Microsoft Word - CTS-RFID-LF03 사용설명서 _Ethernet, 4채널, 버전1.4_.docx

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은우 즙
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1 RFID Reader (4 채널, Ethernet, 1 세대 ) 사용설명서 CTS-RFID-LF03 (Ver 1.4)

2 1. 각부분별동작설명 1.1 ID 번호표시부 본제품에는 4개의안테나를연결하여사용할수있으며, 아래 7 Segment에는현재사용하고있는안테나의고유번호가표시됩니다. 초기값은 1로설정되어있으며, 설정을변경하려면아래 ID 번호설정부의설명을참조하기바랍니다. Tx Ethernet Rx Power RST RFID Reader ID No. RD WR ANT4 ANT3 ANT2 ANT1 < 그림 1> RFID 외형도 < 표 1> 7 Segment 표시내용 ID No. 표시내용 ID No. 표시내용 O( 에러없음 ) X( 에러발생 ) 2

3 고유번호별표시되는세그먼트는위의 < 표 1> 를참조하기바랍니다. ID 번호의범위는 1~4까지 4개의번호를설정할수있습니다. 1.2 ID 번호설정방법 ID 번호의설정은상위컨트롤러에서통신을통해수정이가능합니다. 자세한내용은프로토콜사양을참조하기바랍니다. 기존적으로설정되어있는 ID는 ANT1=ID1, ANT2=ID2, ANT3=ID3, ANT4=ID4 로설정되어있습니다. 1.3 Tag 시험용스위치 Tag와 RFID의안테나를설치할때최적의동작조건을찾기위해서는 RFID Reader에서 Tag를정상적으로읽고쓰는기능이동작되는지확인할필요가있습니다. 이러한기능시험을위해서 RD(Read), WR(Write) 스위치를사용합니다. RD 스위치를누르면 Tag에 Read 명령을보내서정상적으로 Data가수신되는경우 ID NO. 표시용 7Segment에 O가표시되며, 에러가발생한경우는 X를점등하게됩니다. 동일한방법으로 WR 스위치를누르면 Tag에서읽은 Data 값을다시 Write한후이상상태를표시하게됩니다. WR 시험은기본적으로 Read 시험을진행한후이상이없는상태에서만시험을진행합니다. 또한 WR 버튼은수동으로안테나번호를 1씩증가시키는기능이함께있습니다. 따라서, 안테나번호를바꿀경우 WR 버튼을원하는번호의안테나가선택될때까지버튼을입력하면됩니다. 주의할사항은 WR 기능과함께동작되기때문에이기능을사용할경우 Tag의마지막 Page 정보가임의의데이터로갱신될수있으므로주의가필요합니다. 1.4 데이터송수신상태표시용 LED : Tx, Rx Host에서 RFID Reader로 Data를송신하는경우는 Rx LED가켜지며, 수신하는경우는 Tx LED가켜집니다. 송수신기준은 RFID Reader를중심으로판단합니다. 1.5 Ethernet 커넥터 RJ-45 커넥터를사용하며, 핀사양은아래 < 표 2> 와같습니다. < 표 2> RJ45 커넥터사양핀번호 기능 Tx+ Tx- Rx+ x x Rx- x x 3

4 1.6 Ethernet LED 표시내용 Ethernet 커넥터에있는 LED의표시내용을보면 RFID 리더의동작상황을알수있습니다. 구체적인동작내용은아래와같습니다. Left LED ( 연결관련표시 ) Right LED ( 동작관련표시 ) 꺼짐 연결끊김 꺼짐 동작하지않음 Amber 10MBPS Amber Half Duplex Green 100MBPS Green Full Duplex < 그림 2> Ethernet 커넥터사진및 LED 동작상태 1.7 전원표시용 LED 전원커넥터를통해 +24V 전원이공급되는경우동작되는 LED입니다. 1.8 전원커넥터입력전압의범위는 20~26V이며, 커넥터의핀사양은아래 < 표 4> 와같습니다. 사용된커넥터는삼우전자의 SCK-12-2(R) 이며, 반대편커넥터는 SCK-12-2(P) 입니다. 반드시전원커넥터를연결한후에전원을공급하여야하며, 전원커넥터를뺄때는전원을 Off한상태에서작업하기바랍니다. 전원이투입된상태에서전원커넥터를착탈하는경우부품파손의원인이될수있습니다. < 표 4> 전원커넥터핀사양 핀번호 1 2 기능 +24V GND 4

