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基于RFID识别的多协议工业以太网融合组网解决方案
作者:极进电子科技(烟台)有限公司
时间:2026-06-13
在工业4.0和智能制造持续推进的背景下,制造企业面临的核心挑战之一是如何将车间现场的各种设备——RFID读写器、传感器、执行器、PLC——统一接入上层信息系统(MES、ERP、WMS),实现全流程数据贯通。 Extreme.IN(极进电子科技(烟台)有限公司)基于自研工业RFID识别硬件与多协议工业通信网关,推出RFID+工业以太网多协议融合组网解决方案,通过一台多功能工业网关,将现场RFID读写器、传感器、编码器等设备的数据统一采集、协议转换、上传至各类工业以太网主干,实现一网统管、协议兼容、即插即用。

方案架构

本方案采用三层架构,自下而上分为感知层、网关汇聚层、应用网络层:

第一层:感知层(现场设备)

超高频RFID读写器EX-RFR-R300R ACK版Modbus RTU (RS485)工位级RFID识别,支持硬件级握手应答,杜绝PLC丢包
紧凑型UHF读写器EX-RFR-R300DModbus RTU (RS485)产线狭小空间RFID数据采集
超小型UHF读写器EX-RFR-R100DModbus RTU (RS485)微型工位嵌入,设备集成
HF微型载码体EX-RFT-A0645~A50035 系列

无源HF标

工具、治具、模具身份标识
UHF RFID标签EX-RFT-AC8654

无源UHF标

物料、托盘、周转箱标识
传感器/编码器第三方设备

第二层:网关汇聚层(核心枢纽)

部署Extreme.IN工业多协议通信网关,作为现场总线与工业以太网之间的桥梁:

  • 通过 Modbus RTU 总线 挂载多个RFID读写器及传感器从站

  • 内置协议转换引擎,将Modbus RTU数据实时映射为上层网络协议

  • 支持 DC 24V 对外供电,简化现场布线

  • 支持可选配协议入网,灵活适配不同品牌PLC/DCS/SCADA系统

第三层:应用网络层(工业以太网上行)

网关通过工业以太网接口接入上层主干网络,同时支持以下8种主流工业协议:

序号协议应用场景
1PROFINET西门子PLC产线集成
2EtherCAT高速运动控制与数据采集
3EtherNet/IP罗克韦尔AB PLC对接
4CC-Link IE三菱PLC组网
5Modbus/TCP通用上位机/SCADA采集
6CC-Link V2三菱传统总线兼容
7Modbus RTU现场设备级总线
8TCP/IPMES/ERP/WMS系统对接

数据流向

┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│              应用层 (MES / ERP / WMS / SCADA)         │
│     PROFINET | EtherCAT | EtherNet/IP | Modbus TCP   │
└──────────────────────┬──────────────────────────────┘
                       │ 工业以太网 (绿色主干线)
┌──────────────────────┴──────────────────────────────┐
│          Extreme.IN 多协议工业通信网关                 │
│   ┌────────── 协议转换引擎 ──────────┐                │
│   │  Modbus RTU ↔ PROFINET           │                │
│   │  Modbus RTU ↔ EtherNet/IP        │                │
│   │  Modbus RTU ↔ CC-Link IE   ...   │                │
│   └──────────────────────────────────┘               │
│        DC 24V 供电输出  |  可选配协议模块              │
└──────────────────────┬──────────────────────────────┘
                       │ Modbus RTU 总线 (灰色)
     ┌─────────┬───────┼───────┬─────────┐
     ▼         ▼       ▼       ▼         ▼
┌─────────┐ ┌──────┐ ┌──────┐ ┌──────┐ ┌──────────┐
│EX-RFR-  │ │EX-RFR│ │传感器│ │编码器│ │ 第三方   │
│R300R    │ │R100D │ │(温度)│ │(位移)│ │ 无线设备  │
│ACK版    │ │超小型│ │      │ │      │ │          │
│UHF读写器│ │UHF   │ │      │ │      │ │          │
└────┬────┘ └──┬───┘ └──────┘ └──────┘ └──────────┘
     │         │
     ▼         ▼
┌─────────┐ ┌──────────┐
│  HF载码体│ │ UHF标签   │
│  (治具)  │ │ (物料托盘) │
└─────────┘ └──────────┘

核心优势

1. 多协议兼容,一网统管

单台网关同时支持PROFINET、EtherCAT、EtherNet/IP、CC-Link IE、Modbus/TCP等8种主流工业以太网协议,无论现场使用西门子、罗克韦尔、三菱还是倍福PLC,均可无缝对接。企业无需为不同品牌PLC重复采购网关设备。

2. RFID全栈自研,深度耦合

从UHF超高频读写器(EX-RFR-R100D/R300D/R300R)到HF微型载码体(Φ6mm~Φ50mm全系列),再到UHF标签,Extreme.IN提供完整RFID识别链路。读写器与网关之间通过Modbus RTU直连,无需中间件,数据延迟小于10ms。

