《自动线体控制》-5.RFID技术在生产线中的应用22

学习目标01RFID的PROFIBUS网络设置RFID的编程掌握RFID的PROFIBUS网络设置过程掌握RFID的硬件组态及编程过程01RFID的数据写入RFID的数据读取掌握RFID的写入数据编程过程掌握RFID的读出数据编程过程2RFID的定义RFID的英文全称是RadioFrequencyIdentification，射频识别，又称电子标签，无线射频识别。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境，可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。它广泛应用于物流管理、交通运输、医疗卫生、商品防伪、安全防护、管理与数据统计等领域，被公认为二十一世纪十大重要技术之一。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单元，利用RF信号将信息由RFID单元传送至RFID读写器。

射频识别（RFID）是RadioFrequencyIdentification的缩写。其原理为阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信，达到识别目标的目的。是自动识别技术的一种，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，利用无线射频方式对记录媒体（电子标签或射频卡）进行读写，从而达到识别目标和数据交换的目的，其被认为是21世纪最具发展潜力的信息技术之一。无线射频识别技术通过无线电波不接触快速信息交换和存储技术，通过无线通信结合数据访问技术，然后连接数据库系统，加以实现非接触式的双向通信，从而达到了识别的目的，用于数据交换，串联起一个极其复杂的系统。在识别系统中，通过电磁波实现电子标签的读写与通信。根据通信距离，可分为近场和远场，为此读/写设备和电子标签之间的数据交换方式也对应地被分为负载调制和反向散射调制。RFID的应用非常广泛，典型应用有动物晶片、汽车晶片防盗器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理。RFID能做什么？4RFID系统组成一个简单的RFID系统有四部分组成:电子标签（Tag）阅读设备（Reader）天线（Antenna）应用系统RFID基本硬件组成包括：1、数据存储器，用于存储数据。2、读写器，实现数据读出和写入。3、天线，在数据存储器和读写器间传递射频信号。通信模块，用于系统集成的接口模块。射频识别技术依据其标签的供电方式可分为三类，即无源RFID，有源RFID，与半有源RFID。RFID基本硬件组成6RFID系统组成1.电子标签(Tag)：由芯片、天线及载体组成，芯片其内存用来保存ID等特定信息。天线是用来接受和发送信息和指令。载体是用来安装和保护芯片和天线。每个RFID标签具有唯一的电子编码，附在物体上标识目标对象。72.读写器也称阅读器、询问器(reader,interrogator)，是对RFID标签进行读/写操作的设备，读写器是RFID系统中最重要的基础设施，可设计为手持式或固定式。RFID系统组成83.天线（antenna）是RFID标签和读写器之间实现射频信号空间传播和建立无线通讯连接的设备。RFID系统中包括两类天线，一类是RFID标签上的天线，另一类是读写器天线，既可以内置于读写器中，也可以通过同轴电缆与读写器的射频输出端口相连。目前的天线产品多采用收发分离技术来实现发射和接收功能的集成。RFID系统组成9RFID系统组成4.应用系统应用系统可运行应用软件，是对阅读器传输来的数据进行处理的装置。在射频识别系统中，阅读器和电子标签的所有动作都由应用软件来控制。10RFID技术的工作原理读写器通过天线把电磁波发射到空中，邻近的标签被电磁波激活；电磁波在标签上的天线中激励起高频电流，转换后推动标签的集成电路工作；被激活的标签会随即发射出载有标签资料的无线电波，这些微弱的无线电波最后再由读写器接收。读写器与电脑连接，对标签传回的资料进行处理或启动回应该资料的相关电脑程序。11

RFID系统的分类按照不同的分类方法，RFID系统有不同的分类。1.根据系统工作的频率不同，RFID系统可以分为低频(LowFrequency，LF，30~300KHz)、高频(HighFrequency，HF，3~30MHz)、超高频(UltraHighFrequency，UHF，300~1000MHz)以及微波(MicroWave，MW，2.45GHz，5.8GHz)系统。如图所示为RFID系统工作频谱图。12参数低频(LF)高频(HF)超高频(UHF)微波(uW)频率125～134KHz13.56MHz433MHz，860～960MHz2.45GHz，5.8GHz技术特点穿透及绕射能力强(能穿透水及绕射金属物质)；但速度慢、距离近性价比适中，适用于绝大多数环境；但抗冲突能力差速度快、作用距离远；但穿透能力弱(不能穿透水，被金属物质全反射)，且全球标准不统一一般为有源系统，作用距离远；但抗干扰力差作用距离<10cm1～20cm3～8m>10m主要应用门禁、防盗系统畜牧、宠物管理智能卡电子票务图书管理商品防伪仓储管理物流跟踪航空包裹自动控制道路收费132.根据RFID系统工作机理不同，可以将RFID系统分为电磁耦合和电感耦合。电磁耦合与电感耦合的差别在于电磁耦合方式中阅读器将射频能量以电磁波的形式发送出去；在电感耦合方式中，阅读器将射频能量束缚在阅读器电感线圈的周围，通过交变闭合的线圈磁场，沟通阅读器线圈与射频标签线圈之间的射频通道，没有向空间辐射电磁能量。NS标签读写器读写器标签远距离电磁耦合近距离电感耦合143.根据RFID系统标签有无电源的不同，可以将RFID系统分为被动型、主动型。被动型标签内部没有电池，标签通过耦合读写器发射的电磁波的能量来工作。它的重量轻，体积小，成本低，使用寿命很长。但它的识别距离较小，而且需要比较大的发射功率的读写器。主动型系统的标签内部装有电池，标签通过电池供电主动发射信号，识别距离较长，但标签的成本较高，体积比较大，同时它的寿命限制于电池的寿命。标签类型电力/电波价格传送距离特征厂家被动型不带电源,不能独自发射电波低8元-80元目标0.4元数mm-数m可半永久性使用只能读数据标签中只有ID,数据管理在数据中心日立AlienTechnology主动型带有电源,可独自发射电波高80元数10m-数百米电源寿命(1-10年)数据可改写OMRONRFCCODE15RFID技术与其他自动识别技术的比较目前广泛应用的自动识别技术主要包括摄像、条码、磁卡、IC、射频等，这些识别技术都有各自的优缺点及适于应用的场合。下表显示了几种识别技术的区别：一、RFID的PROFIBUS网络设置

