專利名稱：一種射頻識別檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型有關(guān)于射頻識別技術(shù)領(lǐng)域，具體地講是一種射頻識別檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
射頻識別(RFID)是一種低功耗的短程無線通信技術(shù)，RFID系統(tǒng)的組成至少包括 兩個部分電子標(biāo)簽(Tag)和讀寫器(Reader/Writer或Interrogator)。電子標(biāo)簽中存儲了已定義格式的數(shù)據(jù)，在實際應(yīng)用中，電子標(biāo)簽附著在待識別物 體的表面，讀寫器可以無接觸的讀取并識別電子標(biāo)簽中所保存的數(shù)據(jù)，通過計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò) 實現(xiàn)對物體識別信息的采集、處理及遠(yuǎn)程傳送等管理功能。RFID系統(tǒng)是實現(xiàn)自動識別與數(shù)據(jù)采集功能的有機(jī)整體，需要對該RFID系統(tǒng)中的 電子標(biāo)簽和讀寫器進(jìn)行測試才能保證整體的正常進(jìn)行，測試包括射頻參數(shù)、調(diào)制參數(shù)、時序 參數(shù)以及命令參數(shù)的測量?，F(xiàn)有技術(shù)中的射頻識別檢測系統(tǒng)包括讀寫器模擬器和電子標(biāo)簽?zāi)M器，讀寫器模 擬器用于檢測待測的電子標(biāo)簽，現(xiàn)有的射頻識別測試系統(tǒng)將不同頻率、不同協(xié)議的讀寫器 分別進(jìn)行模擬，形成多種不同性能的讀寫器模擬器，然后用來檢測待測的電子標(biāo)簽；對于讀 寫器測試，待測讀寫器需額外發(fā)送觸發(fā)命令觸發(fā)標(biāo)簽?zāi)M器才能返回響應(yīng)信號，從而完成 對待測讀寫器的檢測；部分測試系統(tǒng)測試時通過線纜直接連接的方式進(jìn)行，并不符合無線 通信實際工作情況，其他的測試系統(tǒng)測試時雖然是無線方式，但需要多個天線(模擬器天 線與監(jiān)測設(shè)備天線分離)同時配合；同時測試系統(tǒng)的升級性差，特別是進(jìn)行不同頻段的升 級。

實用新型內(nèi)容本實用新型正是基于上述問題而提出，其目的在于提供一種射頻識別檢測系統(tǒng)解 決現(xiàn)有技術(shù)中射頻識別檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)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(shù)問題，提供了一種射頻識別檢測系統(tǒng)，包 括計算機(jī)，監(jiān)測設(shè)備，控制單元，讀寫器信令單元，可調(diào)調(diào)制器，可調(diào)功率放大器，環(huán) 形器，天線耦合器，天線，電子標(biāo)簽?zāi)M器；所述計算機(jī)分別與所述監(jiān)測設(shè)備、控制單元、可調(diào)調(diào)制器和可調(diào)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(biāo)簽?zāi)M器相連接，所述讀寫器信令單元 分別與所述可調(diào)調(diào)制器和環(huán)形器相連接，所述可調(diào)調(diào)制器與所述可調(diào)功率放大器相連接， 所述可調(diào)功率放大器通過環(huán)形器與所述天線耦合器相連接，所述監(jiān)測設(shè)備通過所述環(huán)形器 與所述天線耦合器相連接；所述監(jiān)測設(shè)備采集所述讀寫器信令單元與待測電子標(biāo)簽之間的通信參數(shù)，或采集 所述電子標(biāo)簽?zāi)M器與待測讀寫器之間的通信參數(shù)；所述控制單元，與計算機(jī)進(jìn)行通信，接受所述計算機(jī)的控制，向讀寫器信令單元發(fā)送通信數(shù)據(jù)和配置參數(shù)，并將待測電子標(biāo)簽返回的通信數(shù)據(jù)以及讀寫器信令單元發(fā)送的通 信數(shù)據(jù)反饋給所述計算機(jī)；或者所述控制單元向所述電子標(biāo)簽?zāi)M器發(fā)送配置參數(shù)，并將 所述電子標(biāo)簽?zāi)M器接收到的待測讀寫器發(fā)送的通信數(shù)據(jù)和所述電子標(biāo)簽?zāi)M器向所述 待測讀寫器返回的通信數(shù)據(jù)反饋給所述計算機(jī)；所述讀寫器信令單元，根據(jù)所述配置參數(shù)對從所述控制單元發(fā)送過來的通信數(shù)據(jù) 