一種射頻識別檢測系統的製作方法

2023-04-27 14:44:46 1

專利名稱：一種射頻識別檢測系統的製作方法
技術領域：
本實用新型有關於射頻識別技術領域，具體地講是一種射頻識別檢測系統。
背景技術：
射頻識別(RFID)是一種低功耗的短程無線通信技術，RFID系統的組成至少包括 兩個部分電子標籤(Tag)和讀寫器(Reader/Writer或Interrogator)。電子標籤中存儲了已定義格式的數據，在實際應用中，電子標籤附著在待識別物 體的表面，讀寫器可以無接觸的讀取並識別電子標籤中所保存的數據，通過計算機及網絡 實現對物體識別信息的採集、處理及遠程傳送等管理功能。RFID系統是實現自動識別與數據採集功能的有機整體，需要對該RFID系統中的 電子標籤和讀寫器進行測試才能保證整體的正常進行，測試包括射頻參數、調製參數、時序 參數以及命令參數的測量。現有技術中的射頻識別檢測系統包括讀寫器模擬器和電子標籤模擬器，讀寫器模 擬器用於檢測待測的電子標籤，現有的射頻識別測試系統將不同頻率、不同協議的讀寫器 分別進行模擬，形成多種不同性能的讀寫器模擬器，然後用來檢測待測的電子標籤；對於讀 寫器測試，待測讀寫器需額外發送觸發命令觸發標籤模擬器才能返迴響應信號，從而完成 對待測讀寫器的檢測；部分測試系統測試時通過線纜直接連接的方式進行，並不符合無線 通信實際工作情況，其他的測試系統測試時雖然是無線方式，但需要多個天線(模擬器天 線與監測設備天線分離)同時配合；同時測試系統的升級性差，特別是進行不同頻段的升 級。

實用新型內容本實用新型正是基於上述問題而提出，其目的在於提供一種射頻識別檢測系統解 決現有技術中射頻識別檢測系統結構複雜且升級性差的問題。本實用新型的實施例為了解決上述技術問題，提供了一種射頻識別檢測系統，包 括計算機，監測設備，控制單元，讀寫器信令單元，可調調製器，可調功率放大器，環 形器，天線耦合器，天線，電子標籤模擬器；所述計算機分別與所述監測設備、控制單元、可調調製器和可調功率放大器相連 接，所述控制單元分別與讀寫器信令單元和電子標籤模擬器相連接，所述讀寫器信令單元 分別與所述可調調製器和環形器相連接，所述可調調製器與所述可調功率放大器相連接， 所述可調功率放大器通過環形器與所述天線耦合器相連接，所述監測設備通過所述環形器 與所述天線耦合器相連接；所述監測設備採集所述讀寫器信令單元與待測電子標籤之間的通信參數，或採集 所述電子標籤模擬器與待測讀寫器之間的通信參數；所述控制單元，與計算機進行通信，接受所述計算機的控制，向讀寫器信令單元發送通信數據和配置參數，並將待測電子標籤返回的通信數據以及讀寫器信令單元發送的通 信數據反饋給所述計算機；或者所述控制單元向所述電子標籤模擬器發送配置參數，並將 所述電子標籤模擬器接收到的待測讀寫器發送的通信數據和所述電子標籤模擬器向所述 待測讀寫器返回的通信數據反饋給所述計算機；所述讀寫器信令單元，根據所述配置參數對從所述控制單元發送過來的通信數據 進行基帶處理，並對所述由天線接收到的待測電子標籤返回的通信數據進行解調和解碼， 將所述基帶處理後的通信數據發送給可調調製器，並將基帶處理後的所述通信數據發送給 所述控制單元；所述可調調製器，根據所述計算機的控制對通信數據的信號進行調製；可調功率放大器，根據所述計算機的控制對所述可調調製器輸出的通信數據信號 進行放大，通過所述環形器、天線耦合器和天線發送給待測電子標籤；計算機，根據監測設備輸入的通信參數和控制單元輸入的通信數據進行數據分 析，並將分析結果顯示給用戶。根據本實用新型實施例的一個進一步的方面，通過背板總線的方式進行連接，控 制單元、讀寫器信令單元、電子標籤模擬器通過背板總線連接在一起根據本實用新型實施 例的另一個進一步的方面，所述讀寫器信令單元具體包括發送通路基帶單元，根據所述配置參數對發送的通信數據進行預定協議的基帶處 理，將該基帶處理後的通信數據發送給發送通路模擬單元；所述發送通路模擬單元，對基帶處理後的通信數據進行數模轉換、放大、濾波，發 送給可調調製器；接收通路模擬單元，對接收到的所述待測電子標籤返回的通信數據進行解調、放 大、濾波及模數轉換並發送給接收通路基帶單元；接收通路基帶單元，對所述接收通路模擬單元發送過來的通信數據進行基帶處 理，並將所述基帶處理後的通信數據發送給控制單元。