【正文】 本章小結(jié)本章主要介紹了XCRF500系列讀寫器數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的相關(guān)內(nèi)容，有數(shù)據(jù)幀格式，指令集，循環(huán)冗余碼校驗(yàn)和API接口函數(shù)說明等相關(guān)知識。寫標(biāo)簽用戶區(qū)數(shù)據(jù)功能，一次可以寫入1~4個字節(jié)數(shù)據(jù)。hCom：調(diào)用XCOpen成功后獲得的通道端口句柄；ucTagType：指定標(biāo)簽的類型(默認(rèn)值4符合ISO180006B協(xié)議標(biāo)簽)；ucStartAdd：寫入起始地址；pTagID：標(biāo)簽ID號；pValue：寫入的n個字節(jié)數(shù)據(jù)(n=1~4)；ucLength：要寫入的數(shù)據(jù)長度(1~4)，缺省為1； XCWriteUserData()hCom： 通訊端口句柄（串口/網(wǎng)口）；ucTagType： 指定標(biāo)簽的類型（默認(rèn)值4符合ISO180006B協(xié)議標(biāo)簽）；ucStartAdd: 用戶數(shù)據(jù)起始地址；ucUserDataSize： 指定讀數(shù)據(jù)的長度；pTagID： 標(biāo)簽ID號；pValue： 返回讀到數(shù)據(jù)的指針； XCReadUserData()說明：接收讀寫器識別到的標(biāo)簽ID編號。概要：include “”int XCReport (HANDLE hCom, unsigned char *pData )。用途：接收讀寫器識別到的標(biāo)簽ID編號。返回值：0 指令發(fā)送成功，ERROR_HANDLE_VALUE 無效的端口句柄，0 指令發(fā)送失敗。說明：向讀寫器發(fā)送讀電子標(biāo)簽命令， 讀寫器開始掃描天線覆蓋范圍內(nèi)的所有電子標(biāo)簽。hCom： 通訊端口句柄（串口/網(wǎng)口）；uTagType：指定標(biāo)簽的類型（默認(rèn)值4符合ISO180006B協(xié)議標(biāo)簽）；ucAntenna:天線號（用來指定輸出射頻信號的天線端口，根據(jù)讀寫器輸出天線端口數(shù)量的不同數(shù)值在0~2之間，0自動輪詢每個天線端口，1固定發(fā)射1天線端口，2固定發(fā)射2天線端口）；ucScanTimes：掃描次數(shù)（131，1單標(biāo)簽識別，1多標(biāo)簽識別，數(shù)值越大可以一次性識別到的標(biāo)簽數(shù)量越多，但函數(shù)返回時間就越長）。 XCIdentify()說明：此函數(shù)用于向讀寫器發(fā)送關(guān)閉功放命令，讀寫器收到命令后關(guān)閉功放，功放指示燈點(diǎn)暗。hCom：XCOpen獲得的端口句柄。 XCPowerOff()說明：此函數(shù)用于向讀寫器發(fā)送打開功放命令，讀寫器收到命令后打開功放，功放指示燈點(diǎn)亮。hCom：XCOpen獲得的端口句柄。 XCPowerOn()說明：此函數(shù)用于斷開與讀寫器的通迅通道：網(wǎng)口或串口。hCom：XCOpen獲得的端口句柄。概要：include “”unsigned char XCClose(HANDLE amp。用途：關(guān)閉串口或網(wǎng)絡(luò)連接。返回值：SUCCESS_RETURN 端口打開成功，ERROR_PORT_OPENED 端口已經(jīng)打開，句柄非INVALID_HANDLE_VALUE，ERROR_CONFIG_LOST 配置文件未找到或讀取失敗，主要參數(shù)丟失，ERROR_CONNECT_FAIL 連接失敗，網(wǎng)絡(luò)不通，ERROR_OPENPORT_FAIL 打開端口失敗，或端口被占用（串口方式）。只有建立了通訊通道后，才能和讀寫器進(jìn)行通訊。hCom,LPCTSTR lsCfgFile,LPCTSTR lsCfgItem)。 