RFID協議一致性測試系統設計

5.RFID協議一致性測試系統演示
在具體實現了RFID協議一致性測試系統之后，我們將可以應用于對RFID單元的實際測試之中，本節以EPC UHF Class 1 Gen 2（也被稱為ISO 18000-6 Type C）標準的協議一致性測試為例，來介紹RFID標簽和閱讀器的協議一致性測試實例。盡管每一種RFID協議都有微妙的不同，但EPC UHF Class 1 Gen 2標準仍然是最具有代表性的一種協議，因為該協議是目前應用最為廣泛的UHF RFID標準，同時其協議一致性測試規范，也是眾多規范中定義最為完備的一種。通過EPC UHF Class 1 Gen 2標準的測試實例，我們可以看到對各種RFID標準都適用的一般準則。

5.1RFID標簽協議一致性測試實例
EPC UHF Class 1 Gen 2標準RFID標簽協議一致性物理層測試項目如表5-1所示，測試點數表明該測試項目需要在多少種測試條件組合下進行測試：

表5-1：RFID標簽協議一致性物理層測試項目
物理層測試中，我們選取FM0前導碼的單個測試點為例。FM0前導碼測試的目的是檢查標簽應答是否以協議中所規定的特定前導碼序列開頭，該前導碼用于閱讀器對標簽應答信號的識別和同步。FM0前導碼的協議規定前7個脈沖長度的相對比值為2:1:1:2:1:3:2，允許誤差為正負2.5%，如圖5-1所示：

圖5-1：FM0信號的前導碼（TRext=0）
測試過程中，RFID標簽協議一致性測試系統給被測標簽發送Query指令，并檢查返回的應答信號。實測信號如圖5-2所示，兩個光標之間為標簽應答的前導碼，前7個脈沖的絕對長度依次為4.20，2.12，2.08，4.16，2.08，6.26，4.16微秒，相對比值為2:1.01:0.99:1.98:0.99:2.98:1.98，符合協議規定。

圖5-2：FM0前導碼實測信號
EPC UHF Class 1 Gen 2標準RFID標簽協議一致性協議層測試項目如表5-2所示：
測試規范序號協議層測試項目測試點數
66鏈接頻率誤差72
70鏈接時間T172
70最小鏈接時間T272
70最大鏈接時間T272
86TID內存數據2
93滅活操作2
97只讀標簽CRC162
97讀寫標簽CRC162
101PC內存數據2
102默認PC數值2
123, 124, 132, 136Ready和Reply狀態2
123, 129Arbitrate狀態6
123, 137, 138Acknowledged狀態2
123, 139, 141Open狀態2
123, 142Secured狀態2
145Acknowledged到Secured狀態跳轉2
148, 149Open到Killed狀態跳轉2
148, 149Secured到Killed狀態跳轉2
132, 136Acknowledged到Reply狀態跳轉2
132, 136Open到Reply狀態跳轉2
132, 136Secured到Reply狀態跳轉2

表5-2：RFID標簽協議一致性協議層測試項目
協議層測試中，我們選取鏈接時間T1和Open狀態兩個測試項目的單個測試點為例。
鏈接時間T1測試的目的是測量標簽從接收到閱讀器指令到返回應答之間的時間間隔，閱讀器在發送完指令之后，會在特定的時間窗內檢測來自標簽的應答信號，落在時間窗之外的標簽信號將會丟失。鏈接時間T1應該處于[Max(RTCal,10Tpri)*(1-FT)-2, Max(RTCal,10Tpri)*(1+FT)+2]區間之內，計算公式中各參數在協議標準中都有明確定義，簡便起見，我們這里直接給出在該測試點下的具體數值為[33.1, 44.9]微秒。
測試過程中，RFID標簽協議一致性測試系統給被測標簽發送Query指令，并測量指令結束到應答開始的時間間隔。實測信號如圖5-3所示，兩個光標之間為鏈接時間T1，數值為36.8微秒，符合協議規定。

圖5-3：鏈接時間T1實測信號
Open狀態測試的目的是驗證標簽能夠正確的從其他狀態進入Open狀態，正確的協議狀態跳轉是標簽能夠完成各項應用功能的基礎。進入Open狀態的過程是標簽協議狀態圖的一個子集，如圖5-4所示：

圖5-4：標簽協議狀態圖Open相關子集
測試過程中，從標簽上電開始，RFID標簽協議一致性測試系統給被測標簽依次發送Query，QueryRep，ACK，ReqRN指令，驗證標簽是否依次經過了不返回應答的Arbitrate狀態，返回RN16的Reply狀態，返回PC,EPC,CRC16的Acknowledged狀態，最終進入返回Handle,CRC16的Open狀態。實測信號如圖5-5所示，即Query→無應答→QueryRep→無應答→QueryRep→RN16→ACK→PC,EPC,CRC16→ReqRN→Handle,CRC16, 符合協議規定。

圖5-5：Open狀態實測信號

5.2RFID閱讀器協議一致性測試實例
EPC UHF Class 1 Gen 2標準RFID閱讀器協議一致性物理層測試項目如表5-3所示：
測試規范序號物理層測試項目測試點數
7頻率準確度50
12數據編碼2
14射頻包絡12
14射頻包絡22
21上電射頻包絡11
22上電射頻包絡21
24下電射頻包絡11
25下電射頻包絡21
32前導碼2
42FHSS射頻包絡1
46FHSS信道50
48多閱讀器模式頻譜1
51密集閱讀器模式頻譜1
358單邊帶模式頻譜1
表5-3：RFID閱讀器協議一致性物理層測試項目
物理層測試中，我們選取數據編碼，射頻包絡1和密集閱讀器模式頻譜三個測試項目的單個測試點為例。