根據本實用新型實施例的另一個進一步的方面，所述電子標籤模擬器具體包括射頻接收單元，用於接收、解調所述待測讀寫器的通信數據；基帶接收單元，根據所述配置參數對所述射頻接收單元接收到的通信數據進行基 帶處理；處理器，接收所述基帶接收單元發送的進行處理後的通信數據，根據所述配置參 數將該通信數據通過控制單元傳送給所述計算機進行分析，並響應所述待測讀寫器的通信 數據，將返回的通信數據發送給電子開關；所述電子開關，用於將所述返回的通信數據進行反向散射調製，發送給所述待測
讀寫器。根據本實用新型實施例的另一個進一步的方面，所述電子標籤模擬器還包括，射 頻衰減器，與所述電子開關和射頻接收單元相連接，減小將接收到的所述待測讀寫器發送 的通信數據信號能量，防止所述電子標籤模擬器射頻接收單元出現飽和。根據本實用新型實施例的另一個進一步的方面，所述電子標籤模擬器的處理器和 基帶接收單元集成於現場可編程門陣列FPGA晶片。根據本實用新型實施例的另一個進一步的方面，所述電子標籤模擬器的處理器根 據由控制單元發送的配置參數中指定的協議控制所述基帶接收單元對所述通信數據進行
5所述指定協議的基帶處理。本實用新型實施例的有益效果在於，通過可調調製器、可調功率放大器和高性能 的監測設備，可以提高測試精度，通過軟體配置的方式節省同頻段、不同協議讀寫器模擬器 和標籤模擬器的成本，通過自定義總線型插槽結構可以對不同協議、不同頻段的RFID測試 進行硬體擴展。

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型實施例的進一步理解，構成本申請的一 部分，並不構成對本實用新型的限定。在附圖中圖1所示的是本實用新型實施例RFID系統結構示意圖；圖2所示為本實用新型實施例讀寫器信令單元的結構框圖；圖3所示為本實用新型實施例讀寫器信令單元的具體結構圖；圖4所示為本實用新型實施例電子標籤模擬器的結構框圖；圖5所示為本實用新型實施例電子標籤模擬器的詳細結構圖；圖6所示為本實用新型系統實施例以測試電子標籤為例的流程圖；圖7所示為本實用新型實施例模擬器機箱的示意圖；圖8所示為本實用新型實施例讀寫器信令單元協議處理單元的具體結構圖；圖9所示為本實用新型實施例讀寫器信令單元數字處理單元的具體結構圖。
具體實施方式
為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施方 式和附圖，對本實用新型做進一步詳細說明。在此，本實用新型的示意性實施方式及其說明 用於解釋本實用新型，但並不作為對本實用新型的限定。圖1所示的是本實用新型實施例RFID系統結構示意圖。計算機101分別與監測設備110、控制單元102、可調調製器103和可調功率放大 器104相連接，控制單元102分別與讀寫器信令單元105和電子標籤模擬器112相連接，讀 寫器信令單元105分別與可調調製器103和環形器106相連接，電子標籤模擬器112分別 與控制單元102和天線耦合器107相連接，可調調製器103與可調功率放大器104相連接， 可調功率放大器104通過環形器106與天線耦合器107相連接，所述天線耦合器與天線108 相連接，監測設備110通過天線耦合器107與天線108相連接。其中為了清楚地表明各模 塊之間的數據傳送關係，圖中連線沒有示出可調功率放大器與計算機之間的連接關係。計算機101 通過通用接口總線(General-Purpose Interface Bus, GPIB)接口發 送可編程儀器標準指令(Standard Commands for Programmablelnstruments, SCPI)控制 控制單元102，計算機101還可以通過串口向控制單元102發送電子標籤模擬器112和讀寫 器信令單元105的配置信息，所述計算機101還控制可調調製器103的載波頻率、調製方式 以及可調功率放大器104的功率放大等參數。計算機101還通過GPIB接口發送SCPI命令控制監測設備110的中心頻點、帶寬
