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長距離通信器S1503的應用編程原理
摘要：S1503是瑞典TagMaster AB公司生產的長距離通信器，在自動識別系統中有廣泛的應用。本文重點介紹S1503系統結構和應用編程原理，并說明其特點和應用前景。關鍵詞：S1503 通信器 事件 射頻識別
S1503是瑞典TagMaster AB公司生產的長距離通信器，工作頻率為2.45GHz，具有圓極化天線波速的讀/寫工作站；用于讀/定CONFIDENT系統中射頻識別標簽，在車輛收費管理、車場車輛進出口管理以及列車車次識別等系統中有廣泛的應用。其主要特點是：①具有6m的長閱讀距離；②能進行5m范圍內的運動監測；③提供C、Delphi以及VB的驅動接口程序；④具有閃速EEPROM的數據庫；⑤提供DTMF及LED接口；⑥提供與主機通信的RS232和2/4線制RS485接口；⑦具有抗EMI的DC/DC轉換器；⑧采用24V/12V的工作電源。
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圖1為S1503的內部結構示意圖。
1 系統結構
(1)硬件結構
CONFIDENT自動識別系統一般包括標簽（如S1251）、通信器（S1503）以及一臺主機。通信器通過RS232/485與主機連接實現通信。通信器與標簽 是通過微波實現通信的。
（2）軟件結構
圖2為軟件系統結構示意圖。
Confilib：CONFIDENT函數庫名。該庫中包含幾百個通信器管理函數以及ConfiTalk通信協議接口函數，同時提供適合于DOS、Windows3.1以及Windows 95/NT的不同平臺要求的Confilib版本。PC平臺的Confilib應用程序接口是以C/C++動態連接庫DLL的形式提供的，同時也提供Visual Basic、Delphi語言接口，適用于通信器的Confilib是C語言庫。這些函數庫包含諸如閱讀、寫入、格式化標簽，讀、寫、檢索數據庫，軟、硬件設置，讀、寫I/O接口，發送、接收ConfiTalk命令，定時器，緩存區管理和郵件管理等函數。
ConfiTalk：標準通信協議。該協議規定通信器傳送和接收數據、處理數據流、重復傳送、校驗以及數據透明的方式。該協議還可用于點對點通信和多點網絡通信，并采用查詢方式。信息幀結構為：
STX ADR MESSAGE CS ETXSTX：起始符；ADR：地址及序列；MESSAGE:需要傳送的數據；CS:校驗和；ETX：結束符。
用戶可自己編寫通信協議來替代ConfiTalk。
Pyramid：S1503出廠時預裝的標準應用程序。安裝了Pyramid的S1503在閱讀到標簽或檢測到運動時，能夠自己作出判斷和決定；同時S1503也可以通過串行接口接收并執行CohnfiTalk命令。Paramid有四個運動模式：On、Off、Read beep以及Program beep。在On模式下，S1503可單機運行，內置在S1503中的數據庫保存著注冊標簽的信息，當閱讀到標簽或檢測到運動時，應用程序改變繼電器、發光管和蜂鳴器的狀態。應用程度同時還可以將記錄信息通過郵件發送到主機。Off模式時，通信器處于被動運行狀態，這時由主機利用ConfiTalk命令控制通信器S1503，Pyramid總是聽取主機的ConfiTalk命令和郵件信息。通信器不產生記錄內容，不作任何動作。當需要主機通過串行口利用Confilib命令（遠程函數調用）控制通信器時，采用這種模式。Read beep模式是用來在安裝通信器時確定其閱讀區域的。在Read beep模式下，通信器每讀到一個標簽，就發了同一個短暫的蜂鳴，但閱讀的標簽不會被記錄。Program beep模式是用來確定通信器的寫標簽區域。在該模式下，Pyramid不斷地嘗試給標簽寫信息，每寫完一組信息后，程序發出短暫的蜂鳴。
2 編程控制原理
開發S1503系統軟件的工具包括編譯器、裝載器、驅動程序和函數庫等。利用交叉編譯器Conficomp，可以在PC平臺上開發、調試通信器應用程序，然后利用Confiload下載軟件，將通信器應用程序下載。PC機應用程序可以利用任何軟件進行開發，包括使用Confilib函數庫。
在CONFIDENT系統中，如何編程控制通信器是關鍵，有四種控制方式可供參考。
