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PLC及PC與RFID射頻識別讀寫器串行通訊的實現(xiàn)

作者:王宏 時間:2008-09-03 來源:中國傳動網(wǎng) 收藏

摘要:本文以EMS(Escort Memory Systems)的讀寫器LRP830為例,分別介紹了讀寫器進行,從而讀取標識數(shù)據(jù)的具體實現(xiàn)方法:PLC通過串行I/O通訊協(xié)議與讀寫器實現(xiàn),PC通過Windows多線程技術(shù)與RFID讀寫器實現(xiàn)。文中給出了實例。RFID在我國的應(yīng)用才剛剛開始,前景非常廣闊。本文所述方法具有一定代表性,對于推動RFID射頻識別技術(shù)在工業(yè)自動化等領(lǐng)域的應(yīng)用,具有一定的積極意義。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/87674.htm

關(guān)鍵詞:射頻識別 串行通訊

1 RFID射頻識別系統(tǒng)簡介

  RFID 的全稱是Radio Frequency Identification,即射頻識別,它利用無線電射頻實現(xiàn)(PLC)或(PC)與標識間的數(shù)據(jù)傳輸, 從而實現(xiàn)非接觸式目標識別與跟蹤。

  一個典型的RFID射頻識別系統(tǒng)包括四部分:標識、天線、控制器和主機(PLC或PC),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見圖1。



圖1 RFID射頻識別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

  標識一般固定在跟蹤識別對象上,如托盤、貨架、小車、集裝箱,在標識中可以存儲一定字節(jié)的數(shù)據(jù),用于記錄識別對象的重要信息。當標識隨識別對象移動時,標識就成為一個移動的數(shù)據(jù)載體。以RFID在計算機組裝線上的應(yīng)用為例,標識中可以記錄機箱的類型(立式還是臥式)、所需配件及型號(主板、硬盤、CD-ROM等)、需要完成的工序等。又如在郵包的自動分揀和跟蹤應(yīng)用中,可以在標識中存儲郵包的始發(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識中讀數(shù)據(jù)或?qū)憯?shù)據(jù)到標識中。天線形狀大小各異,大的可以做成貨倉出口的門或通道,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)讀寫器捕捉到的標識中的數(shù)據(jù)完成相應(yīng)的過程控制,或進行數(shù)據(jù)分析、顯示和存儲。

  本文即以具有代表性的美國EMS(Escort Memory Systems)公司的13.56MHz無源RFID射頻識別讀寫器LRP830為例,介紹了PLC及PC與RFID讀寫器進行串行通訊,從而獲取標識數(shù)據(jù),用于控制或數(shù)據(jù)處理的具體實現(xiàn)方法。

2 RFID射頻識別讀寫器的命令集及串行通訊協(xié)議

  以LRP830讀寫器為例,LRP830是EMS 13.56MHz無源系列射頻讀寫器中的一種,它的標識和天線可以在水下或高溫腐蝕環(huán)境中正常工作,可以一次讀寫99個標識,最大讀寫距離63.5cm。它帶有兩個串口,一個DeviceNet接口,4個DI隔離輸入,4個DI隔離輸出,保護等級IP66,NEMA4封裝,非常適合于在工業(yè)自動化中應(yīng)用。

  LRP830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COM2兩個串口,兩個串口作用不同,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)升級程序。

  LRP830可以與所有EMS的FastTrackTM系列無源標識結(jié)合使用,每個標識中可以存儲48個字節(jié)的數(shù)據(jù),另外還有8個字節(jié)用于存儲只讀的唯一的序列號(出廠前由廠方設(shè)定)。

  LRP830提供了單標識讀寫命令集(見表1),多標識讀寫命令與此類似?! ?/p>

表1 單標識命令集

  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)讀單標識命令的一個例子,其它命令與此類似。

  表2 ABxS協(xié)議持續(xù)讀單標識命令舉例

3 RFID讀寫器與PLC串行通訊

  以EMS RFID讀寫器LRP830 與GE Fanuc VersaMax PLC的串行通訊為例。VersaMax PLC的RS232串口與LRP830的COM1接線對應(yīng)關(guān)系見表3。

  表3 VersaMax與LRP830讀寫器的串口接線對應(yīng)關(guān)系

  通過PLC控制RFID讀寫器讀寫標識數(shù)據(jù)的實現(xiàn)流程如圖2所示。



圖2 PLC讀寫RFID標識數(shù)據(jù)的程序結(jié)構(gòu)框圖

  以下是具體實現(xiàn)時要注意的技術(shù)細節(jié):

  1) LRP830與VersaMax PLC的串口相連時,信號線要錯線,即VersaMax RS232口的TXD/RXD要接LRP830 的COM1的RXD/TXD,LRP830與PC連接時則是直通的。

  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FF(46H)到標識中,從第一個字節(jié)寫起。


圖3 PLC與RFID讀寫器串行通訊例程

  3) 要注意PLC寫標識數(shù)據(jù)只需要執(zhí)行寫串口命令就可以了,而PLC讀標識數(shù)據(jù)的過程則包含兩步:一是PLC執(zhí)行寫串口命令, 即寫讀標識命令到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讀寫器在接到讀標識命令后,會返回讀命令的響應(yīng)信息到串口緩沖區(qū),其中包含了讀到的標識數(shù)據(jù)。

  4) 使用ABxS協(xié)議時,要注意命令字的MSB和LSB的順序問題。RFID讀寫器與PLC通訊時,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BLKMOV WORD指令的第三個輸入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。LRP830讀寫器的面板上有兩排LED指示燈,其中,當“ANT”亮時,表示天線在執(zhí)行讀寫操作;“COM1”亮時,表示串口1執(zhí)行了寫命令,“RF”亮時,表示有標識被讀寫且仍在讀寫范圍內(nèi)。

4 RFID讀寫器與PC串行通訊

  仍以EMS RFID讀寫器LRP830為例。與PC機相連時,LRP830的COM1/COM2與PC機的9針串口COM1/COM2的連接對應(yīng)關(guān)系見表4。

  表4 LRP830的串口與PC串口連接對應(yīng)關(guān)系

  在PC機上開發(fā)串口通訊程序,可以使用現(xiàn)有的通訊控件(如VB的Mscomm),也可以使用高級編程語言結(jié)合Windows API實現(xiàn)。本文用Delphi 6在Windows2000環(huán)境中,應(yīng)用多線程技術(shù)實現(xiàn)了PC與RFID讀寫器間的串行通信。使用Delphi的優(yōu)點是,Delphi對許多Windows底層API函數(shù)作了封裝,簡化了程序代碼。使用多線程的優(yōu)點是,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。



圖4 PC與RFID讀寫器串行通信程序框圖

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