電子標籤性能測試方法
2023-07-08 23:53:51 1
專利名稱：電子標籤性能測試方法
技術領域：
本發明涉及電子行業射頻技術領域，尤其涉及高速運動狀態下電子標籤性能測試方法。
背景技術：
目前，射頻標籤的應用已經日益頻繁，涉及到我們生活的方方面面和各行各業，電子標籤的性能測試也變得很重要。除了電子標籤常規的性能測試和一致性測試外，電子標籤的應用測試，因為與電子標籤的實際應用場景有關，需要特別地考慮。例如，高速直線運動狀態下的電子標籤性能測試。以前進行電子標籤直線高速測試時，需要實際修建一條直線導軌，電子標籤在出發處，按照既定速度快速彈出模擬高速運動。這種方法有兩個弊端其一是場地需求大，對於100km/h時速的運動物體，1秒鐘運行距離為27. 7米，測試時間如果是10秒，就需要場地近300米(加上始點、終點的保護距離)；其二是安全性不可靠，高度運動物體的急停會發生物體脫離、飛濺的情況，對人員和設施造成傷害。現有技術中出現了一種利用圓周運動模擬直線運動測試高速運動超高頻電子標籤性能的方法。其目的是用戶可以採用一種安全、簡便的方法測試高速運動狀態下電子標籤性能，避免了以前進行該類測試時的不安全性和不簡便性，使得測試更為可靠。然而，申請人意識到現有技術存在如下技術缺陷上述測試計算方法的準確性較差。
發明內容
(一)要解決的技術問題為解決上述缺陷，本發明提供了一種高速運動狀態下電子標籤性能測試方法，以提高採用圓周運動模擬直線運動測試高速運動超高頻電子標籤性能方法中，測試計算方法的準確性較差的缺陷。( 二 )技術方案本發明提出一種電子標籤性能測試方法。該方法包括利用圓周運動模擬直線運動測試電子標籤性能；結合速度修正因子，分析直線運動時都卜勒頻移對標籤性能的影響。 其中，速度修正因子是關於圓周運動時的圓周半徑、圓周旋轉角速度，直線運動時的電子標籤運動速度、讀寫器天線的高度以及天線的工作範圍5個因素的函數。(三)有益效果本發明電子標籤性能測試方法具有下列有益效果1、能夠滿足在實驗室範圍受限的地域進行高速直線運動狀態下的電子標籤性能測試，保證測試過程的安全性；2、採用修正因子，比較Doppler頻移的理論值和實際測試結果，從而實現通過測試低速圓周運動狀態下讀寫器對電子標籤的識讀率來模擬測試直線高速運動狀態下 Dopp 1 er效應對電子標籤識讀率性能的影響。
圖1為本發明電子標籤性能測試方法中電子標籤高速運動，由遠到近通過讀寫器天線工作範圍的實際應用場景說明圖；圖2為本發明電子標籤性能測試方法中利用圓周運動模擬直線運動測試高速運動超高頻電子標籤性能的模型示意圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，並參照附圖，對本發明進一步詳細說明。圖1為本發明電子標籤性能測試方法提供的電子標籤高速運動，由遠到近通過讀寫器的實際應用場景說明圖。如圖1所示，龍門架為放置讀寫器天線的結構，0點為天線放置位置，0』是0點地面垂線的垂足點。H為天線據地面的垂直高度。A點為電子標籤能夠與讀寫器天線正常進行RFID通信，距離龍門架的最遠點，B點為電子標籤能夠與讀寫器天線正常進行RFID通信，距離龍門架的最近點，D為A點與0』之間的直線距離，d為A點與B 點之間的直線距離，Y1為直線OA與地面的夾角，V為電子標籤直線高速運動時的速度。其
Ο
中，c0sZ= /。,2。其中0' 0即為天線高度，0' A為天線最遠工作範圍。實際應用
λΙΟ +OO
時讀寫器接收器工作中心頻率值fo，讀寫器接收器接收頻率允許誤差Af。為實現以上目的，在本發明的一示例性實施例中，提供了一種電子標籤性能測試方法，其包括以下步驟步驟A 利用圓周運動模擬直線運動；圖2為本發明電子標籤性能測試方法利用圓周運動模擬直線運動測試高速運動超高頻電子標籤性能的模型示意圖。如圖2所示，在利用圓周運動模擬直線運動測試電子標籤性能的步驟中，包括以下定義圓周半徑R，圓周運行角速度ω (需要說明的是，R、ω這兩個參數是做測試時現有圓盤裝置的自有特徵參數，與直線運動速度V沒有直接的關係)， 0點為實際應用時讀寫器天線放置處，它與圓周最高端A點平齊。圓周圓心與0點連線交圓周於B點，α為OA與OB之間的夾角。Va為圓周A點的瞬時切線速度，Va方向與安裝在0點的天線發送的電磁波主瓣方向夾角為ο度；Vb為圓周B點的瞬時切線速度，Vb方向與安裝在0點的天線發送的電磁波主瓣方向夾角為90度。V。為圓周C點的瞬時切線速度。T為圓周上任一點以角速度ω從 A點旋轉到B點所耗的時間。步驟B:根據夾角α的值，可以計算出圓周上任一點以角速度ω從A點旋轉到B
