CN107220572A - 射频阅读器的灵敏度和误包率的测试方法、设备和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例提供了一种射频阅读器的灵敏度和误包率的测试方法、设备和系统。其中，所述方法包括以下步骤：步骤S1：接收待测试的射频阅读器发送的射频信号，并对射频信号进行解析，获得射频信号的解析内容；步骤S2：当射频信号的解析内容包括查询命令时，以所述射频信号的载波为载体向待测试的射频阅读器返回含有随机数和校验码的模拟标签信号；步骤S3：接收待测试的射频阅读器针对所述模拟标签信号发送的编码获取命令，并将所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述模拟标签信号中含有的随机数和校验码进行比对，获得比对结果；步骤S4：根据比对结果调整模拟标签信号的发射功率，以确定待测试的射频阅读器的灵敏度。
Description
技术领域
本发明涉及射频识别领域，具体地，涉及一种射频阅读器的灵敏度和误包率的测试方法、设备和系统。
背景技术
射频识别技术(RFID，Radio Frequency Identification Devices)是一种非接触式识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并进行数据交互。RFID自动识别系统包括射频阅读器、天线和标签。其中，射频阅读器以电磁波形式发送查询命令，工作频率是在840MHz～960MHz之间，电磁波通过天线向空间辐射的同时在搜索区域搜索标签，标签收到射频阅读器发送的电磁波信号，对该信号进行解析并产生对应的应答信号，及将应答信号调制到收到的电磁波信号上发送给射频阅读器。射频阅读器的接收灵敏度决定了对标签应答信号的识别能力。现有的设备已无法从同频信号中分离出射频阅读器接收到的标签应答信号，继而无法测试射频阅读器的接收灵敏度。现有技术中的射频识别射频阅读器也没有相关的自测试功能来实时监控接收灵敏度。
现有技术中，关于射频阅读器接收灵敏度的测试方法通常是采用一个外部信号源模拟标签，根据标准中注明的通讯方式与射频阅读器进行通信，在某一误码率下，模拟标签发射的最小功率即为射频阅读器的灵敏度。此种测试环境下，由于射频阅读器与模拟标签采用不同频率源，很难达到同频效果，在不同频情况下，射频阅读器误码率下降，继而此时测出的接收灵敏度是不准确的。
发明内容
本发明的实施例提供一种射频阅读器的灵敏度和误包率的测试方法、设备和系统，能够准确测试射频阅读器的灵敏度以及射频阅读器在测试设备当前发射功率下的误包率。
为达到上述目的，本发明的实施例提供了一种射频阅读器的灵敏度测试方法，包括以下步骤：
步骤S1：接收待测试的射频阅读器发送的射频信号，并对所述射频信号进行解析，获得所述射频信号的解析内容；
步骤S2：当所述射频信号的解析内容包括查询命令时，以所述射频信号的载波为载体向所述待测试的射频阅读器返回含有随机数和校验码的模拟标签信号；
步骤S3：接收所述待测试的射频阅读器针对所述模拟标签信号发送的编码获取命令，并将所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述模拟标签信号中含有的随机数和校验码进行比对，获得比对结果；
步骤S4：根据所述比对结果调整所述模拟标签信号的发射功率，以确定所述待测试的射频阅读器的灵敏度。
可选地，步骤S4，根据所述比对结果调整所述模拟标签信号的发射功率，以确定所述待测试的射频阅读器的灵敏度，包括：
当根据所述比对结果得到所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述模拟标签信号中含有的随机数和校验码相同时，确定所述模拟标签信号的发射功率为所述待测试的射频阅读器的灵敏度。
可选地，步骤S4，根据所述比对结果调整所述模拟标签信号的发射功率，以确定所述待测试的射频阅读器的灵敏度，包括：
当根据所述比对结果得到所述编码获取命令中含有的随机数和校验码与所述模拟标签信号中含有的随机数和校验码不同时，调整所述模拟标签信号的发射功率，并重复执行上述步骤S1～S4，直到所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述模拟标签信号中含有的随机数和校验码相同。
相应地，本发明的实施例还提供了一种射频阅读器的误包率测试方法，包括以下步骤：
步骤L1：接收待测试的射频阅读器发送的射频信号，并对所述射频信号进行解析，获得所述射频信号的解析内容；
步骤L2：当所述射频信号的解析内容包括查询命令时，以所述射频信号的载波为载体向所述待测试的射频阅读器返回含有随机数和校验码的模拟标签信号，并对所述查询命令进行计数；
步骤L3：接收所述待测试的射频阅读器针对所述模拟标签信号发送的编码获取命令，并将所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述模拟标签信号中含有的随机数和校验码进行比对，获得比对结果；
步骤L4：根据所述比对结果和所述查询命令的计数确定所述待测试的射频阅读器的误包率。
可选地，步骤L4，根据所述比对结果和所述查询命令的计数确定所述待测试的射频阅读器的误报率，包括：
当根据所述比对结果得到所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述模拟标签信号中含有的随机数和校验码相同时，针对所述编码获取命令产生标签应答信号，并对所述标签应答信号进行计数，重复执行上述步骤L1～L4，直到测试时长达到预设时间段的时长；
当根据所述比对结果得到所述编码获取命令中含有的随机数和校验码与所述模拟标签信号中含有的随机数和校验码不同时，重复执行上述步骤L1～L4，直到所述测试时长达到预设时间段的时长。
