ドキュメント

RFIDリーダー統合マニュアル

シリアル通信設定、アンテナ構成、タグエンコーディング操作(EPC Gen2 / ISO 18000-6C)、および電力管理を網羅した包括的なドキュメントです。マルチアンテナ展開と高速在庫スキャンの例が含まれています。

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

シリアル通信設定

Nextwaves NRNプロトコルRFIDリーダーは、シリアルポート(RS-232またはUSB-to-Serial)を介して通信します。安定したデータ伝送を確保するには、接続パラメータを正しく設定する必要があります。

ブラウザベースのWebSerial API接続には、app.nextwaves.com/readerでNextwaves Reader Connectを使用してください。アプリケーションはCOMポートを自動的に検出し、接続パラメータを設定します。

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()

Nextwaves NRNプロトコルフレーム構造

すべてのNRNプロトコルコマンドは、ヘッダー(0x5A)、PCW(プロトコル制御ワード)、カテゴリ、MID(メッセージID)、長さ、データペイロード、およびCRC16-CCITTチェックサムで構成されるバイナリフレームにカプセル化されます。

フィールドサイズ説明
Header
1 byte
常に0x5A. フレーム開始マーカー
PCW
2 bytes
プロトコルフラグ(バージョン、アドレス)
Category
1 byte
コマンドカテゴリ(0x00=システム、0x01=デバイス、0x02=RFID)
MID
1 byte
カテゴリ内のメッセージID
Length
2 bytes
ペイロード長(バイト単位、ビッグエンディアン)
Data
N bytes
コマンド固有のペイロード
CRC16
2 bytes
ヘッダー後のバイトのCRC16-CCITTチェックサム

コマンド例

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

キーコマンドリファレンス

コマンドコード説明
QUERY_INFO
0x0100
リーダーのシリアル番号とファームウェアバージョンを照会します
QUERY_RFID_ABILITY
0x1000
RFID機能(電力範囲、アンテナ数)を照会します
READ_EPC_TAG
0x0210
連続EPCタグインベントリを開始します
WRITE_EPC_TAG
0x0211
タグのEPCバンクにデータを書き込みます
STOP_INVENTORY
0x02FF
実行中のタグインベントリを停止します
CONFIGURE_READER_POWER
0x0201
送信電力を設定します(アンテナあたり0〜33 dBm)
CONFIGURE_ANTENNA_ENABLE
0x0203
アンテナポートを有効/無効にします(ビットマスク)
SET_WORKING_FREQUENCY
0x0205
特定の動作周波数を設定します
SET_FILTER_SETTINGS
0x0209
タグ重複フィルターを設定します(時間ベース)
BUZZER_SWITCH
0x011E
ブザーモードを制御します

アンテナ設定

RFIDリーダーは最大32個のアンテナポートをサポートしています。各ポートは4バイトのビットマスクを介して有効または無効になります。アンテナは1から32まで番号が付けられ、各ビットはポートに対応しています。

アンテナビットマスク

アンテナ1〜4を有効にする0F 00 00 00Binary 00001111 - ports 1, 2, 3, 4 on
アンテナ1と3のみを有効にする05 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

マルチアンテナ展開

複数のアンテナを導入する際は、偏波(リニア vs. サーキュラー)、アンテナ間の間隔、および重複するカバレッジゾーンを考慮してください。リーダーは有効なアンテナを順番にスキャンし、各タグレポートには位置決定のためのアンテナIDが含まれます。

Portal

ドックドア

ポータルあたり2〜4つのアンテナ、円偏波、30 dBmの電力

Station

コンベアベルト

ステーションあたり1〜2つのアンテナ、直線偏波、20〜25 dBm

Shelf

小売棚

近距離アンテナ、低電力15〜20 dBm、高密度

タグエンコーディング(EPC Gen2 / ISO 18000-6C)

UHF RFIDは、EPC Gen2規格(ISO 18000-6C)に準拠しています。各タグには、Reserved(パスワード)、EPC(96+ビット識別子)、TID(不変チップID)、User(カスタムデータ)の4つのメモリバンクがあります。

タグメモリ構造

バンクID標準サイズ使用法
Reserved
00
64 bits
キルパスワード(32b)+ アクセスパスワード(32b)
EPC
01
96-128 bits
SGTIN-96、SSCC-96、またはカスタムエンコーディング
TID
10
96+ bits
チップメーカーID(読み取り専用、一意)
User
11
0-512 bits
アプリケーション固有のデータ(チップ依存)

SGTIN-96デコーディングの例

SGTIN-96は、小売およびサプライチェーン製品で最も一般的なエンコーディングです。24文字の16進数EPCをGTIN-14、シリアル番号、およびGS1 Digital Linkに変換します。

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]

オンラインEPCエンコーダツールを以下で使用してください /tools/tds-rfid-converter を使用して、SGTIN-96、SSCC-96、GRAI-96をブラウザで直接エンコードおよびデコードします。

電力管理

リーダーの送信電力は、アンテナポートあたり0〜33 dBmで調整可能です。より高い電力は読み取り範囲を広げますが、干渉と消費電力も増加します。

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モニタリング

タグからのRSSI(受信信号強度インジケーター)値は、生のADCバイト(0-255)として報告されます。正確なdBm値を得るには、変換式を使用してください。

変換式dBm = -100 + round((raw x 70) / 255)
Raw 128 - 良好-65 dBm
Raw 180 - 強力-51 dBm
Raw 220 - 優良-40 dBm

高速インベントリスキャン

高速インベントリスキャンには、動作周波数、重複タグフィルタ、および連続スキャンモードを設定します。リーダーは、最適な構成で最大700タグ/秒をサポートします。

周波数設定

UHF RFIDは920~925 MHz帯(東南アジア)で動作し、0.5 MHzのチャネル間隔を使用します。チャネルは0(920 MHz)から10(925 MHz)まで番号が付けられています。

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

最適なスキャンワークフロー

01

アンテナポートと電力レベルを設定します

02

動作周波数を設定します(高密度環境の場合はFHSS)

03

重複フィルターを設定します(ユースケースに応じて500ms~3000ms)

04

READ_EPC_TAGを送信して、継続的なインベントリを開始します

05

到着したタグ通知(PID 0x1231)を処理します

06

完了したらSTOP_INVENTORYを送信します

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");