RFID模块使用说明书

  RFID模块使用说明书_信息与通信_工程科技_专业资料。RFID 读写控制器模块 使用说明书 浙江亚龙教育装备股份有限公司 亚龙教育 前 言 教育技术装备是教育改革进程的重要环节,在教学实验与实习、技能培训和考核,应知应 会等鉴定方面,在理论

  RFID 读写控制器模块 使用说明书 浙江亚龙教育装备股份有限公司 亚龙教育 前 言 教育技术装备是教育改革进程的重要环节,在教学实验与实习、技能培训和考核,应知应 会等鉴定方面,在理论与实践相结合,教学与生产相联系及培养学生动手能力、思维能力、创 新能力有着不可替代的作用,正确使用及保养至关重要,不仅能方便您的工作和学习,而且能 延长使用寿命和应用周期,更能发挥有形资产的功能、培育无形资产的人才。为了与贵院(校) 实验室管理条例相适应,特提出如下建议: 一、使用设备前必须熟悉产品技术说明书、使用说明书和实验指导书,按厂方提出的技术 规范和程序进行操作和实验。 二、注重设备的环境保护,减少暴晒、水浸及腐蚀物的侵袭,确保设备的绝缘电阻、耐压 系数、接地装置及室内的温度、湿度和净化度,在学会安全用电状态下工作。 三、提倡设备在常规技术参数要求范围下工作,谨防在极限技术参数要求范围下操作,禁 止设备在超越技术要求范围外工作,即作常规性实验,限做极限性实验,禁做破坏性实验。 四、实验、培训时,对于搭建的各种电路,在检查无误后方能通电。 五、严防重物、重力、机械物撞击和超越设备的承载能力和受冲击能力,使设备变形,直 至损坏。 六、对于各种单元板、单元模块和仪表要轻拿、稳放,切勿产生拖、摔、砸等现象,以免 损坏。 七、如设备出现漏电、缺相、短路,各种仪表、灯光显示异常及电火花、机械燥音或异味、 冒烟等现象,应使用急停开关并立即断电、待查,进行设备维修,切勿带病操作和使用。 八、减少电灾害、磁干扰及振动对设备允许范围外的伤害。 九、长期不使用的设备,要做定期检查维护、保养处理,方能进行工作。 浙江亚龙教育装备股份有限公司 2018 年 3 月修订 ·I· 亚龙教育 目 录 第 1 章 模块简介 ............................................................. 1 1.1 模块外观 ............................................................................... 1 1.2 模块概述 ............................................................................... 1 1.3 实训项目 ............................................................................... 1 1.4 配置清单 ............................................................................... 2 1.5 技术参数 ............................................................................... 2 1.6 功能特点 ............................................................................... 2 第 2 章 使用说明 ............................................................. 4 2.1 通讯协议 ............................................................................... 4 2.2 用串口调试工具测试 RFID 读写控制器模块 .................................................. 7 2.3 用 PLC 控制 RFID 读写控制器模块 ......................................................... 10 ·II· 亚龙教育 第 1 章 模块简介 1.1 模块外观 图 1-1 模块外观图 1.2 模块概述 射频识别,RFID(Radio Frequency Identification)技术,又称无线射频识别,是一种通信技术, 可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据, 而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。 