DTM436 - RFID系统 IFM - 免费用户手册

用户手册 DTM436 IFM

操作说明

J1939 接口

RFID系统

DTM436

DTM437

读写头

目录

1 初步说明 3

1.1 使用的符号 3
1.2 警告 3
1.3 法律和版权信息.... 3
1.4 开源信息 4

2 安全说明 5

2.1 设备上的安全符号 5
2.2 关于高频电磁辐射的安全注意事项 5
2.3 网络安全 6

3 指定用途 7

3.1 应用范围 7

4 所供配件 8

5 功能 9

5.1 ID 标签 9
5.2 设备概览 9

6 安装 10

6.1 设备安装的注意事项 10
6.2 避免干扰 10
6.3 机械设计 …… 10
6.4 安装产品 11
6.5 安装距离 12
6.6 ID 标签定位 12

7 电气连接....14

7.1 配线 14

8 操作和显示元件.... 15

9 操作 16

9.1 J1939 接口..... 16

9.1.1 PDU 格式 1 中的专用协议 ..... 17
9.1.2 配置示例 17

9.2 参数映射 18

9.3 设备状态 18
9.4 ID 标签数据访问 20

9.4.1 从 ID 标签读取数据 ..... 20
9.4.2 将数据写入 ID 标签 20

9.5 设定 21

9.5.1 设备节点 ID (0x2000) 和波特率 (0x2001) 21
9.5.2 地址声明 21
9.5.3 重置读写头 22

10 维护、修理及处理 23

11 认证/标准 24

术语表.... 25

1 初步说明

说明、技术资料、认证和其他信息可通过扫描设备/包装上的二维码或访问网站 www.ifm.cn 获取。

1.1 使用的符号

√ 要求
▶ 说明
▷ 反应，结果

[...] 按键、按钮或指示标记

→ 交叉引用

重要说明

如不遵守，可能导致故障或干扰

信息

补充说明

1.2 警告

警告可能会发生人身伤害和财产损失。有助于实现安全的产品处理。警告的分级如下：

警告

严重人身伤害警告

▷ 若不注意警告，可能造成致命和严重伤害。

注意

轻度到中度人身伤害警告

▷ 若不注意警告，可能造成轻度到中度伤害。

注意

财产损失警告

▷ 若不注意警告，可能造成财产损失。

1.3 法律和版权信息

© ifm electronic gmbh 保留所有权利。未经 ifm electronic gmbh 同意，不得复制或使用本说明书的任何部分。

我方页面上使用的所有产品名称、图片、公司或其他品牌均为各自权利所有者的资产。

1.4 开源信息

如需了解更多开源信息，请参阅：documentation.ifm.com。

2 安全说明

- 所述产品为集成至系统的子组件。

• 系统架构师为系统的安全负责。

• 系统架构师根据运营商和系统用户提供的法规和规范要求来实施风险评估和存档。该存档必须包含针对运营商和用户（如适用，还要包含系统架构师授权的维修人员）的所有必要信息和安全说明。

• 设定产品前请阅读本文档，并在产品整个使用周期内妥善保管本文档。

• 产品必须适合相应的应用和环境条件，且不受任何限制。
• 仅将产品用于指定用途（→指定用途）。
• 如果未遵照操作说明或技术资料，则可能导致人身伤害和/或财产损失。
• 对于操作员擅自改装产品或错误使用导致的任何后果，制造商概不承担任何责任。
• 必须由机器操作员授权的合格人员执行产品的安装、电气连接、设置、操作及维护工作。
• 防止产品和电缆损坏。
• 将产品保存在原包装中。

2.1 设备上的安全符号

设备使用以下符号。为避免危险，请遵守说明：

- 电源必须符合 IEC 61010-1，第 9.4 章 - 限制 - 能源回路。

- 防护等级为 III 的设备。仅适用于 SELV/PELV 回路运行。

2.2 关于高频电磁辐射的安全注意事项

在针对特定应用的条件下，根据安装情况和设备设定，用户面临的风险可能不同。

系统架构师/操作员必须进行危害分析，并采取适当措施保护人员安全。特别是，亦应遵守国家法规。可能的保护措施包括用户最小距离保障、访问控制和用户培训。

警告

本设备的操作可能会对居住区造成无线电干扰。

▷ 本设备发射高频电磁波，可能会干扰附近电子设备的运行，包括起搏器、助听器和除颤器。
▶ 根据人体暴露规定，设备与人之间必须保持至少 20 cm 的距离。
▶ 如果您有起搏器或其他植入式医疗产品，请勿在未事先咨询医生或医疗产品制造商的情况下使用该设备。请保持设备与您的医疗设备之间的安全距离，如果您发现医疗产品出现永久性损坏，请不要继续使用该设备。

