打造你的才智日子，城市日子圈信息系统规划，供给软硬件解决方案

一前语

进入到21世纪以来，互联网运用阅历了爆破式开展，最新音讯标明因许多嵌入式终端设备接入因特网需求在继续攀升，IPV6已悄然兴起。

一起近两年物联网概念炽热，美国将物联网称为IOT（Internet of things），意味着将物联网看作是互联网的扩展。而互联网运用在近几年进入了广泛的网络社区化运用阶段，从BBS到微博的广泛盛行，人们越来越期望经过各种前言和手法获取信息，特别是与日子密切相关的信息。

智能辨认技能(RFID)也在快速开展，而且浸透到了人们出产、日子、运营各个层面。现已在门禁体系、公交体系等公共体系上得到了广泛的运用，因为具有较好的灵敏性和信息存储才能，将逐步开展成为城市互联网运用和物联网开展中的关键因素。互联运用和RFID智能辨认运用使得人们取得了空前的信息获取途径，能够丰厚人们的日子方法。

“城市让日子更夸姣”是上海世博会的主题，城市具有杰出的物质和精力日子条件。可是许多80、90后城市“蚁族”却在诉苦城市中找不到归属感，而这个问题也现已是城市中长久存在的一个问题。

咱们规划的LifeSpace城市日子圈信息体系结合了互联运用技能和RFID技能，将现已得到广泛遍及的门禁体系低本钱接入互联网，为住户供给用户的城市日子圈内与日子严密相关的各种信息。不只便利了用户日子，还扮演者社区互动和外交渠道的身份，具有杰出的社会影响、商场和运用远景。

二可行性剖析和计划证明

1LifeSpace城市日子圈信息体系可行性剖析

RFID门禁体系现已得到了广泛的遍及。经过查询咱们发现，绝大多数人每天的日子规模都在离住址2KM规模内。即使是学生和上班族，也会有很多的时刻停留在2KM规模日子圈内。因而咱们把城市日子圈界说为离住址方圆2KM的规模。

图1 城市日子圈界说

城市日子圈内包括日子中很多重要的元素，如：商铺、娱乐场所、餐饮场所、公园等。这些元素的信息与用户日子严密相关。用户期望能够便利快捷且免费获取这些与他们日子密切相关的信息。

且城市中，小区街坊或近邻间几乎没有沟通渠道和时机，两边如陌生人相同，而这也导致社区活动难以得到咱们的呼应。特别在我国房地产商场炽热的状况下，很多新的小区不断涌现，年轻人也经过网络慨叹春节因为社区举办活动太少，彻底没有春节的感觉。

经过详尽的查询，咱们发现门禁体系在小区得到了广泛的遍及。小区住户收支家门会经过各自楼栋的RFID门禁体系，人流量安稳。所以考虑运用现有的RFID门禁体系改造，并搭载城市日子圈信息体系。新运用布景下的城市日子圈门禁体系具有如下长处：

1. 除了门禁功用，能够将用户信息上传服务器进行一致办理

2. 用户仅需凭仗自己的身份卡即可免费检查日子圈信息，免除实名注册一系列进程

3. 具有杰出的扩展性

2LifeSpace城市日子圈信息体系计划证明

经过试验测验证明，LifeSpace城市日子圈信息体系在技能上彻底可行。整套体系被区分为RFID门禁终端和服务器两部分。

图2 城市日子圈体系区分

ALifeSpace城市日子圈信息体系功用需求证明

依据体系的可行性剖析，咱们提出该信息体系应具有以下功用：

1. 具有现有RFID门禁功用

2. 具有现有RFID门禁住户拜访功用

3. 经过无线网络向服务器发送用户信息

4. 获取日子圈或城市的气候和空气信息

5. 经过服务器获取日子圈内各种与日子严密相关的信息

6. 服务器能向小区住户发送短信奉告相关信息

7. 小区住户经过手机或PC登录服务器可设置是否接纳家庭成员进出小区提示

BLifeSpace城市日子圈信息体系技能证明

RFID门禁端硬件方面：

1. 运用PIC32 Ethernet Stater Kit (PIC32MX795F512L)为主操控器

2. 运用Multimedia expansion board（QVGA, screen touch, WIFI）为外设扩展

3. 运用RMU900 UHF RFID reader（RFID tag antenna 频段900M）完结射频标签读取

RFID门禁端软件方面：

1. 运用Microchip Graphic Library V2.11开发GUI页面

2. 运用Microchip TCPIP stack V5.25完结TCPIP数据包交互

3. 运用实时操作体系FreeRTOS为使命办理体系

4. 运用Microchip MPLAB IDE编写RFID门禁端代码

服务器端：

1. 选用visual studio 2010运用C#编写服务器后台

2. 选用php，apache WEB发布树立的服务器页面

3. 选用MySQL数据库树立服务器数据库体系

三LifeSpace城市日子圈信息体系作业原理

该体系原理框图如图3所示。RFID门禁终端、服务器及手机都接入互联网。用户经过手机或电脑上网登录服务器即可便利设置是否取得家庭成员的进出提示。RFID门禁终端从小区用户RFID身份卡中读取用户身份辨认信息和权限信息，发送至服务器端。服务器接纳到该信息后，检查数据库中是否有该用户需求发送家庭成员进出信息至手机的记载。如果有则引证飞信API将信息发送至用户手机。

