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長距離通信器S1503的應(yīng)用編程原理
摘要：S1503是瑞典TagMaster AB公司生產(chǎn)的長距離通信器，在自動識別系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用。本文重點介紹S1503系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用編程原理，并說明其特點和應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：S1503 通信器 事件 射頻識別
S1503是瑞典TagMaster AB公司生產(chǎn)的長距離通信器，工作頻率為2.45GHz，具有圓極化天線波速的讀/寫工作站；用于讀/定CONFIDENT系統(tǒng)中射頻識別標(biāo)簽，在車輛收費管理、車場車輛進出口管理以及列車車次識別等系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用。其主要特點是：①具有6m的長閱讀距離；②能進行5m范圍內(nèi)的運動監(jiān)測；③提供C、Delphi以及VB的驅(qū)動接口程序；④具有閃速EEPROM的數(shù)據(jù)庫；⑤提供DTMF及LED接口；⑥提供與主機通信的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。
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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自動識別系統(tǒng)一般包括標(biāo)簽（如S1251）、通信器（S1503）以及一臺主機。通信器通過RS232/485與主機連接實現(xiàn)通信。通信器與標(biāo)簽 是通過微波實現(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)庫名。該庫中包含幾百個通信器管理函數(shù)以及ConfiTalk通信協(xié)議接口函數(shù)，同時提供適合于DOS、Windows3.1以及Windows 95/NT的不同平臺要求的Confilib版本。PC平臺的Confilib應(yīng)用程序接口是以C/C++動態(tài)連接庫DLL的形式提供的，同時也提供Visual Basic、Delphi語言接口，適用于通信器的Confilib是C語言庫。這些函數(shù)庫包含諸如閱讀、寫入、格式化標(biāo)簽，讀、寫、檢索數(shù)據(jù)庫，軟、硬件設(shè)置，讀、寫I/O接口，發(fā)送、接收ConfiTalk命令，定時器，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、校驗以及數(shù)據(jù)透明的方式。該協(xié)議還可用于點對點通信和多點網(wǎng)絡(luò)通信，并采用查詢方式。信息幀結(jié)構(gòu)為：
STX ADR MESSAGE CS ETXSTX：起始符；ADR：地址及序列；MESSAGE:需要傳送的數(shù)據(jù)；CS:校驗和；ETX：結(jié)束符。
用戶可自己編寫通信協(xié)議來替代ConfiTalk。
Pyramid：S1503出廠時預(yù)裝的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序。安裝了Pyramid的S1503在閱讀到標(biāo)簽或檢測到運動時，能夠自己作出判斷和決定；同時S1503也可以通過串行接口接收并執(zhí)行CohnfiTalk命令。Paramid有四個運動模式：On、Off、Read beep以及Program beep。在On模式下，S1503可單機運行，內(nèi)置在S1503中的數(shù)據(jù)庫保存著注冊標(biāo)簽的信息，當(dāng)閱讀到標(biāo)簽或檢測到運動時，應(yīng)用程序改變繼電器、發(fā)光管和蜂鳴器的狀態(tài)。應(yīng)用程度同時還可以將記錄信息通過郵件發(fā)送到主機。Off模式時，通信器處于被動運行狀態(tài)，這時由主機利用ConfiTalk命令控制通信器S1503，Pyramid總是聽取主機的ConfiTalk命令和郵件信息。通信器不產(chǎn)生記錄內(nèi)容，不作任何動作。當(dāng)需要主機通過串行口利用Confilib命令（遠(yuǎn)程函數(shù)調(diào)用）控制通信器時，采用這種模式。Read beep模式是用來在安裝通信器時確定其閱讀區(qū)域的。在Read beep模式下，通信器每讀到一個標(biāo)簽，就發(fā)了同一個短暫的蜂鳴，但閱讀的標(biāo)簽不會被記錄。Program beep模式是用來確定通信器的寫標(biāo)簽區(qū)域。在該模式下，Pyramid不斷地嘗試給標(biāo)簽寫信息，每寫完一組信息后，程序發(fā)出短暫的蜂鳴。
2 編程控制原理
開發(fā)S1503系統(tǒng)軟件的工具包括編譯器、裝載器、驅(qū)動程序和函數(shù)庫等。利用交叉編譯器Conficomp，可以在PC平臺上開發(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機應(yīng)用程序可以利用任何軟件進行開發(fā)，包括使用Confilib函數(shù)庫。
