浅议智能手机平台与RFID中间件技术应用

　　一、RFID技术分析

　　1.1 RFID技术基本原理

　　20世纪80年代，由于大规模集成电路技术的成熟，RFID系统的体积大大缩小并进入实用化的阶段，成为一种成熟的自动识别技术。RFID技术利用射频方式进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据。典型的RFID系统包括标签、读写器和天线三部分。

　　1.2 RFID技术分类

　　RFID技术主要按照以下四种方式进行分类：

　　1.2.1 工作频率分类：根据工作频率的不同可分为低频、高频、甚高频等系统。工作频率小于30MHz的系统一般称为低频系统。低频系统具有标签成本低、阅读距离短、阅读天线方向性弱、抗干扰性强等特点。多应用于门禁控制、e通卡支付等。最常用的13.56MHz RFID系统就属于低频系统。高频系统一般指工作频率大于400MHz的系统，具有标签及读写器成本高、阅读距离远、阅读天线方向性强、抗干扰性弱等特点。这种频率的RFID系统，读写器在标签快速移动时仍具有很好的识别能力，因此被广泛的应用于火车监控、高速公路收费等系统。甚高频系统一般指工作频率大于1GHz的RFID系统，其突出特点是阅读距离远。

　　1.2.2 标签读写特性分类：根据标签读写特性的不同可以分为可读写(RW)标签、一次写入多次读出(WORM)标签和只读(RO)标签三种。RW标签成本较高，而且读写数据所花费的时间要大于其它两种标签。RO标签存有一个唯一的标识，不能修改，从而保证了安全性。

　　1.2.3 标签有无源分类：根据标签是否携带电源可以将RFID系统分为有源系统和无源系统两种。有源RFID标签读写距离较长，但受电源寿命影响。寿命相应较短。无源RnD标签成本低、寿命长、体积小，但是它的读写距离较短，一般只有几厘米到几十厘米。

　　1.2.4 调制方式分类：根据调制方式不同，RFID系统可以分为主动式和被动式两种。在主动式RFID系统中，标签一般为有源标签。用自身的射频能量主动的发送数据给读写器。而在被动式RFID系统中。标签必须受到读写器射频能量激发，才能反馈数据给读写器。

　　1.3 RFID技术的优点

　　RFID技术、条形码识别技术、磁条识别技术、指纹识别技术和人脸识别技术等都是目前较为流行的识别技术。RFID技术、条形码识别技术和磁条识别技术基本思想类似。都是利用编码信息对实物个体进行标定，从而达到区分并识别被标定个体的目的；指纹识别与人脸识别等生物识别技术应用范围比较狭窄，主要是利用生物体自身的特征信息来实现对生物体的区分识别。

　　二、智能手机及相关技术分析

　　2.1 智能手机操作系统

　　具有开放性的操作系统是智能手机的重要特点之一。2008年上半年，由Symbian、Linux和多家手机制造商联合开发的基于Linux的开源开放操作系统已经占有九成的市场份额。而互联网巨头Google联合三十四家包括芯片制造商、手机制造商、运营商在内的企业共同开发的Android开源开放手机操作系统也已经问世，可见开放性已经成为不可逆转的发展趋势。当前影响较大的手机操作系统：1、Symbian操作系统；2、Window Mobile操作系统；3、Linux操作系统；4、PalmOS操作系统；5、MacOSX操作系统。其它智能手机操作系统有Google公司的Android智能手机操作系统和黑莓公司的BlackberryRFID智能手机操作系统。但这些操作系统只被各自的公司使用，缺乏第三方软件开发者的支持。

　　2.2 RFID技术与智能手机的结合

　　RFID技术与智能手机结合，最成功的是NFC技术。该技术由飞利浦、诺基亚和索尼等厂商联合推出。NFC技术是一种基于标准的近距离无线连接技术，能够在多个近距离电子设备之间实现简单而安全的双向交互(通信距离一般为十几厘米以内)。NFC技术最初是RFID技术和互联网技术的简单合并，随着这两种技术的发展和用户对此技术需求的增加，目前已经演变成一种具有相应标准的近距离无线通信技术。

　　NFC技术支持三种不同的应用模式：卡模式、读写模式和NFC模式。简单的说，卡模式状态下，NFC手机相当于一张RFID标签，天线通讯协议为基于智能手机平台的RFID中间件研究ISO14443A等；读写模式状态下，NFC手机起到了RFID读写器的作用，对通讯协议为ISO14443A等的RFID标签进行标准读写；而在NFC模式状态下，两个NFC手机相当于一条信道连接的两个设备，可以进行低速的信息传输。

　　三、RFID中间件

　　3.1 RFID中间件介绍

　　随着RFID技术的发展，RFID中间件的研究与应用显得越来越重要。在RFID应用中，通透性是整个应用的关键，正确获取数据、确保数据读取的可靠性，以及有效地将数据传送到上层应用系统都是必须考虑的问题。传统应用程序之间的数据通透是通过中间件架构来解决的，并由此发展出各种应用服务类软件。RFID中间件扮演RFID硬件和应用程序之间的中介角色。应用程序端使用中间件所提供的一组通用应用程序接口API，即能实现到RFID读写器的连接。这样一来，即使存储RFID标签数据的数据库软件、上层应用程序增加或改由其它软件取代，又或者读写RFID读写器种类增加等情况发生时，应用端不需修改也能处理，解决了多对多连接的维护复杂性问题。

　　RFID中间件是一种面向消息的中间件信息是以消息的形式，从一个程序传送到另一个或多个程序。信息可以以异步的方式传送，故不必等待回应。面向消息的中间件包含的功能不仅是传递信息，还必须包括解译数据、安全性、数据广播等服务。

　　3.2 智能手机平台RFID中间件

　　非移动领域RFID中间件已经相对成熟，市面上有很多成熟的产品，例如微软公司的BizTalkRFID中间件、Sybase公司的RFIDAnywhere系列中间件、IBM公司的webSphere中间件和同方公司的ezRFID中间件等。但智能手机平台所属的移动平台领域RFID中间件，还没有较为成熟的产品。

　　智能手机平台的RFID中间件和运行于PC上的大型信息系统中RFID中间件有较大区别。智能手机平台上的RFID中间件应该具有一般中间件所具有的功能和特征，即数据搜集、过滤和封装等。本文用事件管理实现对数据的这些一般性操作。受到资源的限制，如硬件计算能力和电源电量等，它又必须足够的精简，以减少对系统资源的占用并保证较高的运行效率。