可选地，步骤L4，根据所述比对结果和所述查询命令的计数确定所述待测试的射频阅读器的误报率，包括：
当所述测试时长达到所述预设时间段的时长时，根据所述预设时间段内所述查询命令的计数和所述标签应答信号的计数计算得到所述待测试的射频阅读器的误包率。
相应地，本发明的实施例还提供了一种射频阅读器的测试设备。所述设备包括：
信号处理装置、与所述信号处理装置连接的处理器以及与所述处理器和所述信号处理装置连接的第一衰减器，
所述信号处理装置，用于接收待测试的射频阅读器发送的射频信号，并对所述射频信号进行处理，获得适于所述处理器识别的数字信号；
所述处理器，用于对所述数字信号进行解析，获得所述数字信号的解析内容，当所述数字信号的解析内容包括查询命令时，控制所述第一衰减器产生含有随机数和校验码的第一模拟标签信号，并控制所述第一衰减器将所述第一模拟标签信号调制到所述射频信号的载波上，获得第二模拟标签信号，并将所述第二模拟标签信号返回至所述待测试的射频阅读器；
所述处理器，还用于当所述数字信号的解析内容包括编码获取命令时，将所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述第一模拟标签信号中含有的随机数和校验码进行比对，获得比对结果，并根据所述比对结果调整所述第二模拟标签信号的发射功率，以确定所述待测试的射频阅读器的灵敏度。
可选地，所述信号处理装置包括：
定向耦合器、与所述定向耦合器连接的解调装置以及与所述解调装置连接的第一采样装置，
所述定向耦合器，用于接收待测试的射频阅读器发送的射频信号，并通过自身的直通端将所述射频信号耦合到所述解调装置进行信号解调；
所述解调装置，用于根据来自所述定向耦合器的耦合端的本振信号对所述射频信号进行解调，获得解调后的模拟信号；
所述采样装置，用于对所述解调后的模拟信号进行采样和调理，获得适于所述处理器识别的数字信号。
可选地，所述设备还包括：
第二衰减器，与所述处理器以及所述第一衰减器分别连接，
所述处理器，还用于控制所述第二衰减器对所述第二模拟标签信号进行功率调整，及将调整后的第二模拟标签信号传输至所述待测试的射频阅读器。
可选地，所述设备还包括：
功率检测设备，与所述第二衰减器和所述处理器连接，用于检测所述调整后的第二模拟标签信号的发射功率，并将检测得到的发射功率发送至所述处理器。
可选地，所述功率检测设备包括：
功分器、与所述功分器连接的功率检测装置以及与所述功率检测装置连接的第二采样装置，
所述功分器，用于将所述调整后的第二模拟标签信号分成功率相等的两路信号；
所述功率检测装置，用于检测所述两路信号中的一路信号的功率值；
所述第二采样装置，用于将所述功率值的模拟信号转换为所述功率值的数字信号，并将所述功率值的数字信号传输至所述处理器。
可选地，所述处理器，还用于当所述数字信号的解析内容包括查询命令时，对所述查询命令进行计数，并根据所述比对结果和所述查询命令的计数确定所述待测试的射频阅读器的误包率。
相应地，本发明的实施例还提供了一种射频阅读器的测试系统。所述系统包括：
测试设备；上位机，与所述测试设备连接，用于根据待测试的射频阅读器所支持的标准更新所述测试设备的测试标准。
可选地，所述系统还包括：
环形器，与所述测试设备和所述待测试的射频阅读器分别连接，用于接收所述待测试的射频阅读器发送的射频信号以及向所述待测试的射频阅读器发送所述第二模拟标签信号。
可选地，所述上位机，还用于根据预设的所述待测试的射频阅读器与所述测试设备之间的连接线缆的插损值以及所述环形器的插损值校准所述待测试的射频阅读器的灵敏度。
由上述技术方案可知，接收待测试的射频阅读器发送的射频信号，并对所述射频信号进行解析，获得所述射频信号的解析内容；当所述射频信号的解析内容包括查询命令时，以所述射频信号的载波为载体向所述待测试的射频阅读器返回含有随机数和校验码的模拟标签信号；再接收所述待测试的射频阅读器针对所述模拟标签信号发送的编码获取命令，并将所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述模拟标签信号中含有的随机数和校验码进行比对，获得比对结果；最后根据所述比对结果调整所述模拟标签信号的发射功率，以确定所述待测试的射频阅读器的灵敏度，能够准确测试射频阅读器的灵敏度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的射频阅读器的灵敏度测试方法的流程图；
图2是本发明一实施例提供的单标签自动盘点模式的状态跳转的示意图；
图3是本发明一实施例提供的射频阅读器的误包率测试方法的流程图；
图4是本发明一实施例提供的射频阅读器的测试设备的结构示意图；
图5是本发明一实施例提供的射频阅读器的测试系统的结构示意图；
图6是本发明一实施例提供的射频阅读器的灵敏度测试方法的流程图；
图7是本发明一实施例提供的射频阅读器的误包率测试方法的流程图。
具体实施方式
下面参照附图详细描述本发明的实施例。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解本发明。但是，对于所属技术领域内的技术人员明显的是，本发明的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本发明并不限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本发明，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。
图1是本发明一实施例提供的射频阅读器的灵敏度测试方法的流程图。如图1所示，本发明一实施例提供的射频阅读器的灵敏度测试方法包括：