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庫函數(shù)基礎(chǔ)上編寫的應(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的通信器應(yīng)用程序完成。主機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。該方式的優(yōu)點是運行速度快，可單機運行；缺點是需要PROM寫入器，缺少方便的界面。
（2）利用Confilib命令的主機應(yīng)用程序
在該方式中，通信器S1503完全由利用Confilib庫函數(shù)或其它軟件開發(fā)的主機程序控制，系統(tǒng)智能部分在主機，通信器不做任何邏輯判斷。當(dāng)主機應(yīng)用程序調(diào)用Confilib函數(shù)時，自動將Confilib命令翻譯成ConfiTalk命令，然后傳遞給S1503。S1503根據(jù)該命令招待對應(yīng)的Confilib命令。這種方式的優(yōu)點是：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，主機應(yīng)用程序更加便于開發(fā)、調(diào)試；缺點是執(zhí)行速度慢。
（3）主機應(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。主機程序與通信器標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序通過互送郵件實現(xiàn)通信。采用這種方式的優(yōu)點是：主機應(yīng)用程序簡單，部分邏輯判斷可交給通信器應(yīng)用程序，從而獲得較快的運行速度；缺點是：Pyramid郵件不支持寫標(biāo)簽和數(shù)據(jù)庫管理功能，不過，這些功能可通過Confilib/Confitalk命令實現(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，當(dāng)系統(tǒng)使用ConfiTalk以外的協(xié)議時，采用這種方式。該方式的優(yōu)點是：可實現(xiàn)通信器ConfiTalk以外的協(xié)議通信；缺點是編寫程序量大，開發(fā)周期長。
3 應(yīng)用編程
事件是指正常程序運行以外不定期發(fā)生的事情。事件可來自外部（如按鍵），也可以來自內(nèi)部（如定時器）。S1503程序庫的核心是一個稱作事件器的模塊，其絕大部分應(yīng)用是由事件驅(qū)動的。Confilib庫中有七個模塊產(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（通信器控制盤上的按鍵被按下）、Doppler_Radar（多譜勒雷達檢測到運動物體）、Par_In(并行輸入口輸入)、Timer（設(shè)置的計時器到達時間）、Tag（成功閱讀到一個標(biāo)簽）、Tamper_Switch（防護開關(guān)動作）、Null_Event（自上次查詢后，沒有事件發(fā)生）、Reset_Event（系統(tǒng)復(fù)位）。防護開關(guān)除外，其它所 有事件模塊必須經(jīng)過初始化后才能夠產(chǎn)生事件。當(dāng)事件產(chǎn)生時，系統(tǒng)及時響應(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)；若無事件發(fā)生，返回Null_Event。因此，應(yīng)用程序應(yīng)是一個等待事件的死循環(huán)。當(dāng)事件發(fā)生時，應(yīng)用程序調(diào)用適當(dāng)?shù)氖录幚沓绦騺眄憫?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與主機進行通信交換信息，有三種方法：①利用CONFIDENT庫函數(shù)所支持的動態(tài)緩沖區(qū)；②利用公司所提供的串行通信接口字節(jié)級設(shè)備驅(qū)動函數(shù)來自定義的通信協(xié)議；③利用CONFIDENT軟件庫提供的郵件交換系統(tǒng)。在S1503的實際應(yīng)用中，郵件交換系統(tǒng)應(yīng)用十分廣泛。
通信器通過調(diào)用函數(shù)Msw_Mail_Init、Msw_Mail_Send以及Msw_Mail_Receive等來使用郵件交換系統(tǒng)。使用郵件交換系統(tǒng)的前提是系統(tǒng)至少有一個空閑的動態(tài)緩沖區(qū)。在初始化郵件系統(tǒng)時，函數(shù)將占據(jù)編號最高的動態(tài)緩沖區(qū)。使用郵件交換系統(tǒng)包括兩部分：主機通信流程（圖4）和通信器通信流程（圖5），其它現(xiàn)功能是主機接收通信器發(fā)送來的郵件，并將郵件內(nèi)容顯示在屏幕上；同時，每當(dāng)空格鍵被按下時，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)通過郵件發(fā)送給主機。主機可通過郵件將通信器設(shè)置為安靜模式，主機在通信器為非安靜模式時讀取標(biāo)簽數(shù)據(jù)郵件。
在實際應(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)自己的特點來選擇合適的語言。因此，S1503及其同類產(chǎn)品在自動識別控制系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用前景。
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