DOKUMENTATION

RFID-Reader-Integrationshandbuch

Umfassende Dokumentation über die Einrichtung der seriellen Kommunikation, Antennenkonfiguration, Tag-Kodierungsvorgänge (EPC Gen2 / ISO 18000-6C) und Energiemanagement. Enthält Beispiele für Multi-Antennen-Einsätze und Hochgeschwindigkeits-Inventur-Scans.

Einrichtung der seriellen Kommunikation

RFID-Reader mit NATION-Protokoll kommunizieren über die serielle Schnittstelle (RS-232 oder USB-zu-Seriell). Die Verbindungsparameter müssen korrekt konfiguriert sein, um eine stabile Datenübertragung zu gewährleisten.

Baud Rate

115200

Data Bits

8

Stop Bits

1

Parity

None

Für browserbasierte WebSerial-API-Verbindungen verwenden Sie Nextwaves Reader Connect unter app.nextwaves.com/reader. Die Anwendung erkennt COM-Ports automatisch und konfiguriert die Verbindungsparameter.

TypeScript — WebSerial Connection
// Request serial port access
const port = await navigator.serial.requestPort();
await port.open({
  baudRate: 115200,
  dataBits: 8,
  stopBits: 1,
  parity: "none",
  flowControl: "none",
  bufferSize: 4096,
});

// Get reader/writer streams
const reader = port.readable.getReader();
const writer = port.writable.getWriter();
Python — PySerial Connection
import serial

port = serial.Serial(
    port="/dev/ttyUSB0",      # Linux/macOS
    # port="COM3",            # Windows
    baudrate=115200,
    bytesize=serial.EIGHTBITS,
    stopbits=serial.STOPBITS_ONE,
    parity=serial.PARITY_NONE,
    timeout=2.0,
)

# Flush buffers before communication
port.reset_input_buffer()
port.reset_output_buffer()

NATION-Protokoll-Frame-Struktur

Jeder NATION-Protokollbefehl ist in einem binären Frame gekapselt, bestehend aus: Header (0x5A), PCW (Protocol Control Word), Kategorie, MID (Message ID), Länge, Nutzdaten (Data payload) und CRC16-CCITT-Prüfsumme.

FeldGrößeBeschreibung
Header1 byteImmer 0x5A — Start-of-Frame-Markierung
PCW2 bytesProtokoll-Flags (Version, Adresse)
Category1 byteBefehlskategorie (0x00=System, 0x01=Gerät, 0x02=RFID)
MID1 byteMessage-ID innerhalb der Kategorie
Length2 bytesNutzdatenlänge in Bytes (Big-Endian)
DataN bytesBefehlsspezifische Nutzdaten
CRC162 bytesCRC16-CCITT-Prüfsumme der Bytes nach dem Header

Befehlsbeispiele

QUERY_INFO — Query reader serial number & firmware
TX → 5A 00 01 01 00 00 00 DC E5
       ┌──┐ ┌────┐ ┌──┐ ┌──┐ ┌────┐ ┌────┐
       │5A│ │0001│ │01│ │00│ │0000│ │DCE5│
       └──┘ └────┘ └──┘ └──┘ └────┘ └────┘
       HDR   PCW   CAT  MID  LEN    CRC16
READ_EPC_TAG — Start continuous EPC tag inventory
TX → 5A 00 01 02 10 00 00 04 5A
       HDR  PCW   CAT MID LEN   CRC16
       
Response notifications (PID 0x1231) contain:
  • Antenna ID (1 byte)
  • RSSI value (1 byte, raw ADC 0-255)
  • EPC data (12+ bytes)
  • Frequency channel index (1 byte)
STOP_INVENTORY — Stop running inventory scan
TX → 5A 00 01 02 FF 00 00 88 5A
       HDR  PCW   CAT MID LEN   CRC16

Referenz der wichtigsten Befehle

BefehlCodeBeschreibung
QUERY_INFO0x0100Abfrage der Reader-Seriennummer und Firmware-Versionen
QUERY_RFID_ABILITY0x1000Abfrage der RFID-Funktionen (Leistungsbereich, Antennenanzahl)
READ_EPC_TAG0x0210Kontinuierliche EPC-Tag-Inventur starten
WRITE_EPC_TAG0x0211Daten in die EPC-Bank eines Tags schreiben
STOP_INVENTORY0x02FFLaufende Tag-Inventur stoppen
CONFIGURE_READER_POWER0x0201Sendeleistung einstellen (0-33 dBm pro Antenne)
CONFIGURE_ANTENNA_ENABLE0x0203Antennenanschlüsse aktivieren/deaktivieren (Bitmaske)
SET_WORKING_FREQUENCY0x0205Spezifische Arbeitsfrequenzen einstellen
SET_FILTER_SETTINGS0x0209Tag-Duplikatfilter konfigurieren (zeitbasiert)
BUZZER_SWITCH0x011EBuzzer-Modus steuern

