專利名稱：一種應用軟件實現的多核uhf rfid讀寫器的制作方法
技術領域：
本發明涉及ー種UHF RFID讀寫器，具體是ー種應用軟件實現的多核UHF RFID讀與器。
背景技術：
射頻自動識別(RFID)技術是國際上最近幾年開始興起并得到迅速推廣應用的一門新技術。射頻識別設備通過微波天線向裝有電子標簽的物體發出微波查詢信號，標簽在收到讀寫器的查詢信號后，根據查詢信號中的命令要求，將標簽中的數據信息反射回讀寫器，它是為實現數字化、信息化而對物體的屬性、狀態、編號等特征數據進行自動采集所推出的ー種全新手段，可廣泛應用于人員、動物、物品的身份自動識別。現有的UHF RFID識別設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用，要實現多對多或ー對多的應用，目前的方案就只能増加UHF RFID識別設備，這無疑增加的用戶的經濟負擔和項目施工的復雜度。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供ー種利用軟件實現的多核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。本發明所述的ー種應用軟件實現的多核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、發模塊，射頻調制、解調模塊以及多個天線，其中
天線切換模塊當多個天線工作時，完成天線的切換工作；
射頻收、發模塊完成射頻信號在讀寫器和標簽之間的接收和發送；
射頻調制、解調模塊完成基帶信號的調制和解調工作；射頻調制承接于協議層，將協議編碼后的基帶信號調制到載波信號上；射頻解調承接于射頻接收模塊，將載波信號上的基帶信號解調下來，同時將信號放大，交由協議層完成信號解調工作；
2)協議棧完成相關協議的編碼、解碼及路由選擇工作，承接于業務邏輯層，作用于射頻模塊的射頻調制、解調模塊；
3)業務邏輯層包括
嵌入式OS、規則管理模塊，以及
基于嵌入式OS的多核應用模式，該模式用于實現多場景應用，具有多協議多標簽識別功能以及分布式的任務處理機制，該模式由規則管理模塊部分負責實現并管理；
4)適配接ロ是讀寫器與控制端的通信接ロ。
上述協議棧的工作過程為
首先按照符合IS018000-6C或IS018000-6B的協議進行編碼，其中，IS018000-6C采用PIE編碼，IS018000-6B采用Manchester編碼，編碼完成后，交于射頻調制模塊；
之后，當對應的電子標簽響應后，將返回射頻信號，由射頻接收模塊接收，并交由射頻解調模塊進行基帶信號的解調工作，最后由協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。上述業務邏輯層嵌入式OS最好采用開源的Linux系統。上述基于嵌入式OS的多核應用模式過程為系統啟動后，由規則管理模塊開啟線程池，井根據參數表中天線參數的配置情況，來確定系統需要開啟的線程個數，每個線程在線程池中均各自獨立工作。 與現有技術相比，本發明具有如下有益效果
I、首次提出，并實現了“軟多核”的應用模式，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創新應用起到很好的誘導作用。2、首次實現了 UHF RFID讀寫器的“多協議多標簽識別”，有效解決了實際工程項目中對實時多協議多標簽的識別要求。3、首次實現了讀寫器的分布式計算功能，在實際工程應用中，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用，采用本發明設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濟負擔的同時，也大大地降低了用戶在項目實施時的工程復雜度。


圖I是本發明的邏輯框圖，
圖2是本發明中編、解碼的流程圖，
圖3是一次多協議多標簽識別流程圖，
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合附圖，對本發明進行詳細的描述。I.本發明的邏輯結構
如圖I所示，ー種UHF RFID讀寫器的“軟多核”應用方案的總體結構，主要包括射頻模塊，協議棧，業務邏輯，適配接ロ。射頻模塊主要包括射頻天線切換模塊,射頻收、發模塊,射頻調制、解調模塊。天線切換模塊當多天線工作時，其主要完成天線的切換工作。其采用“單刀四擲”射頻開關，并由軟件設置完成開關選擇控制。如“00” “01” “10” “11”控制四路開關量，分別對應于天線1，天線2，天線3，天線4。在本發明中只用其中兩路開關量。射頻收、發模塊是介于讀寫器和標簽之間的，完成射頻信號在讀寫器和標簽之間的接受和發送。如圖2 “編解碼流程”所示。射頻調制、解調模塊主要完成基帶信號的調制和解調工作。射頻調制承接于協議層，將協議編碼后的基帶信號調制到載波信號上；射頻解調承接于射頻接收模塊，將載波信號上的基帶信號解調下來，同時將信號放大，交由協議層完成信號解調工作。協議棧主要完成18000-6C，18000-6B及其他相關協議的編碼、解碼及路由選擇工作，承接于業務邏輯層，作用于射頻模塊的射頻調制、解調模塊。其完全符合ISO制定的空中接ロ協議標準。首先按照符合IS018000-6C或IS018000-6B，亦或其他的協議進行編碼，其中，IS018000-6C采用PIE編碼，IS018000-6B采用Manchester編碼，編碼完成后，交于射頻調制豐吳塊。之后，標簽響應后，將返回射頻信號，由射頻接收模塊接收，并交由射頻解調模塊進行基帶信號的解調工作，最后由協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。業務邏輯主要包括嵌入式OS，“軟核”，規則管理。嵌入式OS選擇了開源的Linux。選擇Linux,其優勢在于,首先,Linux是開放源代碼的,不存在黑箱技術。其次,Linux的內核小、效率高，內核的更新及時。第三，Linux內核的結構在網絡方面是非常完整的，Linux對網絡中最常用的TCP/IP協議有最完備的支持。提供了包括十兆、百兆、千兆的以太網絡性能優異。最后，基于Linux的開發，軟件移植容易，代碼開放，有許多應用軟件支持，應用產品開發周期短，新產品上市迅速。圖3是一次多協議多標簽識別流程.