等參數，使得監測設備處於最佳捕捉空間RF信號的配置。所述計算機101根據用戶輸入接口，接收用戶的定製信息，並從資料庫中調用對應的配置信息，發送給控制單元102配置參數。當對待測電子標籤進行檢測時，所述控制單元102接受計算機101的控制，向讀寫 器信令單元105發送用於監測信號的通信數據和配置參數，所述讀寫器信令單元105、環形 器106、可調調製器103、可調功率放大器104構成讀寫器模擬器，讀寫器模擬器接收待測電 子標籤109返回的通信數據，向控制單元102發送該收到的通信數據；同時，監測設備110 對待測電子標籤109與讀寫器模擬器之間的通信進行監測，將該通信數據以及該監測設備 監測到的通信參數返回給計算機101以供其判斷待測標籤的協議符合性能。本實用新型實 施例中的讀寫器模擬器，用於對待測電子標籤進行檢測。當對待測讀寫器進行檢測時，該控制單元102向所述電子標籤模擬器112發送配 置參數，將所述電子標籤模擬器112接收到的待測讀寫器113發送的通信數據；同時，監測 設備110對待測電子標籤109與讀寫器模擬器之間的通信進行監測，將該通信數據以及該 監測設備監測到的通信參數返回給計算機101以供其判斷待測讀寫器的協議符合性能。其 中，所述配置參數包括例如協議類型、編碼方式、通信速率等通信時要使用的電氣參數。讀寫器信令單元105，用於進行信號的數字/模擬基帶處理和射頻信號接收，產生 符合RFID協議標準命令的基帶I/Q調製波形，把該I/Q調製波形送給可調調製器103，並經 過可調功率放大器104的放大，產生符合協議標準規定的射頻命令信號，通過環形器106將 射頻信號傳送給天線108，其中可調調製器103和可調功率放大器104可以針對不同的待測 電子標籤進行配置，以適應不同的電子標籤，並且讀寫器信令單元105也可以根據控制單 元102的控制使用不同的協議與所述待測電子標籤進行通信，因此本實用新型的讀寫器模 擬器具有兼容不同協議的功能，重複利用率高，並且加入模塊化調製器及功率放大器有助 於提高測試精度。在接收所述外部待測電子標籤109返回的通信數據時，天線108接收待測電子標 籤109返回的通信數據，然後傳送給天線耦合器107，天線耦合器107將該通信數據返回給 環形器106，並且還將該通信數據傳送給監測設備110。環形器106用於分離所述讀寫器 模擬器接收或者發送的通信數據，將返回的通信數據傳送給讀寫器信令單元105，由該讀寫 器信令單元105進行解調和解碼，然後將處理後的通信數據傳送給控制單元102，控制單元 102將所述處理後的通信數據傳送給計算機101進行分析，所述監測設備110根據接收到的 通信數據採集通信參數，例如待測電子標籤返迴響應信號的時間等，然後將該參數傳送給 計算機101。所述天線耦合器107，連接於環形器106與天線108之間，將所述射頻信號傳送給 天線108，所述天線108將所述射頻信號發送給外部的待測電子標籤109，該天線耦合器107 還將該射頻信號傳送給監測設備110，並且所述天線耦合器107還將電子標籤模擬器112與 天線108之間的通信參數傳送給監測設備110，監測設備110採集通信參數通過GPIB接口 傳送給計算機101進行分析。所述電子標籤模擬器112，分別與所述控制單元102和天線耦合器108相連接，用 於檢測待測讀寫器，該電子標籤模擬器112的具體結構實施例如後面所述，將接收待測讀 寫器的通信數據傳送給控制單元102，以供計算機101對電子標籤模擬器112與待測讀寫器 之間通信的檢測，例如對待測讀寫器的各種命令和電氣參數進行測試。所述電子標籤模擬器112根據控制單元102的配置參數使用預定的協議響應待測
