淺議智能手機平臺與RFID技術(shù)應(yīng)用
一、RFID技術(shù)分析
1.1 RFID技術(shù)基本原理
20世紀80年代，由于大規(guī)模集成電路技術(shù)的成熟，RFID系統(tǒng)的體積大大縮小并進入實用化的階段，成為一種成熟的自動識別技術(shù)。RFID技術(shù)利用射頻方式進行非接觸雙向通信，以達到識別目的并交換數(shù)據(jù)。典型的RFID系統(tǒng)包括標簽、讀寫器和天線三部分。
1.2 RFID技術(shù)分類
RFID技術(shù)主要按照以下四種方式進行分類：
1.2.1 工作頻率分類
根據(jù)工作頻率的不同可分為低頻、高頻、甚高頻等系統(tǒng)。工作頻率小于30MHz的系統(tǒng)一般稱為低頻系統(tǒng)。低頻系統(tǒng)具有標簽成本低、閱讀距離短、閱讀天線方向性弱、抗干擾性強等特點。多應(yīng)用于門禁控制、e通卡支付等。最常用的13.56MHz RFID系統(tǒng)就屬于低頻系統(tǒng)。
高頻系統(tǒng)一般指工作頻率大于400MHz的系統(tǒng)，具有標簽及讀寫器成本高、閱讀距離遠、閱讀天線方向性強、抗干擾性弱等特點。這種頻率的RFID系統(tǒng)，讀寫器在標簽快速移動時仍具有很好的識別能力，因此被廣泛的應(yīng)用于火車監(jiān)控、高速公路收費等系統(tǒng)。甚高頻系統(tǒng)一般指工作頻率大于1GHz的RFID系統(tǒng)，其突出特點是閱讀距離遠。
1.2.2 標簽讀寫特性分類
根據(jù)標簽讀寫特性的不同可以分為可讀寫(RW)標簽、一
次寫入多次讀出(WORM)標簽和只讀(RO)標簽三種。RW標簽成本較高，而且讀寫數(shù)據(jù)所花費的時間要大于其它兩種標簽。RO標簽存有一個唯一的標識，不能修改，從而保證了安全性。
1.2.3 標簽有無源分類
根據(jù)標簽是否攜帶電源可以將RFID系統(tǒng)分為有源系統(tǒng)和無源系統(tǒng)兩種。有源RFID標簽讀寫距離較長，但受電源壽命影響。壽命相應(yīng)較短。無源RnD標簽成本低、壽命長、體積小，但是它的讀寫距離較短，一般只有幾厘米到幾十厘米。
1.2.4 調(diào)制方式分類
根據(jù)調(diào)制方式不同，RFID系統(tǒng)可以分為主動式和被動式兩種。在主動式RFID系統(tǒng)中，標簽一般為有源標簽。用自身的射頻能量主動的發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫器。而在被動式RFID系統(tǒng)中。標簽必須受到讀寫器射頻能量激發(fā)，才能反饋數(shù)據(jù)給讀寫器。
1.3 RFID技術(shù)的優(yōu)點
RFID技術(shù)、條形碼識別技術(shù)、磁條識別技術(shù)、指紋識別技術(shù)和人臉識別技術(shù)等都是目前較為流行的識別技術(shù)。RFID技術(shù)、條形碼識別技術(shù)和磁條識別技術(shù)基本思想類似。都是利用編碼信息對實物個體進行標定，從而達到區(qū)分并識別被標定個體的目的;指紋識別與人臉識別等生物識別技術(shù)應(yīng)用范圍比較狹窄，主要是利用生物體自身的特征信息來實現(xiàn)對生物體的區(qū)分識別。
二、智能手機及相關(guān)技術(shù)分析
2.1 智能手機操作系統(tǒng)
具有開放性的操作系統(tǒng)是智能手機的重要特點之一。2008年上半年，由Symbian、Linux和多家手機制造商聯(lián)合開發(fā)的基于Linux的開源開放操作系統(tǒng)已經(jīng)占有九成的市場份額。而互聯(lián)網(wǎng)巨頭Google聯(lián)合三十四家包括芯片制造商、手機制造商、運營商在內(nèi)的企業(yè)共同開發(fā)的Android開源開放手機操作系統(tǒng)也已經(jīng)問世，可見開放性已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。當前影響較大的手機操作系統(tǒng)：1、Symbian操作系統(tǒng);2、Window Mobile操作系統(tǒng);3、Linux操作系統(tǒng);4、PalmOS操作系統(tǒng);5、MacOSX操作系統(tǒng)。其它智能手機操作系統(tǒng)有Google公司的Android智能手機操作系統(tǒng)和黑莓公司的BlackberryRFID智能手機操作系統(tǒng)。但這些操作系統(tǒng)只被各自的公司使用，缺乏第三方軟件開發(fā)者的支持。