(χ
點所耗的時間T = 一，設Δ T為實際應用中讀寫器發送Q命令的時間間隔，則時間T可以分 ω
解為#= 個時間間隔，其中[]為數學中的取整符號，記為Ι\、τ2、……ΤΝ;步驟C 計算Δ/ =2/0Κω°^β' ι=\,2,-N。其中，C為光速，β i為第i個時間間
隔點時刻圓周上A點與B點之間的一點(如C點)的切線運動方向與OC連線之間的夾角。在該點電子標籤的運動方向為切線方向，而讀寫器與電子標籤的通信電波方向為OC連線方向，β ,為瞬時電子標籤運動方向與通信電波方向的夾角，則Afi為每一次讀寫器發送Q 命令，由於Doppler效應而導致的讀寫器接收器接收頻率發生偏移的數值。因為電子標籤在圓周上從A轉動B點，雖然切線速度值( = Rco)未變化，但電子標籤相對於讀寫器天線的位置在時刻改變，所以頻移值是不一樣的。步驟Dl 定義速度修正因子廠* = V°0Sri .
Rco其中，所述V為實際應用時的電子標籤直線高速運動速度，參見圖1，Y1為直線高速運動時天線最遠工作範圍點(圖1中的A點)與天線放置位置(圖1中的0點) 的連線(圖1中的OA)與地面(圖1中的0』 A)的夾角，0』是0點地面垂線的垂足點；
Ο
c0sZ= ,2唭中0' ο即為天線高度，ο' A為天線最遠工作範圍。
λΙΟ +OOV*是基於這樣一個現實在圓周運動中是通過圓周切線速度來模擬高速直線速度。圓周切線速度等於角速度與圓周半徑的乘積。要達到80km/h的速度，如果圓周半徑為 0. 25米，那麼圓周的轉速約15轉/秒；如果圓周半徑為1米，那麼圓周的轉速約4轉/秒。 在實現中，圓周半徑過大對圓周材料要求嚴，轉速過快對驅動電機要求高。為避免這些弊端而引入速度修正因子。步驟D2 定義時間修正因子T*。
* d時間修正因子Γ ，參見圖1，d為直線運動過程中，電子標籤由遠到近駛向龍
門架過程中，進入讀寫器天線工作範圍區(圖1中的A點)和退出天線工作範圍區(圖1 中的B點)之間的距離。f是基於這樣一個現實在直線運動過程中，電子標籤從進入讀寫器工作區到離開讀寫器工作區的時間tl ；而在圓周運動過程中，電子標籤從A點旋轉到B點的時間t2(就是上面定義中的T)這兩者有差別，從而造成電子標籤在讀寫器天線工作範圍裡的暴露時間不一樣，所以引入時間修正因子。f為時間修正因子，V*為速度修正因子，這兩個修正因子結合實際直線運動場景得出。時間修正因子通過比較在直線運動狀態下和圓周運動狀態下讀寫器與電子標籤之間能夠發生正常通信的時間差別，採用重複測試，然後對多次測試的讀寫器對電子標籤讀取率結果取均值，從而保證模擬的直線運動狀態下測試結果的正確性；速度修正因子通過比較直線運動狀態下和圓周運動狀態下讀寫器與電子標籤之間相對速度的差別，通過修正讀寫器接收器接收頻率允許誤差Δι值，從而保證直線運動狀態下每次測試中讀寫器對電子標籤讀取率的正確性。步驟E 統計出N次中所有Afi > AfX壙情況出現的總次數，記為Μ*，該值表明電子標籤在高速直線運動中，由於Doppler效應頻率產生頻移，移動值超過了讀寫器接收器允許的頻率偏移量，讀寫器無法解析電子標籤信號，導致無法讀取電子標籤信息，讀寫器
N-M*
對電子標籤的識讀率理論值可記為= ~——；
步驟F 現場實際重複測試ゑ=γ次，[]為數學中的取整符號。每一次實際測試
結果的識讀率記為I^r2.....rk，取多次實際測試結果平均值
權利要求
1.一種電子標籤性能測試方法，其特徵在於，包括 利用圓周運動模擬直線運動測試電子標籤性能；結合速度修正因子，分析直線運動時都卜勒頻移對標籤性能的影響。
2.根據權利要求1所述的電子標籤性能測試方法，其特徵在於，所述速度修正因子是關於圓周運動時的圓周半徑、圓周旋轉角速度，直線運動時的電子標籤運動速度、讀寫器天線的高度以及天線的工作範圍5個因素的函數。