7讀寫器Il3的通信數據，所述監測設備110通過天線耦合器107採集電子標籤模擬器112 和待測讀寫器113之間的通信參數，反饋給所述計算機101，所述控制單元102將待測讀寫 器的通信數據和電子標籤模擬器112返回的通信數據，傳送給計算機101進行分析。所述 通信參數包括在真實通信中的電氣參數等。計算機101結合通信參數(從所述監測設備110獲得)和通信數據(包括讀寫器 模擬器發送的通信數據和接收到的由待測電子標籤返回的通信數據，或待測讀寫器發送的 通信數據和電子標籤模擬器返回的通信數據)進行分析，最終獲得待測電子標籤的性能等 數據。作為本實用新型的一個進一步的實施例，還包括一模擬器機箱如圖7所示，所述 讀寫器模擬器插接在所述模擬器機箱的背板701的插槽702中，所述可調調製器103、可調 功率放大器104、計算機101均與所述模擬器機箱相連接，所述環形器107集成於所述模擬 器機箱中。所述讀寫器模擬器703、電子標籤模擬器704、時鐘模塊705、控制單元102分別 插接在所述模擬器機箱的不同背板的插槽中，其中所述時鐘模塊用於向讀寫器模擬器和電 子標籤模擬器提供時鐘信號。所述控制單元102與所述計算機101採用RS232接口進行連接。其中，所述可調 調製器103、可調功率放大器104是可調節並可替換的，例如將符合測試要求的可調調製器 和可調功率放大器連接到所述模擬器主板，以實現對不同頻段測試的擴展，並且採用總線 結構可以實現不同協議、不同頻段模擬器的硬體升級。作為本實用新型的另一個實施例，在該系統中，還包括電子標籤模擬器112，分別 與所述控制單元102和天線耦合器107相連接，用於檢測待測讀寫器，該電子標籤模擬器 112的具體結構實施例如後面所述，將接收待測讀寫器的通信數據傳送給控制單元102，以 供計算機101對電子標籤模擬器112與待測讀寫器之間通信的檢測，例如對待測讀寫器的 各種命令和狀態進行測試。監測設備110在本例中通過天線耦合器採集天線的電氣參數，監測待測電子標 籤、待測讀寫器的通信波形，獲得例如待測讀寫器或待測電子標籤的命令間隔時間等參數， 將該參數傳送給計算機101進行綜合分析。在本實用新型實施例中計算機對待測電子標籤和待測讀寫器的分析不在本專利 的討論範圍。通過計算機可以自動的配置可調調製器和可調功率放大器，並且通過監測設備獲 取與待測電子標籤或待測讀寫器的通信參數，可以和接收到的通信數據相結合，對通信過 程進行完整的測試和分析，實現了設備功能的擴展，增強了 RFID檢測系統的適應性。如圖2所示為本實用新型實施例讀寫器信令單元的結構框圖。包括發送通路基帶單元201，用於對控制單元要發送的通信數據進行預定協議的 數字基帶處理，將該數字基帶處理後的通信數據發送給發送通路模擬單元202。 所述發送通路模擬單元202，用於對數字基帶處理後的通信數據進行數模轉換，發 送給可調調製器，所述可調調製器按照待測電子標籤的特性進行模擬通信數據的調製。接收通路模擬單元203，用於對接收的待測電子標籤返回的通信數據進行解調，包 括對通信數據信號進行放大、濾波、模數轉換等模擬基帶處理。接收通路基帶單元204，對所述接收通路模擬單元203發送過來的通信數據按照待測電子標籤的特性進行協議處理和數位訊號處理，並發送給控制單元。如圖3所示為本實用新型實施例讀寫器信令單元的具體結構圖。在本實施例中所設計的結構都是基於上述圖2所述的結構，功能模塊不是一一對 應的關係，圖2中的某個功能模塊對應於本實施例中的一個或者幾個功能模塊，其中具體 結構包括，功能接口 301，控制狀態寄存器302，雙口隨機存取存儲器(DPRAM) 303，協議處理 單元304，數位訊號處理單元305，數模轉換器接口(DAC接口)306，模數轉換器接口(ADC接 Π )307。其中功能接口 301用於讀寫器信令單元與控制單元之間的接口，所述控制單元可 以使用單片微型計算機(MCU)實現。所述控制狀態寄存器302及DPRAM303用於存儲配置參數以及通信數據信息。