適配接ロ 主要包括常見的通信接ロ，以太網，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，通過多線程技術實現的，其由規則管理部分負責實現、并管理的一種“軟多核”的工作機制。系統啟動后，由規則管理開啟線程池，井根據參數表中天線參數的配置情況，來確定系統需要開啟的線程個數，每個線程在線程池中均可各自獨立工作。2、本發明的詳細分析
本發明的邏輯控制選擇性能卓越的嵌入式OS作為邏輯業務控制驅動器，采用嵌入式OS作為邏輯驅動器，優于傳統的“裸片”驅動。同時基于嵌入式OS，實現“軟多核”場景應用，即基于嵌入式OS的多線程技木，來實現邏輯業務控制上的“軟多核”場景應用。在實現“軟多核”場景應用后，同時將傳統的讀寫器應用革新為多對多或一對多的模式。這是對傳統讀寫器的単一的一対一交互應用的一次變革。即當讀寫器采集到數據后，可以實現多路分發，將數據上傳到指定的不同的服務器端，實現工作機與備份機的數據同歩。而傳統的方式，只能一対一的完成數據同歩。本發明可以實現“雙核”，“四核”的多對多或一對多的交互場景應用。“軟核”的個數根據讀寫器的天線個數來確定，并統一由邏輯業務層的規則管理模塊配置、管理。
“軟多核”工作機制，是實現真正意義上的“多協議多標簽”的實時識別的基礎，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，當前人們提及的讀寫器，其支持“多協議識別”指的是讀寫器支持標簽的多協議識別，但同一個時刻，只能識別ー種協議的標簽。當需要識別另ー種協議的標簽時，通常需要通過修改參數來完成協議的切換，在切換完成后，此時讀寫器才能識別另ー種協議的標簽。如圖5和圖6所示，本發明實現的“多協議多標簽 識別”，是指讀寫器可以同時識別多種協議的標簽。換句話說，就是當場強內同時存在多種協議的標簽時，本發明的讀寫器也可以將場強范圍內的多種協議(讀寫器支持的，通常指最少兩種協議)的標簽都識別出來，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互聯完成分布式計算，實現計算、內存的資源共享。具體來說，就是當ー個應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分發給工作密度較低的讀寫器去執行，最后將計算結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，則也是業內首創，其目的就是在集群應用模式下，當部署了讀寫器后，可以實現集群內的讀寫器的計算能力，內存資源等共享。舉例
當一個應用場景中部署兩臺讀寫器(假設一臺(A讀寫器)4天線，一臺(B讀寫器)2天線)，當兩臺讀寫器都處于工作狀態，B讀寫器可以完全負責A讀寫器的4個天線中的I個天線的射頻信號收發工作，并將其負責的天線端ロ采集的數據計算后的結果返回給A讀寫器。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進，這些改進也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種應用軟件實現的多核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、發模塊，射頻調制、解調模塊以及多個天線，其中 天線切換模塊當多個天線工作時，完成天線的切換工作； 射頻收、發模塊完成射頻信號在讀寫器和標簽之間的接收和發送； 射頻調制、解調模塊完成基帶信號的調制和解調工作；射頻調制承接于協議層，將協議編碼后的基帶信號調制到載波信號上；射頻解調承接于射頻接收模塊，將載波信號上的基帶信號解調下來，同時將信號放大，交由協議層完成信號解調工作； 2)協議棧完成相關協議的編碼、解碼及路由選擇工作，承接于業務邏輯層，作用于射頻模塊的射頻調制、解調模塊； 3)業務邏輯層包括 嵌入式OS、規則管理模塊，以及 基于嵌入式OS的多核應用模式，該模式用于實現多場景應用，具有多協議多標簽識別功能以及分布式的任務處理機制，該模式由規則管理模塊部分負責實現并管理； 4)適配接口是讀寫器與控制端的通信接口。
2.根據權利要求I所述的應用軟件實現的多核UHFRFID讀寫器，其特征在于協議棧的工作過程為 首先按照符合IS018000-6C或IS018000-6B的協議進行編碼，其中，IS018000-6C采用PIE編碼，IS018000-6B采用Manchester編碼，編碼完成后，交于射頻調制模塊； 之后，當對應的電子標簽響應后，將返回射頻信號，由射頻接收模塊接收，并交由射頻解調模塊進行基帶信號的解調工作，最后由協議層完成信號的解碼。
3.根據權利要求I或2所述的應用軟件實現的多核UHFRFID讀寫器，其特征在于業務邏輯層嵌入式OS采用開源的Linux系統。
4.根據權利要求I或2所述的應用軟件實現的多核UHFRFID讀寫器，其特征在于基于嵌入式OS的多核應用模式過程為系統啟動后，由規則管理模塊開啟線程池，并根據參數表中天線參數的配置情況，來確定系統需要開啟的線程個數，每個線程在線程池中均各自獨立工作。
全文摘要
本發明公開了一種應用軟件實現的多核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、發模塊，射頻調制、解調模塊以及多個天線，2、協議棧完成相關協議的編碼、解碼及路由選擇工作，承接于業務邏輯層，作用于射頻模塊的射頻調制、解調模塊；3、業務邏輯層包括嵌入式OS，基于嵌入式OS的“多核”應用模式；4、適配接口是讀寫器與控制端的通信接口。本發明在實現“多核”的基礎上，完成了真正意義上多協議多標簽識別功能，首次實現了分布式的任務處理機制，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 優先權日2012年3月16日
發明者劉川, 卞吉祥, 夏中權, 李一春, 李鋼, 王躍平 申請人:江蘇瑞福智能科技有限公司