เอกสาร

คู่มือการรวม RFID Reader

เอกสารประกอบที่ครอบคลุมเกี่ยวกับการตั้งค่าการสื่อสารแบบอนุกรม การกำหนดค่าเสาอากาศ การดำเนินการเข้ารหัสแท็ก (EPC Gen2 / ISO 18000-6C) และการจัดการพลังงาน รวมถึงตัวอย่างสำหรับการปรับใช้เสาอากาศหลายต้นและการสแกนสินค้าคงคลังความเร็วสูง

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

การตั้งค่าการสื่อสารแบบอนุกรม

เครื่องอ่าน RFID โปรโตคอล Nextwaves NRN สื่อสารผ่านพอร์ตอนุกรม (RS-232 หรือ USB-to-Serial) ต้องกำหนดค่าพารามิเตอร์การเชื่อมต่ออย่างถูกต้องเพื่อให้แน่ใจว่าการส่งข้อมูลมีเสถียรภาพ

สำหรับการเชื่อมต่อ API WebSerial ที่ใช้เบราว์เซอร์ ให้ใช้ Nextwaves Reader Connect ที่ app.nextwaves.com/reader แอปพลิเคชันจะตรวจจับพอร์ต COM โดยอัตโนมัติและกำหนดค่าพารามิเตอร์การเชื่อมต่อ

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()

โครงสร้างเฟรมโปรโตคอล Nextwaves NRN

คำสั่งโปรโตคอล NRN ทุกคำสั่งจะถูกแคปซูลในเฟรมไบนารีที่ประกอบด้วย: ส่วนหัว (0x5A), PCW (คำควบคุมโปรโตคอล), หมวดหมู่, MID (ID ข้อความ), ความยาว, เพย์โหลดข้อมูล และ CRC16-CCITT checksum

ฟิลด์ขนาดคำอธิบาย
Header
1 byte
เสมอ 0x5A. เครื่องหมายเริ่มต้นเฟรม
PCW
2 bytes
แฟล็กโปรโตคอล (เวอร์ชัน, ที่อยู่)
Category
1 byte
หมวดหมู่คำสั่ง (0x00=System, 0x01=Device, 0x02=RFID)
MID
1 byte
ID ข้อความภายในหมวดหมู่
Length
2 bytes
ความยาวเพย์โหลดเป็นไบต์ (big-endian)
Data
N bytes
เพย์โหลดเฉพาะคำสั่ง
CRC16
2 bytes
CRC16-CCITT checksum ของไบต์หลังจากส่วนหัว

ตัวอย่างคำสั่ง

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

การอ้างอิงคำสั่งหลัก

คำสั่งรหัสคำอธิบาย
QUERY_INFO
0x0100
สอบถามหมายเลขซีเรียลและเวอร์ชันเฟิร์มแวร์ของเครื่องอ่าน
QUERY_RFID_ABILITY
0x1000
สอบถามความสามารถ RFID (ช่วงกำลัง, จำนวนเสาอากาศ)
READ_EPC_TAG
0x0210
เริ่มการสำรวจ EPC tag อย่างต่อเนื่อง
WRITE_EPC_TAG
0x0211
เขียนข้อมูลไปยัง EPC bank ของแท็ก
STOP_INVENTORY
0x02FF
หยุดการสำรวจ tag ที่กำลังทำงาน
CONFIGURE_READER_POWER
0x0201
ตั้งค่ากำลังส่ง (0-33 dBm ต่อเสาอากาศ)
CONFIGURE_ANTENNA_ENABLE
0x0203
เปิด/ปิดใช้งานพอร์ตเสาอากาศ (bitmask)
SET_WORKING_FREQUENCY
0x0205
ตั้งค่าความถี่ในการทำงานเฉพาะ
SET_FILTER_SETTINGS
0x0209
กำหนดค่าตัวกรอง tag ซ้ำ (ตามเวลา)
BUZZER_SWITCH
0x011E
ควบคุมโหมดกริ่ง

การกำหนดค่าเสาอากาศ

เครื่องอ่าน RFID รองรับพอร์ตเสาอากาศได้สูงสุด 32 พอร์ต แต่ละพอร์ตเปิดหรือปิดใช้งานผ่าน bitmask ขนาด 4 ไบต์ เสาอากาศมีหมายเลข 1 ถึง 32 โดยแต่ละบิตสอดคล้องกับพอร์ต

บิตมาสก์เสาอากาศ

เปิดใช้งานเสาอากาศ 1-40F 00 00 00Binary 00001111 - ports 1, 2, 3, 4 on
เปิดใช้งานเสาอากาศ 1 & 3 เท่านั้น05 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

