一種實(shí)現對RFID移動(dòng)讀寫(xiě)器自動(dòng)配置的方法

文章出處：http://psychicreadingswithdeb.com 作者：蘇鵬，李寧   人氣： 發(fā)表時(shí)間：2011年10月17日

    1 引言

    近年來(lái)，在現有的RFID 應用中，RFID 讀卡器或者與固定專(zhuān)網(wǎng)連接進(jìn)行數據、配置的實(shí)時(shí)同步，或者采用先記錄、后上傳的方法進(jìn)行非實(shí)時(shí)的數據、配置同步兩種方式來(lái)監控、管理讀卡的數據與狀態(tài)信息。以現在的帶移動(dòng)讀卡器的RFID 應用公交收費系統為例，讀卡器其實(shí)并不是實(shí)時(shí)與系統通信的。其工作模式為：讀卡器對標簽進(jìn)行讀取、修改后，將對應條目記錄在讀卡器內[1]。待每天下班后，由收費系統的工作人員持特定設備來(lái)讀取這些條目和維護終端系統，完成數據、配置同步。這樣的模式有很大的缺點(diǎn)：如不能實(shí)時(shí)監控運行系統，無(wú)法在短時(shí)間內掛失;當讀卡器的配置信息遭人惡意修改或內置軟件出現故障時(shí)，遠端系統無(wú)法及時(shí)知曉。隨著(zhù)RFID 系統的更大規模的應用，這樣的隱患已經(jīng)變得值得人們注意，所以，盡量利用現有資源，對移動(dòng)RFID 讀卡器進(jìn)行實(shí)時(shí)遠程配置更新、狀態(tài)監控、軟件升級等需求愈發(fā)顯得急切起來(lái)。CPE 廣域網(wǎng)管理協(xié)議（TR－069）作為成熟協(xié)議，在管理終端方面，有著(zhù)完善的體制，但其目前主要應用于對網(wǎng)關(guān)類(lèi)終端配置、管理，還并未出現成熟的使用TR－069 對移動(dòng)讀卡器終端進(jìn)行自動(dòng)遠程管理的研究與應用。

    本文力圖通過(guò)對TR-069 這一終端管理協(xié)議的研究，擴充了TR－069 對應基本參數，改進(jìn)了現有的對RFID 遠端讀卡器的管理模式，提出了利用TR－069 來(lái)對RFID 移動(dòng)讀卡器進(jìn)行實(shí)時(shí)操作的方法。

    2 預備知識

    2.1 TR-069 協(xié)議介紹

    TR-069 是由BroadBand 論壇所開(kāi)發(fā)的技術(shù)規范之一。管理模式為ACS(AutoConfiguration Server) 記錄并維護終端狀態(tài)信息并按照配置策略向終端索取狀態(tài)信息或下發(fā)配置信息，目前主要應用于對網(wǎng)關(guān)類(lèi)設備的管理[2]。

    2.2 TR-069 協(xié)議功能

    對于用戶(hù)設備來(lái)說(shuō)，TR-069 主要完成以下四方面的工作：終端設備自動(dòng)配置和動(dòng)態(tài)的業(yè)務(wù)配置：對于A(yíng)CS 來(lái)說(shuō)，每個(gè)用戶(hù)設備可以在協(xié)議中對自己做出標志，根據設定的規則，在設備的自動(dòng)配置方面，終端可以在開(kāi)機后自動(dòng)請求ACS中的配置信息，ACS 可對終端下發(fā)配置完成“零配置安裝”；在動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)配置方面，ACS可在任意需要的時(shí)刻主動(dòng)發(fā)起對單個(gè)或一組終端的會(huì )話(huà)來(lái)下發(fā)配置，完成從網(wǎng)絡(luò )側實(shí)時(shí)修改終端業(yè)務(wù)參數。

    對設備的軟件、固件的管理：TR-069 的協(xié)議提供了對用戶(hù)設備中的軟件、固件進(jìn)行管理和下載的功能。ACS 可以識別用戶(hù)設備的版本號，決定是否遠程更新用戶(hù)設備的軟件版本，并且在更新完成后能夠得知是否成功。例如，當用戶(hù)設備需要加載新的軟件以實(shí)現新的業(yè)務(wù)功能時(shí)，或是當前軟件存在必須修復的bug 時(shí)，通過(guò)該功能可以實(shí)現對用戶(hù)設備的遠程管理升級。

    對終端設備的狀態(tài)和性能進(jìn)行監測：TR-069 定義了ACS 對用戶(hù)設備的狀態(tài)和性能進(jìn)行監測的手段。其中包括了一些通用的性能參數，可以反映當前用戶(hù)設備的工作狀態(tài)。另外還提供了標準的語(yǔ)法，服務(wù)器端可以定義額外的參數。

    對通信故障的診斷:TR-069 還定義了終端自我診斷和報告的能力，例如在A(yíng)CS 的指示下，終端可以通過(guò)ping 或其它手段檢查終端與網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)提供點(diǎn)之間的連通性、帶寬等，檢測結果返回給ACS。這樣，服務(wù)器通過(guò)在遠端操作，就可以對用戶(hù)申告的設備故障進(jìn)行簡(jiǎn)單定位，并作相應的處理[3]。

