專利名稱：一種開放式rfid實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及標(biāo)簽的制作方法
一種開放式RFID實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及標(biāo)簽技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于射頻識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種開放式RFID (Radio Frequency IDentification)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽。
背景技術(shù)：
隨著物聯(lián)網(wǎng)的大力發(fā)展，RFID技術(shù)被廣泛用于物品標(biāo)記、身份驗(yàn)證等物聯(lián)網(wǎng)前端 應(yīng)用當(dāng)中。但由于目前廣泛采用的超高頻UHF(Ultra High Frequency)標(biāo)簽通信協(xié)議安全 性較弱，應(yīng)用中面臨隱私泄露、非法訪問等諸多隱患。為解決傳統(tǒng)RFID應(yīng)用中所面臨的問 題，保障RFID快速發(fā)展，尤其是針對(duì)特殊領(lǐng)域應(yīng)用需求人們對(duì)RFID協(xié)議進(jìn)行了大量研究。 但受限于市場(chǎng)上被動(dòng)式無源RFID標(biāo)簽不具備開發(fā)能力，普遍缺乏一個(gè)有效的RFID協(xié)議測(cè) 試及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，難以在較真實(shí)的環(huán)境下對(duì)所設(shè)計(jì)協(xié)議加以測(cè)試分析。
市場(chǎng)上被動(dòng)式無源RFID標(biāo)簽不具備開發(fā)能力，普遍缺乏一個(gè)有效的RFID協(xié)議測(cè) 試及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，難以在較真實(shí)的環(huán)境下對(duì)所設(shè)計(jì)協(xié)議加以測(cè)試分析。由于現(xiàn)有RFID標(biāo)簽只 能提供簡(jiǎn)單的標(biāo)識(shí)功能，人們期望能夠獲得開放的標(biāo)簽平臺(tái)，提供更為便捷的開發(fā)能力，具 有一定計(jì)算能力和對(duì)物體狀態(tài)信息的感知能力。傳統(tǒng)的RFID無源標(biāo)簽受能量、存儲(chǔ)空間和 計(jì)算能力等限制遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足這一需求。
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)RFID提高更為便捷的開發(fā)能力，出現(xiàn)了面向領(lǐng)域的RFID應(yīng)用系統(tǒng)仿 真平臺(tái)，針對(duì)行業(yè)需求提出面向行業(yè)應(yīng)用的RFID應(yīng)用系統(tǒng)仿真平臺(tái)架構(gòu)，在RFID系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng) 部署和實(shí)施前，利用仿真平臺(tái)可以有效地指導(dǎo)RFID應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化，提高現(xiàn)場(chǎng)部署和 實(shí)施的效率，但是僅是對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景規(guī)劃的模擬，并未涉及協(xié)議通信過程的模擬。上述與RFID 相關(guān)的仿真系統(tǒng)軟件雖然對(duì)RFID應(yīng)用仿真做出了貢獻(xiàn)，但對(duì)協(xié)議仿真缺乏真實(shí)環(huán)境的測(cè) 試和驗(yàn)證，RFID協(xié)議設(shè)計(jì)研究人員還是缺乏一個(gè)真實(shí)、有效、可信的仿真平臺(tái)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有RFID實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的不足，提供一種開放式RFID實(shí)驗(yàn)平 臺(tái)，不僅可以為RFID標(biāo)簽提供多種傳感器，作為傳感標(biāo)簽應(yīng)用開發(fā)的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；同時(shí) 還可作為RFID通用協(xié)議的仿真平臺(tái)，便于使用者對(duì)其設(shè)計(jì)的RFID協(xié)議進(jìn)行驗(yàn)證。
本發(fā)明的開放式RFID實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽和RFID集成仿真器 RFID-1S (RFID Integrated Simulator)
