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）

1 引言

RFID系统由以下四部分组成：电子标签 、读写器、天线及中间件。中间件是RFID系统的核心组成部件，其主要特点是：独立性、数据流、处理流。因此中间件的主要功能应包括：数据采集与处理、读写设备的设置与管理以及与上层应用软件的数据信息交互等。

而嵌入式RFID中间件具有以下优点：体积小，部署地点接近于数据现场；资源少，仅采用嵌入式计算环境；成本低，中间件仅运行于弱计算环境的嵌入式系统上，相比于原来的服务器，降低了中间件部署成本。

嵌入式RFID中间件系统分为硬件和软件两个方面，通过嵌入式Linux和ARM体系构建硬件平台，通过使用编程语言和嵌入式开发工具包在Linux软件平台实现中间件的设备管理功能。

系统硬件平台为广州致远电子ARMS3C2410实验教学平台，包括ARM920T处理器、64MB内存、64MB Flash和10M/100M网口。软件系统平台为嵌入式Linux操作系统平台。系统开发实验阶段所用电子标签及读写器如下：

电子标签：Tag-it HF-I，符合ISO 15693标准；Mifare One S50，符合ISO 14443A标准。

读写器：USB Reader，支持ISO 15693；开发方式：串口开发；MF1 Reader，支持ISO 14443A、ISO 14443B、ISO 15693。

2 嵌入式RFID中间件的实现方案

2.1 嵌入式RFID中间件的设计要点

（1）系统分布性问题，RFID标签在应用时具有分布性和多样性；

（2）系统实时性问题，实时性问题是指系统对于外部响应的时间能否满足要求；

（3）系统资源受限问题，在嵌入式的弱计算环境下对资源有限的问题和优化算法的问题要严格考虑。

2.2 嵌入式RFID中间件设计应实现的功能

（1）提供与多种RFID读写器兼容设备操作接口；

（2）数据过滤和传输；

（3）管理RFID读写设备；

（4）支持与已有的业务系统应用集成。

2.3 硬件平台和软件平台的构建

包括对开发板存储的分配及S3C2410的初始化，Linux的内核移植及交叉编译环境的构建。

3 整体框架及功能模块划分

为了实现上述功能，嵌入式RFID中间件应该具有下面四种模块：管理配置模块、远程命令控制模块、数据提取及过滤模块以及设备管理接口模块。

设备管理模块主要包括串行口适配模块、命令行接收发送模块、数据处理模块。该模块接受来自管理配置模块的命令，通过命令处理器可以完成对相应功能模块和读写器的配置，并将数据信息反馈给应用层的接口模块，实现其功能。

实验验证设备接口管理模块具体功能如下：

两种不同的读写器读两种不同标签，通过串行口与开发板连接，通过在本地设计的管理信息处理软件来实现对嵌入式中间件的管理。

图1 实验验证图

读写器与上层接口的实现如下：

设备连接API（及初始化）：

本地客户端管理的实现如图2所示。

4 总结

本文通过对现在RFID中间件的发展提出了基于嵌入式Linux操作系统和S3C2410硬件平台的嵌入式RFID中间件的设计和实现方案。本系统还存在一些缺陷和未实现的功能，可以在此基础上进一步改进和提高。

图2 本地客户端管理平台

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