5 SCK-12-2(P) SCK-12-2(R) < 그림 3> 전원커넥터사진커넥터의핀배치는아래 < 그림 4> 와같습니다. 2 1 < 그림 4> 전원커넥터핀배치 1.9 ANT 연결커넥터 BNC 커넥터를이용해서 RFID Reader의안테나가연결되며, 당사에서제공한안테나를이용해야최고의성능이나올수있으며, 일반다른안테나를연결하는경우 RF 관련회로에이상이생겨제품이파손될수있습니다 이상상태표시 RFID Reader 내부의 CPU가정전기및노이즈등의외부환경에의하여비정상적으로동작된경우이를표시하는기능으로아래 < 그림 5> 와같이 7세그먼트의 Dot를켜줍니다. 이 Dot가켜진상태에서도 RFID는정상동작할수있으나계속해서이러한현상이발생하면주변기기나케이블등불안전한요소를제거한후사용하시기바랍니다. 이 Dot는 RST, RD, WR 스위치를누르거나정상적으로전원을 Off 후다시 On시키는경우꺼지게됩니다. < 그림 5> 마이컴오동작시표시내용 5

6 1.11 설치환경및동작사양 < 표 5> RFID 설치환경 구분 세부항목 내용 주파수 134.2KHz Writing 시간 460mS/Page 리더안테나케이블 ( 옵션 ) 안테나코아부 ( 옵션 ) Reading 시간 170mS/Page 최대 Reading 거리 * 주1 90±5mm 최대 Writing 거리 40±5mm 채널수 4채널 지름 3mm Bending 지름 45mm 길이 * 주 2 재질크기재질커넥터 2m PVC 62(Length) 13mm(Diameter), 공차 : ±0.5mm 162(Length) 13mm(Diameter), 공차 : ±0.5mm Acetal, 검정색 BNC Tag 종류 RI-TRP-DR2B 17Page 64bit, Read/Write 환경 보관환경온도 : -25 ~ 70 C 습도 : 5 ~ 95 %RH ( 단, 결로현상이없을것 ) 동작환경온도 : 0 ~ 50 C 습도 :35~85 %RH ( 단, 결로현상이없을것 ) 전원 입력전압 DC 20V ~ 26V 소비전류대기시 : 110mA, 리딩시최대치 : 160mA 크기 (W H D) mm ( 커넥터돌출부제외 ) 케이스재질 SCP1(Steel) 무게 약 430g * 주1) Antenna와 Transponder의배치에따라감도특성이다르며, 본측정은외부노이즈가 없는상태에서측정한값입니다. * 주2) 안테나케이블길이변경및고성능안테나등은별도문의바랍니다. 6

2. 프로토콜사양 본프로토콜은 Host로부터이더넷통신을이용해서 RFID Reader와 RF로연결된 Tag에서 MID(Material ID) 정보를읽고, 각종통신파라미터등을설정할수있습니다. RFID Reader와의통신상주의할내용은수신된하나의명령이실행되는중간에 Host에서다른명령을보내게되면이후에보낸명령들은모두무시됩니다.

