聞 明，朱亞萍

(杭州電子科技大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，浙江杭州310018)

0 引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，射頻識(shí)別技術(shù)和基于WINCE系統(tǒng)的終端設(shè)備更多地應(yīng)用于生產(chǎn)和生活當(dāng)中。終端設(shè)備的應(yīng)用在國(guó)外起步比較早，嵌入式WINCE系統(tǒng)以其友好的用戶界面和良好的性能得到了廣泛地應(yīng)用，人們一直以來都在關(guān)注WINCE系統(tǒng)及其周圍相應(yīng)配套設(shè)備在應(yīng)用上的優(yōu)勢(shì)和需要改進(jìn)的地方［1］。由于WINCE系統(tǒng)的局限性［2］，并不支持對(duì)其周圍相應(yīng)配套設(shè)備的直接通信操作。無論是在國(guó)外還是國(guó)內(nèi)，可以直接配套應(yīng)用在WINCE系統(tǒng)上的射頻讀寫模塊的價(jià)格都比較高昂。在讀寫應(yīng)用上，市面上的中低端RFID模塊一般都是基于單片機(jī)和PC機(jī)的，并不支持WINCE系統(tǒng)，再加上WINCE本來就很復(fù)雜的開發(fā)環(huán)境，對(duì)于普通開發(fā)者來說，無疑增加了WINCE系統(tǒng)下的讀卡應(yīng)用的開發(fā)應(yīng)用難度，找到合適的開發(fā)步驟和方法就顯得很重要了。本文選用價(jià)格一般的高頻IC卡讀寫模塊——YW-20x-C，給出了其在ARM 9處理器、WINCE 6.0系統(tǒng)下的讀寫應(yīng)用的開發(fā)過程。

1 RFID讀寫系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

1.1 RFID讀寫模塊

本文采用的是利用PHILIPS公司的非接觸技術(shù)設(shè)計(jì)的微型嵌入式非接觸式讀寫模塊Y W-20x-C，該天線一體讀寫模塊內(nèi)嵌MFRC500射頻基站，可以讀取13.56 MHz的Mifare One射頻卡［3］，帶有默認(rèn)自動(dòng)尋卡功能。讀寫模塊引腳如表1所示。

1.2 讀寫模塊與上位機(jī)的電路連接圖

本文選用友善之臂公司的S3C2440開發(fā)板作為讀寫卡模塊的應(yīng)用平臺(tái)，通過UART接口與模塊進(jìn)行通信，當(dāng)卡片進(jìn)入到天線區(qū)后在CARDIN引腳上出現(xiàn)低電平，上位機(jī)可通過尋卡指令直接讀取卡片上的信息。模塊與開發(fā)板平臺(tái)的連接如圖1所示。

表1 YW-20x-C模塊引腳

圖1 電路連接圖

2 RFID讀寫系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

2.1 讀寫模塊接口驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

WINCE驅(qū)動(dòng)程序是對(duì)硬件設(shè)備或是虛擬設(shè)備的一層軟件抽象，WINCE系統(tǒng)通過設(shè)備驅(qū)動(dòng)與外圍設(shè)備進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件設(shè)備的操作、管理［4］。市面上的RFID模塊基本上沒有提供基于WINCE系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，所以讀寫模塊硬件設(shè)備在WINCE系統(tǒng)下開發(fā)應(yīng)用的首要問題就是解決設(shè)備流驅(qū)動(dòng)的問題，下面給出其驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的一般步驟:

(1)建立模擬器工具［5］。運(yùn)行Platform Builder，建立一個(gè)基于X86體系的模擬器;

(2)創(chuàng)建驅(qū)動(dòng)程序工程。在PB6.0平臺(tái)的driver目錄下建立要?jiǎng)?chuàng)建的驅(qū)動(dòng)所在的目錄。如在C:Wince600platformmini2440Srcdrivers目錄下建立一個(gè)IOCtrol目錄，修改Drivers目錄下的dirs文件;

(3)創(chuàng)建驅(qū)動(dòng)程序頭文件YW20x.h和源代碼文件YW20x.c，在該文件中實(shí)現(xiàn)流接口函數(shù)。由于模塊使用的是串口通信，故加入DLL接口函數(shù)［6］，用來完成標(biāo)準(zhǔn)的文件I/O函數(shù)，提供給WINCE操作系統(tǒng)的內(nèi)核使用;

(4)準(zhǔn)備配置文件。創(chuàng)建相應(yīng)的動(dòng)態(tài)庫導(dǎo)出文件 YW20x.def、Makefile文件和編譯鏈接文件Sources，控制編譯這些文件。使用CEC Editor修改cec文件編譯添加的新特性;

(5)復(fù)制新生成的4個(gè)文件到Release目錄下。修改注冊(cè)表文件platform.reg和platform.bib文件;

