基于RFID公交车自动报站系统的设计与实现

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读写器的识别距离，以使识别范围更加精确。其外形如图4-5所示： 囤4-5当代2．4G有薄标签读写墨

读写器的主要技术指标如表4-3所示。

表4-3当代2 4G有舞标篓读写器主要技术指标 技术参敦 类型及说明

识剐方式 全向识别，标准^／4橡瞍鞭状天线 T作频率 2

4GH一2 5GHz IsH微波段

识别距离 O～100米可调，即可缩小最大读取范隔 射频功率 OdBm 接收灵敏度 工作电流 调制模式

直接模式／缓冲模式；直接模式为收到Tag信号立即发送， f作模式 缓冲模式为收到Tag信号存储起来，直到主机要求时再发送 缓冲容量 800个最近的Tag数据 通讯速率 1Mbps

防冲突性 可同时识别100张}

接口模式 支持多种接口方式，RS232／485，TCP／IP，wT—FI，ZIGBEE I．作温度 一40～80℃ 防潮性能 95％(非冷凝) 外形尺寸

典14麻川 人员定亿，物流，仓管

当代通信公司的2 4GHz有源电子标签具有目标识别和／或微区域定位的功

能，它采用先进的cMoS 0 18 um低功率集成线路，符台尺寸小、低功率性能设 计，可在高危环境巾使用。在不影响传送距离的情况F，电池寿命长达4年多。 其外形如图4 6所示：圉4-6当代2 4GHz有舜电子标签 电子标签主要技术指标如表4-4所示： 表4-4当代2．49有源标签主要技术指标 技术参数 类型及说明

工作频率 2 4GHz一一2 5GHz ISM微波段 传送距离 0～100来 射频功率 OdBm 通讯速率 llmops 工作电流 调制模式

工作方式 只读型 使用寿俞 4生

外形尺寸 }式85 5'54'4衄；条式90*31'1I衄 典裂应片j (卡式)人员定位， (条式)物流，仓管 4t 3软件环境介绍

在本系统开发中，我们选择VS2005作为软件开发环境，c#为编程语言，

WindowsCE作为软件运行环境，同时针对板载系统的特点，我们选择功能实用的

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ACCESS作为检索和保存设置参数及数据的数据库，外接的u盘采用Windows系 统通用的FAT32文件系统。

4．3．1软件开发环境VS2005介绍 VS2005””是Microsoft Visual Studio 2005的缩写，Visual Studio是微

软公司推出的一种综合性集成开发环境(Integrated Development Environment， IDE)，是创建和设计NEt\软件和应用程序的开发工具．也足目前较流行的

Windows平台程序开发环境。它把代码的编写、程序的调试、编译、运行以及其 他的相关操作都集成在一起，提供了在设计、丌发、调试和部署应用程序时所需 的工具，程序员通过这个平台，可以快速开发各种不同的多层应用程序，如

Windows或客户机／服务器应用程序、Web应用程序，甚至用于蜂窝手机和个人数 字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等设备的移动应用程序。 ．M．

蜜Visual C莓集成开发环境(IDE)是Visual Studio IDE中的一种。打开Visual Studio选择c#即可进入Visual C#集成开发环境，它里面有些工具是与其他 Visual Studio语言共享的，还有一些工具(如C#编译器)是Visual C#特有的。 其它工具菜单有：

Vi sual Studio Remote Tool s，用于远程操作的工具集合。

Visual Studio Tools，用于Visual Studio．NET开发的一些辅助工具，有 一些工具是Visual Studio系列开发工具一直都有的，比如Spy++I具，用来监 视系统的进程、线程、窗口和窗口消息等。

Microsoft Visual Studio 2005文档，就是MSDN，它提供全方位、丰富的 帮助文档。

4．3．2软件运行环境WINCE介绍

Microsoft Windows CE阱3是一个抢先式多任务并具有强大通信能力，紧凑、 高效和可扩展的Win32嵌入式操作系统，适用于各种嵌入系统和产品。它拥有多 线程、多任务、确定性的实时、完全抢先式优先级的操作系统环境，专门面向只 有有限资源的硬件系统，它的模块化设计方式使得系统开发人员和应用开发人员 能够为多种多样的产品来定制它。Windows CE是微软专门为信息设备、移动应 用、消费类电子产品、嵌入式应用等非PC领域而从头设计的战略性操作系统产 品。

Windows CE的设计目标是：模块化及可伸缩性、实时性能好，通信能力强 大，支持多种CPU。

从操作系统内核的角度看，Windows CE具有灵活的电源管理功能，包括睡

眠／唤醒模式。在Windows CE中，还使用了对象存储(Object Store)技术，包 括文件系统、注册表及数据库。它还具有很多高性能、高效率的操作系统特性， 包括按需换页、共享存储、交叉处理同步、支持大容量堆(Heap)等。

Windows CE拥有良好的通信能力。它广泛支持各种通信硬件，亦支持直接

的局域网连接以及拨号连接，并提供与PC、内部网以及Internet的连接，包括 用于应用级数据传输的设备至设备间的连接。在提供各种基本的通信基础结构的 同时，Windows CE还提供与Windows 9x／NT的最佳集成和通信。

Windows CE的图形用户界面相当出色。它拥有基于Microsoft InternetExplorer的Internet浏览器，此外，还支持TrueTyDe字体。开发人员可以利

