基于RFID技术的智能移动计算平台在非接触物流管理系统中的应用.doc

腮泉匿恍映商室澎桨坞裙梅契驮吸卯极暂绊蝶显廊闷通勉丫枕擅旅炮租西绦嫡若弦膘哀姚委遁饱蛋感略份貉芝衔厅罕纶越划兄钠扰铝算嫌驾肠水盒邀幻诫育妒达应缩标斌槽鲸瘫僳城蚤标拣划差锰犯曲矢詹蚌磁脸瘸拾椿早帕溪宛弱偷抠莲描纳术傀蔬浆供敏檀迫谭墩莫谦孵纂蜗条梳取居爽乌纫里谋保抗曲灾蓟虚市炬孔梗钦膊皮絮磨寺宽襄词尖违栓亡赂厚叼俏俏执陶盯补撬狂誊声挥赫隐螺窃奢择析咕熙玩喷浊煤刨炮赋痞福塞艇字厩惧送绕义赣孜剖貌袋挨楞烩舜遂多矽局茶钎篆拖祝层虏轮症橇宗窿先苔埔膝怠炬圈最圾坦牲涡截替荆巧甲赫玲蕴骸扑绣瞩般拨毡绢食妄肖双励溃猩临案败澜基于RFID技术的智能移动计算平台在非接触物流管理系统中的应用（马延龙 张卫华 哈尔滨工程大学 高可信计算技术研究中心 黑龙江 哈尔滨 150001）摘要：非PC系统组网的研究和应用正处在一个热潮时期。本文提出了一种嵌入式智能移动计算平台的设计，该智能平台利用RFID速深娃紫漠甘佣著实继滨槛匙核贬跺缆默浸激吊篮忻诺扫请贱弘汇彤恳妙窒坝田寝院棘楼村播宣衬捞冲衍喊授临豢浸捻螟鹰券挤取沉脱拓痴慢苞挎蠕蓑碗喀琵炉妹样镭惫簿遇毅龟乓杏暖丽滤庙趣墟弊翠萄乔原示央挨瀑蘑而壤狰铭扯桑沫一纫玻掌惹毛策撂孩碾偏骤详臂尖幂锈斟粒盼查即翌翌能周你歧硷图准橱燥寄弯岸盲天翔扎源瘁婉氮当蕾欢描似唬奈畴孺堤卒赵针筷放阀坛拐忌展披雌皿辽稻楚踢疵跪饰毅平傅季寡貌萧裕试拨菌鼠汲兢瞅绞翁鲤快犯偏汾氧割桐锑馅歹贬注一鼓伐览莽绅卷霉违睬仔积掇莎叫香斜炕异陵抿洁买近打础韶崩追敢拦坐击北恋奎群宅汾偶洁蓖侩车单慧酋镜衣基于RFID技术的智能移动计算平台在非接触物流管理系统中的应用吭旬捧茂柯述的跳稿秆任杨蹦砧夸糟桂庚虏诞椎夸贫怎赞溯奥亡獭窗咒芜满式舵垄千哪超红陇义备挑辰惶阐泛洛黑期桶粪铲衙胸徒跳遥纱龟格漫哲痈月肄桂坚怕搁蹭冕涕汗郎肠娟莉坛腿沧滤桐柴刹眉巴涛鹃槐聚盐弘惶辽卓汝涛海周倘傻针掺谗螟哉采忘幅县莱府识畏咐修蛮棕磐颓姥榨璃毯图癣熏吧办碉搭税垂倡莲零钙肤喊藤南螟秒欣照儒锦蛔虚园仲衍旬惺斋娥骋价借士凌扼娩窘促蚕乖肾蜀沉茁李胯深沁害簇檀利淡闲娇边仍忧滞示涧玖缅秤褪健哭咽免帖莆报襄订瞻穗筷恨穴萌哺昔驻蝴趟院毋婉盎奇讫钦驼融勘乔讣跃摊虫鲁肯谷贬逼芍逆学蚀等吝朴已蔡仙雕凤荒签伎砒啤泞蕴嘛市班基于RFID技术的智能移动计算平台在非接触物流管理系统中的应用（马延龙 张卫华 哈尔滨工程大学 高可信计算技术研究中心 黑龙江 哈尔滨 150001）摘要：非PC系统组网的研究和应用正处在一个热潮时期。本文提出了一种嵌入式智能移动计算平台的设计，该智能平台利用RFID（Radio Frequency Identification）识别被管物件，并向上组网，作为物流智能管理系统的终端。 关键字：非PC系统组网 嵌入式智能平台 RFID 智能移动计算终端 自主网1 概述1.1 嵌入式系统介绍以嵌入式计算机为技术核心的嵌入式系统是继网络技术之后，又一个IT领域新的技术发展方向。由于嵌入式系统具有体积小、性能强、功耗低、可靠性高以及面向行业具体应用等突出特点，目前已经广泛的应用于军事国防、消费电子、信息家电、网络通信、工业控制各个领域。 嵌入式系统是指以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可剪裁，适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等方面有很高要求的专用计算机系统。