ODRFID-RS485: Modbus RTU и AT-команды

ODRFID-RS485 работает по Modbus RTU как ведомое устройство на линии RS485. Получать карты можно двумя способами:

• быстрый режим — читать тип и UID последней карты из готовых регистров 130–141;
• AT-режим поверх Modbus — выбирать карту, читать и записывать её память, задавать формат данных, управлять входом, выходом и индикацией.

Купить ODRFID-RS485

Руководство относится к ODRFID-RS485. Для USB-моделей ODRFID-M/N/E используйте отдельную инструкцию.

Подключение

Соблюдайте полярность A/B. На длинной линии установите терминаторы 120 Ом на обоих физических концах шины и проверьте общий провод, если он нужен в вашей топологии. У каждого устройства должен быть уникальный Modbus-адрес.

Кнопка подключается между IN и GND. Выход OUT при включении соединяет нагрузку с GND, но сам не выдаёт напряжение. Большинство замков потребляет больше 100 мА, поэтому замок подключают через внешний релейный или MOSFET-драйвер. Схемы приведены в руководстве по подключению кнопки, замка и внешних сигналов.

Быстрый старт: UID в регистрах 130–141

В автоматическом режиме считыватель заполняет регистры при появлении новой карты в поле:

Алгоритм для ПЛК или контроллера:

1. Читайте 12 Holding Registers, всегда начиная с относительного адреса 130.
2. Если регистр 130 равен 0, новых данных нет.
3. Если значение равно N, возьмите младший байт из первых N регистров, начиная с 132. Регистр 131 содержит тип карты.
4. После обработки запишите любое значение в регистр 130: это обнулит весь диапазон 130–141.
5. Следующая запись появится при новом событии входа карты в поле. После очистки уберите текущую карту и поднесите её или другую карту снова.

Input Register 1 показывает текущее наличие карты: 0 — карты нет, другое значение — карта обнаружена. Это состояние, а не очередь событий. Используйте его в автоматическом режиме; при ручном опросе значение может отражать результат последней операции, а не непрерывно обновляемое состояние поля.

Пример чтения через mbpoll:

mbpoll -m rtu -a 0x5f -r 130 -0 -c 12 -t 4:hex -b 115200 -P none /dev/ttyUSB0

Ключ -0 включает относительную нумерацию с нуля. Если мастер показывает адреса вида 40001, сверьте его правило пересчёта: в Modbus-кадре передаётся именно относительный адрес 130.

В веб-программе odrfid485.unitx.pro эти регистры можно проверить без ручного разбора Modbus-кадров.

Поддерживаемые функции Modbus

Остальные коды функций не поддерживаются и возвращают Modbus exception.

Карта регистров

Input Registers

Input Register 0 не относится к диапазону последней карты 130–141. Он нужен только при обмене AT-командами через регистры 0–125.

Holding Registers

DFU не работает как Modbus RTU: после перехода в загрузчик обновление выполняют отдельно от штатного обмена по шине. Сброс через регистр 143 также возвращает адрес и параметры порта к заводским значениям, поэтому используйте его только при физическом доступе к устройству.

Как передать AT-команду через Modbus

AT-команда кодируется ASCII-байтами и записывается функцией 16 в Holding Registers 0–125.

1. Запишите любое значение в регистр 126, чтобы удалить предыдущий ответ.
2. Команда должна начинаться с AT. Не добавляйте завершающий CR; если число байт нечётное, дополните последнюю пару нулевым байтом 0x00.
3. Упакуйте каждые два байта в один 16-битный регистр и запишите диапазон с адреса 0.
4. Обычный ответ Modbus означает, что команда принята. Modbus exception соответствует ответу ERROR в текстовом протоколе.
5. Если команда возвращает данные, прочитайте их длину из Input Register 0, затем ceil(N / 2) Holding Registers с адреса 0. Используйте только первые N байт.
6. После разбора снова очистите буфер записью в регистр 126.

Например, AT+SCAN0 содержит восемь байт и записывается как четыре регистра:

ASCII:      A  T  +  S  C  A  N  0
HEX:       41 54 2B 53 43 41 4E 30
Registers: 4154  2B53  4341  4E30

Команда AT+G? содержит пять байт, поэтому дополняется нулём:

ASCII:      A  T  +  G  ? \0
Registers: 4154  2B47  3F00

Если Input Register 0 после неё равен 9, прочитайте пять Holding Registers с адреса 0 и оставьте первые девять байт. Типичный ответ:

\r\n+G=33\r\n

Пакеты OK и ERROR в Modbus-исполнении в буфер не помещаются: результат передаётся обычным ответом или исключением Modbus.

Основные AT-команды

Команды чувствительны к регистру: AT+I и AT+i выполняют разные операции.

Поиск и выбор карты

Перед AT+i, AT+n, AT+SELECT, AT+S, чтением или записью памяти включите AT+SCAN0. Команда AT+I может временно занять считыватель; если он возвращает Modbus exception 6 (Slave Device Busy) или не отвечает, повторите опрос через короткий интервал.