API接口函數(shù)說明 XCOpen()CRC_16為循環(huán)冗余碼校驗(yàn)算法的一種，適用于8比特數(shù)據(jù)的校驗(yàn)。循環(huán)冗余碼校驗(yàn)，英文名稱為Cyclical Redundancy Check，簡稱CRC。操作失敗：表217讀標(biāo)簽數(shù)據(jù)操作失敗數(shù)據(jù)幀格式數(shù)據(jù)長度命令字狀態(tài)字CRC(00+02)(45H)(3F)(2字節(jié)) CRC校驗(yàn)為保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸，系統(tǒng)設(shè)計中要求對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)采用CRC校驗(yàn)，本系統(tǒng)采用CRC_16。讀寫器返回： 用戶數(shù)據(jù)長度：指示了后續(xù)用戶數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。標(biāo)簽類型為04，即ISO180006B協(xié)議標(biāo)簽。用戶數(shù)據(jù)地址：為用戶提供了224個字節(jié)，其中0～7存放標(biāo)簽ID號，該區(qū)域不可寫，8～223存放用戶的自定義數(shù)據(jù)，該區(qū)域可由用戶任意寫入數(shù)據(jù)，用戶可根據(jù)自定義內(nèi)容，寫相應(yīng)數(shù)據(jù)。操作成功：表213讀標(biāo)簽數(shù)據(jù)操作成功數(shù)據(jù)幀格式數(shù)據(jù)長度 命令字 狀態(tài)字天線號標(biāo)簽類型 用戶數(shù)據(jù)地址用戶數(shù)據(jù)CRC(2字節(jié)) (44H) (00) (01～04)(01～09) (1字節(jié)) (8223) (8個字節(jié)) (2字節(jié)) 每發(fā)送一次讀標(biāo)簽數(shù)據(jù)指令，讀出器會返回標(biāo)簽內(nèi)存中以“用戶數(shù)據(jù)地址”為開始的8個字節(jié)標(biāo)簽數(shù)據(jù)。用戶數(shù)據(jù)地址：為用戶提供了224個字節(jié)，其中0～7存放標(biāo)簽ID號，8～223存放用戶的自定義數(shù)據(jù)。 讀標(biāo)簽數(shù)據(jù)表212讀標(biāo)簽數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)幀格式數(shù)據(jù)長度 命令字天線號標(biāo)簽類型標(biāo)簽ID號用戶數(shù)據(jù)地址CRC (2字節(jié)) (44H)(01～04)(01～09)(ID n+…+ID 0)(1字節(jié))(8223) (2字節(jié)) 說明： 如果指令幀中的天線號為00H或FFH，則由讀寫器自動掃描天線。操作成功：表210讀標(biāo)簽ID操作成功數(shù)據(jù)幀格式數(shù)據(jù)長度 命令字狀態(tài)字天線號標(biāo)簽類型標(biāo)簽ID號CRC(2字節(jié)) (43H)(00) (01～04)(01～09)(IDn+ … +ID0)(2字節(jié)) 掃描次數(shù) = 00H則下位機(jī)應(yīng)立即返回1次掃描結(jié)果；掃描次數(shù)= FFH則下位機(jī)持續(xù)掃描標(biāo)簽ID，直到收到“關(guān)功放”指令為止。標(biāo)簽類型為04，即ISO180006B協(xié)議標(biāo)簽。操作成功：表27關(guān)功放操作成功數(shù)據(jù)幀格式數(shù)據(jù)長度命令字 狀態(tài)字 CRC (00+02) (42H) (00) (2字節(jié)) 操作成功：表24開功放操作成功數(shù)據(jù)幀格式數(shù)據(jù)長度 命令字 狀態(tài)字 CRC (00+02) (41H) (00) (2字節(jié)) 如表22所示。