在步骤S1中，接收待测试的射频阅读器发送的射频信号，并对所述射频信号进行解析，获得所述射频信号的解析内容。
在本实施例中，所述待测试的射频阅读器可为无线射频识别系统中的射频阅读器。在进行射频阅读器的灵敏度的测试方法之前，需要将待测试的射频阅读器配置为单标签自动盘点模式，而且还需要上位机将射频阅读器的测试设备配置为射频阅读器的灵敏度测试模式。其中，所述单标签自动盘点模式指的是待测试的射频阅读器向射频阅读器的测试设备发送符合超高频射频识别空中接口标准的包含查询命令的射频信号(调制编码信号)。由于利用了标准规定的协议操作流程，因此对于不同类型的射频阅读器，只要其遵循所述标准，测试时无需进行特殊的更改，因而方便了射频阅读器端对测试的适配，节约了测试操作的成本。具体地，所述超高频射频识别空中接口标准包括GB/T 29768《信息技术射频识别800/900MHz空中接口协议》、ISO-18000-6C、GJB7377.1《军用射频识别空中接口第1部分：800/900MHz参数》。以GJB7377.1《军用射频识别空中接口第1部分：800/900MHz参数》协议为例，所述单标签自动盘点模式的状态跳转如图2所示。处于准备状态的射频阅读器测试设备，接收到待测试的射频阅读器发送的查询(Query)命令，射频阅读器测试设备发送RN11和CRC5(随机数和校验码)并跳转到应答状态，当收到待测试的射频阅读器发送的编码获取(ACK)命令，射频阅读器测试设备发送编码信息并跳转到开放状态。此时，完成了对待测试的射频阅读器的单标签盘点过程。其中，命令帧格式可完全参照GJB7377.1《军用射频识别空中接口第1部分：800/900MHz参数》协议。其中，射频阅读器的测试设备接收待测试的射频阅读器发送的射频信号，并对所述射频信号进行解析，获得所述射频信号的解析内容。
在步骤S2中，当所述射频信号的解析内容包括查询命令时，以所述射频信号的载波为载体向所述待测试的射频阅读器返回含有随机数和校验码的模拟标签信号。
在本实施例中，所述模拟标签信号是调制于所述射频信号的载波上的，且采用ASK调制方式将所述模拟标签信号调制到所接收到的射频信号的载波上，ASK调制可采用切换衰减器的衰减值实现。其中，当所述射频信号的解析内容包括查询命令时，射频阅读器的测试设备以所述射频信号的载波为载体向所述待测试的射频阅读器返回含有随机数和校验码的模拟标签信号。
在步骤S3中，接收所述待测试的射频阅读器针对所述模拟标签信号发送的编码获取命令，并将所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述模拟标签信号中含有的随机数和校验码进行比对，获得比对结果。
在具体的实施方式中，在进行步骤S3之前，接收待测试的射频阅读器针对所述模拟标签信号发送的射频信号，并对所述射频信号进行解析，获得所述射频信号的解析内容。当所述射频信号的解析内容包括编码获取命令时，确认接收到所述待测试的射频阅读器针对所述模拟标签信号发送的编码获取命令。其中，射频阅读器的测试设备接收所述待测试的射频阅读器针对所述模拟标签信号发送的编码获取命令，并将所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述模拟标签信号中含有的随机数和校验码进行比对，获得比对结果。
在步骤S4中，根据所述比对结果调整所述模拟标签信号的发射功率，以确定所述待测试的射频阅读器的灵敏度。
在具体的实施方式中，该步骤包括：当根据所述比对结果得到所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述模拟标签信号中含有的随机数和校验码相同时，确定所述模拟标签信号的发射功率为所述待测试的射频阅读器的灵敏度；当根据所述比对结果得到所述编码获取命令中含有的随机数和校验码与所述模拟标签信号中含有的随机数和校验码不同时，调整所述模拟标签信号的发射功率，并重复执行上述步骤S1～S4，直到所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述模拟标签信号中含有的随机数和校验码相同。其中，射频阅读器的测试设备根据所述比对结果调整所述模拟标签信号的发射功率，以确定所述待测试的射频阅读器的灵敏度。
在本实施例中，射频阅读器的测试设备接收待测试的射频阅读器发送的射频信号，并对所述射频信号进行解析，获得所述射频信号的解析内容；当所述射频信号的解析内容包括查询命令时，以所述射频信号的载波为载体向所述待测试的射频阅读器返回含有随机数和校验码的模拟标签信号；再接收所述待测试的射频阅读器针对所述模拟标签信号发送的编码获取命令，并将所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述模拟标签信号中含有的随机数和校验码进行比对，获得比对结果；最后根据所述比对结果调整所述模拟标签信号的发射功率，以确定所述待测试的射频阅读器的灵敏度，能够准确测试射频阅读器的灵敏度。
图3是本发明一实施例提供的射频阅读器的误包率测试方法的流程图。如图3所示，本发明一实施例提供的射频阅读器的误包率测试方法包括：
在步骤L1中，接收待测试的射频阅读器发送的射频信号，并对所述射频信号进行解析，获得所述射频信号的解析内容。
在该步骤L1之前，用户可通过上位机手动配置测试设备产生的模拟标签信号的功率值，从而可测试待测试的射频阅读器在该功率值下的误包率。当然，在该步骤L1之前，还需要将待测试的射频阅读器配置为单标签自动盘点模式。其中，待测试的射频阅读器的测试设备接收待测试的射频阅读器发送的射频信号，并对所述射频信号进行解析，获得所述射频信号的解析内容。
