ModBus RTU仓库自动化配送高频读卡器CK-FR12-AB
- 简介
CK-FR12-AB是一款基于射频识别技术的高频双通道读写器，读写器工作频率为13.56MHZ，支持对I-CODE 2、I-CODE SLI等符合ISO15693国际标准协议格式标签的读取。
高频双通道读写器支持标准工业通讯协议 ModBus RTU，方便用户通集成到PLC等控制系统中。读写器内部集成了射频部分通信协议，用户只需通过以太网接口接收数据便能完成对标签的读取操作，而无需理解复杂的射频通信协议。
- 产品特征
◆ 供电方式：直流24V；
◆ 功耗：1W；
◆ 电路保护：带极性接反保护；
◆ 工作频率：13.56MHZ；
◆ 协议标准：ISO15693；
◆ 支持最大标签容量：8K Bytes；
- 支持标签类型：I-CODE2、I-CODE SLI；
- 读卡距离：0-200mm；
◆ 通信接口：RS485、RS232；
◆ 通信协议：ModBus RTU；
◆ 工作湿度：10－90% RH；
◆ 工作温度：-25℃~+85℃；
◆ 防护等级：IP-67；
◆ 外壳材质：ABS+铝合金。
- 电气参数
物理及环境特性：
| 项目 | 技术参数 |
| 操作温度 | -25℃~70℃ |
| 存储温度 | -40℃~85℃ |
| 湿 度 | 5%~95%非凝结状态 |
| 重 量 | 300g |
| ESD性能 | 空气放电±15KV,接触放电±8KV |
| 密封标准 | IP67 |
电气参数指标：
项目 | 技术参数 |
供电方式 | 直流24V |
功 耗 | 1W |
电路保护 | 带极性接反保护 |
工作频率 | 13.56MHZ |
协议标准 | ISO15693 |
支持最大标签容量 | 8K Bytes |
读卡时间 | Read Time：15ms each 8Bytes Write Time：35ms each 8Bytes |
读卡距离 | 0~200mm，和匹配的读写头载码体有关 |
通信接口 | RS485 |
通信协议 | ModBus RTU |
- 硬件描述
- 读卡器通信接口--M12，A-coded，8 PIN公头
- 读卡器直流电与IO接口--M12，A-coded，5 PIN公头
- IO1状态指示灯
- IO2状态指示灯
- RFID状态指示灯
- 通讯状态指示灯
- 外壳接地端 (M2.5)
- LED指示灯
表 4.1指示灯状态说明
| 指示灯 | 颜色 | 状态 | 指示内容 |
| SYS状态指示灯 | 黄灯 | 缓慢闪烁 | 系统初始化中 |
| 绿灯 | 常亮 | 初始化完成 | |
| 快速闪烁 | 通信连接 | ||
| RFID状态指示灯 | 绿灯 | 常亮 | 检测的有效RFID标签 |
| IO1状态指示灯 | 黄灯 | 常亮 | IO1有信号输入 |
| IO2模式1状态指示灯 | 黄灯 | 常亮 | 控制使能输出 |
| IO2模式2状态指示灯 | 黄灯 | 常亮 | 有卡自动使能输出 |
- 接口说明
CK-FR12-AB读卡器通信接口 M12 8 PIN端子接线如下图4.2：(DGND:信号地)
图 4.2 八芯接口管脚顺序定义
使用L102-M12A-1X-190-2通信电缆，引脚定义与线芯颜色关系如图4.3：(DGND:信号地)
- 通信连接
- 通信方式说明
CK-FR12-AB是基于MODBUS通信协议的高频读卡器，同时支持RS232和RS485两种通信接口。使用RS485 MODBUS通信时，可支持多台读卡器联网工作，最多可同时在总线上挂载32台CK-F12AB。
- 单机通信接线图
485总线的A、B线一对一连接，
232通信时，用户端的TX连接读写器的RX，RX连接读写器的TX，GND一对一连接，
- 多机通信接线图
CK-FR12-AB支持多台读写器同时挂载在同一总线上，进行多机联网工作。总线上挂载多台读写器时，为了提高通信的可靠性，在总线的前后端需外接120Ω的匹配电阻。
- 通信电缆选择
为了提高通信可靠性和系统的EMI性能，用户可选择带屏蔽的双绞线做为通信电缆，或者选用RS485通信专用电缆。
- 输入输出IO
CK-FR12-AB读写器配备了一个输入IO和一个输出IO。输入IO为外部电平检测，输出模式为回路闭合（继电器闭合）。另外输出IO有两个模式分别为模式1和模式2。在模式1中用户需要在特定的寄存器中将对应位置1才有效（输出/闭合），在模式2下读卡器寻到任何标签，都会自动输出/闭合，不需要用户去操作。
表 6.1
模式 | 说明 |
模式1 | 输出IO状态需要用户使用指令05操作 |
模式2 | 读写器寻到标签时置位，没寻到标签时复位 |
- 支持命令
表 7.1
功能 | 指令 |
读多个寄存器 | 0x03 |
写单个寄存器 | 0x06 |
