淺議智能手機平臺與RFID中間件技術應用

　　一、RFID技術分析

　　1.1 RFID技術基本原理

　　20世紀80年代，由于大規模集成電路技術的成熟，RFID系統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。RFID技術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據。典型的RFID系統包括標簽、讀寫器和天線三部分。

　　1.2 RFID技術分類

　　RFID技術主要按照以下四種方式進行分類：

　　1.2.1 工作頻率分類：根據工作頻率的不同可分為低頻、高頻、甚高頻等系統。工作頻率小于30MHz的系統一般稱為低頻系統。低頻系統具有標簽成本低、閱讀距離短、閱讀天線方向性弱、抗干擾性強等特點。多應用于門禁控制、e通卡支付等。最常用的13.56MHz RFID系統就屬于低頻系統。高頻系統一般指工作頻率大于400MHz的系統，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，讀寫器在標簽快速移動時仍具有很好的識別能力，因此被廣泛的應用于火車監控、高速公路收費等系統。甚高頻系統一般指工作頻率大于1GHz的RFID系統，其突出特點是閱讀距離遠。

　　1.2.2 標簽讀寫特性分類：根據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，而且讀寫數據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：根據標簽是否攜帶電源可以將RFID系統分為有源系統和無源系統兩種。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 調制方式分類：根據調制方式不同，RFID系統可以分為主動式和被動式兩種。在主動式RFID系統中，標簽一般為有源標簽。用自身的射頻能量主動的發送數據給讀寫器。而在被動式RFID系統中。標簽必須受到讀寫器射頻能量激發，才能反饋數據給讀寫器。

　　1.3 RFID技術的優點

　　RFID技術、條形碼識別技術、磁條識別技術、指紋識別技術和人臉識別技術等都是目前較為流行的識別技術。RFID技術、條形碼識別技術和磁條識別技術基本思想類似。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應用范圍比較狹窄，主要是利用生物體自身的特征信息來實現對生物體的區分識別。

　　二、智能手機及相關技術分析

　　2.1 智能手機操作系統

　　具有開放性的操作系統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合開發的基于Linux的開源開放操作系統已經占有九成的市場份額。而互聯網巨頭Google聯合三十四家包括芯片制造商、手機制造商、運營商在內的企業共同開發的Android開源開放手機操作系統也已經問世，可見開放性已經成為不可逆轉的發展趨勢。當前影響較大的手機操作系統：1、Symbian操作系統；2、Window Mobile操作系統；3、Linux操作系統；4、PalmOS操作系統；5、MacOSX操作系統。其它智能手機操作系統有Google公司的Android智能手機操作系統和黑莓公司的BlackberryRFID智能手機操作系統。但這些操作系統只被各自的公司使用，缺乏第三方軟件開發者的支持。

　　2.2 RFID技術與智能手機的結合

　　RFID技術與智能手機結合，最成功的是NFC技術。該技術由飛利浦、諾基亞和索尼等廠商聯合推出。NFC技術是一種基于標準的近距離無線連接技術，能夠在多個近距離電子設備之間實現簡單而安全的雙向交互(通信距離一般為十幾厘米以內)。NFC技術最初是RFID技術和互聯網技術的簡單合并，隨著這兩種技術的發展和用戶對此技術需求的增加，目前已經演變成一種具有相應標準的近距離無線通信技術。

　　NFC技術支持三種不同的應用模式：卡模式、讀寫模式和NFC模式。簡單的說，卡模式狀態下，NFC手機相當于一張RFID標簽，天線通訊協議為基于智能手機平臺的RFID中間件研究ISO14443A等；讀寫模式狀態下，NFC手機起到了RFID讀寫器的作用，對通訊協議為ISO14443A等的RFID標簽進行標準讀寫；而在NFC模式狀態下，兩個NFC手機相當于一條信道連接的兩個設備，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技術的發展，RFID中間件的研究與應用顯得越來越重要。在RFID應用中，通透性是整個應用的關鍵，正確獲取數據、確保數據讀取的可靠性，以及有效地將數據傳送到上層應用系統都是必須考慮的問題。傳統應用程序之間的數據通透是通過中間件架構來解決的，并由此發展出各種應用服務類軟件。RFID中間件扮演RFID硬件和應用程序之間的中介角色。應用程序端使用中間件所提供的一組通用應用程序接口API，即能實現到RFID讀寫器的連接。這樣一來，即使存儲RFID標簽數據的數據庫軟件、上層應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生時，應用端不需修改也能處理，解決了多對多連接的維護復雜性問題。

　　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。面向消息的中間件包含的功能不僅是傳遞信息，還必須包括解譯數據、安全性、數據廣播等服務。

　　3.2 智能手機平臺RFID中間件

　　非移動領域RFID中間件已經相對成熟，市面上有很多成熟的產品，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中間件等。但智能手機平臺所屬的移動平臺領域RFID中間件，還沒有較為成熟的產品。

　　智能手機平臺的RFID中間件和運行于PC上的大型信息系統中RFID中間件有較大區別。智能手機平臺上的RFID中間件應該具有一般中間件所具有的功能和特征，即數據搜集、過濾和封裝等。本文用事件管理實現對數據的這些一般性操作。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，以減少對系統資源的占用并保證較高的運行效率。