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
// 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();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
| ฟิลด์ | ขนาด | คำอธิบาย |
|---|---|---|
| Header | 1 byte | เป็น 0x5A เสมอ — ตัวบ่งชี้จุดเริ่มต้นของเฟรม |
| PCW | 2 bytes | แฟล็กโปรโตคอล (เวอร์ชัน, ที่อยู่) |
| Category | 1 byte | หมวดหมู่คำสั่ง (0x00=System, 0x01=Device, 0x02=RFID) |
| MID | 1 byte | Message ID ภายในหมวดหมู่ |
| Length | 2 bytes | ความยาว Payload ในหน่วยไบต์ (big-endian) |
| Data | N bytes | Payload เฉพาะสำหรับคำสั่ง |
| CRC16 | 2 bytes | CRC16-CCITT checksum ของไบต์หลังจาก Header |
ตัวอย่างคำสั่ง
TX → 5A 00 01 01 00 00 00 DC E5
┌──┐ ┌────┐ ┌──┐ ┌──┐ ┌────┐ ┌────┐
│5A│ │0001│ │01│ │00│ │0000│ │DCE5│
└──┘ └────┘ └──┘ └──┘ └────┘ └────┘
HDR PCW CAT MID LEN CRC16TX → 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)TX → 5A 00 01 02 FF 00 00 88 5A
HDR PCW CAT MID LEN CRC16การอ้างอิงคำสั่งหลัก
| คำสั่ง | รหัส | คำอธิบาย |
|---|---|---|
| QUERY_INFO | 0x0100 | สอบถามหมายเลขซีเรียลของเครื่องอ่านและเวอร์ชันเฟิร์มแวร์ |
| QUERY_RFID_ABILITY | 0x1000 | สอบถามความสามารถของ RFID (ช่วงกำลังส่ง, จำนวนสายอากาศ) |
| READ_EPC_TAG | 0x0210 | เริ่มการตรวจนับแท็ก EPC แบบต่อเนื่อง |
| WRITE_EPC_TAG | 0x0211 | เขียนข้อมูลลงใน EPC bank ของแท็ก |
| STOP_INVENTORY | 0x02FF | หยุดการตรวจนับแท็กที่กำลังทำงานอยู่ |
| CONFIGURE_READER_POWER | 0x0201 | ตั้งค่ากำลังส่ง (0-33 dBm ต่อเสาอากาศ) |
| CONFIGURE_ANTENNA_ENABLE | 0x0203 | เปิด/ปิดพอร์ตเสาอากาศ (bitmask) |
| SET_WORKING_FREQUENCY | 0x0205 | ตั้งค่าความถี่ในการทำงานที่เฉพาะเจาะจง |
| SET_FILTER_SETTINGS | 0x0209 | กำหนดค่าตัวกรองแท็กซ้ำ (ตามเวลา) |
| BUZZER_SWITCH | 0x011E | ควบคุมโหมดบัซเซอร์ |
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
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 enabledการติดตั้งแบบหลายเสาอากาศ
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) | ID | ขนาดปกติ | การใช้งาน |
|---|---|---|---|
| Reserved | 00 | 64 bits | Kill password (32b) + Access password (32b) |
| EPC | 01 | 96-128 bits | SGTIN-96, SSCC-96 หรือการเข้ารหัสแบบกำหนดเอง |
| TID | 10 | 96+ bits | ID ผู้ผลิตชิป (อ่านอย่างเดียว, ไม่ซ้ำกัน) |
| User | 11 | 0-512 bits | ข้อมูลเฉพาะของแอปพลิเคชัน (ขึ้นอยู่กับชิป) |
ตัวอย่างการถอดรหัส SGTIN-96
SGTIN-96 เป็นการเข้ารหัสที่พบบ่อยที่สุดสำหรับสินค้าในร้านค้าปลีกและห่วงโซ่อุปทาน แปลง EPC ฐานสิบหกขนาด 24 ตัวอักษรเป็น GTIN-14, หมายเลขซีเรียล และ GS1 Digital Link
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// 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
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 readersการตรวจสอบ 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)
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 MHzขั้นตอนการสแกนที่เหมาะสมที่สุด
กำหนดค่าพอร์ตเสาอากาศและระดับกำลังส่ง
ตั้งค่าความถี่ในการทำงาน (FHSS สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความหนาแน่นสูง)
กำหนดค่าตัวกรองแท็กซ้ำ (500ms-3000ms ขึ้นอยู่กับกรณีการใช้งาน)
ส่ง READ_EPC_TAG เพื่อเริ่มการตรวจนับสินค้าคงคลังแบบต่อเนื่อง
ประมวลผลการแจ้งเตือนแท็ก (PID 0x1231) เมื่อได้รับข้อมูล
ส่ง STOP_INVENTORY เมื่อเสร็จสิ้น
// 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");