進(jìn)行基帶處理，并對所述由天線接收到的待測電子標(biāo)簽返回的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)和解碼， 將所述基帶處理后的通信數(shù)據(jù)發(fā)送給可調(diào)調(diào)制器，并將基帶處理后的所述通信數(shù)據(jù)發(fā)送給 所述控制單元；所述可調(diào)調(diào)制器，根據(jù)所述計算機(jī)的控制對通信數(shù)據(jù)的信號進(jìn)行調(diào)制；可調(diào)功率放大器，根據(jù)所述計算機(jī)的控制對所述可調(diào)調(diào)制器輸出的通信數(shù)據(jù)信號 進(jìn)行放大，通過所述環(huán)形器、天線耦合器和天線發(fā)送給待測電子標(biāo)簽；計算機(jī)，根據(jù)監(jiān)測設(shè)備輸入的通信參數(shù)和控制單元輸入的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分 析，并將分析結(jié)果顯示給用戶。根據(jù)本實用新型實施例的一個進(jìn)一步的方面，通過背板總線的方式進(jìn)行連接，控 制單元、讀寫器信令單元、電子標(biāo)簽?zāi)M器通過背板總線連接在一起根據(jù)本實用新型實施 例的另一個進(jìn)一步的方面，所述讀寫器信令單元具體包括發(fā)送通路基帶單元，根據(jù)所述配置參數(shù)對發(fā)送的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)定協(xié)議的基帶處 理，將該基帶處理后的通信數(shù)據(jù)發(fā)送給發(fā)送通路模擬單元；所述發(fā)送通路模擬單元，對基帶處理后的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換、放大、濾波，發(fā) 送給可調(diào)調(diào)制器；接收通路模擬單元，對接收到的所述待測電子標(biāo)簽返回的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)、放 大、濾波及模數(shù)轉(zhuǎn)換并發(fā)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(fā)送過來的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行基帶處 理，并將所述基帶處理后的通信數(shù)據(jù)發(fā)送給控制單元。根據(jù)本實用新型實施例的另一個進(jìn)一步的方面，所述電子標(biāo)簽?zāi)M器具體包括射頻接收單元，用于接收、解調(diào)所述待測讀寫器的通信數(shù)據(jù)；基帶接收單元，根據(jù)所述配置參數(shù)對所述射頻接收單元接收到的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行基 帶處理；處理器，接收所述基帶接收單元發(fā)送的進(jìn)行處理后的通信數(shù)據(jù)，根據(jù)所述配置參 數(shù)將該通信數(shù)據(jù)通過控制單元傳送給所述計算機(jī)進(jìn)行分析，并響應(yīng)所述待測讀寫器的通信 數(shù)據(jù)，將返回的通信數(shù)據(jù)發(fā)送給電子開關(guān)；所述電子開關(guān)，用于將所述返回的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行反向散射調(diào)制，發(fā)送給所述待測
讀寫器。根據(jù)本實用新型實施例的另一個進(jìn)一步的方面，所述電子標(biāo)簽?zāi)M器還包括，射 頻衰減器，與所述電子開關(guān)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(fā)送 的通信數(shù)據(jù)信號能量，防止所述電子標(biāo)簽?zāi)M器射頻接收單元出現(xiàn)飽和。根據(jù)本實用新型實施例的另一個進(jìn)一步的方面，所述電子標(biāo)簽?zāi)M器的處理器和 基帶接收單元集成于現(xiàn)場可編程門陣列FPGA芯片。根據(jù)本實用新型實施例的另一個進(jìn)一步的方面，所述電子標(biāo)簽?zāi)M器的處理器根 據(jù)由控制單元發(fā)送的配置參數(shù)中指定的協(xié)議控制所述基帶接收單元對所述通信數(shù)據(jù)進(jìn)行
5所述指定協(xié)議的基帶處理。本實用新型實施例的有益效果在于，通過可調(diào)調(diào)制器、可調(diào)功率放大器和高性能 的監(jiān)測設(shè)備，可以提高測試精度，通過軟件配置的方式節(jié)省同頻段、不同協(xié)議讀寫器模擬器 和標(biāo)簽?zāi)M器的成本，通過自定義總線型插槽結(jié)構(gòu)可以對不同協(xié)議、不同頻段的RFID測試 進(jìn)行硬件擴(kuò)展。