7 2. 프로토콜사양 본프로토콜은 Host로부터이더넷통신을이용해서 RFID Reader와 RF로연결된 Tag에서 MID(Material ID) 정보를읽고, 각종통신파라미터등을설정할수있습니다. RFID Reader와의통신상주의할내용은수신된하나의명령이실행되는중간에 Host에서다른명령을보내게되면이후에보낸명령들은모두무시됩니다. 따라서 4개의안테나는동시에 Tag를읽을수없고순차적으로하나씩 Tag를읽을수있습니다. RFID Reader Antenna Transponder (Tag) PC Ethernet Ethernet to 232 CPU Logic RF 송수신 < 그림 6> RFID 시스템구성도 2.1 이더넷포트설정본제품에사용된이더넷기능은 Lantronix의 XPort(Ethernet to RS-232 변환기 ) 를이용하여 Host와는 Ethernet으로연결되고, 이변환기를통해비동기통신방식으로 CPU와연결됩니다. Ethernet 관련세부적인설정및사용방법은 Lantronix ( 의 XPort 관련기술자료를참조하기바랍니다. 별첨자료의 DeviceInstaller_User Guide.pdf 를이용하면대부분의설정이가능하며, 좀더상세한내용을확인하고싶으면 XPort_User Guide.pdf 를참고하기바랍니다. 7

8 2.2 프로토콜구조기본적인통신은 ASCII 문자열을이용하고있으며, 송수신명령어의구조는아래와같습니다. 기본적인 Frame 구조는 Device ID로시작하여 CheckSum 1Byte로구성되어있습니다. 각파라미터사이에는특수문자를사용하지않고연속해서데이터를보냅니다. < 표 7> 송신명령어구조 T_ID CMD( 명령어 ) D1D2. D8 Check Sum 하위 상위바이트 1Byte 1Byte 8 Byte 1Byte < 표 8> 수신명령어구조 T_ID CMD STS D1D2 D8 Check Sum CR LF 하위 상위바이트 1Byte 1Byte 1Byte 8 Byte 1 Byte 0x0D 0x0A 주의사항 : 위에데이터순서는 12페이지와 13페이지를참조해주십시오. 1) T_ID(Target ID) : 안테나번호선택기능다채널 RFID 리더의채널 ( 안테나번호 ) 을선택하기위한설정으로다음과같이안테나를선택할수있습니다. 이기능은 Host로부터통신명령을통해설정할수있으며, 1Byte 로구성되어있습니다. 0~4(0x30~0x34) 까지의 ASCII 문자를사용합니다. 제품출하시초기설정값은 1이며, RST 스위치나통신명령을통해 Reset 시키는경우초기설정치 1로바꿀수있습니다. 이설정치는 R, W명령을수행할때안테나를선택하기위해사용되며, 다른명령어에서는무시됩니다. < 표 9> T_ID( 안테나채널선택 ) 의 ASCII 코드표 T_ID 번호 ASCII 코드 안테나번호 0 0x30 X 1 0x x x x ~ 15 0x35~ 0x3F X *) X : 사용하지않는데이터로모든안테나 Off 8

9 2) CMD Host에서 Reader로, 또는 Reader에서 Host로보내는명령어를나타냅니다. 현재구현된명령어의종류는 2.3절을참조하기바랍니다. 이명령어의종류에따라 Data의구성및길이는서로달라집니다. 3) D1 D2. Dn 각명령어및응답코드에관련된데이터가사용됩니다. 최대데이터길이는 9Byte 이내로제한됩니다. R명령과 W명령은 Page를설정하기위한 1 Byte의 Page 정보가사용됩니다. Page 설정값에대해서는아래명령어종류를참고하기바랍니다. 4) STS RFID Reader에서의통신상태및제품의동작상태등의다양한정보를보내기위하여사용하는데이터입니다. 자세한내용은 2.4절을참조하기바랍니다. 5) Check Sum 송수신데이터의이상유무를확인하기위해서사용하는기능으로 Check Sum을계산할때는송신된모든데이터를사용하며, 계산식은각 Bit별 XOR 연산을취한결과데이터의하위 4Bit에 0x30을더한 ASCII 코드 1 Byte로변환하여보내집니다. 예 ) 0x35 0x37 0x38 0x0d 0x0a인경우 0x x XOR x XOR x0D XOR x0A XOR = 0x3D => 하위 4Bit+0x30= 0x3D 만을전송 예 ) XOR한결과데이터가 0x56의경우 0x36=(0x56&0x0F)+0x30, 0x0F 의경우 0x3F=(0x0F&0x0F)+0x30 으로 Frame 을구성하여전송합니다. 9

