RFID協(xié)議一致性測試系統(tǒng)設(shè)計

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

5.1RFID標(biāo)簽協(xié)議一致性測試實例
EPC UHF Class 1 Gen 2標(biāo)準(zhǔn)RFID標(biāo)簽協(xié)議一致性物理層測試項目如表5-1所示，測試點(diǎn)數(shù)表明該測試項目需要在多少種測試條件組合下進(jìn)行測試：

表5-1：RFID標(biāo)簽協(xié)議一致性物理層測試項目
物理層測試中，我們選取FM0前導(dǎo)碼的單個測試點(diǎn)為例。FM0前導(dǎo)碼測試的目的是檢查標(biāo)簽應(yīng)答是否以協(xié)議中所規(guī)定的特定前導(dǎo)碼序列開頭，該前導(dǎo)碼用于閱讀器對標(biāo)簽應(yīng)答信號的識別和同步。FM0前導(dǎo)碼的協(xié)議規(guī)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(fù)2.5%，如圖5-1所示：

圖5-1：FM0信號的前導(dǎo)碼（TRext=0）
測試過程中，RFID標(biāo)簽協(xié)議一致性測試系統(tǒng)給被測標(biāo)簽發(fā)送Query指令，并檢查返回的應(yīng)答信號。實測信號如圖5-2所示，兩個光標(biāo)之間為標(biāo)簽應(yīng)答的前導(dǎo)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(xié)議規(guī)定。

圖5-2：FM0前導(dǎo)碼實測信號
EPC UHF Class 1 Gen 2標(biāo)準(zhǔn)RFID標(biāo)簽協(xié)議一致性協(xié)議層測試項目如表5-2所示：
測試規(guī)范序號協(xié)議層測試項目測試點(diǎn)數(shù)
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(nèi)存數(shù)據(jù)2
93滅活操作2
97只讀標(biāo)簽CRC162
97讀寫標(biāo)簽CRC162
101PC內(nèi)存數(shù)據(jù)2
102默認(rèn)PC數(shù)值2
123, 124, 132, 136Ready和Reply狀態(tài)2
123, 129Arbitrate狀態(tài)6
123, 137, 138Acknowledged狀態(tài)2
123, 139, 141Open狀態(tài)2
123, 142Secured狀態(tài)2
145Acknowledged到Secured狀態(tài)跳轉(zhuǎn)2
148, 149Open到Killed狀態(tài)跳轉(zhuǎn)2
148, 149Secured到Killed狀態(tài)跳轉(zhuǎn)2
132, 136Acknowledged到Reply狀態(tài)跳轉(zhuǎn)2
132, 136Open到Reply狀態(tài)跳轉(zhuǎn)2
132, 136Secured到Reply狀態(tài)跳轉(zhuǎn)2

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

圖5-3：鏈接時間T1實測信號
Open狀態(tài)測試的目的是驗證標(biāo)簽?zāi)軌蛘_的從其他狀態(tài)進(jìn)入Open狀態(tài)，正確的協(xié)議狀態(tài)跳轉(zhuǎn)是標(biāo)簽?zāi)軌蛲瓿筛黜棏?yīng)用功能的基礎(chǔ)。進(jìn)入Open狀態(tài)的過程是標(biāo)簽協(xié)議狀態(tài)圖的一個子集，如圖5-4所示：

圖5-4：標(biāo)簽協(xié)議狀態(tài)圖Open相關(guān)子集
測試過程中，從標(biāo)簽上電開始，RFID標(biāo)簽協(xié)議一致性測試系統(tǒng)給被測標(biāo)簽依次發(fā)送Query，QueryRep，ACK，ReqRN指令，驗證標(biāo)簽是否依次經(jīng)過了不返回應(yīng)答的Arbitrate狀態(tài)，返回RN16的Reply狀態(tài)，返回PC,EPC,CRC16的Acknowledged狀態(tài)，最終進(jìn)入返回Handle,CRC16的Open狀態(tài)。實測信號如圖5-5所示，即Query→無應(yīng)答→QueryRep→無應(yīng)答→QueryRep→RN16→ACK→PC,EPC,CRC16→ReqRN→Handle,CRC16, 符合協(xié)議規(guī)定。

圖5-5：Open狀態(tài)實測信號

5.2RFID閱讀器協(xié)議一致性測試實例
EPC UHF Class 1 Gen 2標(biāo)準(zhǔn)RFID閱讀器協(xié)議一致性物理層測試項目如表5-3所示：
測試規(guī)范序號物理層測試項目測試點(diǎn)數(shù)
7頻率準(zhǔn)確度50
12數(shù)據(jù)編碼2
14射頻包絡(luò)12
14射頻包絡(luò)22
21上電射頻包絡(luò)11
22上電射頻包絡(luò)21
24下電射頻包絡(luò)11
25下電射頻包絡(luò)21
32前導(dǎo)碼2
42FHSS射頻包絡(luò)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(xié)議一致性物理層測試項目
物理層測試中，我們選取數(shù)據(jù)編碼，射頻包絡(luò)1和密集閱讀器模式頻譜三個測試項目的單個測試點(diǎn)為例。