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型實施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一 部分，并不構(gòu)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(tǒng)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)圖；圖4所示為本實用新型實施例電子標(biāo)簽?zāi)M器的結(jié)構(gòu)框圖；圖5所示為本實用新型實施例電子標(biāo)簽?zāi)M器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖；圖6所示為本實用新型系統(tǒng)實施例以測試電子標(biāo)簽為例的流程圖；圖7所示為本實用新型實施例模擬器機(jī)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(xié)議處理單元的具體結(jié)構(gòu)圖；圖9所示為本實用新型實施例讀寫器信令單元數(shù)字處理單元的具體結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施方 式和附圖，對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。在此，本實用新型的示意性實施方式及其說明 用于解釋本實用新型，但并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(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。計算機(jī)101分別與監(jiān)測設(shè)備110、控制單元102、可調(diào)調(diào)制器103和可調(diào)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(biāo)簽?zāi)M器112相連接，讀 寫器信令單元105分別與可調(diào)調(diào)制器103和環(huán)形器106相連接，電子標(biāo)簽?zāi)M器112分別 與控制單元102和天線耦合器107相連接，可調(diào)調(diào)制器103與可調(diào)功率放大器104相連接， 可調(diào)功率放大器104通過環(huán)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(jiān)測設(shè)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(shù)據(jù)傳送關(guān)系，圖中連線沒有示出可調(diào)功率放大器與計算機(jī)之間的連接關(guān)系。計算機(jī)101 通過通用接口總線(General-Purpose Interface Bus, GPIB)接口發(fā) 送可編程儀器標(biāo)準(zhǔn)指令(Standard Commands for Programmablelnstruments, SCPI)控制 控制單元102，計算機(jī)101還可以通過串口向控制單元102發(fā)送電子標(biāo)簽?zāi)M器112和讀寫 器信令單元105的配置信息，所述計算機(jī)101還控制可調(diào)調(diào)制器103的載波頻率、調(diào)制方式 以及可調(diào)功率放大器104的功率放大等參數(shù)。計算機(jī)101還通過GPIB接口發(fā)送SCPI命令控制監(jiān)測設(shè)備110的中心頻點、帶寬
等參數(shù)，使得監(jiān)測設(shè)備處于最佳捕捉空間RF信號的配置。所述計算機(jī)101根據(jù)用戶輸入接口，接收用戶的定制信息，并從數(shù)據(jù)庫中調(diào)用對應(yīng)的配置信息，發(fā)送給控制單元102配置參數(shù)。當(dāng)對待測電子標(biāo)簽進(jìn)行檢測時，所述控制單元102接受計算機(jī)101的控制，向讀寫 器信令單元105發(fā)送用于監(jiān)測信號的通信數(shù)據(jù)和配置參數(shù)，所述讀寫器信令單元105、環(huán)形 器106、可調(diào)調(diào)制器103、可調(diào)功率放大器104構(gòu)成讀寫器模擬器，讀寫器模擬器接收待測電 子標(biāo)簽109返回的通信數(shù)據(jù)，向控制單元102發(fā)送該收到的通信數(shù)據(jù)；同時，監(jiān)測設(shè)備110 對待測電子標(biāo)簽109與讀寫器模擬器之間的通信進(jìn)行監(jiān)測，將該通信數(shù)據(jù)以及該監(jiān)測設(shè)備 監(jiān)測到的通信參數(shù)返回給計算機(jī)101以供其判斷待測標(biāo)簽的協(xié)議符合性能。