写多个寄存器 | 0x10 |
读取输出IO状态 | 0x01 |
读取输入IO状态 | 0x02 |
设置输出IO状态 | 0x05 |
目前设备只支持MODUBUS以上部分功能码，其他功能码返回错误码。
在使用01、02、05操作IO时，输入IO和输出IO的地址分别00和01，操作长度只能为01，地址或长度输入错误时返回错误，具体情况请阅读“读卡器通信协议说明”。
- 寄存器地址内存分配
- 部分寄存器用于设置设备地址、通信波特率、通信校验方法，部分寄存器用于显示RFID卡检测状态以及显示命令执行是否正常。
- 读写器中前面几个系统配置寄存器具有断电保存功能，读写器重新上电后将以当前设置值工作。
- 设备地址寄存器add = 0x0000
寄存器地址 | 说明 |
0x0000 | 设备地址寄存器 |
0x0001 | 波特率设置寄存器 |
0x0002 | 奇偶校验设置寄存器 |
0x0004 | 标签是否存在标志位寄存器 |
0x0005 | 操作状态查询寄存器 |
0x0003、0x0006-0x0009 | 备用 |
寄存器0x0000用于保存设备的Slave ID，当要改变设备地址时，向寄存器写入相应的ID号，比如设备地址为0x01，则写入0x01。
- ID=0为广播地址，任何设备都可以接收ID。
- 如果该寄存器的数据为0xffff，则为默认的的出厂设备地址0x02。
- 出厂默认值：Slave ID =0x0002.
- 波特率设置寄存器add = 0x0001
向该寄存器写入不同的数值可以改变不同波特率，波特率与数值的对应关系如下表：
表 8.1
波特率 | 寄存器数值(H) |
4800 | 0001 |
9600 | 0002 |
19200 | 0003 |
115200 | 0004 |
9600 | 其他值 |
默认波特率：9600。
- 奇偶校验设置寄存器add = 0x0002
向该寄存器写入不同数值以设置校验方式，校验方式与数值的对应关系为：
表 8.2
校验方法 | 寄存器数值(H) |
无校验 | 0001 |
偶校验 | 0002 |
奇校验 | 0003 |
无校验 | 其它 |
- 标签是否存在标志位add = 0x0004
表 8.3
| 0x00 | 0x01 |
| 无标签 | 寻到标签 |
- 操作状态查询寄存器add = 0x0005
表 8.4
操作状态 | 寄存器数值(H) |
操作失败 | 0000 |
读操作成功 | 0001 |
写操作成功 | 0002 |
读写状态寄存器用于显示读写操作后的状态变化，该寄存器只读。如果进行读操作，读操作过程无任何错误该寄存器值为0x0001，如果进行写操作，写操作过程无任何错误则寄存器值为0x0002。如果读写操作过程中出错，则寄存器值为0x0000。
其中，单独发送读写操作查询命令(02 03 00 05 00 01 94 38)，即只查询该寄存器时，读写器返回的寄存器状态为上一次读写操作的状态，而不显示该查询命令的读状态（即不更改状态值，任然保留原来的状态值），如果读写操作的过程中顺便将操作状态查询寄存器一起读上来，该寄存器显示的为当前操作状态。
表 8.5
操作 | 状态 | 寄存器数值(HEX格式) |
发送 | 查询命令 | 02 03 00 05 00 01 94 38 |
接收 | 读成功 | 02 03 02 00 01 3D 84 |
写成功 | 02 03 02 00 02 7D 85 | |
读写失败 | 02 03 02 00 00 FC 44 |
在进行相关的读操作时，接收回来的数据在若为0，则存在读操作产生错误，或者所读取的数据本身为0两种情况。通过发送查询读写状态寄存器状态指令，根据读取状态寄存器的值判断上一次读操作是否正确，读写状态寄存器值为0x00则表明读操作有误，值为0x01则表明读操作无误。
用户进行写数据操作时，接收读写器应答后，可发送读写状态寄存器指令来获取上一次写操作是否正确执行，读写状态寄存器值为0x00则表明写操作有误，值为0x02则表明写操作无误。
- RFID标签地址分配
标签的地址分配如表9.1。
表 9.1 RFID标签数据地址分配表
寄存器地址 | R/W | 寄存器描述 |
0x000a~0x000d | / | RFID卡UID数据区。是否可写，需看具体标签是否支持 |
0x000e~Max | R/W | 用户自定义读写数据区 |
注： ●最大可支持8K Byte容量标签的读写操作。标签根据不同型号有不同的容量值，具体可参考标签的数据手册。
●UID数据区RFID标签的出厂ID存放区，数据为只读，UID长度为8bytes，地址范围0x000a~0x000b。
●地址addr=0x0004至addr=Max为用户数据寄存器，用户可对这些寄存器进行读写操作。
