SIEMENS超高频RFID产品在智能电表上的

应用解决方案

目 录

1 设备选择.......................................................................................................2

1.1 RF600读写器.........................................................................................2

1.2 天线........................................................................................................3

1.2.1 RF660A............................................................................................3

1.2.2 RF620A............................................................................................4

1.3 标签........................................................................................................6

2 标签位置选择................................................................................................6

3 测试场景.......................................................................................................7

3.1 RF630L+RF620A...................................................................................7

3.1.1 静态测试..........................................................................................7

3.1.2 传送带上运动测试............................................................................8

3.2 RF680L+RF620A...................................................................................8

3.2.1 静态测试..........................................................................................8

3.2.2 传送带上运动测试............................................................................9

3.3 RF630L+RF660A侧立...........................................................................9

3.3.1静态测试...........................................................................................9

3.3.2传送带上运动测试..........................................................................10

3.4 RF680L+RF660A侧立.........................................................................10

3.4.1静态测试.........................................................................................10

3.4.2传送带上运动测试..........................................................................11

3.5 RF630L+RF660A垂直悬挂..................................................................11

3.5.1静态测试.........................................................................................11

3.5.2传送带上运动测试..........................................................................12

3.6 RF680L+RF660A垂直悬挂..................................................................12

3.6.1静态测试.........................................................................................12

3.6.2传送带上运动测试..........................................................................13

4 测试结果分析..............................................................................................13

4.1 RF630L/ RF680L性能分析...................................................................13

4.2 RF620A/ RF660A适用场景分析...........................................................13

4.3 建议方案...............................................................................................13

1 设备选择

1.1 RF600读写器

西门子的SIMATIC RF600系统,其主要特点和硬件组成如下:

1）突出特点

• 遵循 EPCGLOBAL 和 ISO/IEC 18000-6B的标准

• 适应于欧洲的865-868MHZ UHF频段,北美的902-928MHZ UHF频段和中国的920-925MHZ频段

• 工业标准部件

• 高读取速度：许多标签能够同时读取（批量记录），快速运动的标签能够可靠记录

• 最大读取距离：10M

• 灵活的系统集成：串口，通过以太网或 PROFIBUS (XML协议)

• 可简单集成到 SIMATIC S7-300/400 中，支持低成本的智能标签以及可重用的、坚固的数据介质

• 标签至少10万次写操作，无限次读操作。数据可保存10年。

• 工作温度范围宽，读写装置：-25 ~ 55 ºC，天线：-25 ~ +75 ºC，标签：-20 ~ +70 ºC。

• 读/ 写装置具有IP65高防护等级，天线具有IP67高防护等级。

2）硬件设备及相关的接口设备

SIMATIC RF600R为固定式读写\装置，3 LED显示（电源，故障指示，“标签检测”）。1 个用于在PC 和IT 系统中的集成以太网口；1个RS422口 (用于在SIMATIC S7中集成, 需要另外的接口模块) ；1个RS232用于组态和诊断, 也可以用作数据接口。三个数字量输入，三个数字量输出，4个天线接口，一个电源接口。如图9，图10所示。

图1 位于底层的读写装置

2

1.2 天线

1.2.1 RF660A

通用 UHF 天线 SIMATIC RF660A 极其适用于生产和物流领域中要求大范围的各种应用中。

SIMATIC RF660A 天线可与 SIMATIC RF630R 和 SIMATIC RF660R 阅读器组合使用。典型应用为材料处理和物流系统以及门控系统（例如进货部门）中的输送系统。由于其坚固设计和高防护等级，因此 SIMATIC RF660A 天线也适合用在苛刻的工业环境中。

SIMATIC RF660A 用于发射和接收 UHF 频率范围内的 RFID 信号。天线通过不同长度的天线电缆连接至 SIMATIC RF600 阅读器。使用天线安装套件，可最优化对齐天线。

技术规范

欧洲用天线 SIMATIC RF660A-UHF 天线

阻抗（标称） 50 OHM

极化 圆形

频带 865 … 868 MHZ

符合 ETSI ES 302208

安装 可选：使用天线安装工具，可灵活地与连接臂安装

使用提供的安装转换器板 VESA 75 X 75 MM，支持多种安装方式

重量 1.6 KG

彩色型 浅绿宝石

环境温度

在操作过程中 -25 … +75 °C

运输和贮存过程中 -40 … +85 °C

防护等级 IP67

外围尺寸 L X H X W 313 X 313 X 80

欧洲用天线 SIMATIC RF660A-UHF 天线 ( 单位：MM)