協議處理單元304，首先對待發送的數據進行成幀處理，根據所述配置參數對發 送的監測信號和接收到的響應信號進行協議轉換，使得讀寫器信令單元可以適應不同協議 的測試。所述協議處理單元304的具體結構如圖8所示，其中存儲器接口 3041用於讀取 DPRAM303的通信數據。組包模塊3042，與所述存儲器接口 3041相連接，用於從存儲器接口 3041讀取通信數據，根據配置參數和通信數據進行數據打包處理(發射指令成幀)，將該打 包後的數據發送給多協議處理模塊3045，待多協議處理模塊3045進行協議處理(包括基帶 數據編碼、發送速率控制、狀態機跳轉等)後，將協議處理後的通信數據傳送給數字處理單 元305。解包模塊3043，與所述存儲器接口 3041相連接，用於將從所述數字處理單元305 返回的通信數據解包處理後(並串轉換)傳送給所述多協議處理模塊3045，待多協議處理 模塊3045處理後(包括基帶數據解碼、CRC校驗等)再傳送給所述存儲器接口 3041。控 制狀態寄存器接口 3044，用於讀取所述控制狀態寄存器302的數據。所述多協議處理模塊 3045，分別與所述組包模塊3042和解包模塊3043相連接，根據接收到的配置信息和通信數 據，對通信數據進行相應協議處理(包括基帶數據編碼、發送速率控制、狀態機跳轉等)，將 多協議處理後的通信數據傳送給所述組包模塊3042，並對待測電子標籤響應數據進行相應 協議的解碼，將解碼後的通信數據傳送給解包模塊3043，其中所述多協議處理模塊3045根 據配置參數對通信數據進行相應協議的協議處理(包括基帶數據解碼、CRC校驗等)。數位訊號處理單元305，用於進行數位訊號處理，包括發射波形成形、調製深度控 制、接收信號濾波、幀同步檢測、時鐘恢復。具體的所述數位訊號處理單元305如圖9所示，包括發送處理模塊901，速率控制 接口 902，速率適應引擎903，接收處理模塊904。所述發送處理模塊901用於接收協議處理單元發送的數據，進行發送處理，例如 包括發送波形成形，調製深度控制，通過數模轉換器接口 306將處理後的數據發送出去。接收處理模塊904，用於接收模數轉換器接口 307返回的待測電子標籤的通信數 據，進行接收處理，包括接收信號濾波、幀同步檢測、時鐘恢復等操作，並把返回的通信數據 傳送給所述協議處理單元。所述速率控制接口 902，用於接收協議處理單元指定的通信速率，通知所述速率適 應引擎903。所述速率適應引擎903，用於根據所述通信速率調節所述接收處理模塊904接收 數據的採樣速率，以適應返回通信數據速率變化要求。
9[0075]數模轉換器接口 306用於與DAC相通信，模數轉換器接口 307用於與比較器之間 相通信。所述接收通路模擬器203具體包括，下變頻混合器(Mixer) 308，濾波器309，比較 器 310。其中，所述下變頻混合器308用於對接收的響應信號進行下變頻處理。所述濾波器309和比較器310，分別用於對接收的相應數據信號進行濾波和將模 擬數據轉換成數位訊號。發送通路模擬單元202具體包括，DAC，濾波器311。其中所述DAC和濾波器311分別用於將要發送的數據信號進行模數轉換和信號調 理。由此讀寫器模擬器的讀寫器信令單元可以配置實現同頻段多種不同協議的讀寫 器模擬器。如圖4所示為本實用新型實施例電子標籤模擬器的具體結構圖。包括射頻接收單元401，用於接收外部待測讀寫器406的通信數據。其中，所述射 頻接收單元401通過包絡檢波的方式，解調待測讀寫器406發射的命令信號，將解調後的模 擬信號進行濾波、放大等處理，再將模擬處理後的基帶信號通過A/D採樣，轉換為數字基帶 信號，送給基帶接收單元402進行基帶數位訊號處理。基帶接收單元402，用於對所述射頻接收單元401接收到的通信數據進行基帶處 理。其中，對射頻接收單元401傳來的基帶數位訊號進行數字濾波、解碼等一系列數位訊號 處理，解析為數字基帶數據，把解析完畢的數字基帶數據傳送給處理器403。