2.3 网络安全

安装

该设备适合在符合 IEC 62443-1-1 的安全环境中运行。

该设备为防火墙之后的运行而设计。

▶ 根据 IEC 62443-1-1 对系统进行风险评估。
▶ 采取措施确保人身安全。

操作

▶ 请遵守产品文档中描述的安全功能及其使用建议。

维护

▶ 定期检查设备是否有可用的软件更新。
▶ 根据公司的变更管理者流程备份系统配置和系统数据。

报废

▶ 确保敏感信息不会落入未经授权的人士手中。
▶ 请务必将系统设置重置为出厂设定。

3 指定用途

读写头在无需接触的情况下读取和写入 ID 标签。

数据通过 CAN-bus 接口作为过程数据提供。

3.1 应用范围

就设备安全性而言，额定可用于以下操作条件：

• 保护等级3 (SELV/PELV)，设备供电必须符合UL61010-1第9.4节限制能源的要求。按照IEC61010-2-201中的图102隔离外部电路。
• 室内和室外使用。
• 高达 2000 m 的海拔。
• 相对空气湿度最高达 80% ，无冷凝。
• 2级污染程度。

4 所供配件

- 读写头

该设备未附任何安装和连接附件。

可用附件：www.ifm.com。

使用其他制造商的组件将无法确保达到最佳运行状态。

5 功能

5.1 ID 标签

ID 标签为无电源被动式运行模式。运行所需的能量由读写头提供。

能源通过电感耦合提供。读写头中的集成天线圈生成磁场，部分穿透 ID 标签的天线圈。为数据载体提供能量的感应电压。

设备根据 ISO 15693 对 ID 标签提供支持。

5.2 设备概览

DTM436

	货号:	DTM436
	功能:	读写头
	类型标记:	DTMHF IBRWCJUS03
	类型:	M30,齐平安装

DTM437

	货号:	DTM437
	功能:	读写头
	类型标记:	DTMHF INRWCJUS03
	类型:	M30,非齐平安装

6 安装

6.1 设备安装的注意事项

安装多个 RFID 设备时，请遵守系统之间的最低距离。
在金属中齐平安装读写头可缩短读写距离。
如果放置在强大的高频发射源（如焊接变压器或转换器）附近，设备性能可能会受到影响。

