مستندات

راهنمای یکپارچه‌سازی کارت‌خوان RFID

مستندات جامع شامل راه‌اندازی ارتباط سریال، پیکربندی آنتن، عملیات رمزگذاری تگ (EPC Gen2 / ISO 18000-6C) و مدیریت توان. شامل نمونه‌هایی برای استقرارهای چند آنتنی و اسکن موجودی سریع.

Reader bring-up
NRN
Serial115200 8N1
ProtocolCRC16-CCITT
RF power0-33 dBm
Inventory700 tags/s
5APCWCATMIDLENDATACRC16

راه‌اندازی ارتباط سریال

کارت‌خوان‌های RFID پروتکل NRN Nextwaves از طریق پورت سریال ارتباط برقرار می‌کنند (RS-232 یا USB-to-Serial). پارامترهای اتصال باید به درستی پیکربندی شوند تا انتقال داده پایدار تضمین شود.

برای اتصالات WebSerial API مبتنی بر مرورگر، از Nextwaves Reader Connect در app.nextwaves.com/reader استفاده کنید. این برنامه به طور خودکار پورت‌های COM را شناسایی و پارامترهای اتصال را پیکربندی می‌کند.

Baud rate115200
Data bits8
Stop bits1
ParityNone
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()

ساختار قاب پروتکل Nextwaves NRN

هر دستور پروتکل NRN در یک قاب دودویی کapsule شده است که شامل: Header (0x5A)، PCW (Protocol Control Word)، Category، MID (Message ID)، Length، Data payload و CRC16-CCITT checksum است.

فیلداندازهتوضیحات
Header
1 byte
همیشه 0x5A. نشانگر شروع قاب
PCW
2 bytes
پرچم‌های پروتکل (نسخه، آدرس)
Category
1 byte
دسته دستور (0x00=سیستم، 0x01=دستگاه، 0x02=RFID)
MID
1 byte
شناسه پیام در دسته
Length
2 bytes
طول payload در بایت (big-endian)
Data
N bytes
payload مخصوص دستور
CRC16
2 bytes
CRC16-CCITT checksum بایت‌های بعد از header

نمونه‌های دستور

QUERY_INFO - Query reader serial number and 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

مرجع دستورات کلیدی

دستورکدتوضیحات
QUERY_INFO
0x0100
درخواست شماره سریال کارت‌خوان و نسخه‌های firmware
QUERY_RFID_ABILITY
0x1000
درخواست قابلیت‌های RFID (محدوده توان، تعداد آنتن)
READ_EPC_TAG
0x0210
شروع موجودی تگ EPC مداوم
WRITE_EPC_TAG
0x0211
نوشتن داده در بانک EPC یک تگ
STOP_INVENTORY
0x02FF
توقف موجودی تگ در حال اجرا
CONFIGURE_READER_POWER
0x0201
تنظیم توان انتقال (0-33 dBm در هر آنتن)
CONFIGURE_ANTENNA_ENABLE
0x0203
فعال/غیرفعال کردن پورت‌های آنتن (bitmask)
SET_WORKING_FREQUENCY
0x0205
تنظیم فرکانس‌های کاری خاص
SET_FILTER_SETTINGS
0x0209
پیکربندی فیلتر تگ تکراری (مبتنی بر زمان)
BUZZER_SWITCH
0x011E
کنترل حالت بازر

پیکربندی آنتن

کارت‌خوان‌های RFID از حداکثر 32 پورت آنتن پشتیبانی می‌کنند. هر پورت از طریق یک bitmask 4 بایتی فعال یا غیرفعال می‌شود. آنتن‌ها از 1 تا 32 شماره‌گذاری شده‌اند که هر بیت مربوط به یک پورت است.