在步骤L2中，当所述射频信号的解析内容包括查询命令时，以所述射频信号的载波为载体向所述待测试的射频阅读器返回含有随机数和校验码的模拟标签信号，并对所述查询命令进行计数。
在本实施例中，射频阅读器的测试设备中的处理器对所述查询命令进行计数，获得测试设备接收到待测试的射频阅读器发送的查询命令的次数。其中，当所述射频信号的解析内容包括查询命令时，所述测试设备以所述射频信号的载波为载体向所述待测试的射频阅读器返回含有随机数和校验码的模拟标签信号，并对所述查询命令进行计数。
在步骤L3中，接收所述待测试的射频阅读器针对所述模拟标签信号发送的编码获取命令，并将所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述模拟标签信号中含有的随机数和校验码进行比对，获得比对结果。
其中，所述测试设备接收所述待测试的射频阅读器针对所述模拟标签信号发送的编码获取命令，并将所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述模拟标签信号中含有的随机数和校验码进行比对，获得比对结果。
步骤L4中，根据所述比对结果和所述查询命令的计数确定所述待测试的射频阅读器的误包率。
在具体的实施方式中，该步骤包括：当根据所述比对结果得到所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述模拟标签信号中含有的随机数和校验码相同时，针对所述编码获取命令产生标签应答信号，并对所述标签应答信号进行计数，重复执行上述步骤L1～L4，直到测试时长达到预设时间段的时长；当根据所述比对结果得到所述编码获取命令中含有的随机数和校验码与所述模拟标签信号中含有的随机数和校验码不同时，重复执行上述步骤L1～L4，直到测试时长达到预设时间段的时长；当所述测试时长达到所述预设时间段的时长时，根据所述预设时间段内所述查询命令的计数和所述标签应答信号的计数计算得到所述待测试的射频阅读器的误包率。其中，所述预设时间段可由本领域技术人员通过与测试设备连接的上位机进行设定。
其中，根据所述查询命令的计数和所述标签应答信号的计数计算得到所述待测试的射频阅读器的误包率，包括：将所述查询命令的计数减去所述标签应答信号的计数，获得所述查询命令的计数与所述标签应答信号的计数的差值；将所述查询命令的计数与所述标签应答信号的计数的差值除以所述查询命令的计数，获得所述待测试的射频阅读器在测试设备的当前发射功率下的误包率。
在本实施例中，通过接收待测试的射频阅读器发送的射频信号，并对所述射频信号进行解析，获得所述射频信号的解析内容；当所述射频信号的解析内容包括查询命令时，以所述射频信号的载波为载体向所述待测试的射频阅读器返回含有随机数和校验码的模拟标签信号，并对所述查询命令进行计数；再接收所述待测试的射频阅读器针对所述模拟标签信号发送的编码获取命令，并将所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述模拟标签信号中含有的随机数和校验码进行比对，获得比对结果；最后根据所述比对结果和所述查询命令的计数确定所述待测试的射频阅读器的误包率，能够准确测试射频阅读器在测试设备的当前发射功率下的误包率。
对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
图4是本发明一实施例提供的射频阅读器的测试设备的结构示意图。如图4所示，本发明一实施例提供的射频阅读器的测试设备包括：信号处理装置、与所述信号处理装置连接的处理器4以及与所述处理器4和所述信号处理装置连接的第一衰减器5，所述信号处理装置，用于接收待测试的射频阅读器发送的射频信号，并对所述射频信号进行处理，获得适于所述处理器识别的数字信号；所述处理器4，用于对所述数字信号进行解析，获得所述数字信号的解析内容，当所述数字信号的解析内容包括查询命令时，控制所述第一衰减器5产生含有随机数和校验码的第一模拟标签信号，并控制所述第一衰减器5将所述第一模拟标签信号调制到所述射频信号的载波上，获得第二模拟标签信号，并将所述第二模拟标签信号返回至所述待测试的射频阅读器；所述处理器4，还用于当所述数字信号的解析内容包括编码获取命令时，将所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述第一模拟标签信号中含有的随机数和校验码进行比对，获得比对结果，并根据所述比对结果调整所述第二模拟标签信号的发射功率，以确定所述待测试的射频阅读器的灵敏度。籍此，能够准确测试得到射频阅读器的灵敏度。
其中，所述处理器可为FPGA或FPGA与ARM的组合。所述第一衰减器5在处理器4的控制下产生含有随机数和校验码的第一模拟标签信号，并将含有随机数和校验码的第一模拟标签信号调制到所述射频信号的载波上。具体地，所述第一衰减器5将含有随机数和校验码的第一模拟标签信号调制到所述射频信号的载波上的方式为ASK调制方式，所述ASK调制方式可通过采用切换第一衰减器5的衰减值实现。在具体的实施方式中，当所述数字信号包含查询命令时，所述处理器4产生所述第一衰减器5的控制信号。所述第一衰减器5根据所述控制信号和所述射频信号产生含有随机数和校验码的第二模拟标签信号；并将所述第二模拟标签信号发送至所述待测试的射频阅读器。所述待测试的射频阅读器根据所述第二模拟标签信号产生含有编码获取命令的射频信号，并将该含有编码获取命令的射频信号发送至测试设备。通过测试设备中的信号处理装置对该含有编码获取命令的射频信号进行相应的处理，获得该含有编码获取命令的射频信号对应的数字信号。很显然，该数字信号含有编码获取命令，所述处理器4将所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述第一模拟标签信号中含有的随机数和校验码进行比对，获得比对结果。