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RFID射頻識(shí)別讀寫器與PLC及PC串行通訊的實(shí)現(xiàn)
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RFID射頻識(shí)別讀寫器與PLC及PC串行通訊的實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2016-8-11 9:35:17

RFID射頻識(shí)別技術(shù)的定義

RFID 的全稱是Radio Frequency Identification,即射頻識(shí)別,它利用無線電射頻實(shí)現(xiàn)可編程控制器(PLC)或微機(jī)(PC)與標(biāo)識(shí)間的數(shù)據(jù)傳輸, 從而實(shí)現(xiàn)非接觸式目標(biāo)識(shí)別與跟蹤。

RFID射頻識(shí)別讀寫器與PLC及PC串行通訊的實(shí)現(xiàn)

  一個(gè)典型的RFID射頻識(shí)別系統(tǒng)包括四部分:標(biāo)識(shí)、天線、控制器和主機(jī)(PLC或PC),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見圖1。

PLC及PC與RFID射頻識(shí)別讀寫器串行通訊1.jpg

圖1 RFID射頻識(shí)別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

RFID射頻識(shí)別技術(shù)與PLC如何結(jié)合

標(biāo)識(shí)一般固定在跟蹤識(shí)別對(duì)象上,如托盤、貨架、小車、集裝箱,在標(biāo)識(shí)中可以存儲(chǔ)一定字節(jié)的數(shù)據(jù),用于記錄識(shí)別對(duì)象的重要信息。當(dāng)標(biāo)識(shí)隨識(shí)別對(duì)象移動(dòng)時(shí),標(biāo)識(shí)就成為一個(gè)移動(dòng)的數(shù)據(jù)載體。以RFID在計(jì)算機(jī)組裝線上的應(yīng)用為例,標(biāo)識(shí)中可以記錄機(jī)箱的類型(立式還是臥式)、所需配件及型號(hào)(主板、硬盤、CD-ROM等)、需要完成的工序等。又如在郵包的自動(dòng)分揀和跟蹤應(yīng)用中,可以在標(biāo)識(shí)中存儲(chǔ)郵包的始發(fā)地、目的地、路由等信息。

  天線的作用是通過無線電磁波從標(biāo)識(shí)中讀數(shù)據(jù)或?qū)憯?shù)據(jù)到標(biāo)識(shí)中。天線形狀大小各異,大的可以做成貨倉(cāng)出口的門或通道,小的可以小到1mm。

  控制器用于控制天線與PLC或PC間的數(shù)據(jù)通信,有的控制器還帶有數(shù)字量輸入輸出,可以直接用于控制?刂破髋c天線合稱讀寫器。

  PLC或PC根據(jù)讀寫器捕捉到的標(biāo)識(shí)中的數(shù)據(jù)完成相應(yīng)的過程控制,或進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、顯示和存儲(chǔ)。

  本文介紹了PLC及PC與RFID讀寫器進(jìn)行串行通訊,從而獲取標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù),用于控制或數(shù)據(jù)處理的具體實(shí)現(xiàn)方法。


RFID應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)線.jpg

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2 RFID射頻識(shí)別讀寫器的命令集及串行通訊協(xié)議

  以YX9091T讀寫器為例,RFID高頻中功率電子標(biāo)簽讀寫器YX9091T,結(jié)合專有電子標(biāo)簽解碼核心與處理算法,在保持高識(shí)讀率的同時(shí),實(shí)現(xiàn)對(duì)電子標(biāo)簽的快速讀寫處理,可以一次讀寫99個(gè)標(biāo)識(shí),最大讀寫距離63.5cm。它帶有串口,或一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口,4個(gè)DI隔離輸入,4個(gè)DI隔離輸出,保護(hù)等級(jí)IP66,NEMA4封裝,非常適合于在工業(yè)自動(dòng)化中應(yīng)用。

  YX9091T讀寫器上的串口是合在一起的,通過專用電纜可以分接出COM1和COM2兩個(gè)串口,兩個(gè)串口作用不同,COM1用作通訊口,從PLC或PC接收命令并返回響應(yīng)數(shù)據(jù), 可以配置為RS232、RS422或DeviceNet接口。COM2用于配置系統(tǒng)參數(shù)(如讀寫模式、波特率等)或下載系統(tǒng)升級(jí)程序。

  YX9091T可以與所有EMS的FastTrackTM系列無源標(biāo)識(shí)結(jié)合使用,每個(gè)標(biāo)識(shí)中可以存儲(chǔ)48個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù),另外還有8個(gè)字節(jié)用于存儲(chǔ)只讀的唯一的序列號(hào)(出廠前由廠方設(shè)定)。

  YX9091T提供了單標(biāo)識(shí)讀寫命令集(見表1),多標(biāo)識(shí)讀寫命令與此類似! 

