文档

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。

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 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
Header1 byte始终为 0x5A — 帧起始标记
PCW2 bytes协议标志(版本、地址)
Category1 byte命令类别 (0x00=系统, 0x01=设备, 0x02=RFID)
MID1 byte类别内的消息 ID
Length2 bytes负载长度(字节,大端序)
DataN bytes特定命令的负载
CRC162 bytesHeader 之后字节的 CRC16-CCITT 校验和

命令示例

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

关键命令参考

命令代码描述
QUERY_INFO0x0100查询读写器序列号和固件版本
QUERY_RFID_ABILITY0x1000查询 RFID 能力(功率范围、天线数量)
READ_EPC_TAG0x0210开始连续 EPC 标签盘点
WRITE_EPC_TAG0x0211向标签的 EPC 存储区写入数据
STOP_INVENTORY0x02FF停止正在运行的标签盘点
CONFIGURE_READER_POWER0x0201设置发射功率(每个天线 0-33 dBm)
CONFIGURE_ANTENNA_ENABLE0x0203启用/禁用天线端口(位掩码)
SET_WORKING_FREQUENCY0x0205设置特定工作频率
SET_FILTER_SETTINGS0x0209配置标签重复过滤(基于时间)
BUZZER_SWITCH0x011E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

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

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
Reserved0064 bits销毁密码 (32b) + 访问密码 (32b)
EPC0196-128 bitsSGTIN-96、SSCC-96 或自定义编码
TID1096+ bits芯片制造商 ID(只读,唯一)
User110-512 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。

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]

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。

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 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

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)。

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

最佳扫描工作流

1

配置天线端口和功率等级

2

设置工作频率(密集环境下使用 FHSS)

3

配置重复过滤(根据使用场景设置 500ms-3000ms)

4

发送 READ_EPC_TAG 以开始连续盘点

5

在标签通知(PID 0x1231)到达时进行处理

6

完成后发送 STOP_INVENTORY

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");