被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽包括微處理單元、JTAG (IEEE 1149.1標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試協(xié)議)接 口、通用接口、存儲(chǔ)器、天線，所述微處理單元用于處理來自通用接口的傳感數(shù)據(jù)，以及來自 天線的信號(hào)，所述通用接口用于外接傳感器；所述標(biāo)準(zhǔn)JTAG接口與微處理單元相連，通過 所述JTAG接口對(duì)被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽進(jìn)行編程和在線調(diào)試；所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)微處 理單元的處理信息及被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽的信息；
RFID集成仿真器RFID-1S，集開發(fā)、調(diào)試及仿真功能于一體，具有軟、硬兩種仿真 環(huán)境，兼顧標(biāo)簽端和閱讀器端的開發(fā)、調(diào)試與分析，RFID-1S采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提供可視化的操作、分析及展示功能，便于用戶對(duì)RFID協(xié)議和系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)與分析。本發(fā)明的 RFID-1S包括軟仿真組件庫(kù)、硬仿真組件庫(kù)，控制處理模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、數(shù)據(jù)展示模塊， 其中
硬仿真組件庫(kù)用于真實(shí)環(huán)境下的RFID協(xié)議開發(fā)，并通過JTAG接口寫入被動(dòng)式可 編程RFID標(biāo)簽；
軟仿真組件庫(kù)用于RFID協(xié)議的開發(fā)和測(cè)試，并生成模擬標(biāo)簽、模擬閱讀器；
控制處理模塊用于控制實(shí)體閱讀器、模擬閱讀器工作，通過實(shí)體閱讀器讀取所述 被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽的數(shù)據(jù)、通過模擬閱讀器讀取模擬標(biāo)簽的數(shù)據(jù)；
數(shù)據(jù)分析模塊用于處理控制處理模塊傳送的數(shù)據(jù)，并將處理結(jié)果送至數(shù)據(jù)展示模 塊進(jìn)行顯示。
本發(fā)明開放式RFID實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，首先在前臺(tái)方面，提供了被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽， 從而提高了本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的可擴(kuò)展性，使之成為開放式的傳感標(biāo)簽硬件測(cè)試平臺(tái)；在 后臺(tái)方面，提供了一個(gè)兼容軟、硬兩種環(huán)境的RFID集成仿真器RFID-1S。基于RFID-1S的本 基礎(chǔ)組件庫(kù)(軟仿真組件庫(kù)、硬仿真組件庫(kù))即可以進(jìn)行RFID協(xié)議設(shè)計(jì)及感知功能的快速開 發(fā)和軟件仿真，又可以在被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽的硬件環(huán)境下模擬實(shí)際應(yīng)用，為用戶在進(jìn) 行RFID系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、分析及快速開發(fā)提供了基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
為了便于對(duì)被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽的在線調(diào)試，本發(fā)明被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽 還包括集成的電源接口模塊，所述電源接口模塊能外接穩(wěn)壓電源，用于被動(dòng)式可編程RFID 標(biāo)簽的在線調(diào)試；所述電源接口模塊還用于穩(wěn)壓電源和天線供電的切換和電源管理。
本發(fā)明的軟仿真組件庫(kù)、硬仿真組件庫(kù)分別包括器件初始化模塊、命令操作及解 析模塊、通信模塊及安全協(xié)議模塊，其中
軟仿真組件庫(kù)中
器件初始化模塊，用于定義操作對(duì)象，模擬標(biāo)簽和模擬閱讀器，并對(duì)所述模擬標(biāo)簽 和模擬閱讀器操作方法進(jìn)行定義；
命令操作及解析模塊，用于模擬標(biāo)準(zhǔn)RFID協(xié)議中各個(gè)操作命令(閱讀器對(duì)標(biāo)簽的 相關(guān)操作指令)的實(shí)現(xiàn)過程；
通信模塊，用于模擬標(biāo)簽與閱讀器的通信過程；
安全協(xié)議模塊，用于提供模擬標(biāo)簽與模擬閱讀器通信過程中的安全加解密處理；
硬仿真組件庫(kù)中
器件初始化模塊，用于對(duì)實(shí)體標(biāo)簽和閱讀器進(jìn)行初始化處理；
命令操作及解析模塊，用于執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)RFID協(xié)議中各個(gè)操作命令；
通信模塊，用于實(shí)體閱讀器與客戶端之間的通信，及被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽和實(shí) 體閱讀器之間的通信過程，將所述RFID-1S的操作指令發(fā)送到實(shí)體閱讀器，并控制、監(jiān)測(cè)被 動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽與實(shí)體閱讀器之間的通信過程；