3.根據權利要求2所述的電子標籤性能測試方法，其特徵在於，所述利用圓周運動模擬直線運動測試電子標籤性能的步驟中，所述圓周半徑R，圓周運行角速度ω，電子標籤位於所述圓周的邊緣處，電子標籤讀寫器天線位於圓周外的0點，0點與所述圓周最高端A點平齊，圓周圓心與0點連線交圓周於 B點，α為OA與OB之間的夾角；Va為圓周A點的瞬時切線速度，Va方向與安裝在0點的電子標籤讀寫器天線發送的電磁波主瓣方向夾角為0度；Vb為圓周B點的瞬時切線速度，Vb方向與安裝在0點的天線發送的電磁波主瓣方向夾角為90度。
4.根據權利要求3述的電子標籤性能測試方法，其特徵在於，所述結合速度修正因子， 分析直線運動時都卜勒頻移對電子標籤性能的影響的步驟包括計算出圓周上任一點以角速度ω從A點旋轉到B點所耗的時間Τ，並將所述時間T分解成N個時間間隔；計算所述速度修正因子V* ；計算由於Doppler效應而導致的讀寫器接收器接收頻率發生偏移的數值統計N個時間間隔中Afi > AfX壙情況出現的總次數，記為Μ*，則讀寫器對電子標籤 N-M*的理論識讀率為i a々o = ^―^，Δ f為讀寫器接收器接收頻率允許誤差；實際測試讀寫器對電子標籤的誤讀率;，其中電子標籤直線運動的速度與模擬圓周運動中圓周邊緣的切向速度相同；如果i^to〉？，則表明此電子標籤以速度V作直線運動時，所述電子標籤性能會因 Doppler效應的影響而降低；反之，表明其性能不會因Doppler效應的影響而降低。
5.根據權利要求4所述的電子標籤性能測試方法，其特徵在於，所述將時間T分解成N 個時間間隔的步驟包括設ΔΤ為讀寫器發送Q命令的時間間隔，則將所述時間T分解為#= 個時間間隔，|_ΔΓ」(χ記為Τ」τ2、……Tn，其中『=&，[]為取整符號。
6.根據權利要求5所述的電子標籤性能測試方法，其特徵在於，所述計算速度修正因子V*的步驟中V* =，其中，所述V為電子標籤直線運動時的速度，Y工為電子標籤直線運動時Rco天線最遠工作範圍點與天線放置位置的連線與地面的夾角。
7.根據權利要求6所述的電子標籤性能測試方法，其特徵在於，所述計算由於Doppler效應而導致的讀寫器接收器接收頻率發生偏移的數值的步驟中其中，C為光速，β i為第i個時間間隔點時刻圓周上A點與B點之間的C點的切線運動方向與OC連線之間的夾角，f0為讀寫器接收器工作中心頻率值。
8.根據權利要求4至7中任一項所述的電子標籤性能測試方法，其特徵在於， 所述現場實際測試誤讀率;:的步驟之前還包括計算時間修正因子 "；所述現場進行直線運動測試，獲取誤讀率^的步驟具體包括現場重複進行直線運動測試至少A= γ次，其中[]為數學中的取整符號；每一次直線運動測試結果的識讀率記為kT1, T2. . . . . rk，取k次直線運動測試結果的平均值-作為誤讀率r =----kr ο
9.根據權利要求8所述的電子標籤性能測試方法，其特徵在於，所述時間修正因子T* 是關於直線運動時的電子標籤運動速度、讀寫器天線的工作範圍以及圓周運動時的圓周旋轉角速度3個因素的函數。
10.根據權利要求8所述的電子標籤性能測試方法，其特徵在於，所述時間修正因子=*，其中d為電子標籤直線運動時，由遠到近駛向龍門架過程中，進入讀寫器天線工作範圍區和退出天線工作範圍區之間的距離。
全文摘要
本發明公開了一種電子標籤性能測試方法。該方法包括利用圓周運動模擬直線運動測試電子標籤性能；結合速度修正因子，分析直線運動時都卜勒頻移對標籤性能的影響。本發明電子標籤性能測試方法能夠在受限的地域進行高速直線運動狀態下的標籤性能測試，保證測試過程的安全性；同時採用速度修正因子，比較Doppler頻移的理論值和實際測試結果，從而實現通過測試低速圓周運動狀態下讀寫器對標籤的識讀率來模擬直線高速運動狀態下Doppler效應對標籤識讀率性能的影響。
文檔編號G06K17/00GK102360439SQ20111032545
公開日2012年2月22日 申請日期2011年10月24日 優先權日2011年10月24日
發明者朱智源, 譚傑, 趙紅勝 申請人:中國科學院自動化研究所