RFID关键技术之四-RFID测试与部署(2022新)

RFID关键技术之RFID测试与部署RFIDContents

目

录RFID系统测试的目的01RFID系统测试的内容02RFID系统测试的流程03RFID设备部署方案与系统构架的仿真04RFID测试中心0501RFID系统测试的目的RFID系统测试的目的RFID已经成为IT领域的热点，然而，还是未能走向大规模应用，仍局限于小范围的示范应用。根本原因：RFID技术本身或其衍生的各种应用系统都还存在着尚未解决的问题，制约了RFID技术在众多行业中应用的全面展开。因此，在实际应用前对RFID系统和应用环境进行测试，就会降低RFID在企业中部署和应用的困难，从而有助于促进整个RFID产业链的形成和发展。RFID系统测试的目的RFID系统测试通过模拟应用环境，对国际、国内的RFID设备进行统一环境的测试，目的：RFID系统测试通过提出RFID技术的系列测试方法，建立开放式RFID软硬件产品的联合测试平台，制定系列RFID软硬件产品测试标准与规范，形成RFIU技术的测试标准体系，满足RFID技术研究测试、应用测试等公共服务需求。完善我国已初步形成的RFID产业链，推动RFID技术、产业和应用的发展方便RFID生产和科研单位加速RFID科技成果的转化进程为RFID产品和方案的设计提供指导为企业实施RFID技术提供参考依据目的02RFID系统测试的内容RFID系统测试的内容RFID测试技术将由功能测试向性能测试发展。标签的特性；读写器布局；动态性能等提供的功能是否满足作业需要功能测试性能测试RFID系统测试的主要内容测试待测目标是否符合某项国内或国际标准（如IS018000标准）定义的空中接口协议。具体内容如下：（1）读写器功能测试。读写器功能测试包括调制方式测试、解调方式和返回时间测试、指令测试等。（2）标签功能测试。标签功能测试包括标签解调方式和返回时间测试、反应时间测试、反向散射测试、返回准确率测试、返回速率测试等。1.标准符合性测试RFID系统测试的主要内容可互操作性测试是测试待测设备与其他设备之间的协同工作能力。例如，待测品牌的读写器对其他电子标签的读写能力，待测品牌的电子标签在其他读写器的有效工作距离范围内的读写特性，待测品牌的读写器读取其他读写器写入标签的数据等。2.可互操作性测试单读写器对单标签单读写器对多标签多读写器对单标签01测试环境0203多读写器对多标签04RFID系统测试的主要内容3.性能测试RFID性能测试的典型环境如所示，包括静态测试和动态测试，以及无干扰情况下的测试和有干扰情况下的测试。具体内容包括：（1）RFID标签测试：工作距离，方向性，最小工作场强，返回信号强度，读取速度等；（2）RFID读写器测试：灵敏度，发射频谱等（3）RFID系统测试：不同参数的通信距离，速率等RFID系统测试的主要内容4.RFID系统测试的步骤针对RFID系统的测试应首先从应用出发，根据影响读取率的因素逐一进行测试，如速度、介质、环境、标签方向、干扰等。通过这样的测试，才能了解产品在实际应用过程中的表现，从中得出有用的结论，指导产品的使用。举例来说，针对RFID标签读取率的静态测试流程如下：注：每次测试只改变一个参数布置测试环境记录环境数据测试不同位置的读取率分析测试数据03RFID系统测试的流程RFID系统测试的流程RFID测试总体结构图RFID系统测试的流程1.托盘级识别（palletlevel）托盘级识别指在每个托盘上贴上具有唯一编码的射频标签，用阅读器识别各个托盘。需要说明的是：在端口阅读模式中，静态阅读方式是指端口天线固定，由远及近调整托盘到端口的距离，当在某一位置上端口天线可以识别出射频标签时，端口天线到托盘的距离即为端口天线的阅读距离（ReadRange）；而动态阅读方式则是指端口天线固定，以人工步行速度或者传送带上的可调速度通过端口时，端口天线对托盘的识别性能（如果可读，阅读距离也发生变化）。（a）端口阅读模式（b）旋转台阅读模式（c）人工阅读模式单个包装箱识别RFID系统测试的流程2.