如果所述比对结果为所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述第一模拟标签信号中含有的随机数和校验码相同，则将所述第二模拟标签信号的发射功率确定为待测试的射频阅读器的灵敏度。如果所述比对结果为所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述第一模拟标签信号中含有的随机数和校验码不同，则增大所述第二模拟标签信号的发射功率，重复上述过程，直到所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述第二模拟标签信号中含有的随机数和校验码相同。在这个过程中，待测试的射频阅读器在没有接收到测试设备发送的第二模拟标签信号时，产生包含查询命令的射频信号。待测试的射频阅读器在接收到测试设备发送的第二模拟标签信号时，产生包含编码获取命令的射频信号。当所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述第一模拟标签信号中含有的随机数和校验码相同，则处理器4将所述第二模拟标签信号的发射功率确定为待测试的射频阅读器的灵敏度，从而能够准确测试得到射频阅读器的灵敏度。
在本实施例一可选实施方式中，所述信号处理装置包括：定向耦合器1、与所述定向耦合器1连接的解调装置2以及与所述解调装置2连接的第一采样装置3，所述定向耦合器1，用于接收待测试的射频阅读器发送的射频信号，并通过自身的直通端将所述射频信号耦合到所述解调装置进行信号解调；所述解调装置2，用于根据来自所述定向耦合器的耦合端的本振信号对所述射频信号进行解调，获得解调后的模拟信号；所述采样装置3，用于对所述解调后的模拟信号进行采样和调理，获得适于所述处理器识别的数字信号。其中，所述解调装置2根据来自所述定向耦合器的耦合端的本振信号对所述射频信号进行解调，这样能够保证测试设备与待测试的射频阅读器时刻保持同频率。在处理器4接收到第一采样装置3发送的数字信号后，解析所述数字信号的内容，并根据所述数字信号的内容控制第一衰减器5产生对应的第二模拟标签信号。
在本发明一可选实施方式中，所述设备还包括：第二衰减器6，与所述处理器4以及所述第一衰减器5分别连接，所述处理器4，还用于控制所述第二衰减器6对调制后的第二模拟标签信号进行功率调整，及将调整后的第二模拟标签信号传输至所述待测试的射频阅读器。其中，所述第二衰减器6根据所述定向耦合器的隔离端所接收到的射频信号调制所述第一模拟标签信号的方式为ASK调制方式，将第一模拟标签信号调制到射频信号的载波上，所述ASK调制方式可通过采用切换第一衰减器5的衰减值实现。
在本发明一可选实施方式中，所述设备还包括：功率检测设备，与所述第二衰减器和所述处理器连接，用于检测所述调整后的第二模拟标签信号的发射功率，并将检测得到的发射功率发送至所述处理器。籍此，可获取调整后的第二模拟标签信号的发射功率。
在本发明一可选实施方式中，所述功率检测设备包括：功分器7、与所述功分器7连接的功率检测装置8以及与所述功率检测装置8连接的第二采样装置9，所述功分器7，用于将所述调整后的第二模拟标签信号分成功率相等的两路信号；所述功率检测装置8，用于检测所述两路信号中的一路信号的功率值；所述第二采样装置9，用于将所述功率值的模拟信号转换为所述功率值的数字信号，并将所述功率值的数字信号传输至所述处理器。其中，所述两路信号中的一路信号用于功率检测，另一路信号用于发送给待测试的射频阅读器。功率检测装置8检测到的信号功率即为发送给待测试的射频阅读器的第二模拟标签信号的功率值。测试设备产生的第二模拟标签信号的发射功率可调，调整范围视所述定向耦合器1的选型和第二衰减器6的选型而定。
在具体的实施方式中，定向耦合器1的作用是将待测试的射频阅读器发送的射频信号分成三路，直通端信号用于射频阅读器命令解调解析，耦合端信号作为解调装置2的本振，隔离端信号用于调制第一模拟标签信号。解调装置2主要是下变频，将射频阅读器的命令从高频信号中分离出来以便后续处理器4进行命令解析。第一采样装置3包括为AD采样设备以及调理电路，将模拟信号转换为处理器4能够识别的数字信号。处理器4为主要部分，负责命令解析、衰减器控制、功率值解析、与上位机通信。第二衰减器6的作用是对模拟标签信号进行整体功率调节。第一衰减器5的功能是产生最终的带有协议信息的模拟标签信号。功分器7的作用是将模拟标签信号分成二等分，分成功率相等的两路信号，一路用于功率检测，一路用于射频阅读器命令应答。功率检测装置8的作用是检测模拟标签信号的功率。第二采样装置9即为AD采样，将模拟信号转换为处理器4能够识别的数字信号。
可选地，所述处理器，还用于当所述数字信号的解析内容包括查询命令时，对所述查询命令进行计数，并根据所述比对结果和所述查询命令的计数确定所述待测试的射频阅读器的误包率。籍此，能够准确测试射频阅读器在测试设备的当前发射功率下的误包率。
