專利名稱：一種應(yīng)用軟件實現(xiàn)的多核uhf rfid讀寫器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種UHF RFID讀寫器，具體是ー種應(yīng)用軟件實現(xiàn)的多核UHF RFID讀與器。
背景技術(shù)：
射頻自動識別(RFID)技術(shù)是國際上最近幾年開始興起并得到迅速推廣應(yīng)用的一門新技術(shù)。射頻識別設(shè)備通過微波天線向裝有電子標(biāo)簽的物體發(fā)出微波查詢信號，標(biāo)簽在收到讀寫器的查詢信號后，根據(jù)查詢信號中的命令要求，將標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)信息反射回讀寫器，它是為實現(xiàn)數(shù)字化、信息化而對物體的屬性、狀態(tài)、編號等特征數(shù)據(jù)進行自動采集所推出的ー種全新手段，可廣泛應(yīng)用于人員、動物、物品的身份自動識別?，F(xiàn)有的UHF RFID識別設(shè)備都是一対一的単一交互模式，無法滿足ー些特殊場合的應(yīng)用，要實現(xiàn)多對多或ー對多的應(yīng)用，目前的方案就只能増加UHF RFID識別設(shè)備，這無疑增加的用戶的經(jīng)濟負擔(dān)和項目施工的復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供ー種利用軟件實現(xiàn)的多核UHF RFID讀寫器，有效地提升了讀寫器性能，將讀寫器的資源得到充分的利用。本發(fā)明所述的ー種應(yīng)用軟件實現(xiàn)的多核UHF RFID讀寫器，其主要由以下部分組成
1)射頻模塊包括射頻天線切換模塊，射頻收、發(fā)模塊，射頻調(diào)制、解調(diào)模塊以及多個天線，其中
天線切換模塊當(dāng)多個天線工作時，完成天線的切換工作；
射頻收、發(fā)模塊完成射頻信號在讀寫器和標(biāo)簽之間的接收和發(fā)送；
射頻調(diào)制、解調(diào)模塊完成基帶信號的調(diào)制和解調(diào)工作；射頻調(diào)制承接于協(xié)議層，將協(xié)議編碼后的基帶信號調(diào)制到載波信號上；射頻解調(diào)承接于射頻接收模塊，將載波信號上的基帶信號解調(diào)下來，同時將信號放大，交由協(xié)議層完成信號解調(diào)工作；
2)協(xié)議棧完成相關(guān)協(xié)議的編碼、解碼及路由選擇工作，承接于業(yè)務(wù)邏輯層，作用于射頻模塊的射頻調(diào)制、解調(diào)模塊；
3)業(yè)務(wù)邏輯層包括
嵌入式OS、規(guī)則管理模塊，以及
基于嵌入式OS的多核應(yīng)用模式，該模式用于實現(xiàn)多場景應(yīng)用，具有多協(xié)議多標(biāo)簽識別功能以及分布式的任務(wù)處理機制，該模式由規(guī)則管理模塊部分負責(zé)實現(xiàn)并管理；
4)適配接ロ是讀寫器與控制端的通信接ロ。
上述協(xié)議棧的工作過程為
首先按照符合IS018000-6C或IS018000-6B的協(xié)議進行編碼，其中，IS018000-6C采用PIE編碼，IS018000-6B采用Manchester編碼，編碼完成后，交于射頻調(diào)制模塊；
之后，當(dāng)對應(yīng)的電子標(biāo)簽響應(yīng)后，將返回射頻信號，由射頻接收模塊接收，并交由射頻解調(diào)模塊進行基帶信號的解調(diào)工作，最后由協(xié)議層完成信號的解碼。其中，IS018000-6C和IS018000-6B均采用FMO編碼格式進行解碼工作。上述業(yè)務(wù)邏輯層嵌入式OS最好采用開源的Linux系統(tǒng)。上述基于嵌入式OS的多核應(yīng)用模式過程為系統(tǒng)啟動后，由規(guī)則管理模塊開啟線程池，井根據(jù)參數(shù)表中天線參數(shù)的配置情況，來確定系統(tǒng)需要開啟的線程個數(shù)，每個線程在線程池中均各自獨立工作。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果
