1 引言  

　　最近幾年，RFID(Radio Frequency Identification, 無線射頻識別技術)被廣泛的利用在各方面，其中應用最多的是在物流追蹤，倉庫管理等方面。國內在最近幾年才開始注意到RFID這項科技的影響，雖然已在大力推廣，但大多數是以產業應用為主，很少將RFID應用在人們的生活環境上。另一方面，現在越來越多的移動設備都提供了無線上網功能，也有越來越多的地方開始設置無線網絡基站以提供無線上網服務。移動設備與無線網絡的結合將帶給生活更多便利，不管在何處都能夠連線作業或取得信息。目前最新行動裝置例如第三代行動電話、PDA、Notebook也朝著支持 Wireless LAN上網發展。同時，已經有很多款移動智能終端提供了RFID讀寫器配件，可以方便的將RFID技術和智能終端的無線網絡服務相結合。  

　　現階段，在博覽會及博物館等地方采用的導覽服務大概分為如下兩種方式：  

　　1. 用錄音帶的語音導覽。它的優點是參觀者可自由走動，選擇本身有興趣的展品或展區參觀學習。但由于儲存容量的限制，當參觀者想多獲取比較感興趣的展品的一些相關知識時，其往往無法提供較全面的知識，且互動性不足，加之體積龐大，難吸引小朋友使用。此外，聽障朋友們也無法享受語音導覽的解說方式。  

　　2. 解說員導覽方式。它由一名解說員帶領一群參觀者重點式地解說重要的文物或景點，其優點為可以即問即答，但是參與的參觀者必須亦步亦趨地跟隨解說員，且須凝神注意聆聽解說，給參觀者在學習中造成不便，且解說人員的數目有限，加之培養專業解說人員需要花費大量的人事開銷，非常不符合經濟效應。  

　　考慮到當前存在的問題，本文提出使用PDA與無線網絡并結合RFID技術開發出一套運行在移動終端的導覽系統。該系統在服務器端建立相關導覽場景的文字、圖片、語音以及視頻介紹數據庫，以網站形式提供專門面向移動設備的訪問服務。移動設備終端通過其附帶的RFID讀寫器，得到相關展品的EPC編碼后，可以根據用戶需要，訪問服務器網站并得到該展品的文字、圖片語音或者視頻介紹等相關數據。  

　　該系統的優點在于：一、系統采用RFID設備，可以自動識別展品，操作方便；二、系統使用移動設備和無線網絡，可以隨參觀者自由移動，為參觀者提供最新的信息以及最多元的服務。三、系統服務器采用網絡三層架構代替通常用在RFID實現中的C/S結構，減輕了數據庫存取的負載，平衡了網絡流量。  

2   系統結構與功能  

　　該系統的應用場景如圖1。系統采用的智能終端為惠普iPAQ hx2400系列的PDA。使用者通過智能移動終端上的RFID讀寫設備，可以在參觀的同時，隨時讀取展館地圖以及展品上附有的RFID標簽，然后選擇相關服務。該服務請求通過在參觀地設置的無線網絡基站接入點（Access Point，AP）通過無線網絡發送到后臺服務器。后臺服務器在接到相關請求后，讀取數據庫，并將獲取的文字、圖片、聲音以及視頻資料展現給使用者。  

圖1 基于RFID的智能終端導覽系統應用場景  

　　系統采用基于internet的三層架構模型。第一層為客戶端web瀏覽器，第二層為web服務器，第三層為數據庫服務器，用戶通過客戶端web瀏覽器訪問web服務器，提交服務請求，web 服務器通過ADO.NET與數據庫進行連接，向數據庫服務器提出請求后，再將數據庫服務器的處理結果提交給客戶端瀏覽器，供用戶查看。  

　　采用這樣的架構改進了傳統的C/S結構的缺點，除減輕了系統管理人員的維護量，更減輕了后端數據庫存取的負載，平衡了整個網絡流量。同時由于使用移動設備和無線網絡接入技術，導覽系統更加靈活易用。  

3  系統實現  

    該系統分為兩部分開發，PDA端子系統和服務器端子系統。整體架構如圖2。在整個系統中，只有RFID標簽的傳送是通過在PDA和服務器端建立Socket連接進行傳送，其他的文字、圖片、音頻和視頻文件的瀏覽都通過Web服務的方式進行。這樣既保證了標簽傳送的效率也能有效的平衡服務器的負載，具體的實現方法接下來會進行詳細介紹。  