處理器403，用於接收所述基帶接收單元402發送的進行基帶處理的通信數據，將 該通信數據傳送給控制單元，並響應所述外部待測讀寫器406的通信數據，將響應的通信 數據發送給電子開關404。其中，處理器403接收由基帶接收單元402處理後的數位訊號， 並根據由控制單元的配置參數中指定的協議進行解碼，根據得到的解碼信息，產生該電子 標籤模擬器的響應信號——基帶調製信號，以完成協議要求的待測讀寫器406與電子標籤 模擬器間的通信過程。所述電子開關404，用於將所述響應信號進行調製，發送給所述外部待測讀寫器 406。其中，本實施例的電子標籤模擬器處於接收命令狀態時，電子開關處於斷開狀態，電子 標籤模擬器處於向待測讀寫器406返回通信數據時，根據基帶調製信號(DATA)的控制閉合 或斷開，以達到反向調製待測讀寫器406發送連續載波的目的。作為本實用新型的一個進一步的實施例，還包括射頻衰減器405，與所述電子開關 404和射頻接收單元401相連接，用於減小將接收到的所述待測讀寫器406發送的通信數據 信號，防止所述電子標籤模擬器射頻接收單元出現飽和。在現有技術中對待測讀寫器有額外要求，需要待測讀寫器發送觸發命令，並且根 據待測讀寫器的觸發命令返回的通信數據並不具有任何實際意義，對進一步檢測待測讀寫 器發送信號的質量沒有參考價值，而本實用新型檢測系統中的電子標籤模擬器具有自己的 處理器和基帶接收單元，可以處理所述待測讀寫器發送的通信數據，並自動生成通信數據 返回給所述待測讀寫器，不需要所述待測讀寫器觸發，因此本實用新型檢測系統中的電子 標籤模擬器對待測讀寫器的要求更低，只要該待測讀寫器能夠進行正常的通信就可以進行檢測，無需額外的硬體連接，提高了系統的實用性。如圖5所示為本實用新型實施例電子標籤模擬器的詳細結構圖。包括天線501，匹配網絡502，包絡檢波單元503，第一低通濾波器504，第二低通濾 波器505，比較器506，處理器和基帶接收單元所在的現場可編程門陣列(FPGA)晶片507，射 頻開關508。其中，所述天線501用於接收和發送所述電子標籤模擬器和待測讀寫器之間的數
據信號。所述匹配網絡502用於進行阻抗匹配，所述包括檢波單元503用於檢測所述數據 信號中的基帶信號，所述包絡檢波單元503可以由肖特基二極體HSMS 2805並聯IOOpF電 容構成，時間常數為0. Ius到0. 5us，第一低通濾波器504和第二低通濾波器505用於濾除 所述基帶信號中的高頻分量，所述第一低通濾波器504可以由130k電阻和IOpf電容組成， 所述第二低通濾波器506由130k電阻和Iuf電容組成，所述比較器506用於將兩個低通 濾波器輸出的基帶信號進行相減，然後輸入所述FPGA晶片507，所述FPGA晶片507產生響 應數據信號通知所述射頻開關508，所述射頻開關為單刀雙擲開關，為了保證足夠的調製深 度，分別接地和懸空，所述射頻開關508從所述FPGA晶片507中得到背反射調製波形，其中 所有的返回時間等電氣參數以及命令格式等協議參數均由FPGA晶片507中的基帶接收單 元控制。作為另外一個實施例，所述處理器和基帶接收單元也可以集成於現場可編程門陣 列(FPGA)晶片，利用該FPGA晶片的硬體資源實現處理器和基帶接收單元的功能。如圖6所示為本實用新型系統實施例以檢測待測電子標籤為例的流程圖。本實施例以測試電子標籤(IS0/IEC 18000-6Type C)解調和返回時間為例，對UHF RFID標準符合性測試系統的測試流程進行闡述步驟601，打開電源，在第一次執行測試之前，對整個系統進行初始化自檢，以保證 測試結果的準確性。步驟602，用戶通過計算機的界面定製需要測試的協議以及對應的測試項目，包括 其中可以調節的項目的值，形成測試方案，也可根據定義好的測試項目進行設置和測試，如 待測的電子標籤支持IS0/IEC 18000-6Type C協議，用戶選擇中心頻率為920MHz，調製方 式為雙邊帶幅移鍵控(DSB-ASK)方式，調製深度為90%，數字基帶處理方式Miller 2，選 擇返回速率為640KHZ進行測試，定義讀寫器模擬器對待測電子標籤發信的基準時間間隔 (Tari)為 6. 