CN107832642A - 无源uhfrfid标签灵敏度测试装置及方法 - Google Patents

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冀京秋
方坚
蒋亦青
余舒浩
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Abstract

本发明公开了一种无源UHF RFID标签灵敏度测试装置，其中，包射频信号分析装置，RFID标签读写器，天线及环形器，所述射频信号分析装置的输入接口连接所述环形器的第一端口，所述RFID标签读写器的射频接口连接所述环形器的第二端口，所述环形器的第三端口连接所述天线，还包括一电波暗室，所述天线设置于所述电波暗室内，一待测试标签置于所述电波暗室内，并与所述天线具有预定距离。本发明获得了以下有益效果：可对无源UHF RFID标签灵敏度进行各项性能指标和工作状态的测试。

Description

无源UHFRFID标签灵敏度测试装置及方法
技术领域
本发明涉及射频标签技术领域，尤其涉及一种无源UHF RFID标签灵敏度测试装置及方法。
背景技术
射频识别技术是二十世纪九十年代兴起的一种无线的、非接触方式的自动识别技术，是近几年发展起来的前沿科技项目。该技术主要是利用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的。射频识别技术的显著优点在于非接触性，因此完成识别工作时无需人工干预，能够实现识别自动化且不易损坏；可识别高速运动的射频标签，也可同时识别多个射频标签，操作快捷方便；射频标签不怕油渍、灰尘污染等恶劣环境，且可以穿透非金属物体进行识别，抗干扰能力强。
现有的射频标签技术中，无源UHF RFID(特高频射频标签)被广泛的应用于物联网中，然而，由于目前缺少对无源UHF RFID的测试设备和测试方法，使得各种工作指标不统一的无源UHF RFID被混合使用，造成物联网或者相应的使用环境工作不稳定。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种无源UHF RFID标签灵敏度测试装置及方法。
为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种无源UHF RFID标签灵敏度测试装置，其中，包括射频信号分析装置，RFID标签读写器，天线及环形器，所述射频信号分析装置的输入接口连接所述环形器的第一端口，所述RFID标签读写器的射频接口连接所述环形器的第二端口，所述环形器的第三端口连接所述天线，还包括一电波暗室，所述天线设置于所述电波暗室内，一待测试标签置于所述电波暗室内，并与所述天线具有预定距离。
本发明的另一方面，所述射频信号分析装置为矢量信号分析仪。
本发明的另一方面，所述RFID标签读写器的工作频率为840MHz～845MHz和/或920MHz～925MHz。
本发明的另一方面，所述电波暗室内径2.5米。
本发明的另一方面，所述预定距离为1米。
本发明还包括一种无源UHF RFID标签灵敏度测试方法，其中，应用上述的无源UHFRFID标签灵敏度测试装置，还包括如下步骤：
步骤1，根据测试项目定义复数个测试用例，并选取一测试用例；
步骤2，根据选取的所述测试用例设置所述RFID标签读写器参数；
步骤3，根据选取的所述测试用例设置所述射频信号分析装置参数，使所述射频信号分析装置工作于相应的信号分析模式；
步骤4，使所述RFID标签读写器向所述待测试标签发送指令；
步骤5，使所述射频信号分析装置采集所述RFID标签读写器与所述待测试标签通信过程中的射频信号；
步骤6，分析采集到的所述射频信号，检查所述待测试标签是否正确响应所述指令，如是则判断当前待测试标签是否有不正确响应记录，如有执行步骤9，如无执行步骤7，如否则判断当前待测试标签是否有正确响应记录，如有提升所述RFID标签读写器发射功率预定值后行步骤9，如无执行步骤8；
步骤7，降低所述RFID标签读写器发射功率预定值，记录当前待测试标签正确响应，并返回所述步骤4；
步骤8，提高所述RFID标签读写器发射功率预定值，记录当前待测试标签不正确响应，并返回所述步骤4；
步骤9，记录当前所述RFID标签读写器发射功率，并判断所述待测试标签的灵敏度是否符合要求；
步骤10，选取下一测试用例，并重复所述步骤2至所述步骤9，直至所有所述测试用例测试完毕。
本发明的另一方面，所述步骤2中，所述RFID标签读写器发射功率设置为20dBm。
本发明的另一方面，所述预定值为0.1dBm。
本发明的另一方面，所述测试项目包括标签识别灵敏度测试，标签读灵敏度测试，标签写灵敏度测试，标签方位引起的敏感度损失测试。
本发明获得了以下有益效果：
可对无源UHF RFID标签灵敏度进行各项性能指标和工作状态的测试。
附图说明
图1为本发明无源UHF RFID标签灵敏度测试装置的结构示意图；
图2为本发明无源UHF RFID标签灵敏度测试方法的流程框图；