图3 体系原理框图

与此一起，服务器端将最新的城市日子圈信息发送至RFID门禁终端，完结城市日子圈信息的更新。体系信息更新后，用户即可一键检查气候和空气信息、及感兴趣的日子圈信息。

四LifeSpace城市日子圈信息体系技能完结

1RFID门禁终端硬件电路

图 5 RFID门禁终端硬件框图

体系硬件首要分为以下几个模块：

1.RFID射频读写模块。该模块选用RMU900模块，动态二进制防磕碰处理，选用900MHZ UHF频段，读写功率大，辨认间隔约为1米，携卡即可辨认和读取；

2.PIC32 ethernet starter kit。该模块搭载microchip公司P%&&&&&%32MX795F512L，具有100M以太网处理才能，可依据本钱考虑仅运用双绞线接入互联网；

3.QVGA和touch screen触摸板。运用了MEB扩展板上搭载的分辨率为320×240 QVGA屏幕，由SST25VF016驱动；

4.WiFi模块。该模块将RFID门禁终端接入互联网，由CPLD操控MCU对EEPROM及WIFI模块的SPI接口拜访。

2RFID门禁终端软件架构

图6 RFID门禁终端软件架构图

1.运用商用免费的FreeRTOS实时操作体系。在体系中创立QVGA，Touch Screen，WIFI，RFID，及体系运转指示LED五个使命；

2.运用Microchip公司Microchip Graphic Library V2.11开发GUI界面。运用了该库的Graphic Object Layer及Graphic Primitive Layer。Microchip公司供给了可视化GUI规划东西，较为快捷；

3.运用Microchip公司Microchip TCPIP V5.25协议栈。运用DNS协议主动获取路由分配的IP地址。RFID门禁终端作为TCP server端和client端，运用TCP socket收发信息；

4.编写并封装RFID UART收发程序，读取用户RFID身份卡中的信息。

3RFID门禁终端资源依存关系

图7 RFID门禁终端资源依存关系图

在FreeRTOS中创立了QVGA、RFID、WIFI、Touch Screen及体系运转指示LED五个使命。首要使命的资源依存关系如图7 所示。

4LifeSpace城市日子圈信息体系服务器端软件架构

服务器端首要分为三部分：TCPIP后台，数据库及飞信。TCPIP后台担任与终端数据传输，数据库树立和办理用户信息，飞信部分完结对用户信息告诉。

图8 服务器端软件架构

ATCPIP后台

在visual studio2010运用C#编写服务器后台，需求.NET Framework3.5或更高版别运转。服务器从RIFD门禁终端获取TCP socket传送的数据包。引证飞信API，依据数据库记载完结短信收发服务。

TCPIP后台是服务器端的中心。其实时监听终端，接纳并解析终端发送的信息。依据这些信息读写数据库，再向终端传输其需求的信息。

运用System.Net.Sockets 命名空间，树立一个TcpListener监听目标，调用该类中的函数开端监听；当RFID门禁端发送恳求后，马上树立一个TCP衔接，服务器与客户端就在这个衔接上进行通讯。树立衔接后创立一个NetworkStream目标获取流中的信息，并放入缓存。

这个缓存的数据直接被一个协议解说器提取，协议解说器起的作用是解说通讯所用的协议，将接纳的字符串翻译为详细的句子，用于对数据库进行操作等。因为体系的实时性要求，为确保时刻都能承受终端的恳求，可选用多线程处理。RFID门禁端与服务器TCPIP后台部分协议如下：

RFID门禁端发送：ID>ID号码$I/O>inorout$($未结束符)

服务器端辨认ID>后读取ID号码和进出信息，再获取此刻时刻写入数据库。并从数据库中读取用户名以此方法宣布

服务器端发送： ID>ID$name>nameroom>room$

RFID门禁端如读到第一个字符串为temperature>，则判定为气候内容。相似情形不再例举。

图9 服务器端TCPIP后台界面

B数据库部分

运用SQL依据用户身份信息树立数据库服务体系，使得用户服务得以个性化。运用MySQLDriverCS 命名空间，此命名空间供给了对MYSQL进行操作的函数，在解说器中被调用。

