RFID阅读器设计及在战备药箱中的应用研究

论文摘要

部队医疗管理系统正在逐步迈入信息化阶段,作为一个携运便捷、部署灵活、高度集成的微型药库,战备药箱在部队医院实施战时快速反应和医疗保障、抗震救灾以及国际维和的行动中发挥着重要作用,同时也亟需信息化管理。对射频识别（RFID）和嵌入式技术进行研究,设计了RFID阅读器,将其应用于战备药箱,实现信息化管理,为部队医疗信息化管理提供一个应用基础。通过对RFID、嵌入式技术的深入研究,提出了RFID阅读器总体设计方案,将其应用于部队战备药箱管理系统中。在系统硬件平台方面,包括嵌入式控制模块、RFID阅读器收发模块、多天线接口电路模块以及天线四部分。软件平台包括交叉编译开发环境和嵌入式Linux的构建、RFID收发模块通信驱动程序以及Qt图形用户界面程序的设计与实现,并对硬件模块和软件模块设计进行了细化:嵌入式控制模块采用SAMSUNG公司的S3C2410A处理器,对其外围设备电路进行了设计与实现,针对课题实际需要,采用TI公司的S6700系列射频芯片RI-R6C-001A作为RFID阅读器收发模块,采用多天线空分定位技术,设计了多天线接口电路以及阅读器天线,随后建立了嵌入式系统的交叉开发环境,对Bootloader的启动过程进行分析,实现了Bootloader的移植;针对以S3C2410A为核心的控制模块,在对内核参数进行相关配置的基础上,完成了其移植工作;由于课题需要开发一个图形用户界面,因此对Qtopia图形界面文件系统进行了研究与移植。在建立嵌入式Linux系统平台后,编写了RFID阅读器的通信驱动程序,设计并实现了基于Qt技术的图形用户界面,针对课题下一步的研究重点,分析了战备药箱阅读器与信息管理控制中心的无线通信实现。在识别药箱药品标签过程中,阅读器采用了基于时隙和位搜索技术的防碰撞算法。在完成阅读器系统的硬件、软件构建后给出测试平台与方案,对各组成模块功能进行了测试与分析。对阅读器进行系统测试,结果表明:由于使用了具有空分定位功能的多天线接口电路模块,可实现对战备药箱中不同物理空间的药品及医疗器械进行识别与定位,基本上达到了预期的研究目的,为部队医疗管理系统的信息化建设提供了一个应用基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 目的与意义
• 1.3 研究内容
• 第二章 RFID阅读器总体方案设计
• 2.1 系统总体方案设计
• 2.2 硬件结构
• 2.3 软件框架
• 2.4 本章小结
• 第三章 RFID阅读器硬件设计
• 3.1 RFID阅读器的硬件结构
• 3.2 RFID阅读器控制模块设计
• 3.3 RFID阅读器收发模块设计
• 3.4 多天线接口电路设计
• 3.5 天线设计
• 3.6 本章小结
• 第四章 嵌入式Linux及开发环境的建立
• 4.1 嵌入式Linux
• 4.2 开发环境建立
• 4.3 Bootloader设计与实现
• 4.4 Linux内核移植与根文件系统实现
• 4.5 本章小结
• 第五章 RFID阅读器在战备药箱中的应用设计
• 5.1 RFID收发模块通信程序设计
• 5.2 Qt图形用户界面程序设计
• 5.3 阅读器与信息管理控制中心通信程序设计
• 5.4 药品标签防碰撞算法分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 系统测试与分析
• 6.1 测试平台搭建
• 6.2 测试与分析
• 6.3 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文