一种专用射频读卡器的软件系统的设计及实现

2012-03-08 14:29:23来源: 互联网
ZigBee联盟成立于2001年8月。但作为该项技术发展过程中具有里程碑意义的是,2002年下半年,英国Invensys公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦半导体公司四大巨头共同宣布,它们将加盟「ZigBee联盟」,以研发名为「ZigBee」的下一代无线通信标准。到目前为止,除了Invensys、三菱电子、摩托罗拉和飞利浦等国际知名的大公司外,该联盟大约已有27家成员企业,并在迅速发展壮大。Zigbee联盟负责制定网络层以上协议。
    ZigBee的芯片和产品已经面市,每个Zigbee通信模块的成本将有望控制在1.5美元到2.5美元之间。分析家认为,到2006年,ZigBee设备将会达到每年4亿台的市场规模。预计4~5年内,每个家庭将会安装大约50个ZigBee设备,最终达150个ZigBee设备6~7年内占据家庭自动化市场的三分之二。
     但是也有人认为:ZigBee几年前刚出现时,它的支持者曾设想这种基于IEEE 802.15.4规范的无线技术拥有潜在的巨大市场。但现在看来当初的设想并没有成为现实,目前有消息称由于芯片厂商推迟出货,因而ZigBee的前景并不像先前设想的那样一帆风顺。

UWB:前途无量受困争战

    UWB是一种无载波通信技术,它不采用正弦载波,而是利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,因此其所占的频谱范围很宽。UWB可在非常宽的带宽上传输信号,美国FCC对UWB的规定为:在3.1~10.6GHz频段中占用500MHz以上的带宽。

     由于UWB可以利用低功耗、低复杂度发射/接收机实现高速数据传输而在近年来得到迅速发展。它在非常宽的频谱范围内采用低功率脉冲传送数据而不会对常规窄带无线通信系统造成大的干扰,并可充分利用频谱资源。基于UWB技术而构建的高速率数据收发机有着广泛的用途,从无线局域网到Ad hoc网络,从移动IP计算到集中式多媒体应用等。UWB技术具有系统复杂度低,发射信号功率谱密度低,对信道衰落不敏感,低截获能力,定位精度高等优点,尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入,非常适于建立一个高效的无线局域网或无线个域网(WPAN)。
    UWB标准于 2005年确定,但其中显然不只是技术原因,以Intel与TI为代表的MBOA提案,以及以摩托罗拉与XSI为代表的DS-CDMA提案是两种技术特性完全不同的方案,UWB标准只能二选其一。不过最近无线电制造商PulseLink对外宣布,它已经找到一种途径,允许基于不同技术的UWB系统共存。该公司正准备向IEEE 802.15.3a任务组成员详细讲解它的公共信号协议(CSP),该协议使原本相互冲突的多种UWB物理层可以共存。PulseLink希望协调UWB 的发展步伐,同时回避相互竞争的UWB标准提案之间的分歧。
    一些产业观察家赞同PulseLink的提议,认为这为采用不同的实体层创造了整合的机会,因而使UWB的创新态势得以延续。但另一方面,其它人质疑在缺乏互通条件下共存没有什么价值,并认为这会产生鼓励开发多种PHY的负面效果。这最终会增加OEM厂商的负担,因为他们必须支持多种PHY。
    PulseLink声称不会偏袒已经提交给IEEE的任何一种UWB技术。802.15.3a小组曾试图为这种高速个域网技术定义一个物理层,但由于双方拒绝做出妥协,这项努力被迫搁浅。最坏的结果可能是两大阵营将定义各自的事实标准,而由市场决定存亡。

Wi-Fi:发展迅速瓶颈犹存

    Wi -Fi热点是通过在互联网连接上安装访问点来创建的。这个访问点将无线信号通过短程进行传输,一般覆盖300英尺。当一台支持Wi-Fi的设备遇到一个热点时,这个设备可以用无线方式连接到那个网络。大部分热点都位于供大众访问的地方,例如机场、咖啡店、旅馆、书店以及校园等等,许多家庭和办公室也拥有 Wi-Fi网络。互联网服务提供商(ISP)会在用户连接到互联网时收取一定费用。
Wi-Fi也存在着一些问题:
*高昂的价格让消费者止步不前;
*Wi-Fi的运营商很多,成为一个运营商的客户并不能共享其它运营商的资源;
*公共Wi-Fi服务的目标消费群体——那些拿着笔记本计算机四处游走,并且需要抓紧每一分钟时间上网的人——其实少之又少;
*城市地区的空域有限,这意味着利用Wi-Fi上网将非常拥挤;
*Wi-Fi的安全问题受到了业界以及一些国家的质疑。
     从整体来看,Wi-Fi在短期内还不能成为商家的取款机。无线热点还不能吸引大量的用户群体,消费者对于Wi-Fi热点的渴望并不像商家期盼的那样强烈,这正是Wi-Fi很难带来赢利的根本原因。就国内而言,Wi-Fi热点要想在中国取得突破性的进展,电信运营商之间必须首先签署漫游协议,允许用户通过不同的热点访问互联网。

