● 摘要
射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)在国内外发展非常迅速,应用广泛。但是,用来将读写器设备与应用系统相连的RFID中间件与读写器整合给RFID应用带来了新的问题。RFID中间件与读写器往往是异构的,这就为最上层应用造成了不可逾越的困难。主要问题有:前端协议(读写器与标签协议)种类不统一,使得读写器设备及其后端协议(读写器与中间件)也随之多样化;其次,读写器支持的天线类型和数量不统一,容易造成节点数据采集控制混乱;再次,由于各不同厂商都有自己的后端协议,设备缺乏互联互通的基础;最后,接口种类也十分多样,如RS-232,TCP/IP等,大规模应用系统复杂且成本高。可以注意到,无论前端协议和天线无论发生什么样的变化,读写器设备及其后端协议的功能往往是具有较大的共性,通过射频技术与标签数据通讯是主机与读写器交互的主要功能,随着射频识别技术的进一步发展,建立统一通用的读写器设备通讯协议具有重要的意义。这对进一步普及射频识别技术,增强射频识别的适应性有着较大的推动作用。本文提出了基于EPC读写器规范模型的、用于RFID应用的工业控制通讯协议RFIDPROBUS,该协议以EPC读写器规范模型为基础,将RFID读写器通用通讯协议分为读写器层、信息层和传输层三层,并设计了每一层协议的具体规范和协议实现方式。本文主要的工作和取得的成果包括:1) 研究了基于EPC读写器规范概念模型的读写器通讯协议功能体系,提出了基于EPC读写器规范概念模型参考模型的RFID读写器通讯协议体系结构RFIDPROBUS。此协议分为读写器层,信息层和传输层。2) 提出了在读写器层使用面向对象协议来描述设备逻辑功能的定义,设计并实现了基于对象的RFID设备描述在RFID应用系统中的应用。3) 设计实现了RFIDPROBUS信息层数据格式定义,并进行了形式化描述。4) 通过分布式系统通讯技术,设计并实现了RFIDPROBUS的传输层的管理功能。研究了RFIDPROBUS体系结构下的数据通讯机制,为上层协议提供了可靠的链路机制。5) 对协议进行了测试分析,以协议的一致性为主,并分析了协议的特性和优化思路。综上所述,本论文提出的RFIDPROBUS较为完整的描述了通用RFID读写器通讯协议的通用性的具体实现方式,给出了在RFID读写器在分布式通讯应用背景下的协议具体描述,可以较好的满足RFID读写器在实际应用中的需求。
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