25us，分割率(Divide Ratio)為 64/3，脈衝寬度(Pff)為 0. 5*Tari，讀寫器模 擬器對待測電子標籤校準符號(RTcal)為3*Tari，待測電子標籤對讀寫器模擬器校準符號 (TRcal)為33. 3us，發送攜帶有上述信息的通信數據(Query)。步驟603，根據測試方案在資料庫中存儲的配置參數對系統中相應的設備進行設 置，例如可調調製器設置即為915MHz，調製方式設置為DSB方式，發射功率為30dBm，通過 GPIB總線把設置語句打包成SCPI命令串的形式發送給可調調製器，該可調調製器和該可 調功率器放大器接收到SCPI命令後，完成儀器的配置，等待發送；讀寫器模擬器的讀寫器 信令單元通過串口把設置語句以定義的通信格式發送；同時把頻段設置等配置參數發送給 監測設備，監測設備等待觸發。步驟604，控制單元接收串口，由計算機發送過來的配置參數，在信息中提取需要設置的項，如協議為Type C，調製深度為90%，數字基帶處理方式Miller 2，Tari為6. 25us, Divide Ratio 為 64/3，PW 為 0. 5*Tari，RTcal 為 3*Tari，TRcal 為 33. 3us，發送的 指令為Query，提取完成後，寫入控制單元的寄存器中，完成讀寫器模擬器的設置，以完成整 個通路的連接，此時，物理環境已準備完畢。步驟605，控制單元把通信數據放在發送寄存器中，讀寫器模擬器把發送命令通過 步驟604中形成的物理通路發送出去，待測電子標籤得到信號後，進行反向調製，返回調製 之後的通信數據。步驟606，讀寫器模擬器的讀寫器信令單元對待測電子標籤返回的通信數據進行 解調和解碼，得到返回後基帶信號，控制單元得到基帶信號並把基帶信號組成協定好的幀 格式返回給計算機；同時根據接收到命令的時間給出觸發，觸發監測設備進行監測，計算機 從監測設備獲取捕獲信號的時間和功率的曲線圖，並通過分析確定待測電子標籤解調和返 回的時間。步驟607，根據定製的測試方案，從計算機的資料庫中獲得判決標準，把獲取的時 間結果與判決標準進行比較，完成比較後，對測試的結果進行存儲和顯示，生成測試報表， 完成一次測試。對於本實用新型的RFID測試系統來說，利用電子標籤模擬器對待測讀寫器進行 的測試與上述方法基本類似，在此不再贅述。本實用新型的有益效果在於，通過精度更加高的可調調製器和可調功率放大器實 現了系統測試精度的提高，適應多種不同的頻段和協議的RFID測試；又由於結合自定義總 線方式可以保證不同頻段和協議的硬體升級和擴展；通過軟體配置的方式，實現多個同頻 段多協議的測試，節省模擬器成本；通過天線耦合器的方式可以實現在不需要多個天線的 情況下實現無線測試。以上所述的具體實施方式
，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進 一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式
而已，並不用於 限定本實用新型的保護範圍，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替 換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求一種射頻識別檢測系統，其特徵在於包括計算機，監測設備，控制單元，讀寫器信令單元，可調調製器，可調功率放大器，環形器，天線耦合器，天線，電子標籤模擬器；所述計算機分別與所述監測設備、控制單元、可調調製器和可調功率放大器相連接，所述控制單元分別與讀寫器信令單元和電子標籤模擬器相連接，所述讀寫器信令單元分別與所述可調調製器和環形器相連接，所述可調調製器與所述可調功率放大器相連接，所述可調功率放大器通過