在具体的实施方式中，当所述数字信号包含查询命令时，所述处理器4产生所述第一衰减器5的第一控制信号和所述第二衰减器6的第二控制信号，并对所述查询命令进行计数，产生所述查询命令的计数信号。所述第一衰减器5根据所述第一控制信号和所述第射频信号产生含有随机数和校验码的第二模拟标签信号；所述第二衰减器6根据所述第二控制信号和所述第二模拟标签信号产生发射功率经过调整的第二模拟标签信号，并将所述调整后的第二模拟标签信号发送至所述待测试的射频阅读器。所述待测试的射频阅读器根据所述调整后的第二模拟标签信号产生含有编码获取命令的射频信号，并将该含有编码获取命令的射频信号发送至测试设备。通过测试设备中的信号处理装置对该含有编码获取命令的射频信号进行相应的处理，获得该含有编码获取命令的射频信号对应的数字信号。很显然，该数字信号含有编码获取命令，所述处理器4将所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述第一模拟标签信号中含有的随机数和校验码进行比对，获得比对结果。如果所述比对结果为所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述第一模拟标签信号中含有的随机数和校验码相同，则所述处理器4产生所述第一衰减器5的第一控制信号和所述第二衰减器6的第二控制信号，所述第一衰减器5根据所述第一控制信号和射频信号产生针对所述编码获取命令的第二标签应答信号，所述第二衰减器根据所述第二控制信号和所述第二标签应答信号产生发射功率经过调整的第二标签应答信号，所述处理器4对所述调整后的第二标签应答信号进行计数，重复上述过程，直到测试时长达到预设时间段的时长。如果所述比对结果为所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述第一模拟标签信号中含有的随机数和校验码不同，重复上述过程，直到测试时长达到预设时间段的时长。当所述测试时长达到所述预设时间段的时长时，根据所述预设时间段内所述查询命令的计数和所述标签应答信号的计数计算得到所述待测试的射频阅读器的误包率。在这个过程中，待测试的射频阅读器在没有接收到测试设备发送的调整后的第二模拟标签信号和调整后的第二标签应答信号时，产生包含查询命令的射频信号。待测试的射频阅读器在接收到测试设备发送的调整后的第二模拟标签信号时，产生包含编码获取命令的射频信号。待测试的射频阅读器在接收到测试设备发送的调整后的第二标签应答信号时，产生包含查询命令的射频信号。
图5是本发明一实施例提供的射频阅读器的测试系统的结构示意图。如图5所示，本发明一实施例提供的射频阅读器的测试系统包括：上述实施例提供的测试设备14；上位机13，与所述测试设备14连接，用于根据待测试的射频阅读器所支持的标准更新所述测试设备的测试标准。籍此，可针对待测试的射频阅读器所支持的标准实时地更新所述测试设备的测试方法。
在具体的实施方式中，测试设备14和上位机的接口形式为网口。
在本发明一可选实施方式中，所述系统还包括：环形器12，与所述测试设备14和所述待测试的射频阅读器11分别连接，用于接收所述待测试的射频阅读器发送的射频信号以及向所述待测试的射频阅读器发送所述第二模拟标签信号。籍此，便于信号的发送和接收。
在具体的实施方式中，待测试的射频阅读器11通过环形器12的直通端与测试设备14的输入端相连，测试设备的输出端口与环形器12的耦合端相连。
在本发明一可选实施方式中，所述上位机13，还用于根据预设的所述待测试的射频阅读器与所述测试设备之间的连接线缆的插损值以及所述环形器的插损值校准所述待测试的射频阅读器的灵敏度。籍此，可保证测试得到的待测试的射频阅读器的灵敏度的准确性。
在具体的实施方式中，所述待测试读写器11与测试设备14之间的连接线缆插损值及环形器的插损值为测试设备连接完毕后在上位机的软件界面上填写当前线缆和当前环形器插损值。在测试设备14的功率检测装置检测得到ACK命令中所含随机数和校验码分别与模拟标签信号中的随机数和校验码一致时的模拟标签信号的功率值时，处理器将该功率值上传给上位机，上位机将该功率值减去预设的所述待测试的射频阅读器与所述测试设备之间的连接线缆的插损值以及所述环形器的插损值，得到待测试的射频阅读器的实际灵敏度。籍此，可保证测试得到的待测试的射频阅读器的灵敏度的准确性。
在具体的实施方式中，上位机的软件功能包括：各标准切换，切换方式可以选用下拉菜单形式或者其他形式，具体形式不做限制。每个标准的工作界面包括两种模式切换，一种为灵敏度自动测试模式，另一种为灵敏度误包率测试模式。其中，灵敏度自动测试模式下，至少能够显示当前模拟标签信号功率即射频阅读器灵敏度文本框，且不可编辑；具备循环测试次数文本框，且为可编辑文本框；具备开始测试与停止测试选项等功能。灵敏度误包率测试模式下，具备记录接收射频阅读器命令次数及应答信号发射次数文本框，且不可编辑；具备功率调节文本框，且为可编辑文本框；显示当前模拟标签信号功率即射频阅读器灵敏度文本框，且不可编辑；显示误包率文本框，且不可编辑；具备测试完成提示功能等。
图6是本发明一实施例提供的射频阅读器的灵敏度测试方法的流程图。如图6所示，第二衰减器6的衰减值默认为最大衰减值，射频阅读器的测试设备中的处理器4首先识别待测试的射频阅读器发送的射频信号中是否包括查询命令，如果包括查询命令，则处理器4控制第一衰减器5产生含有RN11和CRC5(随机数和校验码)的模拟标签信号发送给待测试的射频阅读器，并等待待测试的射频阅读器发送的ACK命令(编码获取命令)。在接收到待测试的射频阅读器发送的ACK命令之后，处理器将ACK命令中所含随机数和校验码分别与模拟标签信号中的校验码和随机数进行比对，并根据比对结果确定ACK命令中所含随机数和校验码分别与模拟标签信号中的校验码和随机数是否一致，如果不一致，则处理器调小第二衰减器6的衰减值，增大模拟标签信号的发射功率，重复以上过程，直到ACK命令中所含随机数和校验码分别与模拟标签信号中的随机数和校验码一致。当ACK命令中所含随机数和校验码分别与模拟标签信号中的随机数和校验码一致时，处理器控制第一衰减器5产生ACK响应命令并发送给待测试的射频阅读器，并通过功率检测装置检测ACK响应命令的功率值。在检测得到ACK响应命令的功率值之后，处理器记录所述功率值并上传给上位机，用户可通过上位机的软件界面读取所述功率值，读取到的功率值为待测试的射频阅读器的灵敏度。当然，本发明实施例不限于此，当ACK命令中所含随机数和校验码分别与模拟标签信号中的随机数和校验码一致时，处理器还可根据记录的最近一次发送给待测试的射频阅读器的模拟标签信号的功率值确定待测试的射频阅读器的灵敏度。