6.2 避免干扰

设备产生频率为 13.56 MHz 的调制电场。

避免干扰数据通信：

▶ 请勿在同一频段附近操作任何设备。
▷ 此类设备包括变频器和开关电源等。

如果附近有同一频段的其他设备：

▶ 设备之间的安装距离应尽量大。
▶ 在交替运行模式下使用设备。
▶ 开启/关闭设备的高频场。

6.3 机械设计

DTM436

图 1: DTM436

1 感应面

DTM437

图 2: DTM437

1 感应面

6.4 安装产品

▶ 利用随附的螺母 (M30) 固定装置。

DTM436

图 3: 齐平安装

DTM437

图 4: 非-齐平安装

6.5 安装距离

DTM436

工作模式	侧面距离 (A)	前向距离 (B)
针对读取和写入	≥ 60 mm	≥ 120 mm

DTM437

工作模式	侧面距离 (A)	前向距离 (B)
针对读取和写入	≥ 100 mm	≥ 200 mm

6.6 ID 标签定位

感应面标记读写头集成天线圈的中心。

▶ 按照相同的方法将读写头的感应面与 ID 标签对齐。

安装在金属中或金属上时，使用为此用途提供的 ID 标签。
将 ID 标签置于感应面区域。进行此操作时，必须遵循孔径角和工作距离（→ 设备技术资料）。

DTM436

图 5: ID 标签定位

▶ 将 ID 标签对准设备天线的中轴线。

▷ 距离 “D” 显示于技术资料中。

DTM437

图 6: ID 标签定位

▶ 将 ID 标签对准设备天线的中轴线。

▷ 距离 “D” 显示于技术资料中。

7 电气连接

务必由具备资质的电工连接设备。

防护等级为 III (PC III) 的设备。

电力供应仅可通过 PELV/SELV 电路来实现。

▶ 连接设备前，请切断电源。

7.1 配线

▶ 通过 M12 连接器将设备连接至 CAN 总线。
▷ 电压由 CAN 总线提供。

插脚分配	配线
M12 连接器,编码为 A,5 针
	1: 屏蔽2: U+3: GND4: CAN 高5: CAN 低

如果考虑到以下几点，CAN 总线连接几乎无故障：

▶ 使用准许用于 CAN 总线的电缆。
▶ 使用 120 Ω 终端电阻接电缆。

若要了解关于可用插座的信息，请参阅：www.ifm.com。

8 操作和显示元件

DTM436	DTM437

1 LED 绿色 / 黄色 / 红色

LED	状态	描述
绿色	开启	工作状态运行
	闪烁	设备已禁用
黄色	开启	检测到 ID 标签
	每 1/4 s 闪烁一次	ID 标签读取或写入成功
	短暂闪烁 4x	ID 标签读取或写入出错
红色	开启	CAN 总线无法访问
	闪烁	设备硬件故障

9 操作

9.1 J1939 接口

RFID 读写头有标准化 SAE J1939 接口。所有测量值和参数均可通过 J1939 协议访问。各个配置可保存于内部永久性存储器中。

SAE J1939 协议的结构

SAE J1939 协议使用 29 位 CAN 标识符（扩展帧格式 CAN 2.0B）。J1939 消息有以下结构：

J1939 消息
29 位 CAN 标识符			数据
优先级	参数组编号 (PGN)	源地址	消息的用户数据
28...26	25...8	7...0	0...8 个字节

参数组编号 (PGN)
扩充数据页	数据页	PDU 格式 (PF)	目标地址/群组扩展 (PS)
25	24	23...16	15...8

PDU 格式 1(特定)
00h - EFh	目标地址 (DA)
23...16	15...8

PDU 格式 2(全局)
F0h - FFh	群组扩展 (GE)
23...16	15...8

PDU 格式 1

此格式定义发送到已定义设备的消息。此时，PDU 特定字节 (PS) 为设备的目标地址 (DA)。如果 PDU 格式字段 (PF) 的值在 0x00 和 0xEF 之间，则为 PDU 格式 1 消息。

对于专有消息（制造商），已定义 PDU 格式值 0xEF。

扩展数据页位 = 0，数据页位 = 0。

PDU 格式 2

此格式定义全局发送的消息。此时，PDU 特定字节 (PS) 对应群组扩展 (GE)。如果 PDU 格式字段 (PF) 的值在 0xF0 和 0xFF 之间，则为 PDU 格式 2 消息。

对于专有消息（制造商），已定义区域 PDU 格式 (PF) 和群组扩展 (GE) 0xFF00 - 0xFFFF。

扩展数据页位 = 0，数据页位 = 0。

9.1.1 PDU 格式 1 中的专用协议

设备参数列于根据 16 位索引访问的表格中。为在读写时访问传感器参数，使用专用 PDU 格式 1 消息。PDU 格式 (PF) 对应值 0xEF。此时，PDU 特定字节 (PS) 为接收消息的设备的目标地址 (DA)。若传输 4 字节以上，则必须使用 J1939 传输协议。

示例

目标设备地址 (ECU): 0xEB

控制器/主站地址：0x14

消息优先级：3

CAN 标识符	8 字节数据帧
ID	参数索引	读写	状态	4 字节数据
29 位	2 个字节	1 个字节	1 个字节

要求：主站 → ECU

CAN 标识符	8 字节数据帧
0xCEFEB14	LSB	MSB	RW	0	LSB	..	..	MSB

响应：主站 ← ECU

CAN 标识符	8 字节数据帧
0xCEF14EB	LSB	MSB	RW	SC	LSB	..	..	MSB

参数索引：2 字节参数索引。

RW: 读取参数 → 0x00 / 写入参数 → 0x01

SC: 状态代码

0x00: 确定

0x01：参数值太小

0x02：参数值太大

0x03：参数索引不存在

0x04：参数仅可读取

0x05：参数仅可写入

0x06：不能访问参数

0x07：无效的数据大小

0x08：参数写入已被锁定

(例如：已在传感器中设定待写入值)

