嵌入式多功能信息交互系统的设计

2.4 无线射频识别模块
　　在设计无线射频识别模块时，需要考虑该模块的工作频率、作用距离、安全要求和存储容量。符合ISO14443协议的射频系统是应用比较多的一种。CRX14就是符合ISO14443标准的专用于无线射频技术的低成本、单片射频处理芯片。它发送的数据用ASK方式调制，接收到的数据则是将终端负载变量信号解调所得。CRX14与终端间的数据传输速率为106 kb/s。本模块即采用CRX14实现了1个较为完整的低成本射频读卡器方案。
　　从CRX14的RFOUT端发出的信号，经过以PZT2222为核心的高频放大电路，再通过精心设计的阻容匹配网络，传到射频天线发射到有效区域。发射出去的射频信号，经含有射频标签的卡片后返回，同样被天线接收，并送至接收电路的检波电路，再经过滞环比较器，最后送入RFIN端口，同时将数据存入内部寄存器，供I²C总线读取。其硬件设计难点是天线的设计和调试，及阻容匹配网络的计算。PCB设计上也要十分注意EMC设计。
3 系统软件实现
3.1 系统软件选型
　　为了便于系统管理员对整个系统进行快捷的信息管理，系统服务器端硬件选择普通的PC机，使用Windows操作系统，并选用SQL Server 2000作为整个服务器端的后台数据库。
　　 信息终端的软件主要包括嵌入式操作系统、图形界面和嵌入式数据库。嵌入式操作系统是一种支持嵌入式系统应用的操作系统，通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议等。嵌入式操作系统占用空间小，其特点主要体现在可裁剪性、实时性和可靠性等方面。本系统信息终端选用Linux操作系统、Qtopia图形界面和SQLite嵌入式数据库。
3.2 服务器端软件设计
　　 服务器端软件开发采用Visual C#.net 2005，数据库采用SQL Server 2000。服务器端软件主要是为Web信息发布页面提供显示数据，并对信息进行管理。围绕服务器端的主要功能，还需要具体设计和实现以下2个辅助程序模块：
　　 (1)SQL Server 2000数据表结构
　　 标准数据库SQL Server 2000安装在PC服务器上，为信息浏览时的网站页面提供显示数据，并接受数据库管理客户端对数据的输入、修改、删除等管理。
　　 (2)数据库管理客户端
　　 数据库管理客户端为系统管理员提供了界面友好的数据库管理界面，协助管理员管理SQL Server 2000和扩展的嵌入式数据库SQLite，本设计编写了数据库管理客户端应用程序，系统管理员可通过管理客户端管理数据，同时为信息发布的Web页面提供显示数据。该程序的实现主要包括3个方面：数据的输入、数据库操作的实现、2个数据库的协调同步。
3.3 信息终端软件设计
　　 信息终端选用Linux操作系统，其应用软件设计主要围绕GSM短信交互功能展开，同时实现了各扩展功能参数在终端网页上特定区域内显示的功能。其主要程序模块分别为：
　　(1)扩展SQLite数据库
　　本系统将轻型开源数据库SQLite 3.5.5移植到Liod开发板上，并为其设定网络数据库操作协议，将SQLite扩展成为单连接的异步通讯网络数据库。本数据库存储的数据用于短信交互，它为向系统发送短信查询详细浏览信息的用户提供数据，并接受数据库管理客户端对数据的管理。
　 (2)终端信息浏览模块
　　该系统实现在信息终端上显示PC服务器上发布的Web页面。在Liod平台上移植Linux操作系统和Qtopia图形界面后，使用Konqueror浏览器浏览服务器上发布的Web页面。Linux的移植主要包括：BootLoader、Linux内核和嵌入式文件系统。Linux内核使用Linux-2.4.21，文件系统包括基本文件系统和Qtopia。
　 (3)手机短信交互模块
　　该模块主要实现用户通过手机短信方式与信息终端进行信息交互。系统通过TC35i实现短信收发后，对用户短信进行解析，并查询SQLite数据库中与用户短信匹配的信息，再以短信的形式回复用户。也可将短信上传的信息发送至PC数据库，更新信息发布页面。
3.4 系统软件流程
　　系统软件流程图如图4所示。

　　本文设计并实现了一个嵌入式多功能信息交互系统。在实现了动态信息发布和信息交互这两个主要功能的基础上，根据该系统应用的不同场合扩展了环境参数采集、安防监控报警、无线射频识别和电视信号接收等功能，为不同领域用户的使用提供了方便。