圖2 智能終端導覽系統架構圖

3.1 智能終端子系統 

　　在PDA端，主要分為讀寫器管理模塊和Socket服務器模塊，分別負責標簽信息的讀取和標簽信息的傳送。利用智能終端提供的小型數據庫作為標簽的緩存，使用智能終端自帶的web瀏覽器登錄服務器獲取相關服務。 

　　讀寫器管理模塊進行相關讀寫器參數的配置，服務的啟動工作。在讀寫器參數配置模塊中，為了屏蔽不同種類讀寫器之間的差異，采用了經典設計模式中的工廠模式。首先創建一個抽象工廠，當使用者選取不同讀寫器類型時，由工廠自動決定返回對應種類讀寫器的實例并將該實例返回。接下來可以采用統一的父類接口調用讀寫器實例提供的方法，并不需要知道具體使用的是哪一個子類，從而實現了讀寫器的兼容功能。 

圖3 讀寫器管理模塊界面 

    該模塊中提供的服務有兩個。其一，負責啟動讀寫器，讀取周圍的標簽信息，并將讀到的標簽存入PDA數據庫中緩存。其二，開啟Socket監聽線程，啟動 TCP監聽。負責TCP監聽的守護程序在一個單獨的線程中運行。該線程主要負責建立TCP連接，打開TCP監聽，當收到需要提供標簽信息的請求后，建立另一個線程，讀取標簽并使用已建立的TCP連接，將標簽信息返回給發出請求的機器。示意圖如下（實線為監聽線程，虛線為讀取標簽線 ）

圖4.PDA端多線程工作模式說明 

3.2 服務器端子系統 

　　在服務器子系統的設計分為三層，數據庫管理模塊，業務處理模塊，Web UI模塊以及一個用于與智能終端通信的Socket客戶端。 

　　數據庫管理模塊在最底端，負責數據庫的讀取，寫入及異常處理等操作。 

　　業務處理模塊，主要負責進行數據庫內的表到對應的類的轉化，便于在用戶界面層進行數據的輸入和查詢的工作。 

　　Web UI模塊包含兩個部分。一個是提供給后臺管理者進行文字、圖片、音頻以及視頻數據錄入的管理系統網站，這和普通的網站開發類似。另外一個是用于智能終端訪問的移動網站。該網站為使用者提供介紹性文字和導覽服務。當進入導覽服務時，用戶通過點擊開始掃描按鈕，啟動服務器端的Socket客戶端。 

　　Socket客戶端負責與用戶使用的 PDA建立Socket連接，請求PDA端Socket服務器線程開啟讀寫器、讀取標簽并返回標簽信息。當服務器端的Socket客戶端得到相應的標簽信息后，返回給移動Web服務器。移動Web服務器再通過業務處理模塊調用數據庫管理模塊讀取該標簽對應展品的文字和圖片信息，以網頁的形式提供。同時，該頁面還有音頻和視頻的調用按鈕，如果用戶需要，可以點擊這些按鈕。這樣會開啟智能終端的音頻視頻播放軟件，如Windows Media Player進行播放。由于在提供這些服務時候，采用的是BS的系統結構，免去了考慮數據傳輸的細節，大大提高了開發效率。 

4   結論 

　　本文討論了一個基于RFID技術的智能終端導覽系統的設計與實現過程。系統分為兩部分，服務器端主要采用了ASP.NET和C#編程語言，PDA端應用程序采用.NET的智能設備開發平臺和C#編程語言，涉及到對數據庫的操作和智能設備端讀寫器的管理、標簽的讀取、傳送，同時使用了C/S和B/S兩種結構分別用于標簽的傳送和數據的傳送，并且在討論中對兩種方法的優劣進行了比較?，F有的系統可以為大型展會和博覽會的場館建設提供新的思路。由于采用了無線組網技術，免去了在展會場地布置網線的時間和資金的投入，同時也為使用者提供了更加自由和人性化的服務。 

　　現有的系統還有很大的擴展空間，如后期可以根據數據庫中記錄的展品查詢記錄分析出哪類展覽更加吸引觀眾，以及可以利用接入RFID的智能終端進行人員定位等服務。 


參考文獻： 

1．（美）Chris Hart, John Kauffman：ASP.NET 2.0入門經典[M]，張楚雄、高猛譯，第四版，北京，清華大學出版社，2006年 

2．（美）Steve John Metsker ：C# 設計模式[M]，顏炯譯，中國電力出版社，2005年 

3．劉天華，杜梅，孫陽，智能射頻卡在校園一卡通系統中的應用[J]，《微計算機信息》，2006，22(35)：167-169 

4．RFID 相關標準，http://www.epcglobalinc.org/home