安全協(xié)議模塊，用于提供被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽與實(shí)體閱讀器通信過程中的安 全加解密處理。
本發(fā)明的軟、硬件仿真組件庫(kù)可采用面向?qū)ο蟮姆椒▽?shí)現(xiàn)，使用者都可以根據(jù)具 體使用需求更改本發(fā)明的件初始化模塊、命令操作及解析模塊、通信模塊及安全協(xié)議模塊 的協(xié)議流程及操作功能，通過對(duì)象繼承與多態(tài)，用戶的軟仿真代碼程序調(diào)試通過后，可以將軟仿真代碼直接編譯成硬件目標(biāo)代碼擴(kuò)展到硬仿真環(huán)境得到更加接近真實(shí)的測(cè)試結(jié)果，實(shí) 現(xiàn)軟硬件仿真環(huán)境的無縫切換。
本發(fā)明還公開了一種用于本發(fā)明的開放式RFID實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的被動(dòng)式可編程RFID標(biāo) 簽，以解決市場(chǎng)上被動(dòng)無源RFID標(biāo)簽不具備開發(fā)能力的技術(shù)問題。
本發(fā)明的被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽包括微處理單元、JTAG接口、通用接口、存儲(chǔ)器、 天線，所述微處理單元用于處理來自通用接口的傳感數(shù)據(jù)，以及來自天線的信號(hào)，所述通用 接口用于外接傳感器；所述標(biāo)準(zhǔn)JTAG接口與微處理單元相連，通過所述JTAG接口對(duì)被動(dòng)式 可編程RFID標(biāo)簽進(jìn)行編程和在線調(diào)試；所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)微處理單元的處理信息及被 動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽的信息；所述被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽?zāi)苡砷喿x器讀取。
綜上，本發(fā)明的技術(shù)方案能帶來以下有益效果
(I)使被動(dòng)式無源RFID標(biāo)簽具有開發(fā)能力；
(2)本發(fā)明的開放式RFID實(shí)驗(yàn)平臺(tái)所提供的軟、硬兩種RFID協(xié)議仿真環(huán)境，在 RFID集成仿真器RFID-1S下進(jìn)行一次開發(fā)，既可根據(jù)需要編譯成軟、硬兩種環(huán)境下的測(cè)試 目標(biāo)代碼，在快速完成軟仿真之后進(jìn)行實(shí)際環(huán)境下的硬仿真測(cè)試，實(shí)現(xiàn)RFID協(xié)議通信過程 的快速開發(fā)；
(3)通過被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽可以模擬標(biāo)簽端程序在實(shí)際RFID標(biāo)簽中工作過 程，比如可以通過標(biāo)準(zhǔn)EPC Classl Generation2協(xié)議與商用閱讀器直接通信反饋傳感監(jiān)測(cè) 數(shù)據(jù)，或與定制協(xié)議閱讀器協(xié)同驗(yàn)證自定義協(xié)議通信過程，從而大大提高RFID研究人員設(shè) 計(jì)、開發(fā)效率；
(4)在RFID集成仿真器RFID-1S下提供統(tǒng)一的控制、分析和展示界面，即可供普通 用戶操作RFID應(yīng)用，又可供RFID研究人員能夠方便、直觀、有效地進(jìn)行協(xié)議設(shè)計(jì)與調(diào)試。


本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中
圖1是本發(fā)明中被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明中RFID-1S的系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施方式
本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥 的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可 被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列 等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
本發(fā)明的開發(fā)式RFID實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括前臺(tái)被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽和后臺(tái)RFID集 成仿真器RFID-1S。
參見圖1，本發(fā)明的被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽，支持EPC Classl Generation2標(biāo)準(zhǔn)， 可由標(biāo)準(zhǔn)閱讀器讀取。用戶可通過JTAG接口對(duì)被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽進(jìn)行編程和在線調(diào) 試，通過自定義被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽的通用接口可外接多種類型的傳感器，主要包含以 下器件
