RFID超市智能库架管理手持终端

  本解决方案的依据RFID 技术特点,将RFID应用于超市智能库架管理;RFID技术与无线传感器网络连接。RFID该系统作为无线传感器网络的传感器节点,加上防火防盗传感器等其他传感器节点,可形成综合能超市监控系统。从而提供了尽可能降低商品附加成本的可能性,提高超市在市场上的竞争力。实际上,该RFID应用系统具有一定的参考价值和现实意义。

  系统的整体框架设计

  系统主要包括:RFID识别系统,无线传感器网络,RFID识别系统与无线终端的交互。

  2.1 RFID射频识别系统

  阅读器的主要功能是通过天线对应答器进行数据读写操作,并与上位机进行通信。它通常包含与应答器连接的射频模块、控制单元和耦合元件。此外,阅读器还有一个额外的接口获得的数据传输给其他系统。

  阅读器硬件系统主要由接口电路、控制单元、射频模块、天线四部分组成,见图1。

  上位机通过接口电路连接到读者的控制单元,向控制单元发送阅读/写卡等命令,接收控制模块的数据和操作报告。控制单元连接到射频模块,控制单元上运行的主程序根据具体情况控制射频模块的操作。射频模块调制数据后,通过天线发送到应答器,并调整从天线接收到的应答器返回信号。

  复旦微电子公司采用阅读器射频模块FM1725非接触式IC卡芯片完成数据调制和解调功能,整流和发射射频调制信号。FM1725芯片内的发送器部分可以直接驱动接近操作距离的天线,而无需增加有源电路。同时,接收器部分提供了可靠的解调和解码电路。其数字处理部分将并行数据转换为串行,支持检查帧、奇偶和CRC验证及位编码和处理。此外,FM1725还提供了一个SPI并行接口可直接与8位兼容接口MCU 相连。

  阅读器控制单元采用ATMEL公司生产的高性能单片机8位AT89S52.主要负责读写卡的程序,提供FM通过1725芯片的控制信号RS完成与上位机或网络的数据通信。单片含8K字节Flash只读程序存储器,其空间大小足以驱动和控制FM写入1725射频芯片程序,简化电路设计,提高电路可靠性,无需外接其他外部存储设备。

  无源射频卡Mifare标准IC卡MF1 IC$50,卡片内有8K位EEPROM,它是数据的存储载体,通过阅读器的天线读写数据。

  见图2。用户首先通过阅读器将信息写入MF1 IC$50卡,当有MFIIC$当50张卡进入阅读器的天线工作范围时,卡被激活,阅读器将阅读数据信号发送给卡,卡根据收到的阅读数据信号通过天线将存储单元中指定的数据发送到阅读器,然后通过阅读器发送数据RS将232接口发送到上位机或网络。

  2.2 无线传感器网络

  无线传感器网络由多个无线传感器网络节点线传感器网络节点组成。其目的是通过合作感知、收集和处理传感器网络覆盖的地理区域宗感知对象的信息Ad hoc方法传递给观察者 。

  2.2.1 传感器节点

  通常由四个单元组成,无线传感器网络节点主要完成数据采集、处理和传输功能。见图3。

  在无线传感器网络节点中,网络节点TI公司的MSP430F19型单片机,无线传输单元使用IntegrationAssociates公司的IA4420芯片

  1)微控单元。TI公司的MSP430系列是一款混合型单片机,具有精简的指令集和超底功耗。在无线传感器节点中。 2)无线传输单元。无线传输单元使用的核心芯片是IA4420o它是Integration Associates可编程、低功耗、多通道频移键控(FSK)全双工射频收发一体芯片。IA4420可以工作在ISM315、433、868、915频段(工业、科学、医学)MHz。芯片的工作电压为2.2~5.4V,待机电流为0.3uA,采用FSK发射功率为5~8dBm可调传输距离为200m以上。

  2.2.2 无线传感器网络协议

  简称媒体访问控制协议MAC该协议位于无线传感器网络协议的底部,以解决无线传感器网络中节点共享媒体的规则,以确保满意的网络和性能问题。

  MAC协议对无线传感器网络的性能影响很大,是保证无线传感器网络高效通信的关键网络协议之一。吞吐量、延迟、性能等传感器网络的性能完全取决于所采用的MAC协议。蜂窝电话网络,Ad—Hoc它是目前主流的无线网络技术,但它们各自MAC协议不适用于无线传感器网络。GSM 和CDMA 媒体访问控制主要关注如何满足用户Qos要求和节约带宽资源,功耗第二。Ad—Hoc网络考虑的是如何在节点高度移动的环境中建立链接,同时考虑一定的环境Qos功耗不是其首要关注的问题。而无线传感器网络MAC协议的主要因素是节能。这意味着传统网络MAC协议不适用于无线传感器网络,需要提出适用于无线传感器网络的新协议MAC协议。

  针对IA无线传感器网络中4420芯片的应用,Integration公司提出了新的MAC层协议一EZMac协议框架。EZMac基于C语言MAC层协议为节点间物理层的简单接口、管理信号的传输以及从发送端到输出端的相关数据包的传输提供了无线收发器的应用设计。

  EZMac收发器芯片内部波特率发生器的数据传输支持较小的数据包。EZMac状态机动作由一组存储在不同寄存器中的参数决定。MAC发动机支持休眠、空闲、传输和接收四种基本模式,其中休眠模式消耗的能量最少,其次是空闲模式,传输模式消耗的能量最多。这四种模式可以通过休眠、唤醒、空闲、检测等9种基本状态来实现。DQD(数据质量检测)、接收信息包、信息包有效、侦听、信息包传输、信息错误传输。EZMac状态转移流程图见图4。

  2.3 无线终端与RFID系统的交互

本文来源:rfid世界网