新型嵌入式RFID便携设备的研究与设计

胥继锋

（苏州东理化电子有限公司，江苏 苏州 215132）

新型嵌入式RFID便携设备的研究与设计

胥继锋

（苏州东理化电子有限公司，江苏 苏州 215132）

随着经济的迅速发展以及科学技术水平的不断提高，信息技术取得了较大程度上的发展，并在各个领域之中都有着一定程度上的使用。RFID即无线射频识别技术便是一种具有典型性的信息技术，虽然这一技术有一个较为明显的缺点，即有效距离短，但这并不影响它在汽车定位、车辆过路收费、人员管理以及议会投票等领域的应用。本文主要针对新型嵌入式RFID便携设备的研究与设计进行研究与分析。

RFID；手持阅读设备；便携设备；设计

1 RFID技术

RFID,即无线射频设别技术，它是一种新型的自动无线识别以及数据获取的技术，目前状况下它已经在诸多领域得到了较为广泛的利用。这一技术的运作机理主要如下：首先，它对相应的射频信号进行自动识别，并在此基础之上对相关数据进行有效的获取；其次，这一技术具有较高的自动化，在这一过程之中并不需要人为的干预，因此它在各种恶劣的环境之中也具有适用性。对于RFID技术而言，它能够对高速运动物体进行有效的识别且能够同时识别多个标签，操作具有较大的简便性与快捷性，一般情况之下，如果按照工作频率的大小进行分类，主要可以将REID分为三大类，如下：

①低频标签：一般情况下，低频标签的工作频率范围大致在30kHz～300 kHz的范围之内，低频标签大多为无源标签，其工作能量的来源主要为阅读器耦合线圈的辐射近场之中。

②中高频段电子标签：这一类型的RFID的工作频率在3 MHz～30 MHz的范围之内，这一频段主要为电子标签，中高频段电子标签的工作原理基本与低频标签相似。

③超高频与微波标签：这一类型的RFID没有固定的工作频率范围，较为典型的工作频率主要有433.92MHz、2.45GHz、5.8GHz等，其中，又可以对微波电子标签进行更为详细的划分，主要分为有源标签以及无源标签。

2 硬件平台的开发

图1显示的主要是设备硬件的结构图：

图1 设备硬件结构图

从上图中，我们可以发现在对设备的硬件平台进行开发设计的过程之中，主要选择了以AT91RM9200作为核心处理器，然后再以这一核心处理器，在其外围开发了诸多模块。

核心处理器：在本文的设备硬件平台设计之中，选择以AT91RM 9200作为核心处理器，它是一种高性能、低功耗的16/32位RISC微处理器。这一处理器的内部集成十分丰富，具有较高的适用性，目前状况下它在嵌入式工业控制、医疗设备、网络通信以及移动计算等领域有着一定程度上的利用。

外围设备模块：

1)人机交换模块：这一模块主要是由两个部分共同组成的，分别为键盘输入设备以及显示器输入设备。对于键盘输入设备而言，主要是对z197289A进行了一定程度上的利用，并由此对系统发出不同的用户请求。

2)通讯模块：通讯模块同样包含了两个部分，分别为蓝牙通讯模块以及USB通讯模块。在USB通讯模块之中，主要是对AT91RM 9200中USB主控制器的硬件设计进行了使用，这样一来，就可以对系统的安全性需要进行有效的满足。

3)存储设备模块：在存储设备模块之中，主要包含了三个部分，分别为SDRAM、FLASH和SD卡存储模块。SDRAM的主要作用是为系统提供相应的运行内存环境，而FLASH则是提供系统内核、文件系统以及应用程序的存储空间。

4)电源管理模块：在硬件设计中，电源管理模块主要包含了两个部分，分别为PMC动态电源管理模块以及与之相配合的电压转换模块。对于PMC模块而言，它能够对处理器的用电状态进行一定程度上的管理，而电压转换模块的主要作用是对电压状态进行采集。

3 软件平台的开发

对于软件平台而言，它在整个系统之中有着十分重要的地位与作用，可以说它是整个系统运行的灵魂所在。在进行软件平台的开发过程之中，对嵌入式Linux系统进行了一定程度上的引入，在这一嵌入式Linux系统之中主要包含了三个部分，分别为引导程序、Linux内核以及文件系统，运作机理主要如下：首先对系统进行上电，然后通过对引导程序进行一定程度上的使用，并由此来对Linux内核进行有效的引导。引导完成之后，系统开始挂载入文件系统，这样一来，便可以对应用程序进行有效的启动。

对于引导程序而言，它是系统加电启运行的第一段软件代码，通过对这一段软件代码进行一定程度上的使用，可以对相关的硬件设备有效初始化，同时也能够对内存空间的映射图进行有效建立。在这种情况之下，系统的软硬件环境都能够处于一个相对合适的状态。而对于一个嵌入式系统而言，不管它有没有相应的操作系统，都需要在系统或者程序运行之前对Bootloader进行一定程度的利用，并为其创造一个适应性的环境。一般情况下，Bootloader对硬件以及CPU体系结构以及嵌入式板级设备配置具有一定的依赖性，所以在设计中就必须对于不同的硬件平台对于Bootloader进行相应的修改。

而对于Linux操作系统而言，用户在使用的过程之中具有较强的自主性，用户可以充分结合自身的需要对内核进行一定程度上的裁减，从而对自己的操作系统进行有效的制定，这样一来，系统的存储空间以及使用效率就会得到一定程度上的提高。驱动程序实际上是硬件与应用软件之间的中间层。其工作在内核空间，本质是实现逻辑设备到物理设备的转换，启动响应的IO设备、发出IO命令、完成响应的IO操作，是内核与外围设备数据交流的核心代码。

4 结束语

本文主要针对新型嵌入式RFID便携设备的研究与设计进行研究与分析。首先对RFID技术进行了一定程度上的阐述，具体介绍了其三种分类，然后在此基础之上分别从硬件平台开发与软件平台开发两个方面分析了嵌入式RFID便携设备的设计与研究。

[1] 孙洵．射频识别(RFID)产业发展格局研究[J]．科技和产业，2007，10：17-20

[2] Finkenzel ler，K著，陈大才译．射频识别技术一一无线电感应的应答器和非接触IC卡的原理与应用(第二版)[M]．北京：电子工业出版社，2001.6

胥继锋（1985-），江苏沛县，机电一体化技术专业，研究方向：电子信息工程系列电子与通讯设备专业。