从概念上来讲,RFID 类似于条码扫描,对于条码技术而言,它是将已编码的条形码附着于目标物并使用 专用的扫描读写器利用光信号将信息由条形磁传送到扫描读写器;而 RFID 则使用专用的 RFID 读写器及 专门的可附着于目标物的 RFID 标签,利用频率信号将信息由 RFID 标签传送至 RFID 读写器。 在该 RFID 实训模块中,我们采用的是 CY-14443N 系列射频读写模块,它是基于 ISO14443 标准的非 接触卡读卡机专用芯片,采用 0.6 微米 CMOS EEPROM 工艺,支持 ISO14443 typeA 协议,支持 MIFARE 标 准的加密算法。芯片内部高度集成了模拟调制解调电路,只需最少量的外围电路就可以工作,支持 UART 接口(-C),I2C 接口(-U),或者 SPI 接口(-P),数字电路具有 TTL、CMOS 两种电压工作模式。特别适用于 ISO14443 标准下水、电、煤气表、自动售货机、门禁、电梯、饮水机、电话机等计费系统或身份识别系 统的读卡器的应用。 1.3 实训项目 1.RFID 模块——读数据操作 2.RFID 模块——写数据操作 ·1 · 亚龙教育 1.4 配置清单 表 1-1:基本配置 序号 1 2 3 4 5 6 名称 RFID 读写控制器 白物料 黑物料 金物料 通讯线 无源转换器 主要元件或型号、规格 RFID 读写控制器 装有钱币卡 装有钱币卡 装有钱币卡 RFID 模块与 PLC 连接的通讯线 单位 块 个 个 个 条 个 备注 1.5 技术参数 1、外形尺寸:长×宽×高=85mm×55mm×80mm。 2、电源类型:DC 24V 直流电压输入; 3、天线、电子标签类型:S50 卡。 1.6 功能特点 图 1-2 功能结构图 该 RFID 模块具有以下几种功能: ? 用户不必关心射频基站复杂的控制方法,只需要简单地通过选定的UART 或IIC 或SPI接口发送 ·2 · 亚龙教育 命令就可以对卡片进行完全的操作。 ? 支持Mifare One S50,S70,Ultra Light & Mifare Pro,FM11RF08等兼容卡片。可以设定自动 寻卡,默认情况下为自动寻卡。 ? 它是低功耗宽电压功能模块,工作3~5.5V,最低功耗仅需3uA,采用一体化模块可以大大减少 PCB面积,增强应用性能,可以胜任各种应用场合。 ? CY-14443N系列全部有板载内置天线,可以再接外接天线:内置天线的优点:提高集成度,尺寸 虽小但是可以读取达到6cm以内的卡,基本不需再外接大天线就可以满足大部分的设计需要,并且不需要 更换电路就可以再连接外部天线,提高了系统的可重用性,大大降低成本,另外,内置天线的读头可以 作为有源天线使用。 ? ? 每个模块具备唯一的IP地址,主机串口可同时挂接多个模块分别访问控制。 可以读取PCD的PN,SN。 该模块具有以下几种特点: ? UART 串行接口; UART 串行接口他是通用异步串行接口,独立的收发寄存器,具有数据和帧溢出检测功能,该系统默 认波特率为 19200bps。当卡片进入到天线区后在 SIG 引脚上出现低电平,可以方便地与 MCU 或 PC 机连 接,下图是与 MCU 或 PC 机的典型连接图,当和 PC 机联机时需要接 232 电平转换,也可以接 RS485 芯片。 复位电路可以接阻容复位或直接用控制器控制。 图 1-3 串口连接模式 图 1-4 应用连接模式 ? ? ? ? ? ? 能自动感应到靠近天线区的卡片,并产生中断信号; 采用高集成 ISO14443N 读卡芯片,支持 MIFARE 标准的加密算法; 具有 TTL/CMOS 两种电压工作模式,工作电压 3-5.5V; 采用工业级高性能处理器,内置硬看门狗,具备高可靠性; 抗干扰处理,EMC 性能优良; 把复杂的底层读写卡操作简化为简单的几个命令; ·3 · 亚龙教育 第 2 章 使用说明 2.1 通讯协议 1.通讯模式:半双工通讯方式,即模块接受指令后才会做出应答; 2.波特率:19200 bps; 3.起始位:1 位; 4.数据位:8 位; 5.停止位:1 位; 6.命令格式为:前导头+通讯长度+地址码+命令字+数据域+校验码。 (1)前导头:0xAA 0xBB 两个字节(0x 表示该值为一个 16 进制数) ; (2)通讯长度:指去掉前导头之外的通讯帧所有字节数(含通讯长度字节本身); (3)地址码:0x00 0x01 两个字节。 