Bitmask آنتن

فعال کردن آنتن‌های 1-40F 00 00 00Binary 00001111 - ports 1, 2, 3, 4 on
فقط فعال کردن آنتن‌های 1 و 305 00 00 00Binary 00000101 - ports 1 and 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

استقرار چند آنتنی

هنگام استقرار چند آنتن، قطبش (خطی در مقابل دایروی)، فاصله بین آنتن‌ها و مناطق پوشش همپوشانی را در نظر بگیرید. کارت‌خوان به طور متوالی از طریق آنتن‌های فعال اسکن می‌کند و هر گزارش تگ شامل شناسه آنتن برای تعیین موقعیت است.

Portal

درب بارگیری

2-4 آنتن در هر پورتال، قطبش دایروی، توان 30 dBm

Station

نوار نقاله

1-2 آنتن در هر ایستگاه، قطبش خطی، 20-25 dBm

Shelf

قفسه فروشگاه

آنتن‌های میدان نزدیک، توان کم 15-20 dBm، تراکم بالا

رمزگذاری تگ (EPC Gen2 / ISO 18000-6C)

UHF RFID از استاندارد EPC Gen2 (ISO 18000-6C) پیروی می‌کند. هر تگ دارای 4 بانک حافظه است: Reserved (رمزهای عبور)، EPC (شناسه 96+ بیت)، TID (شناسه تراشه تغییرناپذیر) و User (داده‌های سفارشی).

ساختار حافظه تگ

بانکشناسهاندازه معمولاستفاده
Reserved
00
64 bits
رمز عبور Kill (32b) + رمز عبور Access (32b)
EPC
01
96-128 bits
SGTIN-96، SSCC-96 یا رمزگذاری سفارشی
TID
10
96+ bits
شناسه سازنده تراشه (فقط خواندنی، منحصربه‌فرد)
User
11
0-512 bits
داده‌های مخصوص برنامه (بسته به تراشه)

نمونه رمزگشایی SGTIN-96

SGTIN-96 رایج‌ترین رمزگذاری برای محصولات خرده‌فروشی و زنجیره تأمین است. تبدیل EPC hex 24 کاراکتری به GTIN-14، شماره سریال و 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]

از ابزار EPC Encoder آنلاین در /tools/tds-rfid-converter برای رمزگذاری و رمزگشایی SGTIN-96، SSCC-96، GRAI-96 مستقیماً در مرورگر خود استفاده کنید.

مدیریت توان

توان انتقال کارت‌خوان از 0 تا 33 dBm در هر پورت آنتن قابل تنظیم است. توان بالاتر دامنه خواندن را افزایش می‌دهد اما تداخل و مصرف برق را نیز افزایش می‌دهد.

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

نظارت بر RSSI

مقادیر RSSI (نشانگر قدرت سیگنال دریافتی) از تگ‌ها به صورت بایت‌های ADC خام گزارش می‌شوند (0-255). از فرمول تبدیل برای به دست آوردن مقادیر dBm دقیق استفاده کنید.

فرمول تبدیلdBm = -100 + round((raw x 70) / 255)
Raw 128 - خوب-65 dBm
Raw 180 - قوی-51 dBm
Raw 220 - عالی-40 dBm

اسکن موجودی سریع

برای اسکن موجودی سریع، فرکانس‌های کاری، فیلتر تگ تکراری و حالت اسکن مداوم را پیکربندی کنید. کارت‌خوان‌ها با پیکربندی بهینه تا 700 تگ/ثانیه پشتیبانی می‌کنند.

پیکربندی فرکانس

UHF RFID در باند 920-925 MHz (آسیای جنوب شرقی) با فاصله کانال 0.5 MHz کار می‌کند. کانال‌ها از 0 (920 MHz) تا 10 (925 MHz) شماره‌گذاری شده‌اند.

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 x 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

گردش کار اسکن بهینه

01

پیکربندی پورت‌های آنتن و سطوح توان

02

تنظیم فرکانس‌های کاری (FHSS برای محیط‌های متراکم)

03

پیکربندی فیلتر تکراری (500ms-3000ms بسته به مورد استفاده)

04

ارسال READ_EPC_TAG برای شروع موجودی مداوم

05

پردازش اعلان‌های تگ (PID 0x1231) با دریافت

06

ارسال STOP_INVENTORY پس از اتمام

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");