图3为本发明无源UHF RFID标签灵敏度测试方法中标签方位引起的敏感度损失测试时，待测试标签旋转的俯视示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明提供一种无源UHF RFID标签灵敏度测试装置，如图1所示，其中，包括射频信号分析装置1，RFID标签读写器2，天线4及环形器3，所述射频信号分析装置1的输入接口连接所述环形器3的第一端口，所述RFID标签读写器2的射频接口连接所述环形器3的第二端口，所述环形器3的第三端口连接所述天线4，还包括一电波暗室6，所述天线4设置于所述电波暗室6内，一待测试标签5置于所述电波暗室6内，并与所述天线4具有预定距离。
本发明的另一方面，所述射频信号分析装置1为矢量信号分析仪。
本发明的另一方面，所述RFID标签读写器2的工作频率为840MHz～845MHz和/或920MHz～925MHz。
本发明的另一方面，所述电波暗室6内径2.5米。
本发明的另一方面，所述预定距离为1米。
本发明还包括一种无源UHF RFID标签灵敏度测试方法，其中，应用上述的无源UHFRFID标签灵敏度测试装置，如图2所示，还包括如下步骤：
步骤1，根据测试项目定义复数个测试用例，并选取一测试用例；
步骤2，根据选取的所述测试用例设置所述RFID标签读写器2的参数；
步骤3，根据选取的所述测试用例设置所述射频信号分析装置1的参数，使所述射频信号分析装置1工作于相应的信号分析模式；
步骤4，使所述RFID标签读写器2向所述待测试标签5发送指令；
步骤5，使所述射频信号分析装置1采集所述RFID标签读写器2与所述待测试标签5通信过程中的射频信号；
步骤6，分析采集到的所述射频信号，检查所述待测试标签5是否正确响应所述指令，如是则判断当前待测试标签5是否有不正确响应记录，如有执行步骤9，如无执行步骤7，如否则判断当前待测试标签5是否有正确响应记录，如有提升所述RFID标签读写器2发射功率预定值后执行步骤9，如无执行步骤8；
步骤7，降低所述RFID标签读写器2发射功率预定值，记录当前待测试标签5正确响应，并返回所述步骤4；
步骤8，提高所述RFID标签读写器2发射功率预定值，记录当前待测试标签5不正确响应，并返回所述步骤4；
步骤9，记录当前所述RFID标签读写器2发射功率，并判断所述待测试标签5的灵敏度是否符合要求；
步骤10，选取下一测试用例，并重复所述步骤2至所述步骤9，直至所有所述测试用例测试完毕。
上述技术方案中，每个测试用例开始测试时，均需要清空当前待测试标签的正确响应记录及不正确响应记录。
本发明的另一方面，所述步骤2中，所述RFID标签读写器发射功率设置为20dBm。
本发明的另一方面，所述预定值为0.1dBm。
本发明的另一方面，所述测试项目包括标签识别灵敏度测试，标签读灵敏度测试，标签写灵敏度测试，标签方位引起的敏感度损失测试。
以下以具体实施例说明本发明的可行性。
作为优选的实施方式，天线可采用线极化天线，增益为8.5dBi。待测试标签的灵敏度计算方法为；待测试标签灵敏度＝RFID标签读写器发射功率+天线增益-线路损耗-空气损耗。其中，线路损耗和空气损耗可根据测试装置的实际情况作为常数进行设置。
实施例一
当测试项目为标签识别灵敏度测试时，测试用例为工作频率840-845MHz，920-925MHz，步进为1MHz。RFID标签读写器的参数设置为，启动查询命令前向链路基准时间为：6.25μs，反向链路频率为：320Khz，编码方式为：FM0，带前导码。
此实施例中，步骤4中的指令为启动查询命令。步骤6中，判断待测试标签是否正确响应的方法为，检查待测试标签是否发送响应启动查询命令的数据包。步骤10中判断待测试标签灵敏度是否符合要求的方法为，测试用例中的任一频点待测试标签灵敏度优于-16dBm则测试通过，否则测试失败。
实施例二
当测试项目为标签读灵敏度测试时，要求待测试标签存储区提前用同样数量的1和0统一填充，即由5Ahex、3Chex、0Fhex、F0hex填充存储区的四字节存储块。测试用例为工作频率840-845MHz，920-925MHz，步进为1MHz。RFID标签读写器的参数设置为，启动查询命令前向链路基准时间为：6.25μs，反向链路频率为：320Khz，编码方式为：FM0，带前导码。
此实施例中，步骤4中的指令为发送满足T2要求的启动查询命令和编码获取命令(T2为读写器链接时序，具体说明见表1)，使得待测标签进入开放状态，随后持续发送读取命令读取待测试标签的用户区第一块存储区，读取命令格式见表2。步骤6中判断待测试标签是否正确响应的方法为，判断读取命令是否读取成功。步骤10中判断待测试标签灵敏度是否符合要求的方法为，测试用例中的任一频点待测试标签灵敏度优于-15dBm则测试通过，否则测试失败。
表1
数据域 命令代码 存储区 指针 长度 句柄 校验
长度 8位 2位 16位 16位 16位 16位
描述 10100101b 11b：用户区 0000h 0001h handle CRC-16
表2
实施例三
当测试项目为标签写灵敏度测试时，测试用例为工作频率840-845MHz，920-925MHz，步进为1MHz。RFID标签读写器的参数设置为，启动查询命令前向链路基准时间为：6.25μs，反向链路频率为：320Khz，编码方式为：FM0，带前导码。