    3 系統及流程設計部分

    針對現狀，為完成對終端自動(dòng)管理的功能，須對ACS 與終端的交互進(jìn)行流程設計。為RFID 移動(dòng)讀卡器配有SIM 卡模塊，且被使用于有移動(dòng)通信基站信號覆蓋的范圍內。ACS、文件服務(wù)器作為普通應用服務(wù)器，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )與移動(dòng)網(wǎng)元GGSN 連接，借GPRS 功能完成與被管理終端的通信。根據管理需求，設計系統架構為：遠端的ACS 進(jìn)行配置決策，中間的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )作為媒介，承載ACS、文件服務(wù)器與被管終端間交互的命令流、文件數據流。通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )的GPRS 將流送達至讀卡器終端，后者收到信息后進(jìn)行解析，從而完成對應的RPC（Remote Process Call,遠程過(guò)程調用），與網(wǎng)絡(luò )上ACS 服務(wù)器完成交互。這種對讀寫(xiě)器的管理模式，可以將管理信息實(shí)時(shí)地傳遞至被管終端，也可以使原端系統更好地了解終端的運行情況。比現在固有的人工、面對面、非實(shí)時(shí)的管理模式有著(zhù)一定的優(yōu)越性.具體流程如下：

    對于 ACS 對終端的參數模式，設計如下流程。該流程介紹了平臺以配置文件的方式下發(fā)參數配置的流程，用于對移動(dòng)讀卡器終端進(jìn)行遠程準實(shí)時(shí)參數配置。流程圖如圖1：

圖 1 讀卡器終端與ACS 服務(wù)器的交互流程圖

    具體流程說(shuō)明：
    1. 讀卡器終端發(fā)起Inform，包含EventCode CONNECTIONREQEUST；
    2. 平臺回應 InformResponse；
    3. 讀卡器終端發(fā)起空的HTTP Post；
    4. 平臺調用 Download RPC 方法，要求讀卡器終端下載配置文件；（如果有多個(gè)配置文件，則需要發(fā)起多個(gè)Download 過(guò)程）
    5. 讀卡器終端回應DownloadResponse；
    6. 下載配置文件；
    7. 結束 Session，讀卡器終端重新發(fā)起Inform，EventCode 為“ TRANSFERCOMPLETE”；
    8. 平臺回應 InformResponse；
    9. 讀卡器終端發(fā)起TransferComplete，告知下載結果及開(kāi)始/結束時(shí)間；
    10. 平臺回應 TransferCompleteResponse；
    11. 結束。

    之后終端即可從下載的配置文件中提取配置信息，進(jìn)行參數修改。

    4 系統仿真實(shí)現

    根據系統設計，在仿真軟件上搭建簡(jiǎn)易拓樸：ACS 服務(wù)器作為一個(gè)普通應用服務(wù)器與GGSN 連接后，利用GGSN、SGSN 的承載功能，將數據包傳送至READER。拓樸圖如圖2：

圖 2 系統仿真拓樸圖

    根據 ACS 要完成的功能以及實(shí)際的處理流程，需設計完成ACS 的狀態(tài)機。ACS 啟動(dòng)后，由initial 狀態(tài)轉移至start 狀態(tài)后，待有會(huì )話(huà)發(fā)起上下文后，轉移至open 狀態(tài)。這三個(gè)狀態(tài)為強制狀態(tài)，在圖中由紅色標識。ACS 進(jìn)入Open 狀態(tài)后即開(kāi)始等待會(huì )話(huà)，之后依次進(jìn)入流程設計中的各個(gè)狀態(tài)，待連接關(guān)閉后，強制進(jìn)入close 狀態(tài)，等待下一次會(huì )話(huà)發(fā)起。具體ACS 狀態(tài)圖如圖3：

圖 3 ACS 服務(wù)器的狀態(tài)機圖

    5 總結

    筆者觀(guān)察到 RFID 系統對移動(dòng)終端讀卡器上管理的不足，繼而考慮到TR－069 已成熟應用于網(wǎng)關(guān)類(lèi)設備的遠程實(shí)時(shí)管理，而移動(dòng)通信網(wǎng)在現階段有其費用小、覆蓋范圍廣等優(yōu)勢，故將三者結合，設計出系統架構，并設計出遵循TR－069 的具體管理流程，從而擴充改進(jìn)了TR－069 協(xié)議的應用范圍，并在仿真軟件上實(shí)現了ACS，完成了對終端的自動(dòng)配置功能，改進(jìn)了協(xié)議與現有對移動(dòng)讀卡器的管理模式。由于A(yíng)CS 可完成的功能很多，本文只完成了其自動(dòng)下發(fā)配置這一項功能，對其它功能的實(shí)現與新功能的探索，則是將來(lái)工作的目標與展望所在。

    參考文獻
    [1] 鄭陽(yáng)．射頻識別電子芯片標簽的設計［D］．武漢：華中科技大學(xué)，2006．
    [2] Jeff Bernstein,2Wire,Tim Spets,Westell.CPEWAN Management Protocol Broadband Forum TR-069［M］,2004
    [3] 唐珂，王民．TR－069 協(xié)議在家庭網(wǎng)關(guān)上的實(shí)現［N］，成都大學(xué)學(xué)報，2006 年6 月