EX-RFR-R300R ACK版核心特性:

  • 硬件级握手应答机制,终结PLC对接丢包

  • 内置防串读算法,多标签环境准确率 ≥ 99.9%

  • 工业级M12航空接口,IP67防护等级

HF微型载码体系列:

  • 最小直径仅Φ6mm(EX-RFT-A0645),适配微型工具管理

  • 最高耐受温度220℃,满足涂装、热处理等高温工艺

  • 金属表面可读写型号(EX-RFT-M10045),解决金属屏蔽难题

3. 简化布线,降低TCO

  • 网关内置DC 24V电源输出,现场设备统一供电,减少电源模块

  • Modbus RTU总线一主多从架构,单条总线可挂载32个从站

  • 标准M12工业连接器,即插即用,施工周期缩短50%以上

4. 灵活扩展,保护投资

网关采用可选配协议模块设计:

  • 新增产线只需插拔协议模块,无需更换整机

  • 软件远程升级,支持新协议持续扩展

  • 无线扩展能力(Wi-Fi/LoRa),适应移动设备和远程站点

典型应用场景

场景一:汽车零部件产线追溯

环节RFID应用效果
原材料入库UHF标签贴附物料箱自动识别批次,防错料
CNC加工HF载码体嵌入刀具/治具刀具寿命追踪,自动换刀
装配工位EX-RFR-R300R工位读写关键件绑定,防漏装
检测下线读写器自动读取生成完整生产履历,对接MES

组网方式:每个工位部署1台RFID读写器,通过Modbus RTU总线级联至网关,网关通过PROFINET对接西门子PLC及上层MES。

场景二:新能源电池生产追溯

环节RFID应用效果
极片涂布HF载码体标识卷料批次追踪,防止混料
叠片/卷绕微型载码体EX-RFT-A0645标识电芯单体电芯全生命周期追溯
化成/分容UHF读写器批量读取托盘级快速出入库
Pack组装EX-RFR-R300R+UHF标签模组与电芯绑定,售后追溯

组网方式:网关通过EtherNet/IP对接罗克韦尔PLC,Modbus RTU总线下挂32台RFID读写器,覆盖整条产线。

场景三:模具/刀具智能管理

环节RFID应用效果
刀具入库HF载码体写入刀具参数自动建账,消除手工台账
刀具领用读写器读取+员工卡绑定责任到人,领用记录可查
机上使用读写器实时读取刀号自动调取加工程序,防错
刀具修磨读写器更新修磨次数寿命预警,到期自动停用

技术规格汇总

Extreme.IN 多协议工业通信网关

参数项规格
上行协议PROFINET / EtherCAT / EtherNet/IP / CC-Link IE / Modbus TCP / TCP/IP
下行协议Modbus RTU (RS485)
下行通道3路独立RS485,每路最多32从站
以太网接口2× M12 D-code 100Mbps
供电DC 24V ±20%,支持对外供电输出
工作温度-25℃ ~ +70℃
护等级IP67
协议配置可选配模块,支持远程升级

Extreme.IN UHF RFID读写器系列

EX-RFR-R300R ACK0~3m紧凑型硬件握手应答,防串读
EX-RFR-R300D0~2m紧凑型经济型,性价比首选
EX-RFR-R100D0~0.5m超小型极致微型,嵌入式安装

Extreme.IN HF微型载码体系列

型号直径/尺寸耐温适用场景
EX-RFT-A0645Φ6mm120℃微型工具、笔式治具
EX-RFT-A0805Φ8mm150℃小型刀具、气动工具
EX-RFT-A2003Φ20mm180℃通用工具、夹具
EX-RFT-A2503Φ25mm180℃模具、标准治具
EX-RFT-A3003Φ30mm200℃大型模具、托盘
EX-RFT-M10045Φ10mm200℃小型刀具、气动工具

Extreme.IN多协议工业以太网RFID组网解决方案,以自研RFID全栈硬件+多协议工业通信网关为核心,解决了制造企业在数字化转型中"设备协议多样、数据采集困难、系统对接复杂"三大痛点。方案具备以下突出价值:

  • 协议全覆盖:8种主流工业以太网协议,适配所有主流PLC品牌

  • RFID全自研:读写器+标签+载码体全链路可控,深度优化识别性能

  • 布线极简:Modbus RTU一主多从 + M12即插即用 + 统一供电

  • 弹性扩展:可选配协议模块,保护既有投资

  • 工业级可靠:IP67防护、宽温工作、硬件级防丢包


方案提供方:极进电子科技(烟台)有限公司
品牌:Extreme.IN
官网:www.extremein.com
业务咨询:请联系官网获取销售与技术团队联系方式


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