I)微處理單元(MCU):通過對(duì)其編程開發(fā)，可以控制被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽處理來自通用接口的傳感數(shù)據(jù)及來自天線的信號(hào)，并能夠通過IIC與EEPROM進(jìn)行通信，保存標(biāo)簽的信息及處理的數(shù)據(jù)；
2)電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPR0M):可采用24AA08型號(hào)的EEPR0M，用來存儲(chǔ)微處理器存儲(chǔ)的信息及標(biāo)簽的EPC和TID等信息；
3)通用接口 可開放數(shù)個(gè)(8個(gè))通用接口并提供擴(kuò)展插槽，通過緩沖和電平轉(zhuǎn)換外接多種類型的傳感器(如圖1中的傳感器1、2、…、8)，用于擴(kuò)展被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽的感知能力；
4)擴(kuò)展傳感器板集成了 3D加速度傳感器、溫度傳感器、LED和TS5A3166單通道模擬開關(guān)，可通過插槽連接被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽；
5)天線①采用5級(jí)檢波整流機(jī)制采集閱讀器能量，再經(jīng)濾波穩(wěn)壓處理后對(duì)整個(gè)被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽進(jìn)行供電將收到的模擬信號(hào)經(jīng)過比較和電平轉(zhuǎn)換后傳輸給MCU 處理MCU將要發(fā)送的信息經(jīng)過天線反饋給閱讀器；
6)電源被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽的集成電源接口可外接穩(wěn)壓電源，用于在線調(diào)試模式下進(jìn)行測(cè)試開發(fā)，同時(shí)所述集成電源接口模塊負(fù)責(zé)穩(wěn)壓電源和天線供電之間的切換和電源管理；
7) JTAG接口 用于實(shí)現(xiàn)對(duì)被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽進(jìn)行編程和在線調(diào)試。
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽的在線配置與調(diào)試，在被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽的MCU中嵌入式主控程序、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議等。
本發(fā)明的RFID集成仿真器RFID-1S分為硬仿真環(huán)境和軟仿真環(huán)境兩種，用戶可根據(jù)需要自由選擇。用戶通過調(diào)用RFID-1S的仿真組件庫(kù)，在提供的基本控制程序上，根據(jù)所設(shè)計(jì)的協(xié)議流程編寫實(shí)驗(yàn)代碼、調(diào)試和運(yùn)行實(shí)驗(yàn)程序，完成RFID協(xié)議開發(fā)、分析及應(yīng)用等實(shí)驗(yàn)，從而提高RFID協(xié)議設(shè)計(jì)的可靠性和安全性。通過RFID-1S的數(shù)據(jù)展示模塊展示協(xié)議測(cè)試及驗(yàn)證結(jié)果，比如數(shù)據(jù)收發(fā)、加解密、通信等等基本情況。此外，還可以根據(jù)需要利用被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽上提供的8個(gè)通用接口外接各種傳感器，通過在程序中調(diào)用接口驅(qū)動(dòng)，盡快擴(kuò)展RFID標(biāo)簽感知能力的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用。下面RFID-1S的各個(gè)模塊功能進(jìn)行說明
參見圖2，本發(fā)明的RFID-1S包括軟仿真組件庫(kù)、硬仿真組件庫(kù)，控制處理模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、數(shù)據(jù)展示模塊
I)硬仿真組件庫(kù)用于真實(shí)環(huán)境下的RFID協(xié)議開發(fā)，并通過JTAG接口寫入被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽，包括器件初始化模塊、命令操作及解析模塊、通信模塊及安全協(xié)議模塊， 其中
器件初始化模塊，用于對(duì)實(shí)體標(biāo)簽(被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽)和閱讀器進(jìn)行初始化處理，包含了標(biāo)簽及閱讀器的工作頻率、標(biāo)簽和閱讀器之間的通信調(diào)制方式、標(biāo)簽和閱讀器內(nèi)部芯片的初始化設(shè)置等；
命令操作及解析模塊，用于執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)RFID協(xié)議中各個(gè)操作命令的實(shí)現(xiàn)步驟，如 QUERY、ACCESS、WRITE、READ 等命令；