（1）通信器應用程序
該方式是用用戶在Confilib庫函數基礎上編寫的應用程序取代標準通信器應用程序Pyramid，所有邏輯判斷均由用戶所編寫的通信器應用程序完成。主機可不定期地連接到通信器上讀取通信器記錄信息，并更新通信器數據庫。該方式的優點是運行速度快，可單機運行；缺點是需要PROM寫入器，缺少方便的界面。
（2）利用Confilib命令的主機應用程序
在該方式中，通信器S1503完全由利用Confilib庫函數或其它軟件開發的主機程序控制，系統智能部分在主機，通信器不做任何邏輯判斷。當主機應用程序調用Confilib函數時，自動將Confilib命令翻譯成ConfiTalk命令，然后傳遞給S1503。S1503根據該命令招待對應的Confilib命令。這種方式的優點是：與通信器應用程序Pyramid控制方式相比，擁有更加方便的界面，主機應用程序更加便于開發、調試；缺點是執行速度慢。
（3）主機應用程序與Pyramid通信
這種方式與第二種方式相似。主要區別在于主機與S1503的標準應用程序Pyramid通信，而不是直接同Confilib通信。主機程序與通信器標準應用程序通過互送郵件實現通信。采用這種方式的優點是：主機應用程序簡單，部分邏輯判斷可交給通信器應用程序，從而獲得較快的運行速度；缺點是：Pyramid郵件不支持寫標簽和數據庫管理功能，不過，這些功能可通過Confilib/Confitalk命令實現。
（4）用戶協議
這種方式除了通信器中的Confilib之外，所有軟件均由用戶編寫，當系統使用ConfiTalk以外的協議時，采用這種方式。該方式的優點是：可實現通信器ConfiTalk以外的協議通信；缺點是編寫程序量大，開發周期長。
3 應用編程
事件是指正常程序運行以外不定期發生的事情。事件可來自外部（如按鍵），也可以來自內部（如定時器）。S1503程序庫的核心是一個稱作事件器的模塊，其絕大部分應用是由事件驅動的。Confilib庫中有七個模塊產生事件，可能產生的事件包括：DTMF（雙音多頻接口輸入）、Push_Button（通信器控制盤上的按鍵被按下）、Doppler_Radar（多譜勒雷達檢測到運動物體）、Par_In(并行輸入口輸入)、Timer（設置的計時器到達時間）、Tag（成功閱讀到一個標簽）、Tamper_Switch（防護開關動作）、Null_Event（自上次查詢后，沒有事件發生）、Reset_Event（系統復位）。防護開關除外，其它所 有事件模塊必須經過初始化后才能夠產生事件。當事件產生時，系統及時響應并存入通信器事件處理器，應用程序通信調用Bsw_Event_Handler_Get_Event（）從通信器讀取事件；若有事件發生，調用以上函數返回其事件類型、相應數據；若無事件發生，返回Null_Event。因此，應用程序應是一個等待事件的死循環。當事件發生時，應用程序調用適當的事件處理程序來響應該事件。應用程序流程如圖3所示。
4 通信編程
通信器S1503與主機進行通信交換信息，有三種方法：①利用CONFIDENT庫函數所支持的動態緩沖區；②利用公司所提供的串行通信接口字節級設備驅動函數來自定義的通信協議；③利用CONFIDENT軟件庫提供的郵件交換系統。在S1503的實際應用中，郵件交換系統應用十分廣泛。
通信器通過調用函數Msw_Mail_Init、Msw_Mail_Send以及Msw_Mail_Receive等來使用郵件交換系統。使用郵件交換系統的前提是系統至少有一個空閑的動態緩沖區。在初始化郵件系統時，函數將占據編號最高的動態緩沖區。使用郵件交換系統包括兩部分：主機通信流程（圖4）和通信器通信流程（圖5），其它現功能是主機接收通信器發送來的郵件，并將郵件內容顯示在屏幕上；同時，每當空格鍵被按下時，改變通信器的安靜模式；通信器閱讀標簽事件，并將標簽數據通過郵件發送給主機。主機可通過郵件將通信器設置為安靜模式，主機在通信器為非安靜模式時讀取標簽數據郵件。
在實際應用中，可選擇合適的系統結構和控制方式。應用編程也很靈活，用戶可根據自己的特點來選擇合適的語言。因此，S1503及其同類產品在自動識別控制系統中有廣泛的應用前景。
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