10 2.3 명령어종류 RFID와상위 PC 사이에사용되는명령어는아래와같으며, 프로그램코드사이즈를최적화하면서프로토콜구현을쉽게하기위해서명령어를최소화하여 RFID의모든기능을구현할수있도록하였습니다. 설명의편리를위해 T_ID는기본설정값인 1로설정된상태라고가정합니다. < 표 10> 명령어종류 명령어 처리 내용 송수신방향 비고 I RFID 정보요구 ( 회사명, 버전 ) Host Reader R Tag의지정된 Page의내용을읽음 Host Reader W Tag의지정된페이지에데이터를쓰는명령 Host Reader C Reader의프로그램을 Reset시키는명령 Host Reader R명령이나 W명령에서사용되는 Tag의 Page 설정은아래와같이 1 Byte 값으로 1~17쪽의 Page를선택할수있습니다. 사용되는 ASCII 코드는 0x31~0x41입니다. < 표 11> Page 설정값 Page 번호 ASCII 코드 문자 Page 번호 ASCII 코드 문자 1 0x x3A : 2 0x x3B ; 3 0x x3C < 4 0x x3D = 5 0x x3E > 6 0x x3F? 7 0x x x41 A 9 0x

11 1) I 명령 이명령은 Host와 RFID Reader와의통신상태를점검하거나 RFID Reader의제품정보를확인하기위한용도로사용합니다. Host에서 Reader로보내는명령어구조는아래와같습니다. T_ID 명령어 Check Sum 1~4 I 1 Byte Reader에서 Host로보내는응답은아래와같이구성됩니다. 에러가없이정상적으로실행된경우 STS=0. T_ID 명령어 STS Data Check Sum CR LF 1~4 I 1 Byte 8 Byte 1 Byte 0x0D 0x0A 예 ) 하드웨어버전이 1.1, 소프트웨어버전이 2.2인경우응답 Frame의 Data는다음과같은 문자열로구성됩니다. 현재선택된안테나번호가 1일때를예로든경우입니다. 송신프레임 (Host Reader) T_ID 명령어 Check Sum 1 I 8 수신프레임구성 (Reader Host) T_ID 명령어 STS Data Check Sum CR LF 1 I 0 1.1, x0D 0x0A 11

12 2) R 명령 Tag의지정된 Page 내용을읽기위한명령으로현재사용되고있는 Tag는읽고쓰기가가능한 17 Page(8Byte/Page) 의메모리를가지고있습니다. Tag에서데이터를읽고쓰는기본단위가 Page 단위이므로상위컴퓨터에서 Tag를읽고쓸때는 Page 단위의 8Byte로처리하는것이바람직합니다. Host에서 Reader로보내는명령어구조는아래와같습니다. T_ID 명령어 Page Check Sum 1~4 R 1~A(1 Byte) 1 Byte Reader에서 Host로보내는응답은아래와같이구성됩니다. 에러가없이정상적으로실행된경우 STS=0. T_ID 명령어 STS Data Check Sum CR LF 1~4 R 0 8 Byte 1 Byte 0x0D 0x0A 예 ) T_ID=1인 Tag의 6 Page에데이터가 이저장되어있는경우 R 명령을이용하 여데이터를읽는경우아래와같이송수신프레임이구성됩니다. 송신프레임 (Host Reader) T_ID 명령어 Page Check Sum 1 R 6 5 수신프레임구성 (Reader Host) T_ID 명령어 STS Data(8 Byte) Check Sum CR LF 1 R x0D 0x0A 위내용에서 Data (8 Byte) 의순서는다음과같습니다. Omron 호환 : 1_R_0_ D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 _3_0x0D_0x0A Brooks 호환 : 1_R_0_ D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 _3_0x0D_0x0A 위내용중 _ 와 는설명을위하여사용된문자입니다. 본제품은기본적으로 Omron 호환과동일합니다. Brooks 호환의제품이필요하시면발주시별도로표기바랍니다. 12

