基于LLRP的RFID适配器的研究与实现 精灵论文.doc
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1、基于 LLRP 的 RFID 适配器的研究与实现宋林(北京邮电大学计算机学院,北京 100876)摘要:本文介绍 RFID 技术的概况以及 EPCglobal 定义的 LLRP 读写器协议,随后阐述了在实 际应用中的展馆管理项目的问题,即在该项目的数据采集阶段有不同接口和协议的读写器,如何将它们有效的接入系统的问题。为解决这个问题,本文提出了一种解决方案,一种基于 LLRP 协议的 RFID 适配器,该适配器用于屏蔽不同硬件设备之间的差异,并提供一种连接 RFID中间件的途径,使得保持数据对用户的透明性。应用该方案,可以有效减少开发过程中的工 作量。关键词: 物联网;RFID;LLRPRese
2、arch and Implements of LLRP based RFID AdapterSong Lin(Computer School, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 1008776) Abstract: This article described an overview of RFID technology and LLRP reader protocol defined by EPCglobal. Then it described a problem appeared in the exhi
3、bition monitoring system, which was how to connect readers using different interface and protocol into the system effectively. Then propose a solution based on LLRP protocol RFID adapter, which could be used to mask the differences between different hardware devices and to keep the data transparent
4、to users. Using this application of the research, people can effectively reduce the workload of the development process.Key words: The Internet of Things; RFID; LLRP0引言射频识别(Radio Frequency Identification)技术,以下简称 RFID 技术,并不是一件新兴的 技术,它直接继承了雷达的概念1。RFID 技术是一种非接触式的自动识别技术,它通过射 频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干
5、预。由于 RFID 技术具有条 形码所不具备的防水、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据 容量更大、存储信息更改自如等优点,被广泛的用于零售业、服务业、制造业、物流业、信 息产业、医疗和国防领域,大大提高了生产的效率和生活的质量。由于 RFID 技术发展迅速,各个国家也都根据需要提出了自己的一套标准,例如美国、 欧洲、日本以及中国等 RFID 发展迅速的国家或区域都制定出了本国或本区域的标准。除此 之外,在国际上还有以 ISO 和 EPCglobal 为首的几个标准化组织,它们也制定了包括从 RFID 标签到整个基于 RFID 的物联网的框架等的标准,目的就是在于推动
6、RFID 技术的全球化。 尽管有这么多的组织,但是在生产领域却没有一个可以统一遵循的标准。在读写器领域,导致了不同厂商提供的 RFID 读写器的接口和协议各不相同,在一个系统中势必将造成数据 通信和管理上的不便。本论文将提出一种 RFID 适配器来解决上述问题,使得下层硬件对上 层用户完全透明,便于系统扩展和管理。1RFID 基础在工业应用中,RFID 技术为每一个需要标识的商品分配一个唯一的表示码,称作电子作者简介:宋林(1985-),男,硕士研究生,多媒体通信与网络. E-mail: 物品编码(Electronic Product Codes),简称 EPC 编码。但仅仅拥有对物品的唯一编
7、码还是不够的,还要有一整套机制来对 EPC 编码进行管理,以便于记录商品的生产、流通、销售和销 毁等各个环节。RFID 技术主要包括一下几个部分:电子标签(Tags)、RFID 识读器(Readers) 和 RFID 应用。231.1电子标签:电子标签(Tags)是一个带有天线的微小芯片,芯片中存放的是 EPC 编码,又被称为 RFID 标签。通过将 RFID 标签粘贴到物品上面来达到表示该物品的意图。RFID 标签可以将携带 有 EPC 编码的射频信号发送到 RFID 识读器上,该信号会被识读器解码为可用的 EPC 编码。 根据不同的用途,RFID 标签可以分为不同的类型,下面从标签对能量的
8、获取方式分成以下 几类:1.1.1无源标签(Passive Tags): 无源标签从识读器天线发出的电磁场中获取能量,该能量仅仅能够驱动标签中芯片读取内存中的数据,并将其传送到识读器。无源标签不需要任何维护,且成本低廉,被认为最适用于大规模供应链的电子标签。1.1.2半无源标签(Semi-passive Tags): 半无源标签跟无源标签一样,也是从识读器获取所需能量。不同的是,它携带有一个片上电源,从而可以进行远距离的传输。1.1.3有源标签(Active Tags): 有源标签不需要从识读器获取能量,能够自发的传输数据。通常有源标签不仅仅用来传输数据,还可以有其它的功能,不过它较无源标签来
9、说,体积更大,成本更高。1.2RFID 读写器(Readers):RFID 读写器,又称解读器、识读器,它的任务是控制射频收发器发射射频信号,通过 射频收发器接收来自标签上的已编码射频信号,对标签的认证识别信息进行解码;将认证识 别信息连带标签上其它相关信息传输到客户机(Client)以供处理。下图展示了最简单的单机环境下的 RFID 系统:图 1 简单 RFID 系统Fig.1 Simple RFID System2LLRP 协议2.1LLRP 协议介绍LLRP 协议是 Low Level Reader Protocol 的英文缩写,是介于 RFID 读写器与客户机之间 的协议接口4。之所以
10、被称为低层(Low Level),是因为它提供了 RFID 射频协议的控制,即 提供了射频协议访问和控制的功能,有如下的特点:提供方法控制阅读器读取 EPC 信息和其它信息,写数据到标签中,并执行依赖于协 议的其它命令,如 C1G2 中的 kill 和 lock提供健壮的状态报告和错误处理机制提供携带密码的能力提供前向与反向的无线连接操作提供扩展新的无线传输协议的功能获取读写器设备的能力2.2协议作用在 EPCglobal 组织定义的 EPC 网络架构中,LLRP 协议位于过滤与收集层(F&C)和读写 器层之间,充当一个媒介的作用,如下图:图 2 LLRP 协议位置Fig.2 LLRP Pro
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