การปรับใช้หลายเสาอากาศ

เมื่อปรับใช้เสาอากาศหลายต้น ให้พิจารณาโพลาไรเซชัน (เชิงเส้นเทียบกับวงกลม) ระยะห่างระหว่างเสาอากาศ และโซนการครอบคลุมที่ทับซ้อนกัน เครื่องอ่านจะสแกนตามลำดับผ่านเสาอากาศที่เปิดใช้งาน และรายงานแท็กแต่ละรายการจะรวมถึง ID เสาอากาศสำหรับการกำหนดตำแหน่ง

Portal

ประตูท่าเรือ

เสาอากาศ 2-4 ต้นต่อพอร์ทัล, circular polarization, กำลังไฟ 30 dBm

Station

สายพานลำเลียง

เสาอากาศ 1-2 ต้นต่อสถานี, linear polarization, 20-25 dBm

Shelf

ชั้นวางสินค้าปลีก

เสาอากาศระยะใกล้, กำลังไฟต่ำ 15-20 dBm, ความหนาแน่นสูง

การเข้ารหัสแท็ก (EPC Gen2 / ISO 18000-6C)

UHF RFID เป็นไปตามมาตรฐาน EPC Gen2 (ISO 18000-6C) แท็กแต่ละอันมีหน่วยความจำ 4 ธนาคาร: Reserved (รหัสผ่าน), EPC (ตัวระบุ 96+ บิต), TID (ID ชิปที่ไม่เปลี่ยนแปลง) และ User (ข้อมูลที่กำหนดเอง)

โครงสร้างหน่วยความจำแท็ก

ธนาคารIDขนาดทั่วไปการใช้งาน
Reserved
00
64 bits
รหัสผ่าน Kill (32b) + รหัสผ่าน Access (32b)
EPC
01
96-128 bits
SGTIN-96, SSCC-96 หรือการเข้ารหัสแบบกำหนดเอง
TID
10
96+ bits
ID ผู้ผลิตชิป (อ่านอย่างเดียว, ไม่ซ้ำกัน)
User
11
0-512 bits
ข้อมูลเฉพาะแอปพลิเคชัน (ขึ้นอยู่กับชิป)

ตัวอย่างการถอดรหัส SGTIN-96

SGTIN-96 เป็นการเข้ารหัสที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับผลิตภัณฑ์ค้าปลีกและซัพพลายเชน แปลง EPC เลขฐานสิบหก 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 โดยตรงในเบราว์เซอร์ของคุณ

การจัดการพลังงาน

กำลังส่งของเครื่องอ่านสามารถปรับได้ตั้งแต่ 0 ถึง 33 dBm ต่อพอร์ตเสาอากาศ กำลังไฟที่สูงขึ้นจะเพิ่มระยะการอ่าน แต่ยังเพิ่มการรบกวนและการใช้พลังงานด้วย

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 (ตัวบ่งชี้ความแรงของสัญญาณที่ได้รับ) จากแท็กจะถูกรายงานเป็นไบต์ ADC ดิบ (0-255) ใช้สูตรการแปลงเพื่อให้ได้ค่า dBm ที่ถูกต้อง

สูตรการแปลงdBm = -100 + round((raw x 70) / 255)
Raw 128 - ดี-65 dBm
Raw 180 - แรง-51 dBm
Raw 220 - ยอดเยี่ยม-40 dBm

การสแกนสินค้าคงคลังความเร็วสูง

สำหรับการสแกนสินค้าคงคลังความเร็วสูง ให้กำหนดค่าความถี่ในการทำงาน ตัวกรองแท็กที่ซ้ำกัน และโหมดการสแกนต่อเนื่อง เครื่องอ่านรองรับแท็กได้สูงสุด 700 แท็ก/วินาที ด้วยการกำหนดค่าที่เหมาะสมที่สุด

การกำหนดค่าความถี่

UHF RFID ทำงานในช่วง 920-925 MHz (เอเชียตะวันออกเฉียงใต้) โดยมีช่องว่าง 0.5 MHz ช่องสัญญาณมีหมายเลขตั้งแต่ 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 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

ขั้นตอนการสแกนที่เหมาะสมที่สุด

01

กำหนดค่าพอร์ตเสาอากาศและระดับพลังงาน

02

ตั้งค่าความถี่ในการทำงาน (FHSS สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความหนาแน่น)

03

กำหนดค่าตัวกรองซ้ำ (500ms-3000ms ขึ้นอยู่กับกรณีการใช้งาน)

04

ส่ง READ_EPC_TAG เพื่อเริ่มการตรวจนับสินค้าอย่างต่อเนื่อง

05

ประมวลผลการแจ้งเตือนแท็ก (PID 0x1231) เมื่อได้รับ

06

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");