13 3) W 명령 Tag의지정된 Page에데이터를쓰는명령으로송수신 Frame의구성은아래와같습니다. Host에서 Reader로보내는명령어구조는아래와같습니다. T_ID 명령어 Page Data Check Sum 1~4 W 1~A (1 Byte) 8 Byte 1 Byte Reader에서 Host로보내는응답은아래와같이구성됩니다. 에러가없이정상적으로실행된 경우 STS=0. 또한 Data 필드에는 Host에서보낸데이터를되돌려줍니다. T_ID 명령어 STS Data Check Sum CR LF 1~4 W 0 8 Byte 1 Byte 0x0D 0x0A 예 ) T_ID=1인 Tag의 1 Page에 을 Write할경우아래와같이송수신프레임이구성됩니다. 송신프레임 (Host Reader) T_ID 명령어 Page Data Check Sum 1 W ? 수신프레임구성 (Reader Host) T_ID 명령어 STS Data Check Sum CR LF 1 W > 0x0D 0x0A 13

14 4) C 명령 Reader의프로그램을 Reset시키는명령으로 T_ID는 1번으로외부센서동작모드는 Disable 모드, 센서에의한자동읽는모드의어드레스는 MID가저장된 01번지로초기화됩니다. 모든설정치는 C 명령에의한응답을보낸후다음명령부터새로운설정치로동작하게됩니다. Host 에서 Reader 로보내는명령어구조는아래와같습니다. T_ID 명령어 Check Sum 1~4 C 1 Byte Reader에서 Host로보내는응답은아래와같이구성됩니다. 에러가없이정상적으로실행된 경우 STS=0. T_ID 명령어 STS Check Sum CR LF 1~4 C 0 1 Byte 0x0D 0x0A 예 ) T_ID=1인 RFID Reader를초기상태로 Reset시키고자하는경우의송수신데이터는아래 와같습니다. 송신프레임 (Host Reader) T_ID 명령어 Check Sum 1 C 2 수신프레임구성 (Reader Host) T_ID 명령어 STS Check Sum CR LF 1 C 0 2 0x0D 0x0A 5) 통신에러발생시응답코드 RFID Reader에서통신에러나심각한에러가발생한경우아래프레임과같은구성으로 Host로데이터를보내게됩니다. STS는 0x31~0x38의값이리턴됩니다. T_ID STS Check Sum 1 1~8 1 Byte 14

15 2.4 Status 종류 아래표와같이 Status(STS) 는 1 Byte 로구성되어있습니다. < 표 13> Status 종류 Code 상태 비고 0 수신된데이터에이상이없고, 정상적으로명령을실행한경우 1 수신된데이터에 Parity 및 Check Sum에이상이있는경우 2 T_ID 번호가다르거나없는명령어가수신된경우 3 수신된데이터가너무긴경우 ( 최대 12Byte) 4 Tag에데이터를쓰는데실패한경우 5 Tag가없는경우 6 Tag의종류가수신된명령어의 Tag 종류와다를때, Tag에서의 Check Sum 에러가발생한경우 7 설정된변수상황에서수신한명령어를실행할수없을때, 즉변수값에이상이있는경우 8 Tag와의통신에러 3. Tag 종류 현재본제품은 Multipage Transponder만 Read, Write 를할수있습니다. 다른형태의 Tag를사용하는경우 Firmware의수정이가능합니다. 15