通信模塊，用于 實(shí)體閱讀器與客戶端之間的通信，及被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽和實(shí)體閱讀器之間的通信過程，將所述RFID-1S的操作指令發(fā)送到實(shí)體閱讀器，并控制、監(jiān)測(cè)被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽與實(shí)體閱讀器之間的通信過程；
安全協(xié)議模塊，用于提供被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽與實(shí)體閱讀器通信過程中常用 的安全加解密運(yùn)算，例如hash運(yùn)算、隨機(jī)數(shù)生成算法、DES算法、AES算法、橢圓曲線加密算 法等。用戶可以調(diào)用本模塊定義的運(yùn)算對(duì)協(xié)議進(jìn)行安全改進(jìn)。另外，安全協(xié)議模塊還提供 雙向認(rèn)證、隱私保護(hù)和/或節(jié)點(diǎn)采樣調(diào)度控制處理。
2)軟仿真組件庫(kù)用于RFID協(xié)議的開發(fā)和測(cè)試，并生成模擬標(biāo)簽、模擬閱讀器，包 括器件初始化模塊、命令操作及解析模塊、通信模塊及安全協(xié)議模塊，其中
器件初始化模塊，用于定義操作對(duì)象模擬標(biāo)簽和模擬閱讀器，并對(duì)所述模擬標(biāo)簽 和模擬閱讀器操作方法進(jìn)行定義；
命令操作及解析模塊，用于模擬標(biāo)準(zhǔn)RFID協(xié)議中各個(gè)操作命令的實(shí)現(xiàn)過程，如符 合 EPC(Electronic Product Code，產(chǎn)品電子代碼)global 標(biāo)準(zhǔn)中的 QUERY、ACCESS、WRITE、 READ等命令；
通信模塊，可采用進(jìn)程通信機(jī)制模擬標(biāo)簽與閱讀器的通信，代替實(shí)際物理設(shè)備加 快仿真實(shí)現(xiàn)過程，并可以加入通信延遲、干擾等模型，模擬真實(shí)情況下的通信情況。
安全協(xié)議模塊，用于為模擬標(biāo)簽與模擬閱讀器通信過程提供常用的安全加解密運(yùn) 算，例如hash運(yùn)算、隨機(jī)數(shù)生成算法、DES算法、AES算法、橢圓曲線加密算法等。用戶可以 調(diào)用本模塊定義的運(yùn)算對(duì)協(xié)議進(jìn)行安全改進(jìn)。
3)控制處理模塊，提供了一系列的可視化控制功能，可采用菜單和控制按鈕等方 式控制實(shí)體或模擬閱讀器的工作；該模塊還通過串口接收從實(shí)體閱讀器或閱讀器模擬進(jìn)程 傳送來的標(biāo)簽的數(shù)據(jù)、協(xié)議仿真過程及傳感數(shù)據(jù)。并實(shí)現(xiàn)對(duì)本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的配置功能。
4)數(shù)據(jù)分析模塊用于處理(對(duì)數(shù)據(jù)的篩選、合并、分析及模式識(shí)別等處理操作)控 制處理模塊傳送的數(shù)據(jù)，并將處理結(jié)果送至數(shù)據(jù)展示模塊。
5)數(shù)據(jù)展示模塊用于展示協(xié)議測(cè)試及驗(yàn)證結(jié)果，包括被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽 EPC、傳感器類型、傳感數(shù)據(jù)、協(xié)議通信過程、加解密等信息。
基于本發(fā)明的開發(fā)式RFID實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行RFID系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)及測(cè)試分析的具體 過程為
步驟(I):根據(jù)所設(shè)計(jì)的RFID系統(tǒng)，調(diào)用和/或修改本發(fā)明的軟仿真組件庫(kù)，開發(fā) 模擬閱讀器程序、模擬標(biāo)簽程序，用于模擬實(shí)體閱讀器和標(biāo)簽的實(shí)際工作流程。兩程序的開 發(fā)可通過調(diào)用RFID-1S提供的軟仿真組件庫(kù)的API接口快速開發(fā)、定制程序基本功能，如器 件初始化、通信過程、協(xié)議命令及安全等。
步驟(2):通過RFID-1S調(diào)用已開發(fā)的模擬閱讀器程序、模擬標(biāo)簽程序創(chuàng)建多線程 模擬多個(gè)閱讀器和標(biāo)簽，即生成模擬閱讀器、模擬標(biāo)簽；基于RFID-1S的控制處理?？刂颇?擬閱讀器與模擬標(biāo)簽的通信過程，實(shí)現(xiàn)軟環(huán)境下的調(diào)試和測(cè)試，完成軟仿真實(shí)驗(yàn)。
在軟仿真環(huán)境中，可根據(jù)需要定制一定數(shù)量的模擬閱讀器和模擬標(biāo)簽?zāi)?，并可?真不同頻道RFID標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。虛擬設(shè)備調(diào)用軟仿真組件庫(kù)實(shí)現(xiàn)閱讀器和標(biāo)簽功能，在考慮通 信延遲、干擾等模型基礎(chǔ)上采用進(jìn)程間通信方式模擬實(shí)際RFID設(shè)備通信過程。
步驟(3):使用者可在步驟(I)開發(fā)的開發(fā)模擬閱讀器程序、模擬標(biāo)簽程序的基礎(chǔ) 上不對(duì)代碼進(jìn)行重復(fù)修改，直接重編譯后生成標(biāo)簽和閱讀器硬件目標(biāo)代碼(即標(biāo)簽和閱讀 器程序)；或采用與軟仿真相同方式通過調(diào)用硬仿真組件庫(kù)中的底層模塊實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的通 信和感知功能，在硬件平臺(tái)上直接開發(fā)標(biāo)簽和閱讀器程序；然后通過IAR嵌入式開發(fā)環(huán)境燒入實(shí)體標(biāo)簽(本發(fā)明的被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽)和實(shí)體閱讀器中。
