DOCUMENTATION

คู่มือการรวมระบบเครื่องอ่าน RFID

เอกสารประกอบที่ครอบคลุมเกี่ยวกับการตั้งค่าการสื่อสารแบบอนุกรม, การกำหนดค่าสายอากาศ, การดำเนินการเข้ารหัสแท็ก (EPC Gen2 / ISO 18000-6C) และการจัดการพลังงาน รวมถึงตัวอย่างสำหรับการติดตั้งแบบหลายสายอากาศและการสแกนสินค้าคงคลังความเร็วสูง

การตั้งค่าการสื่อสารแบบอนุกรม

เครื่องอ่าน RFID โปรโตคอล NATION สื่อสารผ่านพอร์ตซีเรียล (RS-232 หรือ USB-to-Serial) ต้องกำหนดค่าพารามิเตอร์การเชื่อมต่อให้ถูกต้องเพื่อให้แน่ใจว่าการส่งข้อมูลมีความเสถียร

Baud Rate

115200

Data Bits

8

Stop Bits

1

Parity

None

สำหรับการเชื่อมต่อผ่าน WebSerial API บนเบราว์เซอร์ ให้ใช้ Nextwaves Reader Connect ที่ app.nextwaves.com/reader แอปพลิเคชันจะตรวจหาพอร์ต COM โดยอัตโนมัติและกำหนดค่าพารามิเตอร์การเชื่อมต่อ

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()

โครงสร้างเฟรมโปรโตคอล NATION

ทุกคำสั่งของโปรโตคอล NATION จะถูกบรรจุอยู่ในเฟรมไบนารีซึ่งประกอบด้วย: Header (0x5A), PCW (Protocol Control Word), Category, MID (Message ID), Length, Data payload และ CRC16-CCITT checksum

ฟิลด์ขนาดคำอธิบาย
Header1 byteเป็น 0x5A เสมอ — ตัวบ่งชี้จุดเริ่มต้นของเฟรม
PCW2 bytesแฟล็กโปรโตคอล (เวอร์ชัน, ที่อยู่)
Category1 byteหมวดหมู่คำสั่ง (0x00=System, 0x01=Device, 0x02=RFID)
MID1 byteMessage ID ภายในหมวดหมู่
Length2 bytesความยาว Payload ในหน่วยไบต์ (big-endian)
DataN bytesPayload เฉพาะสำหรับคำสั่ง
CRC162 bytesCRC16-CCITT checksum ของไบต์หลังจาก Header

ตัวอย่างคำสั่ง

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

การอ้างอิงคำสั่งหลัก

คำสั่งรหัสคำอธิบาย
QUERY_INFO0x0100สอบถามหมายเลขซีเรียลของเครื่องอ่านและเวอร์ชันเฟิร์มแวร์
QUERY_RFID_ABILITY0x1000สอบถามความสามารถของ RFID (ช่วงกำลังส่ง, จำนวนสายอากาศ)
READ_EPC_TAG0x0210เริ่มการตรวจนับแท็ก EPC แบบต่อเนื่อง
WRITE_EPC_TAG0x0211เขียนข้อมูลลงใน EPC bank ของแท็ก
STOP_INVENTORY0x02FFหยุดการตรวจนับแท็กที่กำลังทำงานอยู่
CONFIGURE_READER_POWER0x0201ตั้งค่ากำลังส่ง (0-33 dBm ต่อเสาอากาศ)
CONFIGURE_ANTENNA_ENABLE0x0203เปิด/ปิดพอร์ตเสาอากาศ (bitmask)
SET_WORKING_FREQUENCY0x0205ตั้งค่าความถี่ในการทำงานที่เฉพาะเจาะจง
SET_FILTER_SETTINGS0x0209กำหนดค่าตัวกรองแท็กซ้ำ (ตามเวลา)
BUZZER_SWITCH0x011Eควบคุมโหมดบัซเซอร์

การกำหนดค่าเสาอากาศ

เครื่องอ่าน RFID รองรับพอร์ตเสาอากาศสูงสุด 32 พอร์ต แต่ละพอร์ตจะถูกเปิดหรือปิดใช้งานผ่าน bitmask ขนาด 4 ไบต์ เสาอากาศจะถูกกำหนดหมายเลขตั้งแต่ 1 ถึง 32 โดยแต่ละบิตจะตรงกับพอร์ตนั้นๆ

Bitmask ของเสาอากาศ

เปิดใช้งานเสาอากาศ 1-4

0x0F, 0x00, 0x00, 0x00

Binary: 00001111 → Ports 1,2,3,4 ON

เปิดใช้งานเฉพาะเสาอากาศ 1 และ 3

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

การติดตั้งแบบหลายเสาอากาศ

เมื่อติดตั้งเสาอากาศหลายตัว ให้พิจารณาเรื่องโพลาไรเซชัน (แบบเชิงเส้นเทียบกับแบบวงกลม) ระยะห่างระหว่างเสาอากาศ และพื้นที่ครอบคลุมที่ทับซ้อนกัน เครื่องอ่านจะสแกนตามลำดับผ่านเสาอากาศที่เปิดใช้งาน และรายงานแท็กแต่ละรายการจะรวม ID ของเสาอากาศเพื่อใช้ในการระบุตำแหน่ง