表1 單標(biāo)識(shí)命令集
PLC及PC與RFID射頻識(shí)別讀寫器串行通訊2

  每種命令可以有三種通訊協(xié)議:ABxS 、ABxF 、ABx ASCII。表2 是ABxS通訊協(xié)議持續(xù)讀單標(biāo)識(shí)命令的一個(gè)例子,其它命令與此類似。

  表2 ABxS協(xié)議持續(xù)讀單標(biāo)識(shí)命令舉例

PLC及PC與RFID射頻識(shí)別讀寫器串行通訊

3 RFID讀寫器與PLC串行通訊

  以RFID讀寫器YX9091T與GE Fanuc VersaMax PLC的串行通訊為例。VersaMax PLC的RS232串口與YX9091T的COM1接線對(duì)應(yīng)關(guān)系見表3。

  表3 VersaMax與YX9091T讀寫器的串口接線對(duì)應(yīng)關(guān)系
PLC及PC與RFID射頻識(shí)別讀寫器串行通訊

  通過PLC控制RFID讀寫器讀寫標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)流程如圖2所示。

PLC及PC與RFID射頻識(shí)別讀寫器串行通訊

圖2 PLC讀寫RFID標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)的程序結(jié)構(gòu)框圖

  以下是具體實(shí)現(xiàn)時(shí)要注意的技術(shù)細(xì)節(jié):

  1) YX9091T與VersaMax PLC的串口相連時(shí),信號(hào)線要錯(cuò)線,即VersaMax RS232口的TXD/RXD要接YX9091T 的COM1的RXD/TXD,YX9091T與PC連接時(shí)則是直通的。

  2) PLC使用串行I/O通訊協(xié)議與RFID讀寫器通訊。串口初始化、設(shè)置緩沖區(qū)、清除緩沖區(qū)、寫串口、讀串口狀態(tài)等操作都是先通過一組BLKMOV WORD指令給COMMREQ的數(shù)據(jù)塊賦值,然后執(zhí)行COMMREQ指令完成的。例如,以下語句(見圖3)通過RFID讀寫器寫10個(gè)FF(46H)到標(biāo)識(shí)中,從第一個(gè)字節(jié)寫起。

PLC及PC與RFID射頻識(shí)別讀寫器串行通訊的實(shí)��?.png

圖3 PLC與RFID讀寫器串行通訊例程

  3) 要注意PLC寫標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)只需要執(zhí)行寫串口命令就可以了,而PLC讀標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)的過程則包含兩步:一是PLC執(zhí)行寫串口命令, 即寫讀標(biāo)識(shí)命令到RFID讀寫器;二是PLC執(zhí)行讀串口命令,捕捉RFID讀寫器返回的數(shù)據(jù)。這是由于RFID讀寫器在接到讀標(biāo)識(shí)命令后,會(huì)返回讀命令的響應(yīng)信息到串口緩沖區(qū),其中包含了讀到的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)。

  4) 使用ABxS協(xié)議時(shí),要注意命令字的MSB和LSB的順序問題。RFID讀寫器與PLC通訊時(shí),要將讀寫器指令的MSB和LSB顛倒一下,即LSB在前,MSB在后。例如圖3中,第二個(gè)BLKMOV WORD指令的第三個(gè)輸入IN3應(yīng)為16#4AA,而非16#AA04。

  5) 利用讀寫器指示燈的變化輔助PLC程序調(diào)試。YX9091T讀寫器的面板上有兩排LED指示燈,其中,當(dāng)亮?xí)r,表示天線在執(zhí)行讀寫操作;COM1亮?xí)r,表示串口1執(zhí)行了寫命令,亮?xí)r,表示有標(biāo)識(shí)被讀寫且仍在讀寫范圍內(nèi)。

RFID應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)線.jpg

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4 RFID讀寫器與PC串行通訊

  仍以RFID讀寫器YX9091T為例。與PC機(jī)相連時(shí),YX9091T的COM1/COM2與PC機(jī)的9針串口COM1/COM2的連接對(duì)應(yīng)關(guān)系見表4。

  表4 LRP830的串口與PC串口連接對(duì)應(yīng)關(guān)系
PLC及PC與RFID射頻識(shí)別讀寫器串行通訊的實(shí)��?.png

  在PC機(jī)上開發(fā)串口通訊程序,可以使用現(xiàn)有的通訊控件(如VB的Mscomm),也可以使用高級(jí)編程語言結(jié)合Windows API實(shí)現(xiàn)。本文用Delphi 6在Windows2000環(huán)境中,應(yīng)用多線程技術(shù)實(shí)現(xiàn)了PC與RFID讀寫器間的串行通信。使用Delphi的優(yōu)點(diǎn)是,Delphi對(duì)許多Windows底層API函數(shù)作了封裝,簡(jiǎn)化了程序代碼。使用多線程的優(yōu)點(diǎn)是,程序編寫比較靈活,而且串口監(jiān)聽線程不影響主線程其它任務(wù)的執(zhí)行。程序結(jié)構(gòu)框圖見圖4。

PLC及PC與RFID射頻識(shí)別讀寫器串行通訊的實(shí)��?.png

圖4 PC與RFID讀寫器串行通信程序框圖

相關(guān)RFID產(chǎn)品介紹:

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