步驟(4):基于RFID-1S的控制處理模，控制閱讀器與被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽的通 信過程，控制處理模塊通過串口接收從實(shí)體閱讀器傳送來的被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽的數(shù) 據(jù)、傳感數(shù)據(jù)等，實(shí)現(xiàn)硬環(huán)境下的調(diào)試和測(cè)試，完成硬仿真實(shí)驗(yàn)。
步驟(5):從數(shù)據(jù)展示模塊獲取到協(xié)議測(cè)試及驗(yàn)證結(jié)果。
本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式
。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的 新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
權(quán)利要求
1.一種開放式RFID實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，包括被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽和RFID集成仿真器RFID-1S 所述被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽包括微處理單元、JTAG接口、通用接口、存儲(chǔ)器、天線，所述微處理單元用于處理來自通用接口的傳感數(shù)據(jù)，以及來自天線的信號(hào)，所述通用接口用于外接傳感器；所述標(biāo)準(zhǔn)JTAG接口與微處理單元相連，通過所述JTAG接口對(duì)被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽進(jìn)行編程和在線調(diào)試；所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)微處理單元的處理信息及被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽的信息；所述RFID集成仿真器RFID-1S用于提供軟、硬兩種仿真環(huán)境，包括軟仿真組件庫(kù)、硬仿真組件庫(kù)，控制處理模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、數(shù)據(jù)展示模塊硬仿真組件庫(kù)用于真實(shí)環(huán)境下的RFID協(xié)議開發(fā)，并通過JTAG接口寫入被動(dòng)式可編程 RFID標(biāo)簽；軟仿真組件庫(kù)用于RFID協(xié)議的開發(fā)和測(cè)試，并生成模擬標(biāo)簽、模擬閱讀器；控制處理模塊用于控制實(shí)體閱讀器、模擬閱讀器工作，通過實(shí)體閱讀器讀取所述被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽的數(shù)據(jù)、通過模擬閱讀器讀取模擬標(biāo)簽的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)分析模塊用于處理控制處理模塊傳送的數(shù)據(jù)，并將處理結(jié)果送至數(shù)據(jù)展示模塊進(jìn)行顯示。
2.如權(quán)利要求1所述的開放式RFID實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述被動(dòng)式可編程RFID 標(biāo)簽還包括集成的電源接口模塊，所述電源接口模塊能外接穩(wěn)壓電源，用于被動(dòng)式可編程 RFID標(biāo)簽的在線調(diào)試；所述電源接口模塊還用于穩(wěn)壓電源和天線供電的切換和電源管理。
3.如權(quán)利要求1或2所述的開放式RFID實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述軟仿真組件庫(kù)、硬仿真組件庫(kù)分別包括器件初始化模塊、命令操作及解析模塊、通信模塊及安全協(xié)議模塊軟仿真組件庫(kù)中器件初始化模塊，用于定義操作對(duì)象，模擬標(biāo)簽和模擬閱讀器，并對(duì)所述模擬標(biāo)簽和模擬閱讀器操作方法進(jìn)行定義；命令操作及解析模塊，用于模擬標(biāo)準(zhǔn)RFID協(xié)議中各個(gè)操作命令的實(shí)現(xiàn)過程；通信模塊，用于模擬標(biāo)簽與閱讀器的通信過程；安全協(xié)議模塊，用于提供模擬標(biāo)簽與模擬閱讀器通信過程中的安全加解密處理；硬仿真組件庫(kù)中器件初始化模塊，用于對(duì)實(shí)體標(biāo)簽和閱讀器進(jìn)行初始化處理；命令操作及解析模塊，用于執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)RFID協(xié)議中各個(gè)操作命令；通信模塊，用于實(shí)體閱讀器與客戶端之間的通信，及被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽和實(shí)體閱讀器之間的通信過程，將所述RFID-1S的操作指令發(fā)送到實(shí)體閱讀器，并控制、監(jiān)測(cè)被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽與實(shí)體閱讀器之間的通信過程；安全協(xié)議模塊，用于提供被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽與實(shí)體閱讀器通信過程中的安全加解密處理。