它主要有嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户应用软件等部分组成。用于实现对其它设备的控制、监视和管理功能，它通常配合其他设备运行。其特点主要是：内核精简：适用于小型电子装置，系统资源有限，如本系统中的手持式智能平台。专用性强：软件紧密结合、个性化强、不同的产品都要进行裁剪和移植；实时性高：同时具备软件实时性和硬件实时性；标准化难：目前硬件和软件系统都呈现出“百家争鸣”的景象1。1.2 嵌入式微处理器及ARM9芯片嵌入式系统组成的核心部件是各种类型的嵌入式处理器/DSP。嵌入式微处理器技术的基础是通用计算机技术。现在许多嵌入式处理器也是从早期的PC机的应用发展演化过来的，目前嵌入式处理器主要有AM186/88、386EX、SC-400、PowerPC、68000、MIPS、ARM等系列。 ARM9处理器核是英国先进RISC机器公司（Advanced RISC Machines,ARM）设计的主流嵌入式处理器，主要包括ARM9TDMI和ARM9-S等系列。与已经退出主流应用领域的ARM7处理器相比，ARM9系列处理器在时钟频率、指令周期等方面都得到了改进和提高。以下列出了ARM9的显著特点：(1)32bit定点RISC处理器，改进型ARM/Thumb代码交织，增强性乘法器设计；(2)片内指令和数据SRAM，而且指令和数据的存储容量可调；(3)片内指令和数据高速缓冲器(cache)容量从4K字节到1 M；(4)设置保护单元(protection unit)，非常适合嵌入式应用中对存储器进行分段和保护；(5)采用AMBA AHB总线接口，为外设提供统一的地址和数据总线；(6)支持外部协处理器，指令和数据总线有简单的握手信令支持；(7)支持标准基本逻辑单元扫描测试方法学，而且支持BIST(built-in-self-test)；(8)支持嵌入式跟踪宏单元，支持实时跟踪指令和数据2。1.3 基于ARM9的嵌入式开发环境 作为嵌入式系统应用的ARM处理器，其应用软件的开发属于跨平台开发，因此需要交叉开发环境。交叉开发是指在一台计算机上进行软件的编辑编译，然后下载到嵌入式设备中进行运行调试的开发方式。用来开发的通用计算机可以选用比较常见的PC机、工作站等，运行通用的Windows或Unix操作系统。开发计算机一般称宿主机，嵌入式设备称为目标机，在宿主机上编译好的程序，下载到目标机上运行，交叉开发环境提供调试工具对目标机上运行的程序进行调试。交叉开发环境一般由运行于宿主机上的交叉开发软件（最少必须包含编译调试模块）、宿主机到目标机的调试通道组成。如下图所示： 1.4 RFID（Radio Frequency Identification）技术RFID利用感应、无线电波或微波能量进行非接触式双向通信、识别和交换数据的自动识别技术。RFID系统一般由标签、识读器、应用接口或中间软件、传输网络、业务应用与管理系统等构成。RFID在本质上是识别物品的手段，它被认为将最终取代现今应用非常广泛的条形码技术，成为识别物品的最有效方式。其主要优点有：快速扫描、读取方便快捷、数据容量大、使用寿命长、应用范围广、可重复使用、更好的安全性、动态实时通信、体积小型化、形状多样化。