基于RFID超市智能庫架管理系統(tǒng)設(shè)計

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點主要完成數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸功能，通常由4個單元組成。見圖3。

圖3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的構(gòu)成

Fig．3 The structure of wireless sensor network nodes

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點中，微控制單元使用的是TI公司的MSP430F19型號單片機，無線傳輸單元使用的是IntegrationAssociates公司的IA4420芯片

　　1)微控制單元。TI公司的MSP430系列是一個16位的、具有精簡指令集的、超底功耗的混合型單片機。在無線傳感器節(jié)點中。

　　2)無線傳輸單元。無線傳輸單元采用的核心芯片是IA4420o它是Integration Associates公司推出的可編程、低功耗、多通道頻移鍵控(FSK)的全雙工射頻收發(fā)一體芯片。IA4420可以工作在ISM(工業(yè)、科學、醫(yī)學)頻段，分別是315、433、868和915MHz。芯片的工作電壓為2．2～5．4V，采用低功耗模式，待機電流為0．3uA，采用FSK調(diào)制模式，發(fā)射功率為5～8dBm可調(diào)，在室外開闊地實測傳輸距離達200m以上。

　　2．2．2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

　　媒體訪問控制協(xié)議簡稱MAC協(xié)議，處于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的底層部分，以解決無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點以怎樣的規(guī)則共享媒體才能保證滿意的網(wǎng)絡(luò)，性能問題。

　　MAC協(xié)議對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的，性能有很大的影響，是保證無線傳感器網(wǎng)絡(luò)高效通信的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之一，傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能如吞吐量、延遲，性能等完全取決于所采用的MAC協(xié)議。蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)、Ad―Hoc是當前主流的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，但它們各自的MAC協(xié)議都不適合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。GSM 和CDMA 中的媒體訪問控制主要關(guān)心的是如何滿足用戶的Qos要求和節(jié)省帶寬資源，功耗是第二位的。Ad―Hoc網(wǎng)絡(luò)考慮的則是如何在節(jié)點具有高度移動性的環(huán)境中建立彼此間的鏈接，同時兼顧一定的Qos要求，功耗也不是其首要關(guān)心的問題。而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議首要考慮的因素就是節(jié)省能量。這意味著傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議不適用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，需要提出新的適用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議。

　　針對IA4420芯片在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，Integration公司提出了新的MAC層協(xié)議一EZMac協(xié)議的協(xié)議框架。EZMac是基于C語言的MAC層協(xié)議，為無線收發(fā)器的應(yīng)用設(shè)計提供節(jié)點間的物理層簡單接口，管理信號的傳輸和從發(fā)送端到輸出端的相關(guān)數(shù)據(jù)包的傳送。

　　EZMac的數(shù)據(jù)包較小，并支持使用收發(fā)器芯片內(nèi)部波特率發(fā)生器的數(shù)據(jù)傳送。EZMac的狀態(tài)機動作由一組存放于不同的寄存器中參數(shù)決定。MAC引擎支持4種基本模式：休眠、空閑、傳輸和接收，其中休眠模式所消耗的能量最少，空閑模式次之，傳輸模式消耗的能量最多。這4種模式可通過9個基本狀態(tài)來實現(xiàn)，這9種狀態(tài)是：休眠、喚醒、空閑、檢測DQD(數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測)、接收信息包、信息包有效、偵聽、傳輸信息包、傳輸信息錯誤。EZMac的狀態(tài)轉(zhuǎn)移流程圖見圖4。

圖4 EZMac的狀態(tài)轉(zhuǎn)移流程圖

Fig．4 The state transfer flowchart of EZM ac

　　2．3 無線終端與RFID系統(tǒng)的交互

　　主要是RFID系統(tǒng)中的閱讀器讀取信息后發(fā)送給無線終端，無線終端通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳送給中央計算機。

　　3 結(jié)語

　　本文根據(jù)RFID 的技術(shù)特點，將RFID應(yīng)用于超市的智能庫架管理；并將RFID技術(shù)與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相接合。RFID系統(tǒng)作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個傳感器節(jié)點，加上其他的傳感器節(jié)點，如防火防盜傳感器，可以組成一個綜合性的智能超市監(jiān)控系統(tǒng)。從而為超市的庫架管理盡可能的進一步的降低商品附加成本提供了可能性，增加了超市在市場中的競爭力。在實際中，該RFID應(yīng)用系統(tǒng)具有一定的參考價值和現(xiàn)實意義。