基于RFID 的监管信息系统的设计与实现

定、高效和功能齐全的优点,同时按照应用的需要进行了适当的移植和配置就能满足要求，在完成相关内核修改后，需要重新编译内核。为实现联网功能，需要增加µCLinux 内核的对NAT 和PPP 的支持，同时需要编写联网拨号脚本文件，调试GPRS/CDMA 联网, 完成系统利用成熟GPRS/CDMA 技术的网络连接。

3 系统实现

通过对完善增加ARM-Linux 内核的功能后，ARM-Linux 内核已经具有了PPP 和NAT 功能， 同时通过编写联网拨号脚本，完成与GPRS/CDMA 网络连接之后，需要根据设备的具体应用需求开发相关的应用程序。

3.1 NAT 配置

嵌入式Linux 是一种开发源代码、软实时、多任务的嵌入式操作系统，通常它是在标准的Linux 的基础上针对嵌入式系统进行裁减和优化后形成的，而且裁减和优化后的Linux 体积更小，性能更加稳定，因此在许多实际应用中都使用网络地址转化技术(NAT)这种最为简单、常用的方式。

NAT 技术本质上是通过修改IP 包的源地址或目的地址来实现。如果一个节点执行了NAT， 它会修改通过它转发的IP 包的源地址或者目的地址，并且节点会记住它是怎样修改了这个包，因此当相应的应答包从另一个方向到达时，它就知道如何反向修改应答包。其中，修改IP 包的源地址常被称为IP 伪装技术，当内部网络节点作为客户端，需要发起对Internet 的访问时，就可以采用这种方式。

3.2 系统结构设计

本系统组成简单，无需复杂布线，主要有系统服务器，客户端管理，无线手持终端PDA，放行监控闸口等组成。系统结构网络图如图2 所示。

图2 系统网络结构图

系统实现的整个业务流程如图3 所示，对于合格放行的出境动物，依据放行数量集中制作电子耳标发放给企业并实施耳标的安装（为方便对放行监控闸口对数据的采集，规定所有电子耳标必须安装在动物的右耳朵上），加施完毕后须用电子标签手持设备扫描佩戴的电子标签，以确保电子标签加施操作正确无误。如果在加施过程中电子耳标发生损坏，则需要通过电子耳标手持读写器重新生成电子耳标，以替换损坏耳标，同时将新耳标的有关信息通过自带的无线网络传回监管信息数据库。佩戴电子耳标的出境动物在准备装车出场时，必须通过供港澳动物电子耳标监装专用通道，由预安装好的固定读卡器读取放行数据，并通过网络将有关数据传回到监管信息网络系统，进行自动核销，并按有关数据进行统计汇总，及时了解有关放行情况，实现远程监装。手持设备可以在各个环节对电子耳标数据进行抽查检验，如遇到所戴标签与放行数据库中数据不相符时，及时追查，确保检疫合格的产品出口。

图3 业务流程图

3.3 软件设计

PDA 软件平台由以下部分组成：系统引导程序、嵌入式操作系统内核、文件系统。系统引导程序通常也称为Boot Loader， 代码量虽少，但是作用非常大，负责系统初始化工作，然后将系统控制权交给操作系统。嵌入式操作系统内核是嵌入式系统加电运行后的管理平台，负责实时性任务和多任务的管理。S3c44b0x 是一款没有MMU 的处理器，因此采用μCLinux 作为本系统的操作系统内核。μCLinux是Linux 的一个分支，专为无MMU 的处理器设计，它继承了Linux 强大的网络功能和多任务管理功能，并对内存管理和进程管理进行了改写，满足无MMU 处理器的开发要求。文件系统是嵌入式系统软件平台占用存储量最大的一部分，也是与用户开发最相关的一部分。它存储了系统配置文件、系统程序、用户应用程序和必需的驱动程序。

3.4 系统管理软件

系统管理软件由系统管理、电子标签管理、放行监控统计三大子系统组成。其中系统管理是对系统平台运行环境的设置，主要有人员、权限的设定；电子标签管理是对电子标签的数据生成、修改，以及对应数据的变更的管理，接受远程通过GPRS/CDMA 无线网络通信的数据更新和管理，并生成合格放行数据供放行监控统计系统使用。放行监控统计子系统是对通过从放行监控闸口采集的数据与监管信息系统中的放行数据进行对碰，并将对碰结果进行分类，供分析使用，当接收到未经放行的数据时会自动报警，提示相关人员该次电子监装需人工干预。

4 结束语

本系统是一个典型的嵌入式系统应用例子，在ARM7 的嵌入式Linux 平台上,详细介绍了基于RFID 的监管信息系统的实现，利用嵌入式Linux 系统下的网络通信设计, 通过对Linux 的内核进行了修改和重新编译后，增加了相应的NAT 和PPP 功能，实现远程数据交换。本文作者创新点是充分利用了ARM 丰富的硬件资源简化了系统结构，并通过对嵌入式Linux 系统核心编译增加对NAT 和PPP 的支持，并利用先进RFID 技