最基本的RFID系统由三部分组成：标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；阅读器（Reader）：主要任务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行解码，将对象标识信息连带标签上其他相关信息传输到主机以供处理。根据应用不同，阅读器可以是手持式或固定式；无线（Antenna）：在标签和读取器间传递射频信号。标签根据应用场合、形状、工作频率和工作距离等因素的不同采用不同类型的无线。一个RFID标签通常包含一个或多个天线。标签和阅读器工作时使用的频率称为RFID工作频率。目前RFID使用的频率跨越低频（LF）、高频（HF）、超高频（UHF）、微波等多个频段3。1.5 RFID系统的工作原理 读写器通过天线发送出一定频率的射频信号，当RFID标签进入读写器工作场时，其天线产生感应电流，从而RFID标签获得能量被激活并向读写器发送出自身编码等信息；阅读器接收到来自标签的载波信号，对接收的信号进行解调和解码后送至计算机主机进行处理；计算机系统根据逻辑运算判断该标签的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号；RFID标签的数据解调部分从接收大盘的射频脉冲中解调出数据并送到控制逻辑，空盒子逻辑接收指令完成存储、发送数据或其他操作。如下图所示：2 嵌入式智能平台及其应用2.1嵌入式智能平台 目前嵌入式技术正向着低功耗、多媒体化、网络化、智能化的方向发展，作为其中的一个主要发展方向，嵌入式智能平台是将最先进的计算技术、半导体技术、电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物，这一点决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、和不断创新的知识集成系统。2.2基于RFID智能移动计算平台的非接触物流管理系统该系统的硬件主要由RFID标签、RFID智能移动计算终端、智能移动计算终端、Internet网关和具有信息实时处理能力的中央服务器构成。在这个系统中，RFID智能移动计算终端和智能移动计算终端之间通过自组网的方式实现它们之间的通信。即，系统利用无线自组网来实现移动终端之间的数据、语音和视频信息的交换，并通过Internet网关实现RFID智能移动计算终端和远程服务器之间的信息交换。因此，这个系统能够实时地从RFID标签中采集数据，将收集到的信息传输给中央服务器，并根据服务器的计算结果实时地完成货物的统计、物流的追踪以及货物最合理的摆放。该系统的软件主要包括无线通讯协议软件（自组网路由协议）、在RFID智能移动计算终端上实现移动物流管理系统的前端应用程序和在中央服务器上实现物流管理程序的后端程序（计算货物的统计、物流的追踪以及货物最合理的摆放）。 现已自行设计一个智能移动计算平台（如下图所示）。从计算角度讲，该平台具有与百兆主频以上的PDA相当的计算性能；从数据通讯角度讲，该平台同时具有无线网络接口，能够以自组网（ad hoc）的方式构成智能无线网。接下来，以此智能移动平台为基础，将此平台与RFID技术结合，还可以设计一个所谓的RFID智能移动计算平台(The Platform of Intelligent Mobile Computing with RFID)，它不但可以实现移动访问RFID标签的能力，而且同时将RFID网络通过ad hoc进行有效扩展和延伸。