長(zhǎng)距離通信器S1503的應(yīng)用編程原理

  摘要：S1503是瑞典TagMaster AB公司生產(chǎn)的長(zhǎng)距離通信器，在自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用。本文重點(diǎn)介紹S1503系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用編程原理，并說(shuō)明其特點(diǎn)和應(yīng)用前景。

    關(guān)鍵詞：S1503 通信器 事件 射頻識(shí)別

S1503是瑞典TagMaster AB公司生產(chǎn)的長(zhǎng)距離通信器，工作頻率為2.45GHz，具有圓極化天線波速的讀/寫(xiě)工作站；用于讀/定CONFIDENT系統(tǒng)中射頻識(shí)別標(biāo)簽，在車(chē)輛收費(fèi)管理、車(chē)場(chǎng)車(chē)輛進(jìn)出口管理以及列車(chē)車(chē)次識(shí)別等系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用。其主要特點(diǎn)是：①具有6m的長(zhǎng)閱讀距離；②能進(jìn)行5m范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)；③提供C、Delphi以及VB的驅(qū)動(dòng)接口程序；④具有閃速EEPROM的數(shù)據(jù)庫(kù)；⑤提供DTMF及LED接口；⑥提供與主機(jī)通信的RS232和2/4線制RS485接口；⑦具有抗EMI的DC/DC轉(zhuǎn)換器；⑧采用24V/12V的工作電源。

    圖1為S1503的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

(1)硬件結(jié)構(gòu)

CONFIDENT自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)一般包括標(biāo)簽（如S1251）、通信器（S1503）以及一臺(tái)主機(jī)。通信器通過(guò)RS232/485與主機(jī)連接實(shí)現(xiàn)通信。通信器與標(biāo)簽 是通過(guò)微波實(shí)現(xiàn)通信的。

（2）軟件結(jié)構(gòu)

    圖2為軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

Confilib：CONFIDENT函數(shù)庫(kù)名。該庫(kù)中包含幾百個(gè)通信器管理函數(shù)以及ConfiTalk通信協(xié)議接口函數(shù)，同時(shí)提供適合于DOS、Windows3.1以及Windows 95/NT的不同平臺(tái)要求的Confilib版本。PC平臺(tái)的Confilib應(yīng)用程序接口是以C/C++動(dòng)態(tài)連接庫(kù)DLL的形式提供的，同時(shí)也提供Visual Basic、Delphi語(yǔ)言接口，適用于通信器的Confilib是C語(yǔ)言庫(kù)。這些函數(shù)庫(kù)包含諸如閱讀、寫(xiě)入、格式化標(biāo)簽，讀、寫(xiě)、檢索數(shù)據(jù)庫(kù)，軟、硬件設(shè)置，讀、寫(xiě)I/O接口，發(fā)送、接收ConfiTalk命令，定時(shí)器，緩存區(qū)管理和郵件管理等函數(shù)。

ConfiTalk：標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議。該協(xié)議規(guī)定通信器傳送和接收數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)流、重復(fù)傳送、校驗(yàn)以及數(shù)據(jù)透明的方式。該協(xié)議還可用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信和多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)通信，并采用查詢方式。信息幀結(jié)構(gòu)為：