ประตูคลังสินค้า (Dock Door)

เสาอากาศ 2-4 ต้นต่อพอร์ทัล, โพลาไรเซชันแบบวงกลม, กำลังส่ง 30 dBm

สายพานลำเลียง

เสาอากาศ 1-2 ต้นต่อสถานี, โพลาไรเซชันแบบเชิงเส้น, กำลังส่ง 20-25 dBm

ชั้นวางสินค้า

เสาอากาศระยะใกล้ (Near-field), กำลังส่งต่ำ 15-20 dBm, ความหนาแน่นสูง

การเข้ารหัสแท็ก (EPC Gen2 / ISO 18000-6C)

UHF RFID เป็นไปตามมาตรฐาน EPC Gen2 (ISO 18000-6C) แท็กแต่ละอันมีหน่วยความจำ 4 ส่วน (banks): Reserved (รหัสผ่าน), EPC (ตัวระบุขนาด 96+ บิต), TID (ID ชิปที่ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้) และ User (ข้อมูลที่กำหนดเอง)

โครงสร้างหน่วยความจำของแท็ก

ส่วน (Bank)IDขนาดปกติการใช้งาน
Reserved0064 bitsKill password (32b) + Access password (32b)
EPC0196-128 bitsSGTIN-96, SSCC-96 หรือการเข้ารหัสแบบกำหนดเอง
TID1096+ bitsID ผู้ผลิตชิป (อ่านอย่างเดียว, ไม่ซ้ำกัน)
User110-512 bitsข้อมูลเฉพาะของแอปพลิเคชัน (ขึ้นอยู่กับชิป)

ตัวอย่างการถอดรหัส SGTIN-96

SGTIN-96 เป็นการเข้ารหัสที่พบบ่อยที่สุดสำหรับสินค้าในร้านค้าปลีกและห่วงโซ่อุปทาน แปลง EPC ฐานสิบหกขนาด 24 ตัวอักษรเป็น GTIN-14, หมายเลขซีเรียล และ 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]

ใช้เครื่องมือ EPC Encoder ออนไลน์ที่ /tools/tds-rfid-converter เพื่อเข้ารหัสและถอดรหัส SGTIN-96, SSCC-96, GRAI-96 ได้โดยตรงในเบราว์เซอร์ของคุณ

การจัดการพลังงาน

กำลังส่งของเครื่องอ่านสามารถปรับได้ตั้งแต่ 0 ถึง 33 dBm ต่อพอร์ตเสาอากาศ กำลังส่งที่สูงขึ้นจะช่วยเพิ่มระยะการอ่าน แต่ยังเพิ่มสัญญาณรบกวนและการใช้พลังงานด้วย

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

การตรวจสอบ RSSI

ค่า RSSI (Received Signal Strength Indicator) จากแท็กจะถูกรายงานเป็นไบต์ ADC ดิบ (0-255) ใช้สูตรการแปลงเพื่อให้ได้ค่า dBm ที่แม่นยำ

สูตรการแปลง

dBm = -100 + round((raw × 70) / 255)

Raw 128

-65 dBm

ดี

Raw 180

-51 dBm

แรงมาก

Raw 220

-40 dBm

ดีเยี่ยม

การสแกนสินค้าคงคลังความเร็วสูง

สำหรับการสแกนสินค้าคงคลังความเร็วสูง ให้กำหนดค่าความถี่ในการทำงาน, ตัวกรองแท็กซ้ำ และโหมดการสแกนแบบต่อเนื่อง เครื่องอ่านรองรับสูงสุด 700 แท็ก/วินาที เมื่อมีการกำหนดค่าที่เหมาะสมที่สุด

การกำหนดค่าความถี่

UHF RFID ทำงานในช่วงความถี่ 920-925 MHz (เอเชียตะวันออกเฉียงใต้) โดยมีระยะห่างระหว่างช่องสัญญาณ 0.5 MHz ช่องสัญญาณจะถูกกำหนดหมายเลขตั้งแต่ 0 (920 MHz) ถึง 10 (925 MHz)

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

ขั้นตอนการสแกนที่เหมาะสมที่สุด

1

กำหนดค่าพอร์ตเสาอากาศและระดับกำลังส่ง

2

ตั้งค่าความถี่ในการทำงาน (FHSS สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความหนาแน่นสูง)

3

กำหนดค่าตัวกรองแท็กซ้ำ (500ms-3000ms ขึ้นอยู่กับกรณีการใช้งาน)

4

ส่ง READ_EPC_TAG เพื่อเริ่มการตรวจนับสินค้าคงคลังแบบต่อเนื่อง

5

ประมวลผลการแจ้งเตือนแท็ก (PID 0x1231) เมื่อได้รับข้อมูล

6

ส่ง STOP_INVENTORY เมื่อเสร็จสิ้น

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");