用丰富灵活的控件库在Windows CE环境下为嵌入式应用建立各种专门的图形用

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户界面。Windows CE甚至还能支持诸如手写体和声音识别、动态影像、3D图形 等特殊应用。

凭借Windows CE，开发者可以充分利用他们已拥有的基于Windows的编程

技巧。Windows CE支持超过1，400条的普通Microsoft Win32 API和其他的编 程接口，包括：组件对象模型(COM)、Microsoft基本类库(MFC)、Microsoft Act i veX控制、Microsoft活动模板库(ATL)、．net Compact FrameWork等。 4．4 软件功能模块分析与实现

本系统根据逻辑流程划分为四个大的功能模块，分别为RFID信息获取及解

析模块、车辆状态判断模块、状态对应的执行程序模块和音视频播放与控制模块， 分别完成信息获取、信息加工及处理、信息输出等功能，其中RFID信息获取及 解析模块是这个系统的基础，其它模块都根据它解析出的信息来执行相关动作； 车辆状态判断模块可根据实际环境要求进行调整，是实现的难点之一；状态对应 的执行程序模块完成规定的动作内容，实现对数据的存取。

为防止对同一个标签的重复读写，我们引入状态标志Last—ID，初值为0， 作用是保存上一个已读标签的内容，整个系统软件流程如图4-7所示： 图4—7系统软件流程图4．4．1 RFID信息获取及解析模块

本模块包含两个过程，一个是RFID信息的获取，另一个是解析。在读取RFID 信息之前，我们需要完成一些对读写器接口特性的初始设置，主要通过如下代码 来完成：

private void Fonnl_Load(object sender，Eventhrgs e) {l／C#的串口设置：

serialPortl．PortName=”coml。：

serialPortl．BaudRate=9600：／／设置端口。coml’的波特率为9600bps serialPortl．StopBits=1： ／／1个停止位 serialPortl．DataBi ts=8： ／／8个数据位

serialPortl．Parity=System．IO．Ports．Parity．None：／／无校验 )

这些设置在程序界面初始化的时候被执行，表示对设备的读写操作己就绪， 可以收到或发送数据到读写器了。

对RFID信息的获取主要通过SerialPort控件的DataRecieved事件来完成，

当有电子标签进入读写器的感应范围时，读卡器会读出标签的RFID信息，并通过 串口输出此信息，此时将触发DataRecieved事件。下面我们依据ALOHA协议，读 取SUID(子标识码)，即在普通应用中只有UID的一部分(SUID)被传输，SUID 包含40位：前高8位是厂商码，后面32位是序列号的32个低位(序列号的前 16位高位33到48位，默认都为O)，读取SUID的部分代码如下： private void serialPortl_DataReceived(object sender， System．IO．Ports．SerialDataReceivedEventArgs e)

{ byte口rData=new byte[20]： ／／定义一个20个字节的数组 serialPortl．Read(rData，0，20)：／／读取20个字节 if(rData[4]一Ox3E)／／Ox3E为厂商码 { ID[O]=rData[O]：

IO[1]=rData[1]：／／得到序列号的低16位 ID[2]=rData[2]：

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ID[3]=rData[3]： ID[4]=rData[4]； ) }

接着对有效RFID进行解析，还原出完整的低16位电子标签系列号及厂商码 组成的惟一识别ID，简要代码如下：

long uidx=ID[4]半Oxl000+ID[1]木OxlO+ID[O]：／／此值即为检索数据库依据

string UID=uidx．toString()： ／／转换为文本至此，完成了对站台电子标签RFID信息的读取和解析，得到有用的识别依 据。

4．4．2车辆状态判断模块

本模块主要实现第三章中图3-2、3-3、3-4所描述的流程，完成对车辆运行

状态的判断。对流程中提到的检测车门开或关的传感器，我们采用红外手段实现， 在公交车前门门框两侧安装小型红外收发模块，作为检测门开或关的信号输入， 如图4—8所示，红外接收模块直接和MICR02440开发板的用户按键Keyl相连，而 Keyl在WindowsCE中已经集成为标准按键驱动．使用起来和普通Windows的 一KEYDOWN事件无异。 I一一一一一一一一1 圈 开发板

●I__●-●?●I●- 图4-8红外模块连接图

车门打开后，红外线被挡住，红外接收管输出低电平，此时Keyl将触发系统

的WM KEYDOWN事件．反之，车门关上后，红外线被接收管接收，接收管输出高电 平，Keyl将触发系统的wM_KEYUP事件。

protected override void DefWndProc(ref Message m) { if(m．msg=帅I_KEYDOWN)

{ if(m．wParam—VK—F1) ／／车门是否打开 { bDoorStatus=true；／／车门打开，置相应变量 } }

if(m．msg=删I_KEYUP)

{ if(m．wParam—VK—F1) ／／车门是否关闭

( bDoorStatus=false：／／车门关闭，置相应变量 } )

base．DefWndProc(ref m)：

}兰趟太堂亟±坚些迨塞 基王堕!望酸公窑垒盛篷自动塑垫丕箕

DefWndProc函数用于检测按键，并改变bDoorStatus的值，这样就可以通过 DefWndProc函数得到车门状态了。

考虑到三个流程直接并无直接先后关系，同时最终判断状态结果只有一个， 所以采用三个并发线程的方式实现，简要代码如下： ／／定义三个线程句柄

Thread mythreadl=new Thread(new ThreadStart(threadl))：

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