狀態(tài)字：00H表示操作正確，3FH表示接收數(shù)據(jù)有錯誤，3AH表示操作失敗。 指令集所有指令和指令中的字節(jié)數(shù)據(jù)都遵循高位在先原則。數(shù)據(jù)中出現(xiàn)55H時，以56H+56H代替；出現(xiàn)56H時，則以56H+57H代替。CRC使用多項式為X16 + X15 + X2 + 1，初始值置為0。數(shù)據(jù)信息：操作指令的附加信息，如數(shù)據(jù)、參數(shù)等，長度隨指令類型和具體操作情況而不同； 數(shù)據(jù)長度：數(shù)據(jù)長度值包括“指令類型”和“數(shù)據(jù)信息”兩部分?jǐn)?shù)據(jù)的字節(jié)長度值，該值不包括自身和CRC校驗(yàn)和的長度； XCRF500系列讀寫器支持RS232串行通信和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信的功能，可實(shí)現(xiàn)與PC機(jī)或其他設(shè)備的通訊[21]。第二章 讀寫器數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議由于本系統(tǒng)主要功能是對出入庫的貨物信息進(jìn)行核對，所以考慮到處理速度和頻譜許可的因素，我們認(rèn)為RFID 902~928MHz的設(shè)備是最合適的?？偨Y(jié)本次畢業(yè)設(shè)計的主要工作，并指出可以進(jìn)一步開展研究的問題。根據(jù)上述的設(shè)計，實(shí)現(xiàn)此方案。根據(jù)系統(tǒng)分析，提出一套基于RFID的立體庫實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)方案。介紹系統(tǒng)需求分析、系統(tǒng)的靜態(tài)分析和動態(tài)分析，為接下來的系統(tǒng)設(shè)計提供依據(jù)。針對本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)介紹涉及的相關(guān)技術(shù)。針對本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案采用的XCRF500系列讀寫器數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，詳細(xì)介紹該協(xié)議的相關(guān)內(nèi)容。項目方案擬采用無源RFID產(chǎn)品，通過布置在倉庫內(nèi)的RFID閱讀器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建產(chǎn)品信息自動化采集平臺，實(shí)現(xiàn)對倉庫內(nèi)產(chǎn)品的出入庫信息的智能核對，以改變其傳統(tǒng)的人工倉庫管理模式，使企業(yè)信息處理的自動化程度得以全面提高。基于此還可以搭建企業(yè)內(nèi)的信息系統(tǒng)，有效地監(jiān)控和合理配置倉庫資源。同時，也可以追蹤物品在倉庫中的移動，其實(shí)時位置和其當(dāng)前正處在的狀態(tài)信息(被加工，還是待加工)等。隨著中國物流行業(yè)技術(shù)的迅猛發(fā)展，自動化立體倉庫的大量使用，企業(yè)注重的已不再是擁有大量的庫存，而是考慮如以最小的庫存滿足整個供應(yīng)鏈的需求，這就對倉庫的管理提出了更高的要求。RFID因其非接觸、非視距、高速多目標(biāo)識別等等技術(shù)上的特性，已成為近年來倉儲、物流領(lǐng)域的應(yīng)用熱點(diǎn)。尤其是近二十年之中，電腦技術(shù)、短程微波通信技術(shù)、圖像數(shù)字處理技術(shù)、自動控制技術(shù)的突破性發(fā)展，給人們的生活帶來了深刻的變化。