物聯(lián)網(wǎng)點火，無線測試如何顛覆？

　　1.物聯(lián)網(wǎng)簡介

　　物聯(lián)網(wǎng)IOT（Internet of Things）技術(shù)是一項復雜的應用技術(shù)，它不僅涵蓋了微波技術(shù)與電磁學理論，而且還涉及通信原理以及半導體集成電路等技術(shù)，是一項多學科融合的新興應用技術(shù)。目前，IOT技術(shù)已成為一個新的經(jīng)濟增長點，它廣泛應用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運輸控制管理等眾多領域。因此，研發(fā)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有著巨大的經(jīng)濟效益和社會意義，對物聯(lián)網(wǎng)測試技術(shù)的研究也是物聯(lián)網(wǎng)應用不可或缺的一個環(huán)節(jié)。

　　2.物聯(lián)網(wǎng)原理及應用

　　目前，根據(jù)不同的應用場合，物聯(lián)網(wǎng)涵蓋的無線技術(shù)包括射頻識別RFID、近場通信NFC、ZigBee、WLAN、車聯(lián)網(wǎng)802.11p等。

　　2.1 RFID

　　RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。

　　RFID按應用頻率的不同分為低頻（LF）、高頻（HF）、超高頻（UHF）、微波（MW），相對應的代表性頻率分別為：低頻135KHz以下、高頻13.56MHz、超高頻860M~960MHz、微波2.4G，5.8G ；RFID按照能源的供給方式分為無源RFID、有源RFID以及半有源RFID。無源RFID讀寫距離近，價格低；有源RFID可以提供更遠的讀寫距離，但是需要電池供電，成本要更高一些，適用于遠距離讀寫的應用場合。

　　RFID技術(shù)的基本工作原理并不復雜：電子標簽進入磁場后，接收讀寫器發(fā)出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息；讀寫器讀取信息并解碼后，送至計算機控制端進行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

　　圖 1 RFID系統(tǒng)工作原理圖

　　2.2 NFC

　　NFC（Near Field Communication）由RFID及互聯(lián)互通技術(shù)整合演變而來，主要推廣公司有NOKIA、SONY和NXP。近場通信是一種短距高頻的無線電技術(shù)，在13.56MHz頻率運行于20厘米距離內(nèi)。其傳輸速度有106 Kb/s、212 Kb/s或424 Kb/s三種。

　　NFC將非接觸讀卡器、非接觸卡和點對點功能整合在一起，為消費者的生活方式開創(chuàng)了不計其數(shù)的全新機遇。這是一個開放接口平臺，可以對無線網(wǎng)絡進行快速、主動設置，也是虛擬連接器，服務于現(xiàn)有蜂窩狀網(wǎng)絡、藍牙及無線802．1l設備。

　　NFC具有三種工作模式：

　　1） 卡模擬模式；

　　2） 讀寫模式；

　　3） 點對點通信模式。

　　NFC具有兩種通信方式：被動通信和主動通信。值得注意的是，通信方式與工作模式?jīng)]有必然的關(guān)系。

　　1） 被動通信

　　被動通信是指由NFC通信的一方產(chǎn)生射頻場，另一方從射頻場中獲取能量，并通過負載調(diào)制的方式與產(chǎn)生射頻場的一方通信。被動通信方式常用于卡模擬模式和讀寫模式中。

　　2） 主動通信

　　主動通信方式是指射頻場由NFC通信雙方交替產(chǎn)生，即通信雙方在需要通信時產(chǎn)生自己的射頻場。主動通信方式主要用于點對點通信模式中。

　　2.3 ZigBee

　　ZigBee是基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議。根據(jù)國際標準規(guī)定，ZigBee技術(shù)是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。這一名稱來源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（bee）是靠飛翔和“嗡嗡”（zig）地抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡。其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗及低數(shù)據(jù)速率。主要適合用于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。簡而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)。

　　根據(jù)IEEE 802.15.4標準，ZigBee工作的頻段是免費開放的，分別為2.4GHz（全球）、915MHz（美國）和868MHz（歐洲），根據(jù)頻段不同，采用了不同的技術(shù)，如下表所示：

　　表 1IEEE 802.15.4頻帶寬度、調(diào)制類型和脈沖成型濾波器

　　在3個不同頻段，都采用相位調(diào)制技術(shù)，2.4GHz采用較高階的OQPSK調(diào)制技術(shù)以達到250kbit/s的速率，并降低工作時間，以減少功率消耗。相比較2.4GHz頻段，868MHz/ 915MHz為低頻段，采用BPSK的調(diào)制技術(shù)，無線傳播的損失較少，傳輸距離較長。

——本文選自電子發(fā)燒友網(wǎng)11月《測試測量特刊》Change The World欄目，轉(zhuǎn)載請注明出處！
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　　3. 物聯(lián)網(wǎng)測試需求

　　根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)使用的無線技術(shù)，目前其測試需求主要體現(xiàn)在如下幾個方面：

　　· RFID測試

　　· NFC測試

　　· Zigbee測試

　　由于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品是一種無線電收發(fā)設備，所以在實際測試過程中需要采用一些專用的測試來進行測試工作。對于無線電收發(fā)設備來說，常用的測試設備主要包括測量接收機、頻譜分析儀、信號源、綜測儀和示波器等。另外，測試天線在無線電發(fā)射設備的測試過程中具有重要的作用，離開了天線的輔助，就無法進行正常的測試工作，可見測試天線也是非常重要的一種測試輔助設備。概括說來，物聯(lián)網(wǎng)的測試需求主要包括如下幾個方面。