本實用新型實 施例中的讀寫器模擬器，用于對待測電子標(biāo)簽進(jìn)行檢測。當(dāng)對待測讀寫器進(jìn)行檢測時，該控制單元102向所述電子標(biāo)簽?zāi)M器112發(fā)送配 置參數(shù)，將所述電子標(biāo)簽?zāi)M器112接收到的待測讀寫器113發(fā)送的通信數(shù)據(jù)；同時，監(jiān)測 設(shè)備110對待測電子標(biāo)簽109與讀寫器模擬器之間的通信進(jìn)行監(jiān)測，將該通信數(shù)據(jù)以及該 監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測到的通信參數(shù)返回給計算機(jī)101以供其判斷待測讀寫器的協(xié)議符合性能。其 中，所述配置參數(shù)包括例如協(xié)議類型、編碼方式、通信速率等通信時要使用的電氣參數(shù)。讀寫器信令單元105，用于進(jìn)行信號的數(shù)字/模擬基帶處理和射頻信號接收，產(chǎn)生 符合RFID協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)命令的基帶I/Q調(diào)制波形，把該I/Q調(diào)制波形送給可調(diào)調(diào)制器103，并經(jīng) 過可調(diào)功率放大器104的放大，產(chǎn)生符合協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的射頻命令信號，通過環(huán)形器106將 射頻信號傳送給天線108，其中可調(diào)調(diào)制器103和可調(diào)功率放大器104可以針對不同的待測 電子標(biāo)簽進(jìn)行配置，以適應(yīng)不同的電子標(biāo)簽，并且讀寫器信令單元105也可以根據(jù)控制單 元102的控制使用不同的協(xié)議與所述待測電子標(biāo)簽進(jìn)行通信，因此本實用新型的讀寫器模 擬器具有兼容不同協(xié)議的功能，重復(fù)利用率高，并且加入模塊化調(diào)制器及功率放大器有助 于提高測試精度。在接收所述外部待測電子標(biāo)簽109返回的通信數(shù)據(jù)時，天線108接收待測電子標(biāo) 簽109返回的通信數(shù)據(jù)，然后傳送給天線耦合器107，天線耦合器107將該通信數(shù)據(jù)返回給 環(huán)形器106，并且還將該通信數(shù)據(jù)傳送給監(jiān)測設(shè)備110。環(huán)形器106用于分離所述讀寫器 模擬器接收或者發(fā)送的通信數(shù)據(jù)，將返回的通信數(shù)據(jù)傳送給讀寫器信令單元105，由該讀寫 器信令單元105進(jìn)行解調(diào)和解碼，然后將處理后的通信數(shù)據(jù)傳送給控制單元102，控制單元 102將所述處理后的通信數(shù)據(jù)傳送給計算機(jī)101進(jìn)行分析，所述監(jiān)測設(shè)備110根據(jù)接收到的 通信數(shù)據(jù)采集通信參數(shù)，例如待測電子標(biāo)簽返回響應(yīng)信號的時間等，然后將該參數(shù)傳送給 計算機(jī)101。所述天線耦合器107，連接于環(huán)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(fā)送給外部的待測電子標(biāo)簽109，該天線耦合器107 還將該射頻信號傳送給監(jiān)測設(shè)備110，并且所述天線耦合器107還將電子標(biāo)簽?zāi)M器112與 天線108之間的通信參數(shù)傳送給監(jiān)測設(shè)備110，監(jiān)測設(shè)備110采集通信參數(shù)通過GPIB接口 傳送給計算機(jī)101進(jìn)行分析。所述電子標(biāo)簽?zāi)M器112，分別與所述控制單元102和天線耦合器108相連接，用 于檢測待測讀寫器，該電子標(biāo)簽?zāi)M器112的具體結(jié)構(gòu)實施例如后面所述，將接收待測讀 寫器的通信數(shù)據(jù)傳送給控制單元102，以供計算機(jī)101對電子標(biāo)簽?zāi)M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(shù)進(jìn)行測試。所述電子標(biāo)簽?zāi)M器112根據(jù)控制單元102的配置參數(shù)使用預(yù)定的協(xié)議響應(yīng)待測