I、首次提出，并實現(xiàn)了“軟多核”的應(yīng)用模式，有效地提升了讀寫器性能的同時，也為實際的項目實施中實現(xiàn)創(chuàng)新應(yīng)用起到很好的誘導(dǎo)作用。2、首次實現(xiàn)了 UHF RFID讀寫器的“多協(xié)議多標(biāo)簽識別”，有效解決了實際工程項目中對實時多協(xié)議多標(biāo)簽的識別要求。3、首次實現(xiàn)了讀寫器的分布式計算功能，在實際工程應(yīng)用中，將讀寫器的資源得到充分的利用。綜上所述，針對ー些特殊項目的應(yīng)用，采用本發(fā)明設(shè)計的讀寫器就無需增加UHFRFID識別讀寫器，這將在減輕用戶的經(jīng)濟負擔(dān)的同時，也大大地降低了用戶在項目實施時的工程復(fù)雜度。


圖I是本發(fā)明的邏輯框圖，
圖2是本發(fā)明中編、解碼的流程圖，
圖3是一次多協(xié)議多標(biāo)簽識別流程圖，
圖4是“軟多核”工作機制框圖，
圖5是基于多核的“ー對多”工作示意圖，
圖6是基于多核的“多對多”工作示意圖，
圖7是基于多核的“分布式”工作示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明進行詳細的描述。I.本發(fā)明的邏輯結(jié)構(gòu)
如圖I所示，ー種UHF RFID讀寫器的“軟多核”應(yīng)用方案的總體結(jié)構(gòu)，主要包括射頻模塊，協(xié)議棧，業(yè)務(wù)邏輯，適配接ロ。射頻模塊主要包括射頻天線切換模塊,射頻收、發(fā)模塊,射頻調(diào)制、解調(diào)模塊。天線切換模塊當(dāng)多天線工作時，其主要完成天線的切換工作。其采用“單刀四擲”射頻開關(guān)，并由軟件設(shè)置完成開關(guān)選擇控制。如“00” “01” “10” “11”控制四路開關(guān)量，分別對應(yīng)于天線1，天線2，天線3，天線4。在本發(fā)明中只用其中兩路開關(guān)量。射頻收、發(fā)模塊是介于讀寫器和標(biāo)簽之間的，完成射頻信號在讀寫器和標(biāo)簽之間的接受和發(fā)送。如圖2 “編解碼流程”所示。射頻調(diào)制、解調(diào)模塊主要完成基帶信號的調(diào)制和解調(diào)工作。射頻調(diào)制承接于協(xié)議層，將協(xié)議編碼后的基帶信號調(diào)制到載波信號上；射頻解調(diào)承接于射頻接收模塊，將載波信號上的基帶信號解調(diào)下來，同時將信號放大，交由協(xié)議層完成信號解調(diào)工作。協(xié)議棧主要完成18000-6C，18000-6B及其他相關(guān)協(xié)議的編碼、解碼及路由選擇工作，承接于業(yè)務(wù)邏輯層，作用于射頻模塊的射頻調(diào)制、解調(diào)模塊。其完全符合ISO制定的空中接ロ協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。首先按照符合IS018000-6C或IS018000-6B，亦或其他的協(xié)議進行編碼，其中，IS018000-6C采用PIE編碼，IS018000-6B采用Manchester編碼，編碼完成后，交于射頻調(diào)制豐吳塊。之后，標(biāo)簽響應(yīng)后，將返回射頻信號，由射頻接收模塊接收，并交由射頻解調(diào)模塊進行基帶信號的解調(diào)工作，最后由協(xié)議層完成信號的解碼。其中，IS018000-6C和IS018000-6B均采用FMO編碼格式進行解碼工作。業(yè)務(wù)邏輯主要包括嵌入式OS，“軟核”，規(guī)則管理。嵌入式OS選擇了開源的Linux。選擇Linux,其優(yōu)勢在于,首先,Linux是開放源代碼的,不存在黑箱技術(shù)。其次,Linux的內(nèi)核小、效率高，內(nèi)核的更新及時。第三，Linux內(nèi)核的結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)方面是非常完整的，Linux對網(wǎng)絡(luò)中最常用的TCP/IP協(xié)議有最完備的支持。提供了包括十兆、百兆、千兆的以太網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)異。最后，基于Linux的開發(fā)，軟件移植容易，代碼開放，有許多應(yīng)用軟件支持，應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)周期短，新產(chǎn)品上市迅速。圖3是一次多協(xié)議多標(biāo)簽識別流程.