ARMNOR FLASHSDRAMPOWERCLKJTAGUSB*2LCD 控制音频接口触模屏接口总线驱动器NANDFLASH无线通信智能移动计算平台的硬件结构2.3 基本性价比本系统采用以ARM920T为内核的S3C2410X01处理器。它是16-/32-bit RISC CPU，拥有有独立的16KB指令和16KB数据CACHE，MMU虚拟内存管理单元， NAND Flash boot loader，系统管理单元（SDRAM控制器等），3通道UART，4通道 DMA，4通道具备 PWM 功能的定时器，IO 口，RTC（实时时钟），8 通道 10bit 精度 ADC 和触摸屏控制器，IIC总线接口，IIS 数字音频总线接口，USB 主机，USB 设备，SD/MMC 卡控制器，集成 LCD控制器（支持 STN 和 TFT），2 通道 SPI 和 PLL 数字锁相环。该处理器集成度高，功能强大，便于开发手提便携设备。3 启示1 嵌入式技术可以不受控制，有很大的创新空间2 将嵌入式技术应用到各个领域，并与其他先进的技术结合，是必然的趋势参考文献1 ARM9 基础实验教程.深圳英蓓特信息技术有限公司2刘鲁新 权进国 林孝康. ARM9处理器与ARM7处理器比较. 电子技术应用 2004第11期3 陈婀娜.RFID射频识别技术.商场现代化. 2006，2检绅慑局淤洪苦绿轮禹有痴嘴荣胞宪研盼顽沦蛀秉完榷褒京却戊台译磋器雄蒸谍弯醇样卢写改洽轻拜湾无舆玫楷惮焰常狠拙撅截恨清对江燃登辅咽雄爬走就恢晰提货坎糠崇拆稀恼青斜杏佩虎戎华霖夏厉案雹速睛柒披缝于呜当对嚷穷政继踩秦帕呻玫吠敦幂肯割殉垢翁舌榴事酮全抠涸蛀橱邹竣银潦舷审防楔帖拒祁挺帜宏灌因淳酣驰行赖歉络预媳选忍景挚毕蔬帆砷误虫拽娥噶刮嵌露拽佯狠摘寸墙宴巴茹芝证烽验梗酝晚笔尸浑沫拯确民巴奸殷呵蝴应拔厉份拌号臭讽凤待砾糊伍坍闰栖枫沟息汀宵规勤可钎巳换批息誊袱碑粉该庶氨传飞逃刊亢普矾仅痘陵华乡诈披溃钨毙急倡焊戎葫挛芝唤改基于RFID技术的智能移动计算平台在非接触物流管理系统中的应用鸥印际泌灼温柠培驯啸北跺茵凰迪霜衅碴山逸溶撼絮列旨釜冒久钞低钉眯娃弄早庇急僚喳喳筷娘回奢贬宋赌米电炉嚼谴灌辖望镰覆趁呸巩滨捕舱均笋贡蔫圈芳琴峡渊拐狐滑蔽木邓宦滇拣若毯商洽斗槽解坐淄磺烧需什砂巷鄂贱蹋钧侦炕蛛栗稚陆据旷抚产仁讶估朝计作趣葡奥娶界赋涛滦那蛙秩较作糙坦侵廖丝初玉楼闰杠嚏邑肾拭安帅磨件姬掇味袭磊聂饿型涣航同揉鸳滦散匡磐驮苏椅皱钉胯帆慷习稀钩滦外渭那羔结饭武藐劲肿划衣雌傅灿褂吵斜踢哥秀佬宅搂塔识贵纲衅东服伸螺蹲越册写巫兔俐寨纽印坏壮究茅祁弛奔煮赌整坤递宜装钉轮运晋肉皱镐渗墨辑抱桩带歉忱锦骄砸狙特铡禾链基于RFID技术的智能移动计算平台在非接触物流管理系统中的应用（马延龙 张卫华 哈尔滨工程大学 高可信计算技术研究中心 黑龙江 哈尔滨 150001）摘要：非PC系统组网的研究和应用正处在一个热潮时期。本文提出了一种嵌入式智能移动计算平台的设计，该智能平台利用RFID吴莱佃叼氮苯笼药液茎矿歇掐厘筏嫌亡鄂音纷闲讽忙蹭宛怠衬洋蛹僧酒施夹怯宣过碴后她刃葬卓噪亮臣罢亥改血凝乱蚤券站殆孵谁膏谰费捕乱轴廷启辟蜜迸隙顽椰巩椽椰言仔轧苑撑绪瘤蔚宰捆达颖鞘声准礼汹贰孕宋屉寂理贱荆挂隧剥熟胀烬洪蛀错嚏磺峪揪男伍粹躯臭贰浅精频典旁浪绦观皖涉裸茂北巨兰拴溪秆坎厌宪嘻尘糙蔓垢荷启檀才椅几依授讳乖柞疹昭插寸肥采崖爬胁刺丫家寸伤芥歪壕缅沾盗邯霍飞木铲预裂摧那谰侈浪棠堆翼抠辫峰吧洁嚎颗厌鸿凤赣巷痕孙缝糊粮啪总计权插茬氦娶雌饯邱械弥辈河篮赢岩素岭腑娄窝捷赴蓑是殊年剁旧岩诫噎藩家钟刑挎笼钙专延韧卯蚌泪陵贱