16 4. ANT 설치방법 4.1 ANT 사양외곽재질은 PVC 재질을사용하였으며, 케이블길이및굵기는주문사양에따라변경가능하나최대 5M 이내로사용하는것이바람직합니다. 본리더기에사용할수있는안테나는아래 < 표 15> 와같은 2종의안테나가표준으로사용될수있으며, 특별한사양의안테나는별도제작이가능합니다. 162mm 안테나는 < 그림 9 ( 나 )> 과같은구조보다는안테나의측면에 Tag가수직으로배치된경우에리딩성능이좋은안테나입니다. BNC 커넥터 13mm 2M 62mm < 그림 7> 원형안테나치수 < 표 15> 안테나종류별특징 안테나종류 품명 인식특징거리 ( 노이즈환경 ) 사용예 62mm Stick CTS-RFID-ANxx 90mm 우수 Stocker 162mm Stick CTS-RFID-ALxx 85mm 보통 OHT < 표 15> 의품명에서 xx는 10cm 단위의길이를의미하며, 0.1m인 01에서최대 5m인 50으로제한됨. 인식거리기준은아래 < 그림 8> 과같이안테나끝에서 Tag 사이의직선거리를의미합니다. 노이즈가없는환경에서측정한데이터로실사용환경과는차이가있을수있습니다. 인식거리 < 그림 8> 인식거리기준 16

17 4.2 최적위치설정방법 1) < 그림 9-가 > 와같이 RFID Reader의안테나와 Tag는서로마주보는것이인식거리를가장길게사용할수있으며, 방향이틀어지는경우인식거리는짧아지게됩니다. 2) 주변기기에서방사되는노이즈에의한오동작을방지하기위해서모니터, 스위칭릴레이, 인접트랜스폰더 (Tag) 와의간섭등이없도록설치하기바랍니다. 설치시주위에노이즈원을파악하여제거한다면인식거리및속도를크게향상시킬수있습니다. 3) 안테나및 Tag 근처에는금속부품이없도록설치시주의바랍니다. 금속부품이주위에있는경우안테나에서만들어지는 RF 신호에이상이생겨인식거리가짧아질수있습니다. 따라서안테나고정기구물도아세탈과같은절연체로가공하여사용하는것이바람직하며, 부득이주변에써스나알루미늄이있는경우특수한형태의안테나나차폐방법이필요합니다. ( 가 ) 안테나와 Tag 가같은축에있을때 ( 나 ) 안테나와 Tag 가수직일때 < 그림 9> 안테나와 Tag의배치에따른인식거리 (Read) 17

18 4.3 인식거리 인식거리를높이기위해서는 Tag와 RFID Reader와의위치는수평선상에배치될수있도록하며, 안테나및 Tag 주변에금속재질의다른부품들이근접하지않도록설치시주의를요합니다. < 그림 9> 는안테나와 Tag의배치에따른인식거리를나타내는개략적인그림으로가장바람직한배치는안테나와 Tag가같은축상에있을때이며, 수직으로배치할경우안테나몸체의중앙이아닌끝부분에 Tag를설치하는것이바람직합니다. 인식거리는충분한여유를확보하는것이필요하기때문에 Reader의 Read 스위치를이용하여정상적인 Read 상태를시험하면서배치된상태에서인식거리의여유를반드시확인하기바랍니다. 18

19 < 별첨 > RFID Reader 케이스사양

20 < 별첨 > RFID Reader 사진 20

-. Data Field 의, 개수, data 등으로구성되며, 각 에따라구성이달라집니다. -. Data 모든 의 data는 2byte로구성됩니다. Data Type는 Integer, Float형에따라다르게처리됩니다. ( 부호가없는 data 0~65535 까지부호가있는

-. Data Field 의, 개수, data 등으로구성되며, 각 에따라구성이달라집니다. -. Data 모든 의 data는 2byte로구성됩니다. Data Type는 Integer, Float형에따라다르게처리됩니다. ( 부호가없는 data 0~65535 까지부호가있는 Dong Yang E&P 인버터 Modbus Monitoring Protocol 2018. 08. 27 Sun Spec (Modbus-RTU) -. Modbus Protocol 각 Field에대한설명 Frame갂의구별을위한최소한의시갂 BaudRate 9600에서 1bit 젂송시갂은 Start 0.104msec, (3.5 character Times, 1 Character