美国、中国用天线 SIMATIC RF660A-UHF 天线

阻抗（标称） 50 OHM

极化 圆形

频带 902 - 928 MHZ

连接 反级性 TNC

符合 FCC TITLE 47，PART 15.247，中国无线电法规

安装 可选：使用天线安装工具，可灵活地与连接臂安装

使用提供的安装转换器板 VESA 75 X 75 MM，支持多种安装方式

重量 1.5 KG

彩色型 浅绿宝石

环境温度

在操作过程中 -25 … +75 °C

运输和贮存过程中 -40 … +85 °C

防护等级 IP67

外围尺寸 L X W X H ( 单位：MM) 313 X 313 X 80

1.2.2 RF620A

SIMATIC RF620A 天线配有一个极为紧凑的外壳。其主要用于生产应用，例如装配线或导轨引导输送系统。

SIMATIC RF620A 天线可与 SIMATIC RF630R 和 SIMATIC RF660R 阅读器组合使用。由于其紧凑型设计，因此天线可直接安装在设备或输送系统中。典型应用为工业生产、装配和材料处理工厂。

SIMATIC RF620A 用于发射和接收 UHF 频率范围内的 RFID 信号。天线通过不同长度的天线电缆连接至 SIMATIC RF600 阅读器。

技术规范 欧洲用紧凑型天线 SIMATIC RF620A-UHF 天线

阻抗（标称） 50 OHM

极化 线性

频带 865 … 868 MHZ

符合 ETSI ES 302208

安装 2 X M5 螺钉

重量 0.1 KG

彩色型 浅绿宝石

环境温度

在操作过程中 -25 … +75 °C

运输和贮存过程中 -40 … +85 °C

防护等级 IP67

外围尺寸 L X H X W ( 单位：MM)

美国用紧凑型天线 SIMATIC RF620A-UHF 天线

阻抗（标称） 50 OHM

极化 线性

频带 902 - 928 MHZ

连接 反级性 TNC

符合 FCC TITLE 47, PART 15.247

安装 2 X M5 螺钉

重量 0.1 KG

彩色型 浅绿宝石

环境温度

在操作过程中 -25 … +75 °C

运输和贮存过程中 -40 … +85 °C

防护等级 IP67

外围尺寸 L X W X H ( 单位：MM) 75 X 75 X 20

1.3 标签

SIMATIC RF630L 智能标签 4" X 2"，纸板 EPC CLASS 1 GEN 2，ISO 18000-6C 频率： 868 MHZ；915 MHZ, 用于纸板和硬纸盒，-40 - +65。

SIMATIC RF680L 智能标签, EPC CLASS 1 GEN 2，ISO 18000-6C, 96/240BIT; 512BITS 用户内存； 频率： 868 MHZ；915 MHZ, 86 X 54 X 0.3 MM (L X W X H); -40 - +200 ℃（5小时）。

2 标签位置选择

标签的位置直接影响读取的性能，标签安装难度，工程实施难度等。考虑到当前的使用习惯，我们建议把标签安装在电表上侧的内壁，如图3，图4所示。

图2 智能电表内外部结构

图3 RF630L标签安装位置

图4 RF680L标签安装位置

3 测试场景

3.1 RF630L+RF620A

3.1.1 静态测试

3.1.1.1 测试场景

图5 RF630L+RF620A测试场景

3.1.1.2 测试结果

读写器发射功率设置为1.5W，固定信道。在此设置下测得的结果如图6所示。天线到标签的水平最大稳定读取距离是7CM，在此位置标签在传送带运动方向上的读取范围是12CM。

图6 RF630L+RF620A测试结果

3.1.2 传送带上运动测试

图7所示结果是电表固定在传送带上，传送带以中速运动时一次通过天线覆盖范围的读取次数。7次的读取次数应该能够表明当传送带高速运行时标签仍然能够读取2到3次，对于一般的应用应该足够。

