1、 本 科 毕 业 论 文 RFID 智能手机及其在超市购物中的应用 读写器 API 开发 RIFD Smart Phone And Use In Shopping Reader API Development 姓 名： 学 号： 学 院：软件学院 系：软件工程 专 业：软件工程 年 级： 指导教师： 年 月 摘 要 射频识别技术 RFID(Radio Frequency Identification)是一种 非接触性的 自动识别技术 ，能够对多个目标同时进行非接触性识别，已经在物流、安检等领域得到广泛应用。构成 RFID 系统的电子标签，拥有快速扫描、可重用、数据容量大等优点，在超市货物管理上
2、拥有条形码无法比拟的优势。因此，研究 RFID 技术在超市购物环境里的应用有着重要的意义。 本设计就是尝试使用 RFID 技术，和我们日常使用的手机结合，构造一个RFID 和智能手机 结合应用于辅助购物系统 。完整的系统由 3 部分构成，智能手机客户端， RFID 读写器 API，互联网服务器 (ASP.NET 服务器 ， Socket 服务器 )。智能手机客户端通过蓝牙方式连接读卡器，接受 RFID 标签的射频，处理读卡器传送的命令，通过手机屏幕显示解析结果。 RFID 读写器 API 整合在智能手机客户端中，专门分析和解析读卡器传回的命令。 ASP.NET 服务器提供 PC 端的系统访问的
3、服务器。 Socket服务器用来专门和手机通过 GPRS连接传送数据的服务器。 本文主要介绍了项目读写器部分的硬件选材、命令解析、 API 开发。 API 完成了对读写器硬件设备的基本操作，并提供给上层软件一套公用接口以实现读写器在实际场合中的应用。 API 的编写是严格按 照读写器硬件属性的要求进行的，它实现了硬件设备可以完成了大部分功能，使 API 的应用不会仅局限在辅助手机购物系统中，也可以在其它场合其它应用中为开发人员提供便利 。 API 的设计也充分考虑到它在众多硬件平台上的兼容性和可扩展性，在编写过程中，采用了面向对象的思想和优秀的设计模式，便于以后的升级、维护和移植，使它成为一套
4、具有工业级强度的 API。 关键词 ： 射频识别技术 ；读写器； API Abstract RFID(Radio Frequency Identification) is a kind of non-contact identification technique, its able to identify a number of targets at the same time and has been widely used in the field of logistics industry, safety supervision. The tag which composed to R
5、FID system has a big advantage over bar card, so our investigation on RFID technology in the supermarket to the application environment has an important significance. The design is try to use RFID technology, combine with our day-to-day mobile phone use, construction of a combination of RFID and sma
6、rt phone used in assisted shopping system. Complete system consists of 3 parts: smart phone client, RFID reader API, the Internet server (ASP.NET server, Socket server). RFID reader API is intergrated to the smart phone client, analysis the order passed back from the reader. ASP.NET server-side syst
7、ems to provide PC access to the server. Socket servers for specialized and mobile phone through GPRS to connect the server to transmit data. This paper introduces hardware selection, order analysis, API development of the reader part in the project. API completed the basic operation of reader hardwa
8、re and supply to the upper software in the practical occasions a common interface. APIs prepared in strict accordance with the reader hardware attributes of the request, it complete a majority of functions of the hardware, enable the application of API will not be limited to supporting phone systems