7讀寫器Il3的通信數(shù)據(jù)，所述監(jiān)測設(shè)備110通過天線耦合器107采集電子標(biāo)簽?zāi)M器112 和待測讀寫器113之間的通信參數(shù)，反饋給所述計算機(jī)101，所述控制單元102將待測讀寫 器的通信數(shù)據(jù)和電子標(biāo)簽?zāi)M器112返回的通信數(shù)據(jù)，傳送給計算機(jī)101進(jìn)行分析。所述 通信參數(shù)包括在真實通信中的電氣參數(shù)等。計算機(jī)101結(jié)合通信參數(shù)(從所述監(jiān)測設(shè)備110獲得)和通信數(shù)據(jù)(包括讀寫器 模擬器發(fā)送的通信數(shù)據(jù)和接收到的由待測電子標(biāo)簽返回的通信數(shù)據(jù)，或待測讀寫器發(fā)送的 通信數(shù)據(jù)和電子標(biāo)簽?zāi)M器返回的通信數(shù)據(jù))進(jìn)行分析，最終獲得待測電子標(biāo)簽的性能等 數(shù)據(jù)。作為本實用新型的一個進(jìn)一步的實施例，還包括一模擬器機(jī)箱如圖7所示，所述 讀寫器模擬器插接在所述模擬器機(jī)箱的背板701的插槽702中，所述可調(diào)調(diào)制器103、可調(diào) 功率放大器104、計算機(jī)101均與所述模擬器機(jī)箱相連接，所述環(huán)形器107集成于所述模擬 器機(jī)箱中。所述讀寫器模擬器703、電子標(biāo)簽?zāi)M器704、時鐘模塊705、控制單元102分別 插接在所述模擬器機(jī)箱的不同背板的插槽中，其中所述時鐘模塊用于向讀寫器模擬器和電 子標(biāo)簽?zāi)M器提供時鐘信號。所述控制單元102與所述計算機(jī)101采用RS232接口進(jìn)行連接。其中，所述可調(diào) 調(diào)制器103、可調(diào)功率放大器104是可調(diào)節(jié)并可替換的，例如將符合測試要求的可調(diào)調(diào)制器 和可調(diào)功率放大器連接到所述模擬器主板，以實現(xiàn)對不同頻段測試的擴(kuò)展，并且采用總線 結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)不同協(xié)議、不同頻段模擬器的硬件升級。作為本實用新型的另一個實施例，在該系統(tǒng)中，還包括電子標(biāo)簽?zāi)M器112，分別 與所述控制單元102和天線耦合器107相連接，用于檢測待測讀寫器，該電子標(biāo)簽?zāi)M器 112的具體結(jié)構(gòu)實施例如后面所述，將接收待測讀寫器的通信數(shù)據(jù)傳送給控制單元102，以 供計算機(jī)101對電子標(biāo)簽?zāi)M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(tài)進(jìn)行測試。監(jiān)測設(shè)備110在本例中通過天線耦合器采集天線的電氣參數(shù)，監(jiān)測待測電子標(biāo) 簽、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(biāo)簽的命令間隔時間等參數(shù)， 將該參數(shù)傳送給計算機(jī)101進(jìn)行綜合分析。在本實用新型實施例中計算機(jī)對待測電子標(biāo)簽和待測讀寫器的分析不在本專利 的討論范圍。通過計算機(jī)可以自動的配置可調(diào)調(diào)制器和可調(diào)功率放大器，并且通過監(jiān)測設(shè)備獲 取與待測電子標(biāo)簽或待測讀寫器的通信參數(shù)，可以和接收到的通信數(shù)據(jù)相結(jié)合，對通信過 程進(jìn)行完整的測試和分析，實現(xiàn)了設(shè)備功能的擴(kuò)展，增強(qiáng)了 RFID檢測系統(tǒng)的適應(yīng)性。如圖2所示為本實用新型實施例讀寫器信令單元的結(jié)構(gòu)框圖。包括發(fā)送通路基帶單元201，用于對控制單元要發(fā)送的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)定協(xié)議的 數(shù)字基帶處理，將該數(shù)字基帶處理后的通信數(shù)據(jù)發(fā)送給發(fā)送通路模擬單元202。 所述發(fā)送通路模擬單元202，用于對數(shù)字基帶處理后的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，發(fā) 送給可調(diào)調(diào)制器，所述可調(diào)調(diào)制器按照待測電子標(biāo)簽的特性進(jìn)行模擬通信數(shù)據(jù)的調(diào)制。