地址码低位在前,高位在后,本例中低位是 00,高位是 01,表示十六进制数值 100,那也就是十进 制数值 256,也就是这个命令是发给地址是 256 的模块的,其他地址的模块不会响应这个命令,这对于 多个模块协同工作是非常有用的,每个 CY14443N 的模块出厂都有不同的地址变码。 RFID 读写控制器模块上有 4 个 DIP 拨码开关,DIP1、DIP2 和 DIP3 用于设置该模块的通讯地址码(最多可设置 8 个模块地址,通 讯报文中地址码的值要与 DIP 拨码设置值保持一致) ,DIP4 用于设 置通讯的终端电阻。如下表所示: 图 2-1 DIP 拨码开关 表 2-1: DIP1 0 1 0 1 0 1 0 1 表 2-2: DIP4 0 1 是否有终端电阻 无 有 ·4 · DIP2 0 0 1 1 0 0 1 1 DIP3 0 0 0 0 1 1 1 1 模块地址 0 1 2 3 4 5 6 7 亚龙教育 (4)命令字: RFID 读写控制器模块用户可用命令如下表所示; 表 2-3: 指令功能 数据长度 命令码 指令说明 发送:1 字节密钥标志+1 字节块号+6 字节密钥; 读数据 0x0C 0x21 接收: 正确返回数据域为 16 字节的块内 容。 发送:1 字节密钥标志+1 字节块号+6 写数据 0x1C 0x22 字节密钥+16 字节数据; 接收:正确返回数据域为空的帧。 (5)数据域:需要发送的数据; (6)校验码:去掉前导头和校验码字节之外,所有通讯帧所含字节的异或值。 (7)返回值:当 CPU 发送命令帧之后,需要等待读取返回值,其返回值的格式如下: ?正确:前导头+通讯长度+地址码+上次所发送的命令字+数据域+校验码。 ?错误:前导头+通讯长度+地址码+上次所发送的命令字的取反+校验码。 7.通讯范例: (1)范例一:读数据(下面的数据均以十六进制为例) 命令格式:AA BB 0C 01 00 21 00 01 FF FF FF FF FF FF 2D 【AA】 【BB】:命令头; 【0C】:表示 12 个字节的数据长度(0C 01 00 21 00 01 FF FF FF FF FF FF) ; 【01】 【00】: 地址码低位在前,高位在后,本例中低位是 01,高位是 00,表示 0x01,转换为十进 制地址也是为 1,也就是这个命令是发给地址是 1 的模块的,其他地址的模块不会响 应这个命令; 【21】:查表 2-3 可以看出,读数据的命令码为 0x21; 【00】:表示密钥类型; 【01】:块号,表示将数据写入块号为 1 的存储地址中; 【FF】 【FF】 【FF】 【FF】 【FF】 【FF】 :密钥,因为是原始卡片,密钥 6 个 FF; 【2D】:校验位,把所有数据除开[AA][BB]的数据异或值。在计算校验位时,可以用 RFID 校验数据 生成器生成校验值,如下图所示,生成最后一位的校验值为 2D。 ·5 · 亚龙教育 图 2-2 RFID 校验数据生成器 当 CPU 发送完读数据功能的命令帧之后,需要等待读取返回值,其返回值的格式如下: ?正确:AA BB 14 01 00 21 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 01 35 (前导头+ 通讯长度+地址码+上次所发送的命令字+数据域+校验码)。从该返回值可以看出,RFID 读写控制器 已经 00 01。 ?错误:AA BB 04 01 00 DE DB (前导头+通讯长度+地址码+上次所发送的命令字的取反+校验 码)。从该返回值可以看出,RFID 读写控制器没有成功读取电子标签里的数据。 (2)范例二:写数据(下面的数据均以十六进制为例) 命令格式:AA BB 1C 01 00 22 00 01 FF FF FF FF FF FF 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 01 3F 【AA】 【BB】:命令头; 【1C】:表示 28 个字节的数据长度(1C 01 00 22 00 01 FF FF FF FF FF FF 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 01) ; 【01】 【00】: 地址码低位在前,高位在后,本例中低位是 01,高位是 00,表示 0x01,转换为十进 制地址也是为 1,也就是这个命令是发给地址是 1 的模块的,其他地址的模块不会响 应这个命令; 【21】:查表 2-3 可以看出,写数据的命令码为 0x22; 【00】:表示密钥类型; 【01】:块号,表示将数据写入块号为 1 的存储地址中; 【FF】 【FF】 【FF】 【FF】 【FF】 【FF】 :密钥,因为是原始卡片,密钥 6 个 FF; 【2D】:校验位,把所有数据除开[AA][BB]的数据异或值。 