面對日益嚴(yán)峻的國際競爭環(huán)境，國內(nèi)企業(yè)急需加快調(diào)整的步伐，促進(jìn)行業(yè)信息化的開展，實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息管理質(zhì)的飛躍。 課題的提出及研究的意義目前，大部分企業(yè)的倉庫管理系統(tǒng)還處于傳統(tǒng)的手工作業(yè)或計算機(jī)半自動化管理方式，對每件產(chǎn)品的信息處理仍需要企業(yè)各級操作員手工完成，這種管理模式在現(xiàn)代企業(yè)的發(fā)展過程中己暴露出許多缺點(diǎn)，大大影響了企業(yè)實(shí)現(xiàn)信息自動化的進(jìn)程。該項目完成之后，這一時間己縮短到2個小時左右。昆明市煙草公司通過RFID技術(shù)對托盤的有效管理和運(yùn)用，減少了卷煙貨物的搬運(yùn)次數(shù)和破損機(jī)率，提高了運(yùn)行效率。入庫時，貨物在傳送帶上經(jīng)掃碼后，直接堆放在托盤上，由在系統(tǒng)控制下的提升機(jī)自動將該托盤送到相應(yīng)樓層，最后叉車將托盤送到系統(tǒng)分配的貨位存放。 RFID在昆明市煙草公司數(shù)字化倉庫的應(yīng)用[20]昆明市煙草公司也在近期應(yīng)用無線射頻識別(RFID)技術(shù)對其卷煙配送中心進(jìn)行了數(shù)字化建設(shè)。在2006年，沃爾瑪計劃將其安裝RFID設(shè)備的商場，連同配送中心的數(shù)量翻一倍。沃爾瑪物流支出占成本的比例只有23%，而傳統(tǒng)的高達(dá)3050%。2003年，沃爾瑪要求其全世界范圍內(nèi)最大的100個供貨廠家必須在2005年I月前使用RFID技術(shù)，以提高沃爾瑪整體競爭力，這使其成為世界上第一個強(qiáng)制使用RFID技術(shù)的大型企業(yè)。沃爾頓創(chuàng)立的沃爾瑪百貨有限公司成立于1962年，短短的40年間，沃爾瑪由一個小型商店發(fā)展成世界最大的零售企業(yè)。而RFID的室內(nèi)定位系統(tǒng)，正是解決此類問題的有效技術(shù)手段之一[19]。目前國內(nèi)許多倉儲物流領(lǐng)域的RFID應(yīng)用系統(tǒng)，往往只是簡單的實(shí)現(xiàn)對原有條碼管理系統(tǒng)的取代，對倉庫出入口運(yùn)用RFID技術(shù)進(jìn)行出入庫管理。其中實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)是通過給物品貼上RFID標(biāo)簽，在現(xiàn)有互連網(wǎng)基礎(chǔ)之上構(gòu)建所有參與流通的物品信息網(wǎng)絡(luò)。 RFID應(yīng)用研究和國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀基于RF ID標(biāo)簽對物體的唯一標(biāo)識特性，引發(fā)了人們對基于RFID技術(shù)的應(yīng)用研究熱潮。此外，標(biāo)簽天線和讀寫器天線還分別承擔(dān)接收能量和發(fā)射能量的作用，這些因素對天線的設(shè)計提出嚴(yán)格要求。 天線設(shè)計由于應(yīng)用場合的限制，RFID標(biāo)簽通常需要貼在不同類型、不同形狀的物體表面，甚至需要嵌入到物體內(nèi)部。但是由于尚處于發(fā)展的初期，還存在一些如識別率、相互干擾、小型化等問題。因?yàn)榇祟l段RFID工作原理的局限性，需要制作很大的天線，而且調(diào)試比較困難，因此在遠(yuǎn)距離的RFID中。在UHF和更高頻段的RFID芯片設(shè)計上，國內(nèi)公司也已經(jīng)開始了研發(fā)工作。這些公司都已經(jīng)推出UHF頻段的RFID產(chǎn)品。其中，國外公司如Ti、Philips、Atmel、EM等提供的產(chǎn)品占了大部分市場。此外，無線電發(fā)射功率的差別影響讀寫器作用距離。工作頻率的選擇既要適應(yīng)各種應(yīng)用需求，還需要考慮各國對無線電頻段使用和發(fā)射功率的規(guī)定。 