SCAN1 и SCAN2 выдают форматированные данные при появлении карты и не формируют отдельное сообщение об удалении. Для контроля фактического наличия карты опрашивайте Input Register 1.

Чтение и запись памяти

У MIFARE Classic ключ относится к сектору, а не к отдельному блоку. Команды AT+KA и AT+KB задают ключ, которым считыватель аутентифицирует сектор перед AT+R или AT+W; сами ключи и биты доступа записывают в служебный блок сектора (sector trailer) при выпуске карты. Чтение случайного значения из такого сектора позволяет контроллеру отличить простую копию UID. Более сильные варианты разобраны в статье «Защита от клонов меток (антиклон)».

AT+K? возвращает настроенные ключи, а Modbus RTU не обеспечивает конфиденциальность. Используйте команды ключей только на контролируемой шине, ограничьте доступ к мастеру и не публикуйте Modbus через прозрачный сетевой шлюз.

Номер блока можно передавать в десятичном виде или с префиксом 0x. Ответ AT+S подсказывает допустимое число блоков и размер каждого блока.

Не записывайте блок 0 и sector trailer MIFARE Classic без точного понимания структуры карты, ключей и битов доступа. Ошибочная запись может изменить UID клона или закрыть доступ к сектору. Полный протокол также содержит команды изменения UID и уровней безопасности; для типового сценария интеграции они не нужны.

Индикация, вход и выход

Команды AT+L0/1 и AT+Z0/1 отдельно разрешают или запрещают автоматическую штатную индикацию при чтении карты. Они не мешают прямому управлению через AT+D1, AT+D2 и AT+B.

Настройки

Поддерживаемые уровни усиления: 18, 23, 33, 38, 43 и 48 дБ. Промежуточное значение округляется вверх до ближайшего поддерживаемого.

Ответ на AT+[? по умолчанию выглядит так:

+[=95,10,0,8,115200,10

Здесь 95 — адрес, 10 — один стоп-бит, 0 — без чётности, 8 — биты данных, 115200 — скорость, 10 — межсимвольный тайм-аут. Адрес допустим в диапазоне 1–247; чётность: 0 — none, 1 — odd, 2 — even. Новые параметры сохраняются и начинают действовать после перезагрузки. Перед изменением убедитесь, что Modbus master сможет открыть линию с новыми настройками.

AT+P записывает настройки во флеш-память. Не вызывайте её при каждом чтении карты: сначала проверьте конфигурацию, затем сохраните один раз.

Строка форматирования: что именно вернуть системе

Строка форматирования задаёт не абстрактные «данные карты», а конкретный результат:

• весь UID или выбранный диапазон его байтов;
• прямой или обратный порядок байтов;
• HEX, десятичное представление или ASCII;
• содержимое нужного блока памяти;
• постоянный префикс и разделители.

Примеры:

Формат задаётся командой AT+F=... или в ODRFIDConfigM. После проверки его можно сохранить командой AT+P. Полный синтаксис, диапазоны байтов и примеры: строка форматирования RFID-вывода.

Коды ошибок карты

При ошибке операции считыватель может поместить в буфер строку +CME ERROR: <code>. Код — битовая маска, поэтому одновременно могут быть установлены несколько флагов.

Сначала обработайте Modbus exception, затем прочитайте буфер: в нём может быть более точная причина +CME ERROR.

Коды типов карт

Регистр 131 и поле T команды AT+S используют одинаковые коды:

Код 27 обозначает EM41xx 125 кГц и к ODRFID-RS485 не относится. Эта модель рассчитана на карты 13,56 МГц.

Программы настройки

ODRFIDConfigM настраивает адрес, порт, индикацию, режим работы, ключи и строку форматирования. Встроенная консоль позволяет проверить AT-команды до подключения ПЛК или SCADA.

Типовые ошибки интеграции

• Нет ответа вообще: проверьте питание, A/B, 115200 8N1, адрес 0x5F, общий провод и отсутствие конфликта адресов.
• UID читается неверно: берите младший байт каждого регистра 132–141 и только столько байт, сколько указано в 130.
• Часть UID читается неверно: из-за errata некоторых версий прошивки всегда запрашивайте диапазон начиная с регистра 130, даже если нужен только UID.
• AT-команда возвращает ошибку: не добавляйте CR, не добавляйте пробелы и дополните нечётную команду нулевым байтом.
• Смешаны два буфера: регистр 126 очищает ответ AT-команды, а запись в 130 очищает данные последней карты.
• После очистки 130 карта не появляется снова: уберите её из поля и поднесите повторно — диапазон обновляется по событию появления.
• Команды памяти не работают: включите AT+SCAN0, выберите карту, проверьте её тип, размер блока и ключ аутентификации.
• После изменения порта потеряна связь: откройте master с новыми параметрами или выполните контролируемый заводской сброс при физическом доступе.

Дополнительные материалы

• Текстовая версия протоколов ODRFID — редакция 1.9 от 13 января 2022 года;
• PDF протоколов ODRFID;
• Защита от клонов: ключи, счётчики и одноразовые коды;
• UID, напечатанные номера и совместимость с Wiegand;
• Подключение кнопки, реле, замка и второго считывателя.