当 CPU 发送完读数据功能的命令帧之后,需要等待读取返回值,其返回值的格式如下: ?正确:AA BB 04 01 00 22 27 (前导头+通讯长度+地址码+上次所发送的命令字+数据域为空 +校验码)。从该返回值可以看出,RFID 读写控制器已经将数据正确写入电子标签里。 ?错误:AA BB 04 01 00 DD D8 (前导头+通讯长度+地址码+上次所发送的命令字的取反+校验 码)。从该返回值可以看出,RFID 读写控制器没有成功读取电子标签里的数据。 ·6 · 正确读取了电子标签里的数据,其数据域的值为 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 亚龙教育 2.2 用串口调试工具测试 RFID 读写控制器模块 步骤一:模块连接 请根据 RFID 模块连接示意图,如下图 2-3 所示,连接 RFID 模块。 图 2-3 模块连接示意图 RFID 读写控制器上有 5 个 LED 指示灯,它们表示的指示功能分别是: 1、LED1:电源指示灯,当 RFID 读写控制器接通直流 24V 工作电源后,该指示灯常亮。 2、LED2:运行指示灯,当 RFID 读写控制器进入到正常工作模式后,该指示灯闪亮。 3、LED3:有无标签信号指示灯,当电子标签进入到 RFID 读写控制器的感应区域后,该指示灯常亮。 4、LED4:读操作指示灯,表示该模块进行的是读数据的操作功能。 5、LED5:写操作指示灯,表示该模块进行的是写数据的操作功能。 步骤二:设置模块地址 根据 RFID 模块 DIP 设置表(参考上文表 2-1 和表 2-2 所示) ,设置模块地址。在本例测试实验中, 将 DIP1 开关拨在 ON 端。DIP2、DIP3 和 DIP4 拨在 OFF 端,将模块地址设置为 1。设置完成后, 通电测试。 注意:在设置 DIP 开关状态时,需要在断电的情况下设置,设置完成后,再通电运行。 步骤三:串口调试软件设置 图 2-4 串口调试助手界面 ·7 · 亚龙教育 打开串口调试软件,如下图所示: 1. 设置串口端口号,可以在电脑的设备管理器中查看使用的串口端口号,如图 2-5 所示。 图 2-5 设备管理器 2. 设置波特率:19200 bps 3. 设置校验位:无 NONE,无校验 4. 设置数据位:8 位 5. 设置停止位:1 位 6. 单击打开串口 7. 选择十六进制显示 8. 选择十六进制发送 步骤四:用串口调试助手对 RFID 模块进行写数据操作 1. 将电子标签放在 RFID 读写控制模块的感应区域内; 2. 在串口调试助手的数据发送区内写入报文: AA BB 1C 01 00 22 00 01 FF FF FF FF FF FF 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 01 3F。如下图所示: 图 2-6 串口调试助手数据发送区 ·8 · 亚龙教育 3. 点击手动发送按钮, 然后可以在串口调试助手的数据接收区内, 看到 RFID 读写控制器返回的数 据。如下图 2-7 所示:在该例中若返回值为:AA BB 04 01 00 22 27 则表示数据写入成功。反之, 若返回值为 AA BB 04 01 00 DD D8 则表示未成功写入数据。 图 2-7 串口调试助手数据接收区 4. 数据写入完成后,取出已写好电子标签,放入下一个新的标签,进行下一个的写数据操作。 步骤五:用串口调试助手对 RFID 模块进行读数据操作 1. 将预先写好数据的电子标签放在 RFID 读写控制模块的感应区域内; 2. 在串口调试助手的数据发送区内写入报文:AA BB 0C 01 00 21 00 01 FF FF FF FF FF FF 2D。 如下图所示: 图 2-8 串口调试助手数据发送区 3. 点击手动发送按钮, 然后可以在串口调试助手的数据接收区内, 看到 RFID 读写控制器返回的数 据。如下图 2-7 所示:在该例中若返回值为:AA BB 14 01 00 21 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 01 35 则表示数据读取成功。若返回值为 AA BB 04 01 00 DE DB 则表示读取失败。 ·9 · 亚龙教育 图 2-6 串口调试助手数据接收区 4. 数据读取完成后,若要再读取另一个标签的数据,则放入下一个标签,进行数据读取操作。 2.3 用 PLC 控制 RFID 读写控制器模块 步骤一:模块连接 请根据 RFID 模块连接示意图,如下图 2-7 所示,连接 RFID 模块。 图 2-7 三菱 PLC 与 RFID 模块连接示意图 图 2-8 西门子 PLC 与 RFID 模块连接示意图 ·10· 亚龙教育 步骤二:设置模块地址 根据 RFID 模块 DIP 设置表(参考上文表 2-1 和表 2-2 所示) ,设置模块地址。在本例测试实验中, 将 DIP1 开关拨在 ON 端。DIP2、DIP3 和 DIP4 拨在 OFF 端,将模块地址设置为 1。设置完成后, 通电测试。 注意:在设置 DIP 开关状态时,需要在断电的情况下设置,设置完成后,再通电运行。 步骤三:下载 PLC 程序 将出厂提供的 PLC 源程序下载到 PLC 中, 在下载三菱 PLC 程序时, 会弹出如下图 2-9 所示的对话框, 注意:在该对话框中,必须要将程序 MAIN 和 PLC 参数同时勾选上,然后单击执行按钮,将程序写入 PLC 中,写入完成后,将 PLC 断电重新启动,并将 PLC 状态开关拨在 RUN 状态。选用西门子 PLC 的用户,将 PLC 程序下载完成后,也要将 PLC 断电重新启动,并将 PLC 状态开关拨在 RUN 状态。 图 2-9 三菱 PLC 下载界面 步骤四:下载触摸屏程序 将出厂提供的触摸屏组态程序下载至触摸屏中,下载完成后,进入运行界面,如图 2-10 所示,开 始测试运行。 图 2-10 触摸屏运行界面 ·11· 亚龙教育 步骤五:连接通讯线 所示,检查或连接触摸屏与 PLC 以及 PLC 与 RFID 模块的通讯线 中, 触摸屏与三菱 PLC 的通讯采用编程口通讯, 三菱 PLC 与 RFID 模块的通讯采用的是 RS-485 的无协议通讯。 在图 2-8 中,触摸屏与西门子 PLC 的通讯采用的是 PPI 编程口通讯,并连至西门子 PLC 的 PORT1 端口; 西门子 PLC 与 RFID 模块的通讯采用的是 RS-485 的自由口通讯,并连至西门子 PLC 的 PORT0 端口(因为 在本案例程序中配置的是 PORT0 端口的自由口通讯功能,PORT0 端口的 3 引脚接 RFID 模块的 A 端,8 引 脚接接 RFID 模块的 B 端) 。确认模块连接无误后,进行下一步操作。 步骤六:写数据操作 1、 在触摸屏中,设置模块地址,注意该地址要与步骤二中 DIP 开关设置的地址保持一致,若不一 致,则不能进行数据读写操作。在本次测试案例中,地址设置为 1。如下图 2-11 所示: 图 2-11 设置地址 2、 在触摸屏中,将选择开关打在右边,在写模式状态下,写入数据。 图 2-12 选择写入模式 3、将电子标签放在 RFID 读写控制模块的感应区域内; 4、在写数据的 8 个输入框中写入数据,如图 2-13 所示。注意:该数据是以十六进制数值写入,各 框设置的数值范围为 0~FFFF。 图 2-12 选择写入模式 ·12· 亚龙教育 5、点击写入数据按钮,将输入框中设置的数据写入到电子标签当中,此时,若数据成功的写入到电 子标签中,则提示信息显示框内显示: “数据写入成功” ;若数据未能写入到电子标签中,则提示信息显 示框内显示: “数据写入失败” ; 若要进行下一个电子标签的数据写入操作中,则将下一个电子标签放入到感应区域内,继续重复此 步骤操作,写入数据。 图 2-13 写入数据 图 2-14 写入成功 图 2-15 写入失败 步骤七:读数据操作 1、 在触摸屏中,设置模块地址,注意该地址要与步骤二中 DIP 开关设置的地址保持一致,若不一 致,则不能进行数据读写操作。在本次测试案例中,地址设置为 1。 2、 在触摸屏中,将选择开关打在左边,在读模式状态下,读取数据。 图 2-16 选择读数据模式 ·13· 亚龙教育 3、将电子标签放在 RFID 读写控制模块的感应区域内; 4、点击读出数据按钮。若成功的将标签中的数据读取出来后,则在读数据显示框区域会显示标签中 所存储的数据,且提示信息显示框显示: “数据读取成功” 。若数据读取失败,则提示信息显示框显示数据读 取失败。 图 2-17 读出数据 图 2-18 数据显示 图 2-19 读取成功 图 2-20 读取失败 ·14·

时间

2019-08-04 02:55


栏目

RFID模块


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