適配接ロ 主要包括常見的通信接ロ，以太網(wǎng)，RS232, USB等。是讀寫器與控制端的通信接ロ。如圖4所示，“軟多核”則是基于嵌入式OS的多線程技木，通過多線程技術(shù)實現(xiàn)的，其由規(guī)則管理部分負責(zé)實現(xiàn)、并管理的一種“軟多核”的工作機制。系統(tǒng)啟動后，由規(guī)則管理開啟線程池，井根據(jù)參數(shù)表中天線參數(shù)的配置情況，來確定系統(tǒng)需要開啟的線程個數(shù)，每個線程在線程池中均可各自獨立工作。2、本發(fā)明的詳細分析
本發(fā)明的邏輯控制選擇性能卓越的嵌入式OS作為邏輯業(yè)務(wù)控制驅(qū)動器，采用嵌入式OS作為邏輯驅(qū)動器，優(yōu)于傳統(tǒng)的“裸片”驅(qū)動。同時基于嵌入式OS，實現(xiàn)“軟多核”場景應(yīng)用，即基于嵌入式OS的多線程技木，來實現(xiàn)邏輯業(yè)務(wù)控制上的“軟多核”場景應(yīng)用。在實現(xiàn)“軟多核”場景應(yīng)用后，同時將傳統(tǒng)的讀寫器應(yīng)用革新為多對多或一對多的模式。這是對傳統(tǒng)讀寫器的単一的一対一交互應(yīng)用的一次變革。即當(dāng)讀寫器采集到數(shù)據(jù)后，可以實現(xiàn)多路分發(fā)，將數(shù)據(jù)上傳到指定的不同的服務(wù)器端，實現(xiàn)工作機與備份機的數(shù)據(jù)同歩。而傳統(tǒng)的方式，只能一対一的完成數(shù)據(jù)同歩。本發(fā)明可以實現(xiàn)“雙核”，“四核”的多對多或一對多的交互場景應(yīng)用?！败浐恕钡膫€數(shù)根據(jù)讀寫器的天線個數(shù)來確定，并統(tǒng)一由邏輯業(yè)務(wù)層的規(guī)則管理模塊配置、管理。
“軟多核”工作機制，是實現(xiàn)真正意義上的“多協(xié)議多標(biāo)簽”的實時識別的基礎(chǔ)，同時其也是“分布式計算”的充分必要條件。需要特別說明的是，當(dāng)前人們提及的讀寫器，其支持“多協(xié)議識別”指的是讀寫器支持標(biāo)簽的多協(xié)議識別，但同一個時刻，只能識別ー種協(xié)議的標(biāo)簽。當(dāng)需要識別另ー種協(xié)議的標(biāo)簽時，通常需要通過修改參數(shù)來完成協(xié)議的切換，在切換完成后，此時讀寫器才能識別另ー種協(xié)議的標(biāo)簽。如圖5和圖6所示，本發(fā)明實現(xiàn)的“多協(xié)議多標(biāo)簽 識別”，是指讀寫器可以同時識別多種協(xié)議的標(biāo)簽。換句話說，就是當(dāng)場強內(nèi)同時存在多種協(xié)議的標(biāo)簽時，本發(fā)明的讀寫器也可以將場強范圍內(nèi)的多種協(xié)議(讀寫器支持的，通常指最少兩種協(xié)議)的標(biāo)簽都識別出來，圖5是基于多核的“ー對多”工作示意圖，圖6是基于多核的“多對多”工作示意圖。如圖7所示，通過“軟多核”工作機制，讀寫器直接可以實現(xiàn)互聯(lián)完成分布式計算，實現(xiàn)計算、內(nèi)存的資源共享。具體來說，就是當(dāng)ー個應(yīng)用場景中部署多臺讀寫器后，工作密度較高的讀寫器，可以將部分計算任務(wù)分發(fā)給工作密度較低的讀寫器去執(zhí)行，最后將計算結(jié)果返回給工作密度較高的讀寫器。其他資源的共享機制與計算資源的共享機制一致。“分布式計算”工作機制在讀寫器上的實現(xiàn)，則也是業(yè)內(nèi)首創(chuàng)，其目的就是在集群應(yīng)用模式下，當(dāng)部署了讀寫器后，可以實現(xiàn)集群內(nèi)的讀寫器的計算能力，內(nèi)存資源等共享。舉例