此实施例中，步骤4中的指令为发送满足T2要求的启动查询命令和编码获取命令(T2为读写器链接时序，具体说明见表1)，使得待测标签进入开放状态，随后持续发送写取命令读取待测试标签的用户区第一块存储区，写取命令格式见表3。步骤6中判断待测试标签是否正确响应的方法为，判断写取命令是否写入成功。步骤10中判断待测试标签灵敏度是否符合要求的方法为，测试用例中的任一频点待测试标签灵敏度优于-8dBm则测试通过，否则测试失败。
数据域 命令代码 存储区 指针 长度 数据 句柄 校验
长度 8位 2位 16位 16位 可变 16位 16位
描述 10100110b 01b：编码区 0010h 0001h FFFFh handle CRC-16
表3
实施例四
当测试项目为标签方位引起的敏感度损失测试时，还提供一旋转装置(未于图中示出)，该旋转装置设置于射频暗室内，待测试标签垂直的固定在旋转装置上。
本实施例中，测试用例为工作频率843MHz、923MHz，待测试标签以与天线极化方向的平行且与所述待测试标签相交的直线为轴，由0度至90度以步进为15度旋转，标签翻转示意图见图3。RFID标签读写器的参数设置为，启动查询命令前向链路基准时间为：6.25μs，反向链路频率为：320Khz，编码方式为：FM0，带前导码。
此实施例中，步骤4中的指令为发送满足T2要求的启动查询命令和编码获取命令(T2为读写器链接时序，具体说明见表1)，使得待测标签进入开放状态，随后持续发送写取命令读取待测试标签的用户区第一块存储区，写取命令格式见表3。步骤6中判断待测试标签是否正确响应的方法为，判断写取命令是否写入成功。步骤10中判断待测试标签灵敏度是否符合要求的方法为，在不同频率工作模式下，同一方位角的识别灵敏度之差即为方位引起的敏感度损失，该损失的要求根据测试事先预设值判定是否通过。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种无源UHF RFID标签灵敏度测试装置，其特征在于，包括射频信号分析装置，RFID标签读写器，天线及环形器，所述射频信号分析装置的输入接口连接所述环形器的第一端口，所述RFID标签读写器的射频接口连接所述环形器的第二端口，所述环形器的第三端口连接所述天线，还包括一电波暗室，所述天线设置于所述电波暗室内，一待测试标签置于所述电波暗室内，并与所述天线具有预定距离。
2.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述射频信号分析装置为矢量信号分析仪。
3.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述RFID标签读写器的工作频率为840MHz～845MHz和/或920MHz～925MHz。
4.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述电波暗室内径2.5米。
5.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述预定距离为1米。
6.一种无源UHF RFID标签灵敏度测试方法，其特征在于，应用如权利要求1-5中任一所述的无源UHF RFID标签灵敏度测试装置，还包括如下步骤：
步骤1，根据测试项目定义复数个测试用例，并选取一测试用例；
步骤2，根据选取的所述测试用例设置所述RFID标签读写器参数；
步骤3，根据选取的所述测试用例设置所述射频信号分析装置参数，使所述射频信号分析装置工作于相应的信号分析模式；
步骤4，使所述RFID标签读写器向所述待测试标签发送指令；
步骤5，使所述射频信号分析装置采集所述RFID标签读写器与所述待测试标签通信过程中的射频信号；
步骤6，分析采集到的所述射频信号，检查所述待测试标签是否正确响应所述指令，如是则判断当前待测试标签是否有不正确响应记录，如有执行步骤9，如无执行步骤7，如否则判断当前待测试标签是否有正确响应记录，如有提升所述RFID标签读写器发射功率预定值后执行步骤9，如无执行步骤8；
步骤7，降低所述RFID标签读写器发射功率预定值，记录当前待测试标签正确响应，并返回所述步骤4；
步骤8，提高所述RFID标签读写器发射功率预定值，记录当前待测试标签不正确响应，并返回所述步骤4；
步骤9，记录当前所述RFID标签读写器发射功率，并判断所述待测试标签的灵敏度是否符合要求；
步骤10，选取下一测试用例，并重复所述步骤2至所述步骤9，直至所有所述测试用例测试完毕。
7.如权利要求6所述的测试方法，其特征在于，所述步骤2中，所述RFID标签读写器发射功率设置为20dBm。
8.如权利要求6所述的测试方法，其特征在于，所述预定值为0.1dBm。
9.如权利要求6所述的测试方法，其特征在于，所述测试项目包括标签识别灵敏度测试，标签读灵敏度测试，标签写灵敏度测试，标签方位引起的敏感度损失测试。
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