STX

ADR

MESSAGE

CS

ETX

STX：起始符；ADR：地址及序列；MESSAGE:需要傳送的數(shù)據(jù)；CS:校驗(yàn)和；ETX：結(jié)束符。

用戶可自己編寫(xiě)通信協(xié)議來(lái)替代ConfiTalk。

Pyramid：S1503出廠時(shí)預(yù)裝的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序。安裝了Pyramid的S1503在閱讀到標(biāo)簽或檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)時(shí)，能夠自己作出判斷和決定；同時(shí)S1503也可以通過(guò)串行接口接收并執(zhí)行CohnfiTalk命令。Paramid有四個(gè)運(yùn)動(dòng)模式：On、Off、Read beep以及Program beep。在On模式下，S1503可單機(jī)運(yùn)行，內(nèi)置在S1503中的數(shù)據(jù)庫(kù)保存著注冊(cè)標(biāo)簽的信息，當(dāng)閱讀到標(biāo)簽或檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)用程序改變繼電器、發(fā)光管和蜂鳴器的狀態(tài)。應(yīng)用程度同時(shí)還可以將記錄信息通過(guò)郵件發(fā)送到主機(jī)。Off模式時(shí)，通信器處于被動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，這時(shí)由主機(jī)利用ConfiTalk命令控制通信器S1503，Pyramid總是聽(tīng)取主機(jī)的ConfiTalk命令和郵件信息。通信器不產(chǎn)生記錄內(nèi)容，不作任何動(dòng)作。當(dāng)需要主機(jī)通過(guò)串行口利用Confilib命令（遠(yuǎn)程函數(shù)調(diào)用）控制通信器時(shí)，采用這種模式。Read beep模式是用來(lái)在安裝通信器時(shí)確定其閱讀區(qū)域的。在Read beep模式下，通信器每讀到一個(gè)標(biāo)簽，就發(fā)了同一個(gè)短暫的蜂鳴，但閱讀的標(biāo)簽不會(huì)被記錄。Program beep模式是用來(lái)確定通信器的寫(xiě)標(biāo)簽區(qū)域。在該模式下，Pyramid不斷地嘗試給標(biāo)簽寫(xiě)信息，每寫(xiě)完一組信息后，程序發(fā)出短暫的蜂鳴。

2 編程控制原理

開(kāi)發(fā)S1503系統(tǒng)軟件的工具包括編譯器、裝載器、驅(qū)動(dòng)程序和函數(shù)庫(kù)等。利用交叉編譯器Conficomp，可以在PC平臺(tái)上開(kāi)發(fā)、調(diào)試通信器應(yīng)用程序，然后利用Confiload下載軟件，將通信器應(yīng)用程序下載。PC機(jī)應(yīng)用程序可以利用任何軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)，包括使用Confilib函數(shù)庫(kù)。

在CONFIDENT系統(tǒng)中，如何編程控制通信器是關(guān)鍵，有四種控制方式可供參考。

（1）通信器應(yīng)用程序

該方式是用用戶在Confilib庫(kù)函數(shù)基礎(chǔ)上編寫(xiě)的應(yīng)用程序取代標(biāo)準(zhǔn)通信器應(yīng)用程序Pyramid，所有邏輯判斷均由用戶所編寫(xiě)的通信器應(yīng)用程序完成。主機(jī)可不定期地連接到通信器上讀取通信器記錄信息，并更新通信器數(shù)據(jù)庫(kù)。該方式的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行速度快，可單機(jī)運(yùn)行；缺點(diǎn)是需要PROM寫(xiě)入器，缺少方便的界面。

（2）利用Confilib命令的主機(jī)應(yīng)用程序

在該方式中，通信器S1503完全由利用Confilib庫(kù)函數(shù)或其它軟件開(kāi)發(fā)的主機(jī)程序控制，系統(tǒng)智能部分在主機(jī)，通信器不做任何邏輯判斷。當(dāng)主機(jī)應(yīng)用程序調(diào)用Confilib函數(shù)時(shí)，自動(dòng)將Confilib命令翻譯成ConfiTalk命令，然后傳遞給S1503。S1503根據(jù)該命令招待對(duì)應(yīng)的Confilib命令。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是：與通信器應(yīng)用程序Pyramid控制方式相比，擁有更加方便的界面，主機(jī)應(yīng)用程序更加便于開(kāi)發(fā)、調(diào)試；缺點(diǎn)是執(zhí)行速度慢。

（3）主機(jī)應(yīng)用程序與Pyramid通信

這種方式與第二種方式相似。主要區(qū)別在于主機(jī)與S1503的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序Pyramid通信，而不是直接同Confilib通信。主機(jī)程序與通信器標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序通過(guò)互送郵件實(shí)現(xiàn)通信。采用這種方式的優(yōu)點(diǎn)是：主機(jī)應(yīng)用程序簡(jiǎn)單，部分邏輯判斷可交給通信器應(yīng)用程序，從而獲得較快的運(yùn)行速度；缺點(diǎn)是：Pyramid郵件不支持寫(xiě)標(biāo)簽和數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能，不過(guò)，這些功能可通過(guò)Confilib/Confitalk命令實(shí)現(xiàn)。

（4）用戶協(xié)議

這種方式除了通信器中的Confilib之外，所有軟件均由用戶編寫(xiě)，當(dāng)系統(tǒng)使用ConfiTalk以外的協(xié)議時(shí)，采用這種方式。該方式的優(yōu)點(diǎn)是：可實(shí)現(xiàn)通信器ConfiTalk以外的協(xié)議通信；缺點(diǎn)是編寫(xiě)程序量大，開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)。