包装箱级识别（caselevel）每个包装箱贴上具有唯一编码的标签，将多个包装箱同时放置于托盘上面，用阅读器识别各个包装箱。可以识别出的包装箱的数目占所有包装箱数目的百分数称为阅读率。在其三种阅读模式中，是通过测试包装箱的阅读率来衡量其性能的。需要注意的是：在每种阅读模式下，通过改变各个包装箱的摆放位置，调整各个标签的摆放位置，可观测性能的变化。01包装箱贴上具有唯一编码的射频标签，标签放置于托盘上面，用阅读器识别包装箱。其三种阅读模式均与托盘级识别相同。多个包装箱识别02RFID系统测试的流程2.包装箱级识别（caselevel）例如，在图7-30所示各种情况中，图（a）与图（b）相比，标签离托盘外沿的平均距离较远，而在图（c）中，两个包装箱上的标签相邻。在端口识别模式的静态识别中，端口天线固定，由远及近调整托盘到端口的距离，当在某一位置上端口天线对射频标签有100%的阅读率时，端口天线到托盘的距离即为端口天线的阅读距离。标签同向排列标签两向排列标签相邻RFID系统测试的流程3.单品级识别（itemlevel）在单品级识别情况下，托盘上有三种货品排列形式，即均匀的货品排列、复合的货品排列、异质的货品排列。这三种货品排列形式互补而又呈现复杂度上的递增。下面比较它们在各种测试情况下的阅读器的性能。（1）均匀的货品排列。（2）复合的货品排列：同均匀的货品排列。（3）异质的货品排列：同均匀的货品排列。RFID系统测试的规范在测试中需要对标签的测试、阅读器的测试、空中接口一致性的测试、协议一致性的测试、中间件的测试等进行规范。标准符合性测试可互操作性测试性能测试01RFID系统测试的规范0203RFID系统测试的方法测试过程并不是自由的，对于不同产品的测试报告，其可比性是建立在相同的测试条件和测试程序基础上的。因此，应该有一套完整的测试规范来控制整个测试过程。布置测试环境记录环境数据测试不同位置的读取率分析测试数据04RFID设备部署方案与系统架构的仿真RFID设备部署方案与系统架构的仿真仿真测试平台提供图形化的组件及虚拟阅读器、标签、TCP/IP连接等各种组件，生成RFID部署方案和网络系统架构。在虚拟测试的基础上，对关键性能结点再进行场景实物测试，以保证测试结果的可信度。仿真测试平台内容包括：RFID阅读器、天线、标签及网络节点的仿真模型，图形化设备部署组态界面的开发、虚拟RFID环境的开发、RFID协议仿真的开发、RFID与传感网络、无线网络的仿真开发。RFID设备部署方案与系统架构的仿真第一步，采用RFID标签建模工具对电子标签单独建模，分析标签的各种属性（回波损耗、方向性等），选择部分最优设计待用。第二步，对RFID阅读器和天线建模，分析阅读器和天线的各种属性（读取范围、最快响应时间等），选择部分最优设计待用。第三步，建立RFID应用环境的仿真，通过测试和经验数据给出该环境下多种材质的电磁反射与吸收情况，给出应用所能使用的部分最佳布局。第四步，使用第三步所选择的布局在应用环境中部署第一、二步所选择出的RFID阅读器、天线和定义标签的参数（运动方向、速度、数量等）。第五步，建立网络模型和通信协议，使得设备与设备之间、设备与业务逻辑模块之间、业务逻辑模块与上层应用系统之间交互，完成对整个应用的仿真。第六步，对仿真进行分析，评价该应用模型的性能、效果、可能产生的瓶颈。仿真的基本步骤如下:RFID设备部署方案与系统架构的仿真由RFID阅读器、可调整天线位置的门架等组成，可模拟物流的进库、出库、人员进出控制等场景。1、门禁测试单元：由可调速传送带、传送带附属天线架、天线架屏蔽罩、配套控制软件系统等组成，可模拟生产领域的流水线、邮政的邮包分拣等所有涉及传送带的应用场景。2、传送带综合测试单元：主要由机械手组成，可模拟各种标签在一定空间范围内的移动。3、机械手测试单元：主要由高速滑车组成，用于测试高速运动标签的读取性能，可模拟高速公路上的不停车收费等应用。