移動通信及射頻識別對物聯網手機設計啟發論文

近年來，物聯網的概念開始變得越來越熱，被稱為繼計算機、互聯網浪潮之後的另一個信息產業發展方向，有可能成為一個萬億級的通信業務。物聯網的英文名稱是“IOT”即連接到互聯網的物質對象，包含兩層含義：1）基於物聯網和互聯網技術的集成；2）延伸到客户端連接到物理對象的任何連接。在2005年10月，國際電信聯盟信息社會世界峯會每年公佈的報告題為“物聯網”明確聯網技術的發展有四個關鍵應用：RFID技術，無線傳感器技術，智能技術和納米技術，RFID技術在其中四項關鍵技術中第一位。物聯網可以理解為一個簡單的RFID設備、紅外感應器、全球定位系統，條碼掃描器等信息傳感設備按照互聯網信息交換的通信協議及智能技術，以確定完成項目定位、監控和管理一個特殊的網絡。如果可以形成物聯網與移動終端的RFID射頻識別集成，那麼該項目前景將會非常大。

1、具有RFID功能模塊的移動射頻識別終端一體機

RFID功能的手機除了正常的手機通話、短信和數據通信功能，也有一個RFID閲讀器讀取和寫入控制功能，通過手機通信功能（SMS或數據通信）和遠程RFID應用服務的信息雙向通信平台，讀取RFID標籤信息傳送到信息管理平台，同時接收傳輸的數據和信息管理平台的'命令及RFID讀寫控制。本項目考慮現有的手機操作系統、應用程序接口和高層次的應用軟件支持RFID軟件接口設計，使其適應各種手機軟件系統的軟件設計。總的想法是，對現有的手機操作系統開發RFID中間件和RFID應用軟件，實現移動通信和RFID讀寫操作及協同工作。該系統主要分為三個主要部件：多種網絡接入和多媒體支持的操作系統、業務基礎軟件平台及各種應用平台服務。

2、物聯網手機硬件架構

本研究為實現智能移動終端應用開發，以支持多媒體服務、移動網絡和無線上網功能的移動終端的硬件結構設計，包括：加工控制模塊，無線收發模塊，接口模塊，電源模塊，多媒體設備項目模塊。統一的硬件系統主要由無線收發模塊、多媒體設備、人機交互模塊、接口模塊、控制處理模塊、電源模塊等。控制處理模塊包括模塊處理器及RAM和ROM內存。滿足業務的移動終端的智能要求，需要是控制器的高處理能力CPU組件，如ARM平台。高處理能力和計算的複雜性可以增加DSP芯片，以滿足當前的要求和必要的數據處理和計算。在設計的核心模塊可以從性能、功耗、成本方面進行考慮，選擇最合適的處理器和內存設計、核心模塊。在中心節點考慮處理器的擴展，以確保足夠數量的接口連接到其他核心模塊。無線收發模塊的通信模塊主要包括2G/3G的無線通信芯片、功率放大器和天線，以及專用的調制解調器模塊和ADC芯片等等。寬帶收發器完成信號發送和接收、過濾、放大、變頻和信號的調製解調。高速ADC的信號變換模塊獲得電流信號的振幅和相位信息，並做定位監測。

除了通信模塊設計中的功耗損失因素，但也考慮傳輸距離和傳輸速率，選擇合適的芯片和天線，以滿足應用需求。接口模塊提供必要的通用接口、數據接口和控制接口。為了確保接入設備和其他網絡設備和終端的互操作性，無線收發模塊和接口模塊應該能夠提供與其他網絡互連互操作性接口。電源模塊包括電池、AC電源和AC—DC轉換器的電源模塊，包括用於裝載操作系統的硬件電源管理。電源模塊是負責對其他模塊供電的移動終端的電源，以確保移動終端的正常工作。工作時間根據具體的應用場景、電源模塊設計的移動終端的需求，進行電源模塊的設計，選擇的技術是成熟的、穩定的電力供應設備。多媒體設備模塊包括多媒體硬件設備，如照相機模塊、視頻/音頻解碼模塊。用於支持多媒體視頻、音頻播放支持的智能手機。人機交互模塊包括觸摸屏和按鈕，這個模塊主要負責人機交互。

3、物聯網手機軟件架構

RFID功能的手機具有一般電話、短信和數據通信能力，而且還具備RFID讀寫和讀寫控制功能，通過移動電話（SMS或數據通信）通信功能和遠程RFID應用雙向通信服務，信息平台讀取RFID標籤信息傳送到信息管理平台，同時接收傳輸的數據和信息管理平台的命令，進行RFID讀寫控制。現有的手機操作系統包括應用程序接口和高層次的應用軟件支持軟件界面設計RFID技術，以適應各種各樣的手機軟件系統的軟件設計。總的想法是在現有的手機操作系統上開發RFID中間件和RFID的應用軟件，將RFID軟件應用到手機的一個有機組成部分上，可實現移動通信和RFID讀寫操作。該系統主要分為業務基礎軟件平台上的各種平台、包含多種網絡接入和多媒體支持的操作系統、支持多種應用的業務的等幾部分。

軟件體系結構基本適應各種網絡接入，幷包含多媒體設備驅動程序的操作系統，支持所有的核心服務，併發揮的硬件和軟件之間的抽象層的作用。基本軟件平台包括各種應用程序、模塊和庫。操作系統軟件和應用軟件、操作系統網絡和數據庫為底層的操作系統和網絡接入模塊進行上層應用的信息交換，控制和監視提供應用軟件在頂部的應用程序運行的軟件和開發環境，屏蔽底層硬件和操作系統的差異，靈活和高效整合和運行復雜的應用軟件。基礎軟件平台上，該項目充分考慮到客户和開發人員易於使用和系統本身的可擴展性的多樣性，不僅在嵌入式操作系統平台實現核心應用服務，同時提供了一個共同的API接口，可以讓更多的設備製造商、研究機構、開發商和廣大用户都能夠生產或使用第三方應用軟件，以滿足用户的不同需求。

4、結論

本文的目的在於進行手機RFID射頻識別集成，包括硬件設計、軟件開發。物聯網手機研發項目不斷完善和發展，為整個手機行業未來的發展趨勢物聯網有非常大的瞭解和關注，這是一個很難得的經驗。