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(jiàn)圖1。

　　圖1 RFID射頻識(shí)別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　標(biāo)識(shí)一般固定在跟蹤識(shí)別對(duì)象上，如托盤(pán)、貨架、小車(chē)、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(lèi)型（立式還是臥式）、所需配件及型號(hào)（主板、硬盤(pán)、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(guò)無(wú)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(mén)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。控制器與天線合稱讀寫(xiě)器。

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

　　本文即以具有代表性的美國(guó)EMS（Escort Memory Systems）公司的13.56MHz無(wú)源RFID射頻識(shí)別讀寫(xiě)器LRP830為例，介紹了PLC及PC與RFID讀寫(xiě)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。

　　2 RFID射頻識(shí)別讀寫(xiě)器的命令集及串行通訊協(xié)議

　　以LRP830讀寫(xiě)器為例，LRP830是EMS 13.56MHz無(wú)源系列射頻讀寫(xiě)器中的一種，它的標(biāo)識(shí)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(xiě)99個(gè)標(biāo)識(shí)，最大讀寫(xiě)距離63.5cm。它帶有兩個(gè)串口，一個(gè)DeviceNet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。

　　LRP830讀寫(xiě)器上的串口是合在一起的，通過(guò)專(zhuān)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(xiě)模式、波特率等）或下載系統(tǒng)升級(jí)程序。

　　LRP830可以與所有EMS的FastTrackTM系列無(wú)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）。

　　LRP830提供了單標(biāo)識(shí)讀寫(xiě)命令集（見(jiàn)表1），多標(biāo)識(shí)讀寫(xiě)命令與此類(lèi)似。　　

　　表1 單標(biāo)識(shí)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(biāo)識(shí)命令的一個(gè)例子，其它命令與此類(lèi)似。

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

　　3 RFID讀寫(xiě)器與PLC串行通訊

　　以EMS RFID讀寫(xiě)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(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表3。

　　表3 VersaMax與LRP830讀寫(xiě)器的串口接線對(duì)應(yīng)關(guān)系

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

　　圖2 PLC讀寫(xiě)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） LRP830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LRP830 的COM1的RXD/TXD，LRP830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(xiě)器通訊。串口初始化、設(shè)置緩沖區(qū)、清除緩沖區(qū)、寫(xiě)串口、讀串口狀態(tài)等操作都是先通過(guò)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(yǔ)句（見(jiàn)圖3）通過(guò)RFID讀寫(xiě)器寫(xiě)10個(gè)FF（46H）到標(biāo)識(shí)中，從第一個(gè)字節(jié)寫(xiě)起。

　　圖3 PLC與RFID讀寫(xiě)器串行通訊例程

　　3） 要注意PLC寫(xiě)標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)只需要執(zhí)行寫(xiě)串口命令就可以了，而PLC讀標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)的過(guò)程則包含兩步：一是PLC執(zhí)行寫(xiě)串口命令, 即寫(xiě)讀標(biāo)識(shí)命令到RFID讀寫(xiě)器;二是PLC執(zhí)行讀串口命令，捕捉RFID讀寫(xiě)器返回的數(shù)據(jù)。這是由于RFID讀寫(xiě)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(wèn)題。RFID讀寫(xiě)器與PL