图7 RF630L+RF620A在传送带运动时的测试结果

3.2 RF680L+RF620A

3.2.1 静态测试

3.2.1.1 测试场景

图8 RF680L+RF620A测试场景

3.2.1.2 测试结果

读写器发射功率设置为1.5W，固定信道。在此设置下测得的结果如图9所示。天线到标签的水平最大稳定读取距离是9CM，在此位置标签在传送带运动方向上的读取范围是18CM。

3.2.2 传送带上运动测试

图10所示结果是电表固定在传送带上，传送带以中速运动时一次通过天线覆盖范围的读取次数。13次的读取次数应该能够表明当传送带高速运行时标签仍然能够读取2到3次，对于一般的应用应该足够。

图10 RF680L+RF620A在传送带运动时的测试结果

3.3 RF630L+RF660A侧立

3.3.1静态测试

3.3.1.1 测试场景

图11 RF630L+RF660A侧立测试场景

3.3.1.2 测试结果 置为 1W，固定信道。在此设置下测得的结果如图 12 所示。

天线到标签的水平最大稳定读取距离是45CM，在此位置标签在传送带运动方向上的读取范围是25CM。

3.3.2 传送带上运动测试 过天线覆盖范围的读取次数能够达到 30 次。

3.4 RF680L+RF660A 侧立

3.4.1 静态测试

3.4.1.1 测试场景

图 13 RF680L+RF660A 侧立测试场景

3.4.1.2 测试结果 置为 200MW，固定信道。在此设置下测得的结果如图 14 所 读写器发射功率设

示。天线到标签的水平最大稳定读取距离是42CM，在此位置标签在传送带运动方向上的读取范围是25CM。

3.4.2传送带上运动测试

传送带以中速运动时一次通过天线覆盖范围的读取次数能够达到25次。

3.5 RF630L+RF660A垂直悬挂

3.5.1静态测试

3.5.1.1 测试场景

图15 RF630L+RF660A垂直悬挂测试场景

3.5.1.2 测试结果

读写器发射功率设置为500MW，固定信道。在此设置下测得的结果如图16所示。天线到标签的垂直最大稳定读取距离是40CM，在此位置标签在传送带运动方向上的读取范围是60CM。

3.5.2传送带上运动测试

在低速通过时标签能被读取33次

3.6 RF680L+RF660A垂直悬挂

3.6.1静态测试

3.6.1.1 测试场景

图17 RF680L+RF660A垂直悬挂测试场景

3.6.1.2 测试结果

读写器发射功率设置为100MW，固定信道。在此设置下测得的结果如图18所示。天线到标签的垂直最大稳定读取距离是40CM，在此位置标签在传送带运动方向上的读取范围是120CM。

3.6.2传送带上运动测试

在低速通过时标签能被读取100次。

4 测试结果分析

4.1 RF630L/ RF680L性能分析

从上面的测试结果可以看出RF680L的效果比RF630L好，这是因为传送带表面是金属材料，RF680L标签比RF630L标签宽，从而形成RF680L到传送带金属表面的距离相对较远。

RF680L的使用环境温度较高，能在200℃的环境中坚持5小时而性能不受影响，RF630L只有65℃。所以若电表内的温度较高，可采用RF680L，若电表内的温度不高，RF630L和RF680L都可以考虑。

4.2 RF620A/ RF660A适用场景分析

从上面的测试结果可以看出，RF660A的读取范围比RF620A大得多。若现场对读取范围有要求，则可根据现场情况选择相应的天线。若要求大的读取范围，则选择RF660A天线。若读取范围在5CM左右，则可选择RF620A天线。

RF620A天线的优点在于读取范围可控，不会发生误读情况；而RF660A天线的优点在读取范围大，但在部署时需要考虑读取范围的可控性，以防误读的情况发生。

4.3 建议方案

综合以上分析，我们推荐两种方案，一是近距离读取的RF620A方案，另一种就是远距离读取的RF660A方案。对于RF620A天线，我们建议采用侧立的方式安装；而对于RF660A天线，我们建议采用垂直悬挂的方式安装来控制读取范围，避免误读。

若有任何疑问 欢迎来电 西门子（中国） 021-38892388