0x09：无效的命令

0x0A: 未知错误

0x0B：ID 标签读取或写入时出错

9.1.2 配置示例

将 ID 标签的块大小设为 8，索引 0x2800

目标设备地址 (ECU): 0xEB

控制器/主站地址：0x14

消息优先级：3

要求：主站 → ECU

CAN 标识符	8 字节数据帧
0xCEFEB14	0x00	0x28	0x01	0x00	0x08	0x00	0x00	0x00

响应：主站 ← ECU

CAN 标识符	8 字节数据帧
0xCEF14EB	0x00	0x28	0x01	0x00	0x08	0x00	0x00	0x00

9.2 参数映射

索引	类型	值	R/W	已保存	预设
0x0500	字节流	设备名称	ro
0x0501	字节流	软件版本	ro
0x2000	Unsigned8	默认设备地址(地址声明后可更改)	rw	X	235
0x2001	Unsigned16	波特率 (kBit/s)	rw	X	250
0x2002	Boolean	设备复位	rw
0x2080	Unsigned8	设备状态	ro
0x2800	Unsigned8	块大小	rw	X	4
0xA000	字节流	ID 标签 UID	ro
0xA001	字节流	ID 标签数据	rw

9.3 设备状态

包含索引 0x2080 的参数表示当前设备状态:

位	31	30	29	28	27	26	25	24
状态	tag_err

位	23	22	21	20	19	18	17	16
状态	acc_err

位	15	14	13	12	11	10	9	8
状态	r	r	r	r	r	r	r	J1939_err
位	7	6	5	4	3	2	1	0
状态	声明	r	buf_ovfl	fr_err	r	存在	天线	电源

状态	值	描述
电源	1	电源启用(值始终为 1)
天线	0	天线已禁用
	1	天线已启用
存在	0	不存在 ID 标签
	1	存在 ID 标签
fr_err	0	前端正常
	1	检测到前端错误(硬件问题)
buf_ovfl	0	缓冲区正常
	1	检测到缓冲区溢出
声明	0	地址声明正常
	1	地址声明不成功
J1939_err	0	No J1939 发生错误
	1	J1939 发生错误
acc_err		上一次写入操作错误
tag_err	1	上次操作的 ID 标签错误消息

访问错误代码

每次 ID 标签写入或读取访问后更新。

索引	值	描述
0x00	ISO_COMMAND_ERROR_NO_ERROR	无错误,成功执行命令。
0x01	ISO_COMMAND_ERROR_NO_RESPONSE	ID 标签未响应。ID 标签可能不再在场中。
0x02	ISO_COMMAND_ERROR_RX_ERROR	接收 ID 标签的响应时出错(CRC 错误、帧错误、冲突等)。

ID 标签错误代码

每次 ID 标签读取或写入访问后更新。

索引	值	描述
0x00	ISO_TAG_ERROR_NO_ERROR	ID 标签无错误。
0x01	ISO_TAG_ERROR_COMMAND_NOT_SPECIFIED	不支持命令。
0x02	ISO_TAG_ERROR_COMMAND_SYNTAX	无法识别命令。块数太多。示例:格式错误。
0x03	ISO_TAG_ERROR_OPTION_NOT_SUPPORTED	不支持选项。
0x0F	ISO_TAG_ERROR_OTHER	其他错误。
0x10	ISO_TAG_ERROR_BLOCK_NOT_USABLE	特定块不可使用(或未找到)。
0x11	ISO_TAG_ERROR_BLOCK_ALREADY_BLOCKED	特定块已被锁定且无法再次锁定。
0x12	ISO_TAG_ERROR_BLOCK_NOT_UPDATEABLE	特定块已被锁定,且其内容无法更新。
0x13	ISO_TAG_ERROR_BLOCK_WRITE_VERIFY	特定块无法进行编程(出现了写入验证错误)。
0x14	ISO_TAG_ERROR_BLOCK_LOCK_VERIFY	特定块无法锁定(出现了锁定验证错误)。