Antennenkonfiguration

RFID-Lesegeräte unterstützen bis zu 32 Antennenanschlüsse. Jeder Anschluss wird über eine 4-Byte-Bitmaske aktiviert oder deaktiviert. Die Antennen sind von 1 bis 32 nummeriert, wobei jedes Bit einem Anschluss entspricht.

Antennen-Bitmaske

Antennen 1-4 aktivieren

0x0F, 0x00, 0x00, 0x00

Binary: 00001111 → Ports 1,2,3,4 ON

Nur Antennen 1 & 3 aktivieren

0x05, 0x00, 0x00, 0x00

Binary: 00000101 → Ports 1,3 ON

CONFIGURE_ANTENNA_ENABLE — Enable ports 1-4
TX → 5A 00 01 02 03 00 04 0F 00 00 00 E1 EF
                              ┌───────────┐
       Payload:               │0F 00 00 00│ ← bitmask
                              └───────────┘
       Bit 0 = ANT1, Bit 1 = ANT2, Bit 2 = ANT3, Bit 3 = ANT4
       0x0F = 0b00001111 → all 4 ports enabled

Multi-Antennen-Einsatz

Berücksichtigen Sie beim Einsatz mehrerer Antennen die Polarisation (linear vs. zirkular), den Abstand zwischen den Antennen und überlappende Abdeckungszonen. Das Lesegerät scannt nacheinander die aktivierten Antennen ab, und jeder Tag-Bericht enthält die Antennen-ID zur Positionsbestimmung.

Verladetor

2-4 Antennen pro Portal, zirkulare Polarisation, 30 dBm Leistung

Förderband

1-2 Antennen pro Station, lineare Polarisation, 20-25 dBm

Einzelhandelsregal

Nahfeldantennen, niedrige Leistung 15-20 dBm, hohe Dichte

Tag-Kodierung (EPC Gen2 / ISO 18000-6C)

UHF RFID folgt dem EPC Gen2 Standard (ISO 18000-6C). Jeder Tag verfügt über 4 Speicherbanken: Reserved (Passwörter), EPC (96+ Bit Identifikator), TID (unveränderliche Chip-ID) und User (benutzerdefinierte Daten).

Tag-Speicherstruktur

BankIDTypische GrößeVerwendung
Reserved0064 bitsKill-Passwort (32b) + Zugriffs-Passwort (32b)
EPC0196-128 bitsSGTIN-96, SSCC-96 oder benutzerdefinierte Kodierung
TID1096+ bitsChip-Hersteller-ID (schreibgeschützt, eindeutig)
User110-512 bitsAnwendungsspezifische Daten (chipabhängig)

SGTIN-96 Dekodierungsbeispiel

SGTIN-96 ist die gebräuchlichste Kodierung für Produkte im Einzelhandel und in der Lieferkette. Konvertieren Sie einen 24-stelligen Hex-EPC in GTIN-14, Seriennummer und GS1 Digital Link.

SGTIN-96 Decode — Example
EPC Hex: 3034257BF7194E4000001A85

Decoded:
  Header:         0x30 (SGTIN-96)
  Filter:         1 (Point-of-Sale)
  Partition:      5
  Company Prefix: 0614141
  Item Reference: 812345
  Serial:         6789
  GTIN-14:        80614141123458
  Digital Link:   https://id.gs1.org/01/80614141123458/21/6789
WRITE_EPC_TAG — Write EPC data to tag
// NRN protocol WRITE_EPC_TAG command
TX → 5A 00 01 02 11 00 0C [EPC_DATA_12_BYTES] [CRC16]

// The reader will:
// 1. Select the tag in its field
// 2. Write the provided EPC data to Bank 01
// 3. Return success/failure notification

// Access password required if tag is locked:
TX → 5A 00 01 02 11 00 10 [ACCESS_PWD_4B] [EPC_DATA_12B] [CRC16]

Verwenden Sie das Online-Tool EPC Encoder unter /tools/tds-rfid-converter um SGTIN-96, SSCC-96, GRAI-96 direkt in Ihrem Browser zu kodieren und zu dekodieren.