當(dāng)一個應(yīng)用場景中部署兩臺讀寫器(假設(shè)一臺(A讀寫器)4天線，一臺(B讀寫器)2天線)，當(dāng)兩臺讀寫器都處于工作狀態(tài)，B讀寫器可以完全負責(zé)A讀寫器的4個天線中的I個天線的射頻信號收發(fā)工作，并將其負責(zé)的天線端ロ采集的數(shù)據(jù)計算后的結(jié)果返回給A讀寫器。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進，這些改進也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用軟件實現(xiàn)的多核UHF RFID讀寫器，其特征在于主要由以下部分組成 1)射頻模塊包括射頻天線切換模塊，射頻收、發(fā)模塊，射頻調(diào)制、解調(diào)模塊以及多個天線，其中 天線切換模塊當(dāng)多個天線工作時，完成天線的切換工作； 射頻收、發(fā)模塊完成射頻信號在讀寫器和標(biāo)簽之間的接收和發(fā)送； 射頻調(diào)制、解調(diào)模塊完成基帶信號的調(diào)制和解調(diào)工作；射頻調(diào)制承接于協(xié)議層，將協(xié)議編碼后的基帶信號調(diào)制到載波信號上；射頻解調(diào)承接于射頻接收模塊，將載波信號上的基帶信號解調(diào)下來，同時將信號放大，交由協(xié)議層完成信號解調(diào)工作； 2)協(xié)議棧完成相關(guān)協(xié)議的編碼、解碼及路由選擇工作，承接于業(yè)務(wù)邏輯層，作用于射頻模塊的射頻調(diào)制、解調(diào)模塊； 3)業(yè)務(wù)邏輯層包括 嵌入式OS、規(guī)則管理模塊，以及 基于嵌入式OS的多核應(yīng)用模式，該模式用于實現(xiàn)多場景應(yīng)用，具有多協(xié)議多標(biāo)簽識別功能以及分布式的任務(wù)處理機制，該模式由規(guī)則管理模塊部分負責(zé)實現(xiàn)并管理； 4)適配接口是讀寫器與控制端的通信接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的應(yīng)用軟件實現(xiàn)的多核UHFRFID讀寫器，其特征在于協(xié)議棧的工作過程為 首先按照符合IS018000-6C或IS018000-6B的協(xié)議進行編碼，其中，IS018000-6C采用PIE編碼，IS018000-6B采用Manchester編碼，編碼完成后，交于射頻調(diào)制模塊； 之后，當(dāng)對應(yīng)的電子標(biāo)簽響應(yīng)后，將返回射頻信號，由射頻接收模塊接收，并交由射頻解調(diào)模塊進行基帶信號的解調(diào)工作，最后由協(xié)議層完成信號的解碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的應(yīng)用軟件實現(xiàn)的多核UHFRFID讀寫器，其特征在于業(yè)務(wù)邏輯層嵌入式OS采用開源的Linux系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的應(yīng)用軟件實現(xiàn)的多核UHFRFID讀寫器，其特征在于基于嵌入式OS的多核應(yīng)用模式過程為系統(tǒng)啟動后，由規(guī)則管理模塊開啟線程池，并根據(jù)參數(shù)表中天線參數(shù)的配置情況，來確定系統(tǒng)需要開啟的線程個數(shù)，每個線程在線程池中均各自獨立工作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應(yīng)用軟件實現(xiàn)的多核UHF RFID讀寫器，其主要包括1、射頻模塊，有射頻天線切換模塊，射頻收、發(fā)模塊，射頻調(diào)制、解調(diào)模塊以及多個天線，2、協(xié)議棧完成相關(guān)協(xié)議的編碼、解碼及路由選擇工作，承接于業(yè)務(wù)邏輯層，作用于射頻模塊的射頻調(diào)制、解調(diào)模塊；3、業(yè)務(wù)邏輯層包括嵌入式OS，基于嵌入式OS的“多核”應(yīng)用模式；4、適配接口是讀寫器與控制端的通信接口。本發(fā)明在實現(xiàn)“多核”的基礎(chǔ)上，完成了真正意義上多協(xié)議多標(biāo)簽識別功能，首次實現(xiàn)了分布式的任務(wù)處理機制，有效地提升了讀寫器性能，將讀寫器的資源得到充分的利用。
文檔編號G06K17/00GK102663458SQ201210069190
公開日2012年9月12日 申請日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月16日
發(fā)明者劉川, 卞吉祥, 夏中權(quán), 李一春, 李鋼, 王躍平 申請人:江蘇瑞福智能科技有限公司