9.4 ID 标签数据访问

9.4.1 从 ID 标签读取数据

发送包含以下信息的“读取参数”帧，ID标签即读取数据：

• 数据地址
• 数据长度

CAN 标识符	8 字节数据帧
ID29 位	参数索引2 个字节		读写1 个字节	状态1 个字节	ID 标签数据地址		ID 标签数据长度
	0x01	0xA0	0x00	0x00	LSB	MSB	LSB	MSB

示例

从 ID 标签地址 4 读取 8 字节数据。

要求：主站 → ECU

CAN 标识符	8 字节数据帧
0xCEFEB14	0x01	0xA0	0x00	0x00	0x04	0x00	0x08	0x00

响应：主站 ← ECU

CAN 标识符	8 字节数据帧
0xCEF14EB	0x01	0xA0	0x00	0x00	数据 [0]	数据 [1]	数据 [2]	...

若要读写成功，ID标签必须在读写头的检测范围内。在发生数据读写错误时，状态字节通过0x0B响应。

9.4.2 将数据写入 ID 标签

发送包含以下信息的“写入参数”帧，数据即写入 ID 标签：

• 数据地址
• 数据长度
• 数据

CAN 标识符	x 字节数据帧
ID29 位	参数索引2 个字节		读写1 个字节	状态1 个字节	ID 标签数据地址		ID 标签数据长度		ID 标签数据
	0x01	0xA0	0x00	0x00	LSB	MSB	LSB	MSB	数据 [0]	数据 [x]

示例

将 4 字节数据 (0xAA,0xBB,0xCC,0xDD) 写入 ID 标签地址 2。

要求：主站 → ECU

CAN 标识符

x 字节数据帧

0xFE B14

0x01

0xA0

0x01

0x00

0x02

0x00

0x04

0x00

0xAA

0xBB

0xCC

0xDD

响应：主站 ← ECU

CAN 标识符	x 字节数据帧
0xCEF14EB	0x01	0xA0	0x01	0x00

若要读写成功，ID 标签必须在读写头的检测范围内。在发生数据读写错误时，状态字节通过 0x0B 响应。

9.5 设定

9.5.1 设备节点 ID (0x2000) 和波特率 (0x2001)

设备地址的有效值：0 到 253。

最好使用预设设备地址。设备地址可通过“地址声明”更改。

波特率的有效值：250 kBits/s、500 kBits/s。

设备的默认设定：

▷ 设备地址 (ECU): 235
▷ 波特率：250 kBit/s

在 CAN 网络中仅使用一次设定好的设备地址。

▶ 在 CAN 网络中使用 “地址声明” 以避免冲突。(→ 地址声明 ☐ 21)

重新设定读写头后，更改的设备地址和波特率才会生效。

▶ 使用重置命令或硬件重置来重置读写头。(→ 重置读写头 ☐ 22)

9.5.2 地址声明

读写头支持“动态地址声明”。

默认情况下，设备地址为 235。启动时，传感器通过设备地址登录至网络。除非与其他网络参与者有地址冲突，否则传感器自动开始通信。

任意地址功能 (CA)

如果设置的设备地址在网络中已经被使用，则网络将接受优先级高的参与者。被拒绝的具有较低优先级的网络参与者将分配至其他有效的设备地址。

9.5.3 重置读写头

通过将值 "1" 写入参数索引 0x2002，读写头即重置。

写入值后，读写头立即复位。读写头没有发送响应帧。

10 维护、修理及处理

设备无需维护。

▶ 如有故障，请联系 ifm。
▶ 请勿打开外壳，因为设备不含可由用户维护的任何组件。仅可由制造商修理设备。
▶ 请使用干布清洁设备。
▶ 按照国家环保法规处理设备。

11 认证/标准

有关认证和标准，可了解以下信息：

• 测试标准和法规：documentation.ifm.com
  • EU 符合性声明和认证：documentation.ifm.com
• 关于核准的说明：产品包装内包含的说明文档 documentation.ifm.com

术语表

CAN

控制器局域网，用于移动应用的总线系统

ID 标签

ID 标签用于识别物体。读/写设备用于通过高频无线电信号读取 ID 标签。ID 标签包含天线、用于接收和发送的模拟电路（收发器）、数字电路和非易失性存储器。