引言

　　隨著技術不斷革新，RFID產(chǎn)業(yè)已進入了成長期。射頻識別技術（Radio Frequency Identification，縮寫RFID），射頻識別技術是20世紀90年代開始興起的一種自動識別技術，射頻識別技術是一項利用射頻信號通過空間耦合（交變磁場或電磁場）實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術。從信息傳遞的基本原理來說，射頻識別技術在低頻段基于變壓器耦合模型（初級與次級之間的能量傳遞及信號傳遞），在高頻段基于雷達探測目標的空間耦合模型（雷達發(fā)射電磁波信號碰到目標后攜帶目標信息返回雷達接收機）。1948年哈里斯托克曼發(fā)表的"利用反射功率的通信"奠定了射頻識別技術的理論基礎。

　　本文參考了國內(nèi)外幾個著名的組態(tài)軟件產(chǎn)品，采用ActiveX技術開發(fā)RFID組態(tài)管理軟件，ActiveX是Microsoft提出的一組使用COM（ComponentObjectModel，部件對象模型）使得軟件部件在網(wǎng)絡環(huán)境中進行交互的技術集。它與具體的編程語言無關。作為針對Internet應用開發(fā)的技術，ActiveX被廣泛應用于WEB服務器以及客戶端的各個方面。同時，ActiveX技術也被用于方便地創(chuàng)建普通的桌面應用程序。

　　1 RFID技術

　　射頻識別即RFID（Radio Frequency IDentification）技術，又稱電子標簽、無線射頻識別，是一種通信技術，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或光學接觸。近年來隨著科學技術的進步，RFID在生產(chǎn)制造管理、物流配送管理、醫(yī)藥管理等領域得到廣泛的應用。一般的RFID系統(tǒng)由硬件、軟件和基本的數(shù)據(jù)格式與通信協(xié)議組成。硬件包含電子標簽（Tag）、讀寫器（Reader）和天線三部分。RFID讀寫器通過天線與RFID電子標簽進行無線通信，實現(xiàn)對標簽識別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或寫入操作。目前定義RFID產(chǎn)品的工作頻率有低頻、高頻和甚高頻的頻率范圍內(nèi)的符合不同標準的不同的產(chǎn)品，而且不同頻段的RFID產(chǎn)品會有不同的特性。其中感應器有無源和有源兩種方式。

　　2 RFID組態(tài)管理軟件的功能分析

　?。?）RFID組態(tài)管理軟件的開發(fā)背景

　　，標簽和讀寫器之間有多種通信協(xié)議，目前已確定的標準就有ISO14443、ISO15693、ISO18000等，這造成了當前各廠商的讀寫器的型號有很多，在RFID系統(tǒng)中對RFID讀寫器進行配置時很不方便；第二，許多公司的RFID讀寫器配置軟件和業(yè)務過程監(jiān)控軟件是兩套軟件，軟件的利用率低。

　?。?）RFID組態(tài)管理軟件的功能分析

　　RFID組態(tài)管理軟件基于Windows平臺，通過人機交互，可快速構造和生成監(jiān)控系統(tǒng)。它可支持不同型號RFID讀寫器的配置和管理，支持多個RFID讀寫器的同時訪問。另外可提供生產(chǎn)流通過程的數(shù)據(jù)采集和信息管理。

　　RFID組態(tài)管理軟件的主要性能指標為：在中文Windows下運行；多任務，多線程；多配置RFID讀寫器的數(shù)目為1000；監(jiān)控界面完整顯示時間不大于2秒；支持語音報警；支持報表生成。

　　3 RFID組態(tài)管理軟件的開發(fā)工具

　　目前組態(tài)軟件的開發(fā)多用VisualC++、VisualBasic和Delphi。在RFID的組態(tài)管理軟件中采用VC++6.0。VC++6.0是面向對象的編程語言，它提供的MFC類庫很好地封裝了WindowsAPI函數(shù)，充分利用類的繼承性、封裝性、多態(tài)性，用戶可方便的設計自己需要的類。

　　數(shù)據(jù)庫采用SQLServer2000。SQLServer2000完全運行于Microsoft的Windows操作環(huán)境下，是一個高性能的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。SQL功能強大且操作簡單，能夠提供安全可靠的存儲功能。利用VC提供的ADO、ODBC等接口可方便實現(xiàn)對SQL數(shù)據(jù)庫的操作。