(6)Buid and Sysgen，編譯內(nèi)核，將驅(qū)動(dòng)源程序下載到內(nèi)核文件;

(7)加載驅(qū)動(dòng)。在模擬器下可以看到驅(qū)動(dòng)被加載的狀態(tài)。

至此，流驅(qū)動(dòng)編寫完畢，在相應(yīng)的目錄下會(huì)找到編譯好的動(dòng)態(tài)庫YW20x.dll，即為驅(qū)動(dòng)庫文件。將驅(qū)動(dòng)庫文件加載到目標(biāo)機(jī)中，稍后應(yīng)用程序使用WINCE操作系統(tǒng)的文件API函數(shù)和流接口進(jìn)行通信，訪問驅(qū)動(dòng)程序及實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的讀寫卡功能。

2.2 讀寫應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)

應(yīng)用軟件的開發(fā)環(huán)境［7］是VS2005+SP1+WINCE6.0+mini2440SDK，平臺(tái)為.NET，開發(fā)語言為 C#。完成 VS2005下 WINCE6.0開發(fā)環(huán)境的搭建后，安裝 mini2440SDK，然后編寫應(yīng)用程序YW20xWinceDemo，實(shí)現(xiàn)尋卡函數(shù)YW_RequestCard()，讀卡函數(shù)YW_ReadaBlo ck()，寫卡函數(shù)YW_WriteaBlock()，讀錢包函數(shù)YW_Purse_Read()，充值函數(shù)YW_Purse_Charge()，扣費(fèi)函數(shù)YW_Purse_Decrease()。其功能程序結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

在VS2005下對(duì)應(yīng)用程序YW20xWinceDemo進(jìn)行編譯，然后將編譯生成的demo文件在CHSINT SDK ForWinCE 6.0(ARMV4I)模擬器中模擬在wince系統(tǒng)環(huán)境下的運(yùn)行。模擬調(diào)試結(jié)果顯示完成了WINCE環(huán)境下應(yīng)用軟件的開發(fā)，讀卡、寫卡、充值、扣費(fèi)等功能函數(shù)得到了體現(xiàn)。

最后，將ARM開發(fā)板通過USB線與PC機(jī)相連，通過同步軟件ActiveSync將PC機(jī)中之前生成的demo文件同步到ARM終端機(jī)中。將射頻讀寫模塊和ARM開發(fā)板連接，打開demo文件，ARM終端機(jī)顯示屏上看到的軟件運(yùn)行界面和之前VS2005平臺(tái)下模擬器中模擬運(yùn)行的軟件界面是完全一樣的，再次驗(yàn)證了讀寫應(yīng)用軟件的成功編寫。對(duì)各功能函數(shù)進(jìn)行測(cè)試，可以順利讀取IC卡的卡號(hào)，以及實(shí)現(xiàn)對(duì)IC卡的充值、扣費(fèi)等讀寫操作。

圖2 功能程序結(jié)構(gòu)圖

3 結(jié)束語

本文完成了RFID讀寫模塊在WINCE系統(tǒng)下的接口驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)和讀寫應(yīng)用的軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了讀寫應(yīng)用功能。目前流行的基于WINCE的終端設(shè)備很多都具有導(dǎo)航、呼叫等功能［8］，其相應(yīng)的GPS、GSM/GPRS等功能模塊在WINCE系統(tǒng)平臺(tái)下的應(yīng)用開發(fā)顯得越來越普遍。本文給出了RFID讀寫模塊應(yīng)用開發(fā)的關(guān)鍵過程——流驅(qū)動(dòng)的編寫步驟和應(yīng)用程序的開發(fā)，為研究基于WINCE系統(tǒng)下的射頻讀寫應(yīng)用開發(fā)和其他功能模塊的應(yīng)用開發(fā)，奠定了基礎(chǔ)和提供了借鑒。

［1］ Nagl L，Krishnamurthi B，Schoenig S，et al.Experiences Using WinCE PocketPCs as Computation and Data Acquisition Platforms for Ambulatory Telemonitoring［C］.San Francisco:Proceedings of the 26th Annual International Conference of the IEEE EMB，2004:3 373 －3 376.

［2］ Hong bin Ma，Dong yang Lu，Qun He，et al.Serial Communication between PDA and GPSBased on Windows CE［C］.Wu Han:2011 Third Pacific-Asia Conference on Circuits Communications and System，2011:1－3.

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［4］ 丁智勇.基于Windows CE的RFID讀卡器系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.武漢:武漢理工大學(xué)，2008.

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［7］ 邱小平，李恬，雷群英.Windows CE6開發(fā)經(jīng)典［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2009:1－100.

［8］ 吳紅蘭，黃圣國(guó).嵌入式GPS數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011，30(1):54－57.