3 應(yīng)用編程

事件是指正常程序運(yùn)行以外不定期發(fā)生的事情。事件可來(lái)自外部（如按鍵），也可以來(lái)自內(nèi)部（如定時(shí)器）。S1503程序庫(kù)的核心是一個(gè)稱作事件器的模塊，其絕大部分應(yīng)用是由事件驅(qū)動(dòng)的。Confilib庫(kù)中有七個(gè)模塊產(chǎn)生事件，可能產(chǎn)生的事件包括：DTMF（雙音多頻接口輸入）、Push_Button（通信器控制盤(pán)上的按鍵被按下）、Doppler_Radar（多譜勒雷達(dá)檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)物體）、Par_In(并行輸入口輸入)、Timer（設(shè)置的計(jì)時(shí)器到達(dá)時(shí)間）、Tag（成功閱讀到一個(gè)標(biāo)簽）、Tamper_Switch（防護(hù)開(kāi)關(guān)動(dòng)作）、Null_Event（自上次查詢后，沒(méi)有事件發(fā)生）、Reset_Event（系統(tǒng)復(fù)位）。防護(hù)開(kāi)關(guān)除外，其它所 有事件模塊必須經(jīng)過(guò)初始化后才能夠產(chǎn)生事件。當(dāng)事件產(chǎn)生時(shí)，系統(tǒng)及時(shí)響應(yīng)并存入通信器事件處理器，應(yīng)用程序通信調(diào)用Bsw_Event_Handler_Get_Event（）從通信器讀取事件；若有事件發(fā)生，調(diào)用以上函數(shù)返回其事件類型、相應(yīng)數(shù)據(jù)；若無(wú)事件發(fā)生，返回Null_Event。因此，應(yīng)用程序應(yīng)是一個(gè)等待事件的死循環(huán)。當(dāng)事件發(fā)生時(shí)，應(yīng)用程序調(diào)用適當(dāng)?shù)氖录幚沓绦騺?lái)響應(yīng)該事件。應(yīng)用程序流程如圖3所示。

4 通信編程

通信器S1503與主機(jī)進(jìn)行通信交換信息，有三種方法：①利用CONFIDENT庫(kù)函數(shù)所支持的動(dòng)態(tài)緩沖區(qū)；②利用公司所提供的串行通信接口字節(jié)級(jí)設(shè)備驅(qū)動(dòng)函數(shù)來(lái)自定義的通信協(xié)議；③利用CONFIDENT軟件庫(kù)提供的郵件交換系統(tǒng)。在S1503的實(shí)際應(yīng)用中，郵件交換系統(tǒng)應(yīng)用十分廣泛。

    通信器通過(guò)調(diào)用函數(shù)Msw_Mail_Init、Msw_Mail_Send以及Msw_Mail_Receive等來(lái)使用郵件交換系統(tǒng)。使用郵件交換系統(tǒng)的前提是系統(tǒng)至少有一個(gè)空閑的動(dòng)態(tài)緩沖區(qū)。在初始化郵件系統(tǒng)時(shí)，函數(shù)將占據(jù)編號(hào)最高的動(dòng)態(tài)緩沖區(qū)。使用郵件交換系統(tǒng)包括兩部分：主機(jī)通信流程（圖4）和通信器通信流程（圖5），其它現(xiàn)功能是主機(jī)接收通信器發(fā)送來(lái)的郵件，并將郵件內(nèi)容顯示在屏幕上；同時(shí)，每當(dāng)空格鍵被按下時(shí)，改變通信器的安靜模式；通信器閱讀標(biāo)簽事件，并將標(biāo)簽數(shù)據(jù)通過(guò)郵件發(fā)送給主機(jī)。主機(jī)可通過(guò)郵件將通信器設(shè)置為安靜模式，主機(jī)在通信器為非安靜模式時(shí)讀取標(biāo)簽數(shù)據(jù)郵件。

在實(shí)際應(yīng)用中，可選擇合適的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制方式。應(yīng)用編程也很靈活，用戶可根據(jù)自己的特點(diǎn)來(lái)選擇合適的語(yǔ)言。因此，S1503及其同類產(chǎn)品在自動(dòng)識(shí)別控制系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用前景。