9、, can also be other applications in other occasions for developer convenience. API is also took account of its compatibility among different hardware and software platform, the use of object-oriented method and good design pattern for future upgrades, maintenance and transplantation, make it become
10、a set of API with industrial strength. Keywords:RFID; Reader; API 目 录 第一章 绪论 . 1 1.1 引言 . 1 1.2 RFID 与手机结合应用现状 . 2 1.3 本文研究内容 . 3 1.4 本文结构 . 3 第二章 相关技术介绍 . 5 2.1 RFID 技术介绍 . 5 2.1.1 RFID 技术基本原理 . 5 2.1.2 RFID 技术分类 . 6 2.1.3 RFID 技术的应用 . 7 2.1.4 RFID 技术标准现状 . 8 2.2 项目软 /硬件平台 . 9 2.2.1 Symbian OS . 9
11、2.2.2 蓝牙接口 . 10 2.2.3 SkyeTek 读写器 . 10 第三章 API 概要设计 . 13 3.1 API 功能描述 . 13 3.2 API 模块划分 . 14 第四章 读写器命令解析 . 16 4.1 SkyeTek V3 协议概述 . 16 4.2 请求命令的格式 . 16 4.3 具体命令的描述 . 19 4.4 消息返回的格式 . 21 4.5 SkyeTek 命令实例 . 21 4.5.1 Select Tag . 22 4.5.2 Read Tag. 23 第五章 读写器 API 详细设计 . 25 5.1 SkyeTek API 总体设计 . 25 5.1
12、.1 设计模式的引入 . 25 5.1.2 工厂模式在 API 开发中的应用 . 28 5.1.3SkyeTekAPI 的结构图 . 31 5.2 重要模块的实现 . 32 5.2.1 命令的储存 . 32 5.2.2 串口通信的建立 . 32 5.3 API 函数说明 . 34 5.3.1 设备函数 . 34 5.3.2 读写器函数 . 35 5.3.3 标签函数 . 37 5.4 API 移植 . 38 5.5 API 的应用场景 . 38 5.6 API 实现结果 . 40 5.6.1 连接读写器的实现 . 40 5.6.1 读标签的实现 . 42 第六章 结束语 . 43 致谢 . 4
13、4 参考文献 . 45 Contents Chapter 1 Preface. 1 1.1 Introduction . 1 1.2 RFID on Smartphone . 2 1.3 Main Work of This Theis. 3 1.4 Main Structure of This Thesis. 3 Chapter 2 Related Technology. 5 2.1 Analysis of RFID . 5 2.1.1 Basic Concept of RFID . 5 2.1.2 The Classification of RFID. 6 2.1.3 The Applica
14、tion of RFID. 7 2.1.4 RFID Standard. 8 2.2 Project Hardware / Software Platform . 9 2.2.1 Symbian OS . 9 2.2.2 Bluetooth . 10 2.2.3 SkyeTek Reader . 10 Chapter 3 API General Design . 13 3.1 API Functional Description. 13 3.2 API Module division . 14 Chapter 4 Reader Command. 16 4.1 SkyeTek V3 Protoc
15、le . 16 4.2 Request Formats . 16 4.3 Command Description . 19 4.4 Response Formats . 21 4.5 SkyeTek Command Instance. 21 4.5.1 Select Tag . 22 4.5.2 Read Tag. 23 Chapter 5 API Detail Design . 25 5.1 SkyeTekAPI Desing. 25 5.1.1 Design Pattern . 25 5.1.2 Factory Pattern In API Development . 28 5.1.3 S
16、kyeTekAPI Dtructural Drawing. 31 5.2 Implement of important module. 32 5.2.1 Order Storage . 32 5.2.2 Establishment Of Serial Communication . 32 5.3 API Functions Description . 34 5.3.1 Device Fusctions. 34 5.3.2 Reader Fusctions. 35 5.3.3 Tag Fusctions . 37 5.4 API Transplanted . 38 5.5 Using The A