图7是本发明一实施例提供的射频阅读器的误包率测试方法的流程图。如图7所示，在进行射频阅读器的误包率的测试之前，通过上位机设置射频阅读器的测试设备的发射功率。射频阅读器的测试设备中的处理器4首先识别待测试的射频阅读器发送的射频信号中是否包括查询命令，如果包括查询命令，则处理器4控制第一衰减器5产生含有RN11和CRC5(随机数和校验码)的模拟标签信号发送给待测试的射频阅读器并利用处理器中的第一计数器对查询命令进行计数，且等待待测试的射频阅读器发送的ACK命令(编码获取命令)。在接收到待测试的射频阅读器发送的ACK命令之后，处理器4将ACK命令中所含随机数和校验码分别与模拟标签信号中的校验码和随机数进行比对，并根据比对结果确定ACK命令中所含随机数和校验码分别与模拟标签信号中的校验码和随机数是否一致，如果不一致，则重复以上过程，直到ACK命令中所含随机数和校验码分别与模拟标签信号中的随机数和校验码一致。当ACK命令中所含随机数和校验码分别与模拟标签信号中的随机数和校验码一致时，处理器控制第一衰减器5产生针对ACK命令的标签应答信号并发送给待测试的射频阅读器，同时利用处理器4的第二计数器对标签应答信号进行计数。最后根据查询命令的计数和标签应答信号的计数计算得到待测试的射频阅读器在测试设备的当前发射功率下的误包率。在计算得到待测试的射频阅读器在测试设备的当前发射功率下的误包率之后，处理器记录计算结果并上传给上位机，用户可通过上位机的软件界面读取到待测试的射频阅读器在测试设备的当前发射功率下的误包率。当通过上位机调整测试设备的发射功率时，标签应答信号的发送次数和射频阅读器的查询命令的接收次数均应从零开始计数。在关闭待测试的射频阅读器的情况下，可停止射频阅读器的误包率测试。其中，射频阅读器的误包率测试的时长可由本领域技术人员根据实际需要具体设定。
射频阅读器接收灵敏度是射频阅读器的关键性能指标，开发出一套先进的射频阅读器的测试系统，为射频识别技术和产品的研发和生产提供一个可靠的评估环境。通过不定期发布技术评测结果，可以让行业主管部门及研究技术人员了解目前即前端技术的现状及性能指标，为以后的研究与开发制订新的目标，也将对我国研究、开发进行系列的总结，促进在不同领域研究、开发与应用，为产业应用提供展示、示范平台。
应当注意的是，在本发明的系统的各个部件中，根据其要实现的功能而对其中的部件进行了逻辑划分，但是，本发明不受限于此，可以根据需要对各个部件进行重新划分或者组合，例如，可以将一些部件组合为单个部件，或者可以将一些部件进一步分解为更多的子部件。
本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的系统中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
以上实施方式仅适于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (15)
1.一种射频阅读器的灵敏度测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：接收待测试的射频阅读器发送的射频信号，并对所述射频信号进行解析，获得所述射频信号的解析内容；
步骤S2：当所述射频信号的解析内容包括查询命令时，以所述射频信号的载波为载体向所述待测试的射频阅读器返回含有随机数和校验码的模拟标签信号；
步骤S3：接收所述待测试的射频阅读器针对所述模拟标签信号发送的编码获取命令，并将所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述模拟标签信号中含有的随机数和校验码进行比对，获得比对结果；
步骤S4：根据所述比对结果调整所述模拟标签信号的发射功率，以确定所述待测试的射频阅读器的灵敏度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4，根据所述比对结果调整所述模拟标签信号的发射功率，以确定所述待测试的射频阅读器的灵敏度，包括：
当根据所述比对结果得到所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述模拟标签信号中含有的随机数和校验码相同时，确定所述模拟标签信号的发射功率为所述待测试的射频阅读器的灵敏度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S4，根据所述比对结果调整所述模拟标签信号的发射功率，以确定所述待测试的射频阅读器的灵敏度，包括：
当根据所述比对结果得到所述编码获取命令中含有的随机数和校验码与所述模拟标签信号中含有的随机数和校验码不同时，调整所述模拟标签信号的发射功率，并重复执行上述步骤S1～S4，直到所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述模拟标签信号中含有的随机数和校验码相同。
4.一种射频阅读器的误包率测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤L1：接收待测试的射频阅读器发送的射频信号，并对所述射频信号进行解析，获得所述射频信号的解析内容；
步骤L2：当所述射频信号的解析内容包括查询命令时，以所述射频信号的载波为载体向所述待测试的射频阅读器返回含有随机数和校验码的模拟标签信号，并对所述查询命令进行计数；
步骤L3：接收所述待测试的射频阅读器针对所述模拟标签信号发送的编码获取命令，并将所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述模拟标签信号中含有的随机数和校验码进行比对，获得比对结果；
