物聯網點火,無線測試如何顛覆?
3.1 射頻測試需求
2007年4月,我國發布了對RFID讀寫器設備射頻指標進行型號核準測試的技術規范。對于UHF的RFID射頻測試,如今國際上并沒有專門的標準來對其進行描述,它一般包含在協議一致性標準中。目前,UHF頻段的RFID射頻測試可以參考的標準是我國《800/900MHz頻段射頻識別(RFID)技術應用規定(試行)》。其中,規定的測試項目包括載波頻率容限、占用帶寬、發射功率、鄰道功率泄露比、雜散發射和最大駐留時間等。另外,根據EPC Global標準Version1.0.2的測試規范,其測試項目還包括:讀寫器數據編碼、射頻包絡、射頻開關時間、前同步碼和幀同步信息等。
由于NFC的Analog部分延續ISO 14443及ISO 15693射頻標準,因此,NFC的射頻測試需求可參照ISO/IEC 10373-6及ISO/IEC 10373-7。NFC射頻測試需要專用測試天線輔助,并且測試點位置、測試功率等參數在測試標準中有詳細規定。
ZigBee物理層使用標準的低功耗局域網協議進行定義。一般,對其發射機和接收機進行常規射頻測試即可。
3.2 協議測試需求
對于RFID技術來說,讀寫器和標簽作為無線通信的雙方,它們之間必須遵守相互約定的通信協議,否則通信將無法進行。RFID空中接口實際上就是指標簽和讀寫器之間的無線傳輸規范、它涉及的范圍很廣,主要包括無線資源管理、無線鏈路控制、媒質接入控制和物理層等。目前,世界范圍廣泛采用的UHF頻段RFID空口協議標準主要采用ISO/IEC 18000系列,其測試標準分別對應ISO/IEC 18047系列。
3.3 性能測試需求
隨著RFID系統的廣泛應用,RFID系統的性能測試成為RFID應用單位和系統集成商非常關心的一個重要問題,RFID應用系統性能的優劣直接影響到應用場景的RFID設備的部署和成本投入,以及系統應用客戶的滿意度問題。根據RFID的系統組成,對于RFID系統進行評估時可分為系統整體性能測試、標簽性能測試和讀寫器性能測試3個方面,主要測試標準分別對應(ISO-IEC18046-1/2/3)
4. 物聯網測試解決方案
R&Sâ物聯網測試系統可以根據標準對被測RFID讀卡器或標簽、NFC設備、Zigbee發射機或接收機進行全面的測試。
針對RFID讀卡器或標簽,R&Sâ物聯網測試系統適用于860~960MHz UHF頻段,對其射頻、協議、性能進行測試;
針對NFC設備,R&Sâ物聯網測試系統適用于13.56MHz頻段,對其射頻、調制特性進行測試。
針對Zigbee發射機或接收機,R&Sâ物聯網測試系統適用于2.4GHz頻段,對其射頻、調制特性進行測試;
4.1物聯網測試系統組成
R&Sâ物聯網測試系統的核心設備是協議處理單元,結合數字基帶接口EX-IQ-BOX、信號源SMBV100A、頻譜分析儀FSV、矢量網絡分析儀ZNB、供電電源NGMO、示波器RTO、射頻切換單元Switching Unit、測試軟件以及天線等附件組成,完成物聯網產品的測試。并且可以配合轉臺,在暗室中進行射頻及性能測試。下圖為物聯網測試系統結構框圖。
圖 2物聯網測試系統結構框圖
4.2 物聯網測試項目
1) 射頻測試
RFID射頻測試共包含6個測試項,均為讀寫器射頻指標測試,參考的標準為射頻測試部分所參考的標準為《800/900MHz頻段射頻識別(RFID)技術應用規定(試行)》。具體支持的測試項目包括:載波頻率容限;占用帶寬;發射功率;鄰道功率泄漏比;雜散發射;駐留時間;頻譜模板。
NFC射頻測試項目較多,參考標準為《ISO/IEC 10373-6 Identification cards - Test methods - Part 6: Proximity cards》、《ISO/IEC 10373-7 Identification cards - Test methods - Part 7: Vicinity cards》及《NFC Forum-Test Cases for Analog Specification》。具體支持的測試項目較多,此處不再詳細描述。
ZigBee射頻測試包含11個測試項目,均為收發信機常規測試項目,參考的標準為《IEEE Standard 802.15.4 for Information technology—Telecommunications and information exchange between systems—Local and metropolitan area networks—Specific requirements》。具體支持的測試項目包括:發射機信道功率;發射機時域功率;發射機占用帶寬;發射機鄰道功率泄露比;發射機上升時間及下降時間;發射機調制特性;發射機發射雜散;發射機信號峰均比;接收機靈敏度;接收機阻塞測試;接收機鄰道選擇性測試。
2) 協議測試
RFID協議測試共包含14個測試項,其中標簽有10項測試,讀寫器有4項測試,測試依據的標準主要是EPCglobal在UHF頻段的RFID空中接口協議EPCglobal C1G2,標準為《EPCglobal Class-1 Generation-2 UHF RFID Conformance Requirements》,ISO組織接受其為ISO/IEC18000-6C標準,頒布ISO/IEC 18047-6。包含的測試項目有:標簽頻率范圍;標簽解調能力;標簽鏈路頻率;標簽鏈路頻率容差;標簽T1時間;標簽鏈路占空比;標簽反射信號前導碼;標簽防碰撞能力;標簽存儲內容;標簽狀態轉移能力;讀寫器前導碼時間;讀寫器包絡;讀寫器T2時間;讀寫器數據編碼。
3) 性能測試
RFID性能測試共包含15個測試項,其中標簽有11項測試,讀寫器有4項測試,測試依據的標準主要是18046-3:《信息技術 射頻識別設備性能測試方法 第3部分:標簽性能測試方法》,《信息技術自動識別和數據采集技術射頻識別設備性能測試方法》。標簽最大識別距離;標簽最大讀距離;標簽最大寫距離;識別電磁場閾值;讀電磁場閾值;寫電磁場閾值;靈敏度降級;最大工作電磁場;生存電磁場;干擾抑制;標簽天線方向圖;讀寫器靈敏度;讀寫器BER;讀寫器天線方向圖測試;讀寫器干擾抑制。
4.3 物聯網自動測試平臺
R&Sâ物聯網測試平臺可控制儀表自動完成射頻、協議和性能測試,并對測試過程進行監控,向用戶顯示測試結果并自動生成測試報告。其測試界面如下圖所示。
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