蓝牙:应用迅速挑战仍多

    蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范,其实质内容是为固定设备或移动设备之间的通信环境建立通用的无线电空中接口,将通信技术与计算器技术进一步结合起来,使各种3C设备在没有电线或电缆相互连接的情况下,能在近距离范围内实现相互通信或操作,是一种低成本、低功率无线「线缆替代」技术。其传输频段为全球公众通用的2.4GHz ISM频段,提供1Mbps的传输速率和10m-100m的传输距离。
    虽然目前市场中并没有完全成品化的蓝牙产品出现,但人们已经为它规划了几乎是无处不在的应用场景,如三合一电话、Internet网桥、个人数据交换、替代多种设备间的传输电缆等等。
    但是,究竟是什么因素制约了蓝牙产品的推出呢?答案可能是:芯片大小和价格难以下调、抗干扰能力不强、传输距离太短、信息安全和生态安全问题可疑等等。
     另外,由于兼容性不好,也造成销售形势很不乐观。比如不少蓝牙耳机与部分电话之间无法实现正常通信,令个人和企业消费者深感不便。另外连接两台蓝牙设备的操作过程比较复杂,也妨碍了它的推广应用。此外随着其它无线连接技术的不断涌现,802.11无线局域网在高端市场和ZigBee在低端市场的挤压也让蓝牙备感失落。

NFC:依附还是超越?

    NFC是由飞利浦、诺基亚和索尼主推的一种类似与RFID(非接触式射频识别)的短距离无线通信技术标准。设想如下场景:消费者在支付消费款项时,只需要拿信用卡在采用了NFC技术的设备前晃一下即可。一些用户可能会认为,需要把信用卡插入设备中,但是这毫无必要,因为卡与设备是无线连接的。
    NFC给人的第一印象可能是RFID和蓝牙的混合继承物,但事实上它有许多的潜在功能非常引入注目,尤其是当它被作为其它无线技术联结点的时候。和RFID不同,NFC采用了双向的识别和连接。
    NFC有三种应用类型:
    * 设备连接。除了无线局域网,NFC也可以简化蓝牙连接。比如,诺基亚N-Gage的玩家们可以把N-Gage放在一定距离以内自动完成联机,而不必要通过选择N-Gage菜单选项中的「Host」、「Join」来完成联机。手提电脑用户如果想在机场上网,他只需要走近一个Wi-Fi热点即可实现。
    *实时预定。飞利浦和诺基亚对于NFC的这种应用抱有非常乐观的态度。比如,海报或展览信息背后贴有特定芯片,利用含NFC协议的手机或PDA,便能取得详细信息,或是立即联机使用信用卡进行票卷购买。而且,这些芯片无需独立的能源。
    *移动商务。前面所描述的非接触智能卡在交易中的应用就是一个很好的例子,而且诺基亚已经在香港和奥兰多成功进行过类似的商业实验。
    NFC 具有很多技术优势,虽然NFC似乎是一项正在寻求实现的技术,但是它却是一个实实在在的问题解决者。例如,NFC可以让用户无需输入网址便可连接WAP站点,从而解决了困扰无线上网的用户接口问题。在移动商业领域的兼容性方面,非接触性付款技术已经推动了商业的发展,尤其在亚洲的公共运输系统中得到了广泛应用。此外,NFC和索尼的FeliCa支付系统、非接触性支付的ISO标准都是兼容的。
    然而,NFC面临的挑战也不容回避,前面的家庭无线局域网的应用中,数码相机和个人计算机都默认为嵌入了NFC技术。飞利浦有能力生产并且销售这种基于NFC的无线设备,但是这些设备都带有USB接口的解密器,用户必须把解密器插入USB接口中,这样一来,NFC的简单性就荡然无存了。此外,飞利浦生产的网络电子设备都带有NFC技术,每个NFC芯片的成本至少是十美元,这也是一个令人头疼的问题。
    从以上的分析来看:一方面,NFC技术可以刺激蓝牙、Wi-Fi等其它技术的发展;另一方面,NFC技术的最终实现也要依赖于这些技术。可见,NFC与其它无线技术之间是互相促进的关系。

    总而言之,五种技术,各有所长,也各有所短,对于技术专家希望五种技术合而为一,实现无缝兼容的想法,在未来很长的一段时间内可能还只是一个美好的愿望。但是,无论如何标准林立的无线连接市场已不需要新加入者,我们所要做的是完善而非创新。

关键字:射频  读卡器  软件系统

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/0308/article_14861.html
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