫機器。

　　4 RFID中間件通訊組件的軟件設計

　　RFID中間件通訊組件包括以下幾部分：底層數據通訊接口組件、設備網絡接口組件、設備參數接口組件、對標簽讀寫操作接口組件、數據庫接口組件等．各接口組件既相對獨立，又有密切聯系．其中，筆者的通訊組件的操作標簽是符合ISO／IEC 15693協議的電子標簽。

　　本軟件的設計是在Windows環境下，選用SQL Server 2000作為后臺數據庫，利用Visual C++6．0開發環境，將接口組函數封裝成dll文件，使其可以直接被其它應用系統調用，實現讀寫器與計算機之間的企業局域網的通信 ．整個系統的設計結構如下所述。

　　(1)底層數據通訊接口組件：負責數據通訊的鏈路層和物理層，是讀寫器與應用軟件通訊的物理基礎，在應用邏輯上，與應用通訊協議無關．所以，底層數據通訊應獨立設計相對固定的接口，與高層應用分離。

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　　(2)數據庫接口組件：實現對后臺數據庫的操作，為RFID 中間件的開發軟件提供標準的函數接口．

　　(3)設備網絡接口組件：為客戶提供連接通訊鏈路上的RFID讀寫器信息，設備參數設置接口提供更改讀寫器工作參數的接口，實現設備管理功能．

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　　(4)標簽讀寫操作接口組件：為讀寫器實時工作時提供與計算機通訊的接口，兩者在用戶和使用功能上相對對立，也可單獨設計．

&nTagNum)；／／讀取多個標簽的UID。.......

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　　5 RFID中間件通訊組件的一個應用

　　深圳普諾瑪公司生產制成管理系統項目中的實時監控模塊充分利用了本RFID通訊組件。簡化了開發流程．其中涉及到的功能有：讀取設備內部數據、打開并關閉與數據庫的連接，控制讀寫器對標簽進行操作等等．

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　　筆者完成了以下五個接口組件的標準化：底層數據通訊接口組件、設備網絡接口組件、設備參數接口組件、對標簽讀寫操作接口組件、數據庫接口組件等接口組件，為第三方的企業級軟件應用提供了基礎．該RFID 中間件在上海生豬收購管理系統和深圳普諾瑪公司生產制成管理系統中已經得到了應用，并取得了良好的市場效果。

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