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RFID 读写器集成手册
全面文档,涵盖串口通信设置、天线配置、标签编码操作(EPC Gen2 / ISO 18000-6C)以及电源管理。包含多天线部署和高速盘点扫描示例。
串口通信设置
Nextwaves NRN 协议 RFID 读写器通过串口(RS-232 或 USB 转串口)进行通信。必须正确配置连接参数以确保稳定的数据传输。
Baud Rate
115200
Data Bits
8
Stop Bits
1
Parity
None
对于基于浏览器的 WebSerial API 连接,请访问 app.nextwaves.com/reader 使用 Nextwaves Reader Connect。该应用程序会自动检测 COM 端口并配置连接参数。
// 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()Nextwaves NRN 协议帧结构
每个 NRN 协议命令都封装在一个二进制帧中,该帧由以下部分组成:Header (0x5A)、PCW (协议控制字)、Category、MID (消息 ID)、Length、Data 负载和 CRC16-CCITT 校验和。
| 字段 | 大小 | 描述 |
|---|---|---|
| Header | 1 byte | 始终为 0x5A — 帧起始标记 |
| PCW | 2 bytes | 协议标志(版本、地址) |
| Category | 1 byte | 命令类别 (0x00=系统, 0x01=设备, 0x02=RFID) |
| MID | 1 byte | 类别内的消息 ID |
| Length | 2 bytes | 负载长度(字节,大端序) |
| Data | N bytes | 特定命令的负载 |
| CRC16 | 2 bytes | Header 之后字节的 CRC16-CCITT 校验和 |
命令示例
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 CRC16关键命令参考
| 命令 | 代码 | 描述 |
|---|---|---|
| QUERY_INFO | 0x0100 | 查询读写器序列号和固件版本 |
| QUERY_RFID_ABILITY | 0x1000 | 查询 RFID 能力(功率范围、天线数量) |
| READ_EPC_TAG | 0x0210 | 开始连续 EPC 标签盘点 |
| WRITE_EPC_TAG | 0x0211 | 向标签的 EPC 存储区写入数据 |
| STOP_INVENTORY | 0x02FF | 停止正在运行的标签盘点 |
| CONFIGURE_READER_POWER | 0x0201 | 设置发射功率(每个天线 0-33 dBm) |
| CONFIGURE_ANTENNA_ENABLE | 0x0203 | 启用/禁用天线端口(位掩码) |
| SET_WORKING_FREQUENCY | 0x0205 | 设置特定工作频率 |
| SET_FILTER_SETTINGS | 0x0209 | 配置标签重复过滤(基于时间) |
| BUZZER_SWITCH | 0x011E | 控制蜂鸣器模式 |
天线配置
RFID 读写器支持多达 32 个天线端口。每个端口通过一个 4 字节的位掩码启用或禁用。天线编号为 1 到 32,每一位对应一个端口。
天线位掩码
启用天线 1-4
0x0F, 0x00, 0x00, 0x00
Binary: 00001111 → Ports 1,2,3,4 ON
仅启用天线 1 和 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 enabled多天线部署
部署多天线时,请考虑极化方式(线极化与圆极化)、天线间距以及覆盖区域重叠。读写器会按顺序扫描已启用的天线,每个标签报告都包含用于确定位置的天线 ID。
码头门
每个门户 2-4 个天线,圆极化,30 dBm 功率
传送带
每个工位 1-2 个天线,线极化,20-25 dBm
零售货架
近场天线,15-20 dBm 低功率,高密度
标签编码 (EPC Gen2 / ISO 18000-6C)
UHF RFID 遵循 EPC Gen2 标准 (ISO 18000-6C)。每个标签有 4 个存储区:Reserved(密码)、EPC(96 位以上标识符)、TID(不可更改的芯片 ID)和 User(自定义数据)。
标签存储结构
| 存储区 | ID | 典型大小 | 用途 |
|---|---|---|---|
| Reserved | 00 | 64 bits | 销毁密码 (32b) + 访问密码 (32b) |
| EPC | 01 | 96-128 bits | SGTIN-96、SSCC-96 或自定义编码 |
| TID | 10 | 96+ bits | 芯片制造商 ID(只读,唯一) |
| User | 11 | 0-512 bits | 特定应用数据(取决于芯片) |
SGTIN-96 解码示例
SGTIN-96 是零售和供应链产品中最常用的编码。将 24 个字符的十六进制 EPC 转换为 GTIN-14、序列号和 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]请使用在线 EPC 编码器工具,网址为 /tools/tds-rfid-converter 以便直接在浏览器中对 SGTIN-96、SSCC-96、GRAI-96 进行编码和解码。
功率管理
读写器发射功率在每个天线端口 0 到 33 dBm 之间可调。功率越高,读取范围越大,但也会增加干扰和功耗。
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 readersRSSI 监控
标签的 RSSI(接收信号强度指示)值以原始 ADC 字节(0-255)形式报告。使用转换公式可获得准确的 dBm 值。
转换公式
dBm = -100 + round((raw × 70) / 255)
Raw 128
-65 dBm
良好
Raw 180
-51 dBm
强
Raw 220
-40 dBm
极佳
高速盘点扫描
对于高速盘点扫描,请配置工作频率、重复标签过滤和连续扫描模式。在最佳配置下,读写器支持每秒高达 700 个标签。
频率配置
UHF RFID 工作在 920-925 MHz 频段(东南亚),信道间隔为 0.5 MHz。信道编号从 0 (920 MHz) 到 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 MHz最佳扫描工作流
配置天线端口和功率等级
设置工作频率(密集环境下使用 FHSS)
配置重复过滤(根据使用场景设置 500ms-3000ms)
发送 READ_EPC_TAG 以开始连续盘点
在标签通知(PID 0x1231)到达时进行处理
完成后发送 STOP_INVENTORY
// 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");