標(biāo)簽芯片設(shè)計[16]RFID標(biāo)簽芯片按照不同的應(yīng)用場合分別工作在不同的頻段。目前，我國的RFID標(biāo)準(zhǔn)正在緊鑼密鼓的制定當(dāng)中[15]。但是，迫于和美國UHF頻段RFID產(chǎn)品互通的壓力，日本也開始考慮和EPC標(biāo)準(zhǔn)兼容的問題。日本的泛在中心(Ubiquitous ID)一直致力于本國標(biāo)準(zhǔn)的RFID產(chǎn)品開發(fā)和推廣，拒絕采用美國的EPC編碼標(biāo)準(zhǔn)。EPC Global最重視UHF頻段的RFID產(chǎn)品，極力推廣基于EPC編碼標(biāo)準(zhǔn) RFID產(chǎn)品。目前支持ISO/IEC 18000標(biāo)準(zhǔn)的RFID產(chǎn)品最多，相對的也最成熟。在這些頻段中，處于860960MHz內(nèi)的UHF頻段的產(chǎn)品因?yàn)楣ぷ骶嚯x遠(yuǎn)且最可能成為全球通用的頻段而最受重視，發(fā)展最快。目前，ISO/IEC18000、美國EPC Global[13]、日本泛在中心(Ubiquitous ID) [14]的三個主要標(biāo)準(zhǔn)正在制定中。 國內(nèi)外RFID產(chǎn)業(yè)研究現(xiàn)狀目前國內(nèi)外RFID的研究主要圍繞著RFID標(biāo)準(zhǔn)制定、RFID技術(shù)研究和RFID應(yīng)用研究。 基本工作流程射頻識別系統(tǒng)的基本工作流程如下[12]：(1) 讀寫器將無線電載波信號經(jīng)過發(fā)色天線向外發(fā)射；(2) 當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入發(fā)射天線的工作區(qū)時，電子標(biāo)簽被激活，將自身信息的代碼經(jīng)天線發(fā)射出去；(3) 系統(tǒng)的接受天線接收電子標(biāo)簽發(fā)出的載波信號，經(jīng)天線的調(diào)節(jié)器傳輸給讀寫器。(3). 有些應(yīng)用系統(tǒng)的讀寫器還具有以下功能：能在讀寫區(qū)內(nèi)查詢多個標(biāo)簽，并能正確區(qū)分各標(biāo)簽：適用于固定和移動對象；能提示讀寫過程中的錯誤信息；對于有源標(biāo)簽，能讀出標(biāo)簽電池有關(guān)信息(如電池電量指示)。通常射頻讀寫器應(yīng)具有以下功能[10]：(1). 讀寫器與標(biāo)簽通信的功能：在規(guī)定的技術(shù)條件下讀寫器可與標(biāo)簽進(jìn)行通信。 讀寫器（Reader）讀寫器可以無接觸的讀取電子標(biāo)簽中所保存的電子數(shù)據(jù)信息或向電子標(biāo)簽存儲器寫入數(shù)據(jù)信息，從而達(dá)到自動識別物體或改寫電子標(biāo)簽存儲器數(shù)據(jù)的目的。其特點(diǎn)是重量輕、體積小、壽命長，但是工作距離短；有源電子標(biāo)簽通過自身帶有的電池供電，特點(diǎn)是識別距離長，但價格較高且壽命短。電子標(biāo)簽按獲得能量的方法一般可以分為無源電子標(biāo)簽和有源電子標(biāo)簽兩大類。標(biāo)簽的一面為電子部分，另一面可以印刷條形碼或其它信息。圖11 RFID系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 電子標(biāo)簽電子標(biāo)簽由一個專用電子芯片和一個微型天線組成，是RFID系統(tǒng)的核心部件，用于儲存生產(chǎn)廠家及貨品的識別信息(EPC)。 RFID系統(tǒng)組成通常，RFID系統(tǒng)由標(biāo)簽、讀寫器和計算機(jī)系統(tǒng)這三個主要部分組成[8]。標(biāo)準(zhǔn)化問題日趨為人們所重視，RFID產(chǎn)品種類更加豐富，有源電子標(biāo)簽、無源電子標(biāo)簽及半無源電子標(biāo)簽均得到發(fā)展，電子標(biāo)簽成本不斷降低，規(guī)模應(yīng)用行業(yè)擴(kuò)大。