　　4 RFID組態(tài)管理軟件的功能實現(xiàn)及其關鍵技術

　　RFID組態(tài)管理軟件采用模塊化設計，模塊與模塊之間盡量獨立，接口盡量簡單。針對RFID組態(tài)管理軟件的要求，將其劃分為圖形繪制模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊、通信模塊、其它模塊（報警、報表等）。RFID技術首先在低頻得到廣泛的應用和推廣。該頻率主要是通過電感耦合的方式進行工作， 也就是在讀寫器線圈和感應器線圈間存在著變壓器耦合作用。通過讀寫器交變場的作用在感應器天線中感應的電壓被整流，可作供電電壓使用。 磁場區(qū)域能夠很好的被定義，但是場強下降的太快。

　　圖1　軟件體系結構圖

　　（1）　圖形界面模塊

　　GUI 是 Graphical User Interface 的簡稱，即圖形用戶接口，通常人機交互圖形化用戶界面設計經(jīng)常讀做“goo-ee”，準確來說 GUI 就是屏幕產(chǎn)品的視覺體驗和互動操作部分。GUI 是一種結合計算機科學、美學、心理學、行為學，及各商業(yè)領域需求分析的人機系統(tǒng)工程，強調人—機—環(huán)境三者作為一個系統(tǒng)進行總體設計。這種面向客戶的系統(tǒng)工程設計其目的是優(yōu)化產(chǎn)品的性能，使操作更人性化，減輕使用者的認知負擔，使其更適合用戶的操作需求，直接提升產(chǎn)品的市場競爭力。 　　GUI 即人機交互圖形化用戶界面設計?？v觀國際相關產(chǎn)業(yè)在圖形化用戶界面設計方面的發(fā)展現(xiàn)狀，許多國際公司早已意識到 GUI 在產(chǎn)品方面產(chǎn)生的強大增值功能，以及帶動的巨大市場價值，因此在公司內(nèi)部設立了相關部門專門從事 GUI 的研究與設計，同業(yè)間也成立了若干機構，以互相交流 GUI 設計理論與經(jīng)驗為目的。隨著中國 IT 產(chǎn)業(yè)，移動通訊產(chǎn)業(yè)，家電產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，在產(chǎn)品的人機交互界面設計水平發(fā)展上日顯滯后，這對于提高產(chǎn)業(yè)綜合素質，提升與國際同等業(yè)者的競爭能力等等方面無疑起了制約的作用。

　　圖形界面的功能包括：①能夠進行簡單圖形的繪制，如直線、任意形狀的線條、文字等；②用戶可設置圖形的屬性，如圖形邊線的顏色、線條的粗細、圖形的填充色等；③用戶對圖形的操作，如移動位置、復制、任意縮放大小等；④可添加ActiveX控件；⑤完成所有的外部事件，如鼠標、鍵盤等的處理，可自動刷新屏幕來顯示更新；⑥簡單的動畫處理。

　　在RFID組態(tài)管理軟件中，我們會經(jīng)常對不同型號的RFID讀寫器進行配置，為了滿足不同的需求，在圖形界面模塊中我們添加了RFID讀寫器控件的設計。ActiveX是基于組件對象模型的一種技術，將OLE技術和OCX技術融為一體。采用ActiveX技術開發(fā)RFID讀寫器控件，擴充了組態(tài)軟件的功能，使配置讀寫器變得簡單，軟件升級更加方便。

　　表1　RFID讀寫器控件的主要屬性

　?。?）數(shù)據(jù)庫模塊

　　數(shù)據(jù)庫是整個組態(tài)軟件的部分。數(shù)據(jù)庫模塊提供對RFID讀寫器的數(shù)據(jù)的采集、存儲和處理。為了提高數(shù)據(jù)庫的讀寫速度，將數(shù)據(jù)庫分為實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫兩部分。實時數(shù)據(jù)庫保存從RFID讀寫器讀出的實時值，并定時將實時數(shù)據(jù)寫入歷史數(shù)據(jù)庫中。歷史數(shù)據(jù)庫則完成歷史報表的生成和歷史信息的查詢。