4、高速测试单元：仿真测试平台的基本单元包括以下几个:05RFID测试中心RFID测试中心SunMicrosystems公司在美国达拉斯设立的RFID测试中心面积达1581平方米，是Sun发现并解决诸如优化标签和后台数据整合之类问题的地方。Sun客户可通过该测试中心确保他们的产品达到RFID要求，同时也可在项目实施之前先对其进行测试。1、美国SUN的RFID测试中心1RFID测试中心CAPESystems是领先的软件供应商，主要提供包装设计、货盘优化、库存与仓库管理、供应链运作及订单实施等方面的软件。OpenTerra是领先的无线移动通信平台供应商。两家公司合作建成的SouthPlainfieldRFID测试与整合中心位于新泽西州，占地1395平方米。Intel公司作为其赞助商，要为RFID中心提供设备和基础设施的支持。这个RFID中心的特色在于可以为领先的RFID技术供应商提供展示舞台。1、美国（2）CAPESystems和OpenTerra的SouthPlainfieldRFID测试与整合中心RFID测试中心2、欧洲IBM在欧洲成立的测试和互操作性实验室用来指导并提供RFID技术，这个位于法国尼斯的测试中心将测试RFID芯片、数据识别器和相关的应用软件以验证它们之间的相互配合情况。IBM的RFID测试中心1RFID测试中心（2）InfineonTechnologiesRFID解决方案展示和测评中心英飞凌科技公司（InfineonTechnologiesAG）于2004年在奥地利格拉兹成立了RFID解决方案展示和测评中心。该中心提供了有关英飞凌RFID系统解决方案的信息，包括软件和系统集成平台、基础设施、读取器和RFID标签。RFID系统实验室主要完成四个方面的任务：应用演示，客户可以从这儿了解并熟悉B2B领域中针对不同领域应用的RFID物流过程；专用RFID系统基础设施的开发和验证中心，在这儿主要开发和测试针对特定领域的RFID物流解决方案；技术评估，确定RFID技术的性能和局限，从而保证RFID基础设施能够在优化的物流系统中正确发挥其功能；系统实验室培训中心（SystemLabTrainingCenter），主要面对潜在客户、合作伙伴和RFID服务人员。2、欧洲RFID测试中心（1）亚太RFID应用验测中心2005年10月26日，位于台湾省新竹市的工研院系统中心对外宣布启用“亚太RFID应用验测中心”，它依业务流程主要分为RFID静态性能测试、RFID动态性能测试及RFID产业应用实验场三大部分。该中心可提供的服务项目包括：标签最低开启功率与标签读取角度的测量、标签类型/标签贴附位置最佳化选用方案、输送带闸门容器附贴标签的动态读取率的量测、进出货闸门大型物箱或栈板贴附标签的动态读取率的量测、标签类型/标签贴附位置的最佳化选用建议、RFID系统架设最佳化方案设计、RFID应用平台技术导入及系统整合服务等。3、亚洲RFID测试中心（2）中国科学院自动化研究所的RFID测试实验室2004年10月，中国科学院自动化研究所RFID研究中心与北京中交国科物流技术发展有限公司在国家“863计划”支持下建立了国内首个国家级RFID测试实验室，目的是通过较为完善的实验条件和环境测试RFID关键技术的多项可靠性指标，最终总结出可靠性测试的评测体系，为进一步的研究工作提供基本数据并引导其研发方向。目前实验室已经以RFID技术在物流行业为出发点，建立了一个面向物流应用的测试环境，包括物流领域中的智能仓库、商品配送、运输管理等多个模拟环境。3、亚洲RFID测试中心（3）Auto-ID中国实验室坐落在上海复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室的Auto-ID中国实验室建立了一个开放的RFID演示平台，可结合应用中出现的问题进行理论分析和基础研究，为建立EPC国际标准和中国RFID标准提供参考依据。整个演示系统包括一个完整的供应链业务场景所需的两个场所（制造商分销中心或发货仓，零售商分销中心或收货仓），每个