Leistungsmanagement

Die Sendeleistung des Lesegeräts ist von 0 bis 33 dBm pro Antennenanschluss einstellbar. Eine höhere Leistung erhöht die Lesereichweite, erhöht aber auch die Interferenzen und den Stromverbrauch.

CONFIGURE_READER_POWER — Set 30 dBm on all 4 ports
TX → 5A 00 01 02 01 00 04 1E 1E 1E 1E 67 FE
                              ┌───────────┐
       Payload:               │1E 1E 1E 1E│
                              └───────────┘
       0x1E = 30 decimal = 30 dBm per port
       
Power guidelines:
  • 33 dBm — Maximum range (~10m), dock doors
  • 30 dBm — Standard range (~6-8m), general use
  • 25 dBm — Medium range (~3-5m), conveyor belts
  • 20 dBm — Short range (~1-2m), point-of-sale
  • 15 dBm — Near-field (~0.5m), shelf readers

RSSI-Überwachung

RSSI-Werte (Received Signal Strength Indicator) von Tags werden als rohe ADC-Bytes (0-255) gemeldet. Verwenden Sie die Umrechnungsformel, um genaue dBm-Werte zu erhalten.

Umrechnungsformel

dBm = -100 + round((raw × 70) / 255)

Raw 128

-65 dBm

Gut

Raw 180

-51 dBm

Stark

Raw 220

-40 dBm

Hervorragend

Hochgeschwindigkeits-Inventar-Scanning

Konfigurieren Sie für das Hochgeschwindigkeits-Inventar-Scanning die Arbeitsfrequenzen, den Duplikats-Tag-Filter und den kontinuierlichen Scan-Modus. Reader unterstützen bei optimaler Konfiguration bis zu 700 Tags/Sekunde.

Frequenzkonfiguration

UHF RFID arbeitet im 920-925 MHz Band (Südostasien) mit einem Kanalabstand von 0,5 MHz. Die Kanäle sind von 0 (920 MHz) bis 10 (925 MHz) nummeriert.

SET_WORKING_FREQUENCY — 6 channels (920-925 MHz)
TX → 5A 00 01 02 05 00 06 00 02 04 06 08 0A C4 1B

Channel mapping (formula: 920.0 + index × 0.5 MHz):
  Ch 0  → 920.0 MHz
  Ch 2  → 921.0 MHz
  Ch 4  → 922.0 MHz
  Ch 6  → 923.0 MHz
  Ch 8  → 924.0 MHz
  Ch 10 → 925.0 MHz

Optimaler Scanning-Workflow

1

Antennenanschlüsse und Leistungsstufen konfigurieren

2

Arbeitsfrequenzen festlegen (FHSS für dichte Umgebungen)

3

Duplikatsfilter konfigurieren (500ms-3000ms je nach Anwendungsfall)

4

Senden Sie READ_EPC_TAG, um die kontinuierliche Inventur zu starten

5

Verarbeiten Sie Tag-Benachrichtigungen (PID 0x1231), sobald diese eingehen

6

Senden Sie STOP_INVENTORY, wenn Sie fertig sind

Complete inventory flow — TypeScript
// 1. Enable antennas 1-4
await sendFrame("CONFIGURE_ANTENNA_ENABLE", [0x0F, 0x00, 0x00, 0x00]);

// 2. Set power to 30 dBm on all ports
await sendFrame("CONFIGURE_READER_POWER", [0x1E, 0x1E, 0x1E, 0x1E]);

// 3. Set working frequencies
await sendFrame("SET_WORKING_FREQUENCY", [0, 2, 4, 6, 8, 10]);

// 4. Set duplicate filter to 1000ms  
await sendFrame("SET_FILTER_SETTINGS", [0x03, 0xE8]);

// 5. Start inventory
await sendFrame("READ_EPC_TAG");

// 6. Process tags...
reader.on("tag", (tag) => {
  const rssiDbm = -100 + Math.round((tag.rssi * 70) / 255);
  console.log(`EPC: ${tag.epc}, Ant: ${tag.antenna}, RSSI: ${rssiDbm} dBm`);
});

// 7. Stop when done
await sendFrame("STOP_INVENTORY");