　　在RFID組態(tài)管理軟件中采用ADO標準數(shù)據(jù)庫訪問方式。ADO （ActiveX Data Objects） 是一個用于存取數(shù)據(jù)源的COM組件。它提供了編程語言和統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問方式OLE DB的一個中間層。允許開發(fā)人員編寫訪問數(shù)據(jù)的代碼而不用關心數(shù)據(jù)庫是如何實現(xiàn)的，而只用關心到數(shù)據(jù)庫的連接。訪問數(shù)據(jù)庫的時候，關于SQL的知識不是必要的，但是特定數(shù)據(jù)庫支持的SQL命令仍可以通過ADO中的命令對象來執(zhí)行。ADO被設計來繼承微軟早期的數(shù)據(jù)訪問對象層，包括RDO （Remote Data Objects） 和DAO（Data Access Objects）。在VC++6.0中ADO接口的實現(xiàn)：

　　pConn.CreateInstance（__uuidof（ADODB::Connection））；//創(chuàng)建Connection對象

　　pCommand.CreateInstance（__uuidof（ADODB::Command））；

　　pRecordset.CreateInstance（__uuidof（ADODB::Recordset））；//創(chuàng)建記錄集對象

　　pConn->ConnectionTimeout=90;

　　pConn->Mode=adModeReadWrite;//|adModeShareDenyNone;

　　_bstr_tconn="DSN=product;UID=sa;PWD=123456";//設置連接字符串，

　　DSN值為企業(yè)數(shù)據(jù)庫名稱

　　pConn->Open（conn,"","",-1）；

　?。?）通信與數(shù)據(jù)處理模塊

　　由于人機界面要與多個RFID讀寫器及其它的I/O接口進行數(shù)據(jù)交換，提供實時監(jiān)控的環(huán)境，所以對系統(tǒng)的并發(fā)能力有特別的要求。如果只采用單線程來進行處理，速度慢，會有明顯的時間等待等問題，因此應采用多線程技術來滿足實時監(jiān)控的要求。

　　在RFID組態(tài)管理軟件中主要運用了三個線程：主線程、串行通信數(shù)據(jù)采集線程pRcvDataThread、數(shù)據(jù)存儲線程pRcvBufThread。主線程為用戶接口線程，由系統(tǒng)自動生成，負責系統(tǒng)的運行和信息的處理，使程序能迅速響應命令和其它事件。串行通信數(shù)據(jù)采集線程pRcvDataThread，為輔助線程，負責接收或發(fā)送數(shù)據(jù)，并按照通信協(xié)議對數(shù)據(jù)進行解析處理。

　　intRFIDThread_ReceiveDevBuf（intnType）；//當與RFID讀寫器通訊連接時，啟動pRcvDataThread

　　{

　　if（nType==0）//啟動

　　{

　　if（pRcvDataThread==NULL）

　　{

　　pRcvDataThread=AfxBeginThread（RFID_RcvThread,NULL）；

　　pRcvDataThread->m_bAutoDelete=true;

　　}

　　Sleep（500）；

　　}

　　elseif（nType==1）//停止

　　{

　　for（inti=0;iTerminateThread（pRcvDataThread[i],0）；

　　}

　　……

　　return0;

　　}

　　UINTRFID_RcvThread（LPVOIDlParam）；//如果啟動了pRcvDataThread，終端機上傳數(shù)據(jù)，解析收到的數(shù)據(jù)

　　UINTRFID_DealRcvBufThread（LPVOIDpParam）；//如果啟動了pRcvBufThread，存儲收到的數(shù)據(jù)

　?。?）其它模塊

　　報表生成模塊、報警模塊和權限設置模塊，這些模塊的設計與普通軟件設計大同小異，在此不再贅述。

　　5結束語

　　本文作者創(chuàng)新點在于采用組態(tài)技術開發(fā)RFID系統(tǒng)管理軟件，它將RFID讀寫器的配置軟件和生產(chǎn)流通過程的監(jiān)控軟件合二為一，不僅能夠方便地構建RFID系統(tǒng)現(xiàn)場，而且還能夠將RFID技術與公司原有的信息系統(tǒng)進行無縫連接。另外采用ActiveX技術開發(fā)RFID讀寫器控件，能夠方便的配置RFID讀寫器，使得公司的信息系統(tǒng)能夠和新的RFID讀寫器連接起來，保證了軟件的靈活性。