西门子ASM456接口模块是从模块，适用于在任意控制器上通过PROFIBUSDP-V1操作RFID阅读器和光学阅读器。

ASM456RFID模块用于RFID系统中的无线射频模块的电子标签记录。

超高频RFID典型结构一、RFID的PROFIBUS网络设置一、RFID的PROFIBUS网络设置一、RFID的PROFIBUS网络设置一、RFID的PROFIBUS网络设置一、RFID的PROFIBUS网络设置RF360T载码体芯片一、RFID的PROFIBUS网络设置4．1．1模块连结

将ASM456ECOFAST连结模块到基本模块，如图7

ASM456基本模块：6GT2002-0ED00

ECOFAST连接块：6ES7194-3AA00-0AA0图7：ASM456ECOFAST模块一、RFID的PROFIBUS网络设置ASM456连接模块连接模块电源一、RFID的PROFIBUS网络设置4．1．2设置PROFIBUSDP地址

通过地址设定插头设置PROFIBUSDP地址，如图8

图8：DP设置插头PROFIBUSDP地址设置插头：6ES7194-1KB00-0XA0一、RFID的PROFIBUS网络设置4．1．3连接ECOFAST混合插头

连接PROFIBUSDP网线和电源，如图9。电源是西门子一串多个那种。图9：ECOFAST混合插头插座：6GK1905-0CA00，电源、DP线接入ASM456

插头：6GK1905-0CA00，电源、DP线从ASM456接出到其他站

如果是DP末端站，ASM456需要使用终端电阻插头：6GK1905-0DA104．1．4连接RF360T到ASM456使用的RF300SLG电缆：6GT2891-0FH50，5米，连接RF380R到ASM456。一、RFID的PROFIBUS网络设置4．2STEP7创建项目4．2．1创建项目

打开STEP7创建新项目ASM456-FC45，见图10图10：创建项目4．2．2安装ASM456GSD文件两种方式找到ASM456GSD文件：MOBY软件CD:\daten\profi_gsd.或网上下载ASM456GSD文件：113562一、RFID的PROFIBUS网络设置4．2．3组态ASM456安装ASM456GSD文件后，在STEP7硬件列表中出现该产品。如图11图11：STEP7硬件列表一、RFID的PROFIBUS网络设置ASM456逻辑首地址256。如图13一、RFID的PROFIBUS网络设置

硬件组态，设置CPU315-2PN/DPMPI/DP接口为DP主站，ASM456作为3号从站连接到主站。双击ASM456，选择Usermode为FB45/FC45，MOBYmode为MOBYU/D/RF300normaladdressing，通信传输速率115.2Kbaud。如图12

图12：STEP7硬件组态一、RFID的PROFIBUS网络设置一、RFID的PROFIBUS网络设置本设备的ASM456逻辑首地址12。对于ASM456，可设置以下属性：USER模式(USERmode)FB45/FC45（单标签模式）或FB55/FC55（多标签模式）

●MOBY模式(MOBYmode)MOBYU/D/RF300标准地址(MOBYU/D/RF300standardaddr.)●SLGU/D/RF300的波特率(BaudrateforSLGU/D/RF300)19.2kBd、57.6kBd或115.2kBd二、RFID的编程2、OB1中初始化

调用FC45二、RFID的编程3、查看DB45中的命令256硬件配置中ASM的I/O起始地址1阅读器1=通道1，阅读器2=通道247Input:numberofcommandDB0Input:firstaddressofcommandsinthecommandDB1setuptheMDScontrolling(0,1and2)0workingwithECCcheckB#16#5单标签模式二、RFID的编程4、查看DB47二、RFID的编程4、查看DB47二、RFID的编程5、CNC1工位PLC查看FC1数据条件需求：1、载码体标签存在，能检测到；2、没有启动运行；3、没有报错。二、RFID的编程5.1写数据DB47命令的写入1名称数据地址功能说明2CommandB#16#1DB47.DBB01为写命令3sub_Command0DB47.DBB1子命令4length2DB47.DBB2数据长度5address_MDS0DB47.DBB4写入载码体的地址6DAT_DB_number48DB47.DBB6数据存放DB库的位置

7DAT_DB_address0DB47.DBB8库首地址偏移三、RFID的数据写入写触发条件

什么时候需要写入，根据工艺情况来写入信息至载码体。三、RFID的数据写入三、RFID的数据写入

触发命令由M20.0最终通过DB45.DBX19.3激活读写头进行读写工作。图3

RFID读写命令写入信息的定义：可以在该地址中定义对应名称所需要描述的内容。三、RFID的数据写入在线监控写入的信息，在此部分通过M20.0进行写入操作，此状态将写入芯片。三、RFID的数据写入CNC2读数据