環形器與所述天線耦合器相連接，所述監測設備通過所述環形器與所述天線耦合器相連接；所述監測設備採集所述讀寫器信令單元與待測電子標籤之間的通信參數，或採集所述電子標籤模擬器與待測讀寫器之間的通信參數；所述控制單元，與計算機進行通信，接受所述計算機的控制，向讀寫器信令單元發送通信數據和配置參數，並將待測電子標籤返回的通信數據以及讀寫器信令單元發送的通信數據反饋給所述計算機；或者所述控制單元向所述電子標籤模擬器發送配置參數，並將所述電子標籤模擬器接收到的待測讀寫器發送的通信數據和所述電子標籤模擬器向所述待測讀寫器返回的通信數據反饋給所述計算機；所述讀寫器信令單元，根據所述配置參數對從所述控制單元發送過來的通信數據進行基帶處理，並對所述由天線接收到的待測電子標籤返回的通信數據進行解調和解碼，將所述基帶處理後的通信數據發送給可調調製器，並將基帶處理後的所述通信數據發送給所述控制單元；所述可調調製器，根據所述計算機的控制對通信數據的信號進行調製；可調功率放大器，根據所述計算機的控制對所述可調調製器輸出的通信數據信號進行放大，通過所述環形器、天線耦合器和天線發送給待測電子標籤；計算機，根據監測設備輸入的通信參數和控制單元輸入的通信數據進行數據分析，並將分析結果顯示給用戶。
2.根據權利要求1所述的檢測系統，其特徵在於，所述讀寫器信令單元具體包括發送通路基帶單元，根據所述配置參數對發送的通信數據進行預定協議的基帶處理， 將該基帶處理後的通信數據發送給發送通路模擬單元；所述發送通路模擬單元，對基帶處理後的通信數據進行數模轉換、放大、濾波，發送給 可調調製器；接收通路模擬單元，對接收到的所述待測電子標籤返回的通信數據進行解調、放大、濾 波及模數轉換並發送給接收通路基帶單元；接收通路基帶單元，對所述接收通路模擬單元發送過來的通信數據進行基帶處理，並 將所述基帶處理後的通信數據發送給控制單元。
3.根據權利要求1所述的檢測系統，其特徵在於，所述電子標籤模擬器具體包括 射頻接收單元，用於接收、解調所述待測讀寫器的通信數據；基帶接收單元，根據所述配置參數對所述射頻接收單元接收到的通信數據進行基帶處理；處理器，接收所述基帶接收單元發送的進行處理後的通信數據，根據所述配置參數將 該通信數據通過控制單元傳送給所述計算機進行分析，並響應所述待測讀寫器的通信數 據，將返回的通信數據發送給電子開關；所述電子開關，用於將所述返回的通信數據進行反向散射調製，發送給所述待測讀寫
4.根據權利要求3所述的檢測系統，其特徵在於，所述電子標籤模擬器還包括，射頻衰 減器，與所述電子開關和射頻接收單元相連接，減小接收到的所述待測讀寫器發送的通信 數據信號能量，防止接收到的信號功率過大，射頻接收單元出現飽和。
5.根據權利要求4所述的射頻識別檢測系統，其特徵在於，所述電子標籤模擬器的處 理器根據由控制單元發送的配置參數中指定的協議控制所述基帶接收單元對所述通信數 據進行所述指定協議的基帶處理。
專利摘要本實用新型有關於射頻識別技術領域，為了解決現有技術中射頻識別的測試系統結構複雜並且成本高的問題，提供了一種射頻識別檢測系統，包括計算機、監測設備和天線；還包括控制單元、可調調製器、可調功率放大器、讀寫器信令單元和電子標籤模擬器，該讀寫器信令單元以及電子標籤模擬器分別模擬真實的讀寫器和電子標籤的工作行為，並將結果以及監測到的數據發送到計算機用於檢測待測電子標籤以及待測讀寫器。通過可調調製器、可調功率放大器和高性能的監測設備，可以提高測試精度，通過軟體配置的方式節省同頻段、不同協議讀寫器模擬器和標籤模擬器的成本，通過自定義總線型插槽結構可以對不同協議、不同頻段的RFID測試進行硬體擴展。
文檔編號G06K17/00GK201654818SQ20102017170
公開日2010年11月24日 申請日期2010年4月21日 優先權日2010年4月21日
發明者馮敬, 吳行軍, 宜萬兵, 林曦, 耿力, 胡燕, 袁理, 高林 申請人:中國電子技術標準化研究所;北京同方微電子有限公司