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PLC及PC与RFID射频识别读写器串行通讯的实现
2006年5月9日 14:18  来源:RFID射频快报  作者:王宏

    本文以EMS(EscortMemorySystems)的RFID射频识别读写器LRP830为例,分别介绍了可编程控制器及微机与RFID射频识别读写器进行串行通讯,从而读取标识数据的具体实现方法:PLC通过串行I/O通讯协议与RFID读写器实现串行通讯,PC通过Windows多线程技术与RFID读写器实现串行通讯。文中给出了实例。RFID射频识别在我国的应用才刚刚开始,前景非常广阔。本文所述方法具有一定代表性,对于推动RFID射频识别技术在工业自动化等领域的应用,具有一定的积极意义。

    RFID射频识别系统简介

    RFID的全称是RadioFrequencyIdentification,即射频识别,它利用无线电射频实现可编程控制器(PLC)或微机(PC)与标识间的数据传输,从而实现非接触式目标识别与跟踪。

    一个典型的RFID射频识别系统包括四部分:标识、天线、控制器和主机(PLC或PC),系统结构图见图1。

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    图1RFID射频识别系统结构图

    标识一般固定在跟踪识别对象上,如托盘、货架、小车、集装箱,在标识中可以存储一定字节的数据,用于记录识别对象的重要信息。当标识随识别对象移动时,标识就成为一个移动的数据载体。以RFID在计算机组装线上的应用为例,标识中可以记录机箱的类型(立式还是卧式)、所需配件及型号(主板、硬盘、CD-ROM等)、需要完成的工序等。又如在邮包的自动分拣和跟踪应用中,可以在标识中存储邮包的始发地、目的地、路由等信息。

    天线的作用是通过无线电磁波从标识中读数据或写数据到标识中。天线形状大小各异,大的可以做成货仓出口的门或通道,小的可以小到1mm。

    控制器用于控制天线与PLC或PC间的数据通信,有的控制器还带有数字量输入输出,可以直接用于控制。控制器与天线合称读写器。

    PLC或PC根据读写器捕捉到的标识中的数据完成相应的过程控制,或进行数据分析、显示和存储。

    本文即以具有代表性的美国EMS(EscortMemorySystems)公司的13.56MHz无源RFID射频识别读写器LRP830为例,介绍了PLC及PC与RFID读写器进行串行通讯,从而获取标识数据,用于控制或数据处理的具体实现方法。

    RFID射频识别读写器的命令集及串行通讯协议

    以LRP830读写器为例,LRP830是EMS13.56MHz无源系列射频读写器中的一种,它的标识和天线可以在水下或高温腐蚀环境中正常工作,可以一次读写99个标识,最大读写距离63.5cm。它带有两个串口,一个DeviceNet接口,4个DI隔离输入,4个DI隔离输出,保护等级IP66,NEMA4封装,非常适合于在工业自动化中应用。

    LRP830读写器上的串口是合在一起的,通过专用电缆可以分接出COM1和COM2两个串口,两个串口作用不同,COM1用作通讯口,从PLC或PC接收命令并返回响应数据,可以配置为RS232、RS422或DeviceNet接口。COM2用于配置系统参数(如读写模式、波特率等)或下载系统升级程序。

    LRP830可以与所有EMS的FastTrackTM系列无源标识结合使用,每个标识中可以存储48个字节的数据,另外还有8个字节用于存储只读的唯一的序列号(出厂前由厂方设定)。

    LRP830提供了单标识读写命令集(见表1),多标识读写命令与此类似。

    表1单标识命令集

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    每种命令可以有三种通讯协议:ABxS、ABxF、ABxASCII。表2是ABxS通讯协议持续读单标识命令的一个例子,其它命令与此类似。

    表2ABxS协议持续读单标识命令举例

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    RFID读写器与PLC串行通讯

    以EMSRFID读写器LRP830与GEFanucVersaMaxPLC的串行通讯为例。VersaMaxPLC的RS232串口与LRP830的COM1接线对应关系见表3。

    表3VersaMax与LRP830读写器的串口接线对应关系

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    通过PLC控制RFID读写器读写标识数据的实现流程如图2所示。

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    图2PLC读写RFID标识数据的程序结构框图

    以下是具体实现时要注意的技术细节:

    1)LRP830与VersaMaxPLC的串口相连时,信号线要错线,即VersaMaxRS232口的TXD/RXD要接LRP830的COM1的RXD/TXD,LRP830与PC连接时则是直通的。

    2)PLC使用串行I/O通讯协议与RFID读写器通讯。串口初始化、设置缓冲区、清除缓冲区、写串口、读串口状态等操作都是先通过一组BLKMOVWORD指令给COMMREQ的数据块赋值,然后执行COMMREQ指令完成的。例如,以下语句(见图3)通过RFID读写器写10个FF(46H)到标识中,从第一个字节写起。

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    图3PLC与RFID读写器串行通讯例程

    3)要注意PLC写标识数据只需要执行写串口命令就可以了,而PLC读标识数据的过程则包含两步:一是PLC执行写串口命令,即写读标识命令到RFID读写器;二是PLC执行读串口命令,捕捉RFID读写器返回的数据。这是由于RFID读写器在接到读标识命令后,会返回读命令的响应信息到串口缓冲区,其中包含了读到的标识数据。

    4)使用ABxS协议时,要注意命令字的MSB和LSB的顺序问题。RFID读写器与PLC通讯时,要将读写器指令的MSB和LSB颠倒一下,即LSB在前,MSB在后。例如图3中,第二个BLKMOVWORD指令的第三个输入IN3应为16#4AA,而非16#AA04。

    5)利用读写器指示灯的变化辅助PLC程序调试。LRP830读写器的面板上有两排LED指示灯,其中,当“ANT”亮时,表示天线在执行读写操作;“COM1”亮时,表示串口1执行了写命令,“RF”亮时,表示有标识被读写且仍在读写范围内。

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