运用Apache完结web发布，使得用户能够经过接入因特网的手机或计算机注册账户并登录拜访服务器和修正数据。

图10 网页登录服务器页面

C飞信部分

运用我国移动公司供给的飞信服务器，调用API完结登录，发送信息等作业。

五LifeSpace城市日子圈信息体系运转流程和功用界面

体系的运转流程图如图11 所示，数据在RFID门禁端与服务器之间交互。

图11 体系运转流程图

1. 日子圈用户经过手机或计算机上网登录服务器修正是否发送家庭成员进出小区信息至手机和其他服务信息；服务器监听80端口。

2. 日子圈用户抵达门禁体系方位，用RFID身份卡刷过嵌入式门禁体系天线，RFID reader读取身份辨认信息并经过串口传送至MCU；

3. MCU恳求与服务器80端口树立TCP socket链接，并经过该socket发送读取到的用户辨认信息。QVGA屏切换到信息显现页面，并显现用户身份信息；

4. 服务器成功接纳用户身份信息，依照通讯协议内容提取数据包内ID号等信息并依据该信息检查数据库对运用户的设置状况。若用户设置为发送短信，则令飞信模块发送短信至用户手机。内容为：名字>与时刻>进 or 出> 门禁地址>广告>；

5. 嵌入式门禁终端作为TCP server与服务器端树立TCP socket，服务器端依照通讯协议内容向门禁终端发送气候、日子圈信息;

6. 嵌入式门禁终端将气候信息及日子圈信息保存并在用户切换到对应页面时显现。

各功用页面如下各图所示：

体系启动页面 体系主页面

气候与空气信息页面 访客拨号页面

日子圈功用页面1 日子圈功用页面2

获取的日子圈信息页面 RFID刷卡页面

六LifeSpace城市日子圈信息体系立异性和实用性

LifeSpace城市日子圈信息体系具有杰出立异性和实用性，从面向商场、面向社会和面向社会三个视点都具有杰出的开展远景。

首要面向社会。LifeSpace靠近群众日子，供给杰出的社区沟通和互动渠道，有利于社区建造和丰厚社区日子。能够较为有用地改善小区住户之前形同陌路的社会问题。

其次面向商场。因为具有杰出和安稳的受众集体，更是一个有用的广告投进渠道，并具有广告计算、准确投进和投进方法多样化的完结才能。

最终面向运用。能够与未来小区物联网体系、才智小区体系对接。

咱们规划的立异点在于：

1. 在不添加用户本钱和要求用户注册前提下，运用现有门禁体系改造。使得住户仅凭小区RFID门禁卡就能够在进出门禁点的一起获取与日子密切相关的日子圈信息。

2. 与现有的日子圈信息一般运用网站方法建造不同，选用嵌入式方法能够有用深化到用户的日子中，具有更好的快捷性和信息实时获取才能。

咱们规划的实用性在于：

1. 本钱低，模块化组件，嵌入硬件能够依据功用和本钱预算灵敏删减和添加；

2. 对与不同日子圈信息，一致由服务器供给服务。硬件设备与现有门禁体系相同，小区物业无需额定保护；

3. 是一种快捷的日子圈信息获取东西和社区沟通渠道，能够协助用户更好获取日子中必要的日子信息及推进社区和基层建造。

七LifeSpace城市日子圈信息体系改善方向

现在，LifeSpace城市日子圈信息体系尚处在DEMO演示阶段，存在许多缺乏。咱们期望该体系能够向互动和个性化服务扩展，所以RFID门禁终端及服务器端都有很多有待改善的当地。

RFID门禁终端：

首要是与用户交互方法改善，现有展现的LifeSpace城市日子圈信息体系暂时无法供给与用户的互动功用，比方用户看到自己想参加的活动或许重视的音讯能够点击参加或重视，所以无法为用户供给更为人性化的服务。因而将首要从嵌入式门禁终端的用户交互界面和使命作业方法上改善。

其次是门禁终端广告投进方法改善，现有的体系暂时不能为广告商供给准确投进广告业务，也不能依据用户的刷卡和点击状况供给广告月阅览量计算等服务。这些都是往后改善的要点。

服务器端：

将结合嵌入式门禁端的改善，供给互动和个性化服务扩展才能。首要提高服务器的日子圈信息收集过滤才能，特别和微博等移动互联运用渠道对接。其次，依据用户的身份信息和日子圈信息重视类别等其它附加信息供给个性化服务才能。比方某位用户点击日子圈餐饮类信息较多，则该用户刷卡时优先供给饮食类信息等等。

而在完结上述功用改善后，LifeSpace城市日子圈的载体将不只仅局限于现有的RFID门禁体系。关于一切和运用RFID的地址，如公交、地铁等体系，都能够供给移动日子圈信息。而除了社区之外，体育馆、商场、餐饮场所也能够添加LifeSpace城市日子圈信息终端，服务器亦能够为用户供给LSB（location based service）服务。城市日子圈信息终端作为无所不在的交互渠道将嵌入到越来越多的地址和现有设备中。