17、PI. 38 5.6 API Achieve Results . 40 5.6.1 Connect The Reader . 40 5.6.1 Read Tag. 42 Chapter 6 Summary . 43 Acknowledgement . 44 References . 45 RFID 智能手机 及其 在超市购物中的应用 读写器 API 开发 1 第一章 绪论 1.1 引言 射频识别技术 RFID(Radio Frequency Identification)是自动识别技术的一种，即通过无线射频方式进行非接触双向数据通信对目标加以识别。 近几年，随着 RFID 技术的推广应用，中国
18、 RFID 的市场规模 (如图 1-1)呈现出良好的发展态势。中国的 RFID 应用主要集中在中低频领域 (工作频率小于 30MHz)，在身份识别、安全门禁、电子购票、交通等领域得到了一定规模的应用。我国高频RFID(工作频率大于 400MHz)应用有很多政府参与的痕迹，整体规模不大，其中最典型的应 用案例就是铁道部的车辆调度系统 (ATIS)、海关的自动验放系统和高速公路自动收费系统。 图 1-1 中国 RFID 的市场规模 手机，一个多用途的科技产品从发明第一款式开始，它对人们的影响非常大。它不但方便了人们做事的速度也增进人们的人际关系。手机的发展史不只代表着科技的进步，也证明了人类文明的
19、发展。从模拟到 GSM、从 GSM 到 GPRS 等等，每样新技术的发明都对手机的发展起着很大的推动力。手机的发展史可以分为这几代：第一代 (1G)、 第二代 (2G)、 第三代 (3G)1。 第一代手机 (模拟移动电话 )在 70 年代 末诞生了。它只能进行语音通信，收讯效果和保密性不足，无线带宽利用也不充分。它们起初是把这 些手机装进汽车里。但是后来，他们把它改造成比较小的形状。功能 主要是 打电话。 RFID 智能手机 及其 在超市购物中的应用 读写器 API 开发 2 第二代手机 ： 在 80 年代尾诞生。它们的诞生把第一代的手机给淘汰出手机的市场。它的系统引入了数码无线电技术，它提供
20、更高的网络容量，改善了语音质量和保密性，还引入了无缝的国际漫游。它们比第一代手机的电池更持久，耐用。它们也提供更好的品质在较低的成本。功能 : 打电话 ，收发短信 (短消息、SMS)、彩信 (MMS、多媒体简讯 )、 WAP 等。 第三代 手机 ：在二十 一世纪。它的主要目标是开发全球通用的无线通讯系统。功能 :打电话，收发短信 (短消息、 SMS)、彩信 (MMS、多媒体简讯 )、 WAP 、上网、听音乐、玩游戏、蓝牙功能、摄影 ， 等。以从这里，我们可以发现到手机从第一代开始到目前已经有了千变万化的改变。 从中国手机用户规模而言，到 2006 年 2 月，中国手机用户数超过 4 亿，中国成
21、为世界上最大的移动通信大国；截至到 2006 年 11 月，中国手机用户达到4.55 亿，百人手机拥有数达到 34.6，平均每三个人拥有手机数量超过 1 台。中国发达地区手机终端普及率更高。移动电话用户规模的扩大 为手机移动搜索市场快速增长提供庞大的用户基础。 RFID 良好的市场发展前景加之庞大的中国手机用户群体，使 RFID 与手机结合应用成为可能，并且具有重要的意义。 1.2 RFID 与手机结合应用现状 由于存储在芯片上的产品信息能够被方便地进行传输， RFID 芯片受到了仓储和零售企业的青睐 ， 然而，也许是 RFID 看似与人们的日常生活不是那么息息相关的原因，所以目前还是较少有人
22、对 RFID 津津乐道 。现在，一些电子通讯 公司 ，比如 Philips， Nokia，他们 对 RFID 所进行的一些研究和应用开发，有望为老百姓的生活带来 直接的便利和乐趣 。 诺基亚称，目前它们正在开发一种新的手机，该手机利用了内置微芯片技术，可以用来存储货物信息和显示用户的使用场所， 例如零售商可以在货架上设置内置有 RFID 芯片的 “使手机接近这里 ”标签，向手机上发送赠券，或者在收银台边贴上相同的标签，迅速地交换存储在手机上的个人资料，完成质保手续。 诺基亚表示，在它们未来推出的新款手机产品中，嵌入了 RFID 芯片，可以帮助客户实现“供应链、客户服务、销售计划以及商标管理”的
23、远程操作 2。 RFID 智能手机 及其 在超市购物中的应用 读写器 API 开发 3 在韩国日本， RFID 手机已经进入了人们的购物支付活动，它主要用在： 1. RFID 银行： 在一台自动取款机前，无需银行卡，只需 将你的手机贴着一种特殊的感应器，就可以取出现金或查看信息。现在 韩国有超过 100 万人采用这项服务，每月只收取一定的月租费即可。 2. 出租司机身份验证： 如果你在韩国首尔坐了一辆出租车，你觉得司机举止可疑 ; 你可以利用手机扫描车门内侧一个司机身份标识来获取司机及该出租车的笛身份等信息。 3. 自动贩卖机：只要 将手机贴近自动贩卖机，你就可以获取饮料。 在中国广州，开通了以 RFID 手机为基础的 “手机地铁票 ”服务 ，人们可以 先用手机完成空中充值功能后，将手机往地铁闸机的读卡 区前一晃，闸机扇门就 自动 打开，再从出闸机前一晃，就顺利地刷卡出站。 “ 手机地铁票 ” 项目是国内第一个使用手机支付地铁票款的应用项目 ， RFID 技术的商用测试不断完善，填补了这一领域的国内空白。 过去的几年里，手机走过了多个不同的发展阶段 GPS、 Wi-Fi、红外线、蓝牙以及超宽带