2.2 RFID技術(shù)與智能手機的結(jié)合
RFID技術(shù)與智能手機結(jié)合，最成功的是NFC技術(shù)。該技術(shù)由飛利浦、諾基亞和索尼等廠商聯(lián)合推出。NFC技術(shù)是一種基于標準的近距離無線連接技術(shù)，能夠在多個近距離電子設(shè)備之間實現(xiàn)簡單而安全的雙向交互(通信距離一般為十幾厘米以內(nèi))。NFC技術(shù)最初是RFID技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的簡單合并，隨著這兩種技術(shù)的發(fā)展和用戶對此技術(shù)需求的增加，目前已經(jīng)演變成一種具有相應(yīng)標準的近距離無線通信技術(shù)。
NFC技術(shù)支持三種不同的應(yīng)用模式：卡模式、讀寫模式和NFC模式。簡單的說，卡模式狀態(tài)下，NFC手機相當于一張RFID標簽，天線通訊協(xié)議為基于智能手機平臺的RFID中間件研究ISO14443A等;讀寫模式狀態(tài)下，NFC手機起到了RFID讀寫器的作用，對通訊協(xié)議為ISO14443A等的RFID標簽進行標準讀寫;而在NFC模式狀態(tài)下，兩個NFC手機相當于一條信道連接的兩個設(shè)備，可以進行低速的信息傳輸。
三、RFID中間件
3.1 RFID中間件介紹
隨著RFID技術(shù)的發(fā)展，RFID中間件的研究與應(yīng)用顯得越來越重要。在RFID應(yīng)用中，通透性是整個應(yīng)用的關(guān)鍵，正確獲取數(shù)據(jù)、確保數(shù)據(jù)讀取的可靠性，以及有效地將數(shù)據(jù)傳送到上層應(yīng)用系統(tǒng)都是必須考慮的問題。傳統(tǒng)應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)通透是通過中間件架構(gòu)來解決的，并由此發(fā)展出各種應(yīng)用服務(wù)類軟件。RFID中間件扮演RFID硬件和應(yīng)用程序之間的中介角色。應(yīng)用程序端使用中間件所提供的一組通用應(yīng)用程序接口API，即能實現(xiàn)到RFID讀寫器的連接。這樣一來，即使存儲RFID標簽數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫軟件、上層應(yīng)用程序增加或改由其它軟件取代，又或者讀寫RFID讀寫器種類增加等情況發(fā)生時，應(yīng)用端不需修改也能處理，解決了多對多連接的維護復(fù)雜性問題。
RFID中間件是一種面向消息的中間件信息是以消息的形式，從一個程序傳送到另一個或多個程序。信息可以以異步的方式傳送，故不必等待回應(yīng)。面向消息的中間件包含的功能不僅是傳遞信息，還必須包括解譯數(shù)據(jù)、安全性、數(shù)據(jù)廣播等服務(wù)。
3.2 智能手機平臺RFID中間件
非移動領(lǐng)域RFID中間件已經(jīng)相對成熟，市面上有很多成熟的產(chǎn)品，例如微軟公司的BizTalkRFID中間件、Sybase公司的RFIDAnywhere系列中間件、IBM公司的webSphere中間件和同方公司的ezRFID中問件等。但智能手機平臺所屬的移動平臺領(lǐng)域RFID中間件，還沒有較為成熟的產(chǎn)品。
智能手機平臺的RFID中間件和運行于PC上的大型信息系統(tǒng)中RFID中間件有較大區(qū)別。智能手機平臺上的RFID中間件應(yīng)該具有一般中間件所具有的功能和特征，即數(shù)據(jù)搜集、過濾和封裝等。本文用事件管理實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的這些一般性操作。受到資源的限制，如硬件計算能力和電源電量等，它又必須足夠的精簡，以減少對系統(tǒng)資源的占用并保證較高的運行效率。