4.如權(quán)利要求3所述的開放式RFID實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述安全協(xié)議模塊還包括雙向認(rèn)證、隱私保護(hù)和/或節(jié)點(diǎn)采樣調(diào)度控制處理。
5.如權(quán)利要求3所述的開放式RFID實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述軟仿真組件庫(kù)的通信模塊中，還設(shè)置有通信延遲、干擾模型。
6.如權(quán)利要求3所述的開放式RFID實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述軟、硬件仿真組件庫(kù)可采用面向?qū)ο蟮姆椒▽?shí)現(xiàn)。
7.一種被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽，其特征在于，包括微處理單元、JTAG接口、通用接口、 存儲(chǔ)器、天線，所述微處理單元用于處理來自通用接口的傳感數(shù)據(jù)，以及來自天線的信號(hào)， 所述通用接口用于外接傳感器；所述標(biāo)準(zhǔn)JTAG接口與微處理單元相連，通過所述JTAG接口對(duì)被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽進(jìn)行編程和在線調(diào)試；所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)微處理單元的處理信息及被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽的信息；所述被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽?zāi)苡砷喿x器讀取。
8.如權(quán)利要求7所述的被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽，其特征在于，還包括集成的電源接口模塊，所述電源接口模塊能外接穩(wěn)壓電源，用于被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽的在線調(diào)試；所述電源接口模塊還用于穩(wěn)壓電源和天線供電的切換和電源管理。
9.如權(quán)利要求7或8所述的被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述通用接口設(shè)置有數(shù)個(gè)通用接口并提供擴(kuò)展插槽，通過緩沖和電平轉(zhuǎn)換外接不同類型的傳感器。
10.如權(quán)利要求9所述的被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽，其特征在于，還包括通過擴(kuò)展插槽與被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽連接的擴(kuò)展傳感器板，所述擴(kuò)展傳感器板集成有3D加速度傳感器、 溫度傳感器、LED和單通道模擬開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種開放式RFID實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及標(biāo)簽，一方面可以作為RFID標(biāo)簽集成各類傳感器進(jìn)行感知能力開發(fā)；另一方面可以作為RFID協(xié)議設(shè)計(jì)的測(cè)試和驗(yàn)證平臺(tái)。本發(fā)明的開放式RFID實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽和RFID集成仿真器RFID-IS被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽包括微處理單元、JTAG接口、通用接口、存儲(chǔ)器、天線，用于提供傳感標(biāo)簽硬件測(cè)試平臺(tái)；RFID-IS用于提供軟、硬兩種仿真環(huán)境，包括軟仿真組件庫(kù)、硬仿真組件庫(kù)，控制處理模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、數(shù)據(jù)展示模塊?；赗FID-IS即可以進(jìn)行RFID協(xié)議設(shè)計(jì)及感知功能的快速開發(fā)和軟件仿真，又可以支持基于被動(dòng)式可編程RFID標(biāo)簽的硬件開發(fā)。可廣泛用于各類RFID應(yīng)用、研究的驗(yàn)證和開發(fā)，提高開發(fā)速度并為進(jìn)一步豐富和發(fā)展RFID及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供支撐。
文檔編號(hào)G06K17/00GK103065166SQ20121054959
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者王佳昊, 黃義夫, 陳浩, 宋波 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)