步骤L4：根据所述比对结果和所述查询命令的计数确定所述待测试的射频阅读器的误包率。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤L4，根据所述比对结果和所述查询命令的计数确定所述待测试的射频阅读器的误报率，包括：
当根据所述比对结果得到所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述模拟标签信号中含有的随机数和校验码相同时，针对所述编码获取命令产生标签应答信号，并对所述标签应答信号进行计数，重复执行上述步骤L1～L4，直到测试时长达到预设时间段的时长；
当根据所述比对结果得到所述编码获取命令中含有的随机数和校验码与所述模拟标签信号中含有的随机数和校验码不同时，重复执行上述步骤L1～L4，直到所述测试时长达到预设时间段的时长。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤L4，根据所述比对结果和所述查询命令的计数确定所述待测试的射频阅读器的误报率，包括：
当所述测试时长达到所述预设时间段的时长时，根据所述预设时间段内所述查询命令的计数和所述标签应答信号的计数计算得到所述待测试的射频阅读器的误包率。
7.一种射频阅读器的测试设备，其特征在于，所述设备包括：
信号处理装置、与所述信号处理装置连接的处理器以及与所述处理器和所述信号处理装置连接的第一衰减器，
所述信号处理装置，用于接收待测试的射频阅读器发送的射频信号，并对所述射频信号进行处理，获得适于所述处理器识别的数字信号；
所述处理器，用于对所述数字信号进行解析，获得所述数字信号的解析内容，当所述数字信号的解析内容包括查询命令时，控制所述第一衰减器产生含有随机数和校验码的第一模拟标签信号，并控制所述第一衰减器将所述第一模拟标签信号调制到所述射频信号的载波上，获得第二模拟标签信号，并将所述第二模拟标签信号返回至所述待测试的射频阅读器；
所述处理器，还用于当所述数字信号的解析内容包括编码获取命令时，将所述编码获取命令中含有的随机数和校验码分别与所述第一模拟标签信号中含有的随机数和校验码进行比对，获得比对结果，并根据所述比对结果调整所述第二模拟标签信号的发射功率，以确定所述待测试的射频阅读器的灵敏度。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述信号处理装置包括：
定向耦合器、与所述定向耦合器连接的解调装置以及与所述解调装置连接的第一采样装置，
所述定向耦合器，用于接收待测试的射频阅读器发送的射频信号，并通过自身的直通端将所述射频信号耦合到所述解调装置进行信号解调；
所述解调装置，用于根据来自所述定向耦合器的耦合端的本振信号对所述射频信号进行解调，获得解调后的模拟信号；
所述采样装置，用于对所述解调后的模拟信号进行采样和调理，获得适于所述处理器识别的数字信号。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：
第二衰减器，与所述处理器以及所述第一衰减器分别连接，
所述处理器，还用于控制所述第二衰减器对所述第二模拟标签信号进行功率调整，及将调整后的第二模拟标签信号传输至所述待测试的射频阅读器。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：
功率检测设备，与所述第二衰减器和所述处理器连接，用于检测所述调整后的第二模拟标签信号的发射功率，并将检测得到的发射功率发送至所述处理器。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述功率检测设备包括：
功分器、与所述功分器连接的功率检测装置以及与所述功率检测装置连接的第二采样装置，
所述功分器，用于将所述调整后的第二模拟标签信号分成功率相等的两路信号；
所述功率检测装置，用于检测所述两路信号中的一路信号的功率值；
所述第二采样装置，用于将所述功率值的模拟信号转换为所述功率值的数字信号，并将所述功率值的数字信号传输至所述处理器。
12.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述处理器，还用于当所述数字信号的解析内容包括查询命令时，对所述查询命令进行计数，并根据所述比对结果和所述查询命令的计数确定所述待测试的射频阅读器的误包率。
13.一种射频阅读器的测试系统，其特征在于，所述系统包括：
根据权利要求7～12中任意一项权利要求所述的测试设备；
上位机，与所述测试设备连接，用于根据待测试的射频阅读器所支持的标准更新所述测试设备的测试标准。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
环形器，与所述测试设备和所述待测试的射频阅读器分别连接，用于接收所述待测试的射频阅读器发送的射频信号以及向所述待测试的射频阅读器发送所述第二模拟标签信号。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述上位机，还用于根据预设的所述待测试的射频阅读器与所述测试设备之间的连接线缆的插损值以及所述环形器的插损值校准所述待测试的射频阅读器的灵敏度。
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| CN201710501598.6A CN107220572B (zh) | 2017-06-27 | 2017-06-27 | 射频阅读器的灵敏度和误包率的测试方法、设备和系统 |
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