接收通路模擬單元203，用于對接收的待測電子標(biāo)簽返回的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)，包 括對通信數(shù)據(jù)信號進(jìn)行放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)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(fā)送過來的通信數(shù)據(jù)按照待測電子標(biāo)簽的特性進(jìn)行協(xié)議處理和數(shù)字信號處理，并發(fā)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(jié)構(gòu)圖。在本實施例中所設(shè)計的結(jié)構(gòu)都是基于上述圖2所述的結(jié)構(gòu)，功能模塊不是一一對 應(yīng)的關(guān)系，圖2中的某個功能模塊對應(yīng)于本實施例中的一個或者幾個功能模塊，其中具體 結(jié)構(gòu)包括，功能接口 301，控制狀態(tài)寄存器302，雙口隨機(jī)存取存儲器(DPRAM) 303，協(xié)議處理 單元304，數(shù)字信號處理單元305，數(shù)模轉(zhuǎn)換器接口(DAC接口)306，模數(shù)轉(zhuǎn)換器接口(ADC接 Π )307。其中功能接口 301用于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(jī)(MCU)實現(xiàn)。所述控制狀態(tài)寄存器302及DPRAM303用于存儲配置參數(shù)以及通信數(shù)據(jù)信息。協(xié)議處理單元304，首先對待發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行成幀處理，根據(jù)所述配置參數(shù)對發(fā) 送的監(jiān)測信號和接收到的響應(yīng)信號進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，使得讀寫器信令單元可以適應(yīng)不同協(xié)議 的測試。所述協(xié)議處理單元304的具體結(jié)構(gòu)如圖8所示，其中存儲器接口 3041用于讀取 DPRAM303的通信數(shù)據(jù)。組包模塊3042，與所述存儲器接口 3041相連接，用于從存儲器接口 3041讀取通信數(shù)據(jù)，根據(jù)配置參數(shù)和通信數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)打包處理(發(fā)射指令成幀)，將該打 包后的數(shù)據(jù)發(fā)送給多協(xié)議處理模塊3045，待多協(xié)議處理模塊3045進(jìn)行協(xié)議處理(包括基帶 數(shù)據(jù)編碼、發(fā)送速率控制、狀態(tài)機(jī)跳轉(zhuǎn)等)后，將協(xié)議處理后的通信數(shù)據(jù)傳送給數(shù)字處理單 元305。解包模塊3043，與所述存儲器接口 3041相連接，用于將從所述數(shù)字處理單元305 返回的通信數(shù)據(jù)解包處理后(并串轉(zhuǎn)換)傳送給所述多協(xié)議處理模塊3045，待多協(xié)議處理 模塊3045處理后(包括基帶數(shù)據(jù)解碼、CRC校驗等)再傳送給所述存儲器接口 3041?？?制狀態(tài)寄存器接口 3044，用于讀取所述控制狀態(tài)寄存器302的數(shù)據(jù)。所述多協(xié)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(jù)接收到的配置信息和通信數(shù) 據(jù)，對通信數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)協(xié)議處理(包括基帶數(shù)據(jù)編碼、發(fā)送速率控制、狀態(tài)機(jī)跳轉(zhuǎn)等)，將 多協(xié)議處理后的通信數(shù)據(jù)傳送給所述組包模塊3042，并對待測電子標(biāo)簽響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng) 協(xié)議的解碼，將解碼后的通信數(shù)據(jù)傳送給解包模塊3043，其中所述多協(xié)議處理模塊3045根 據(jù)配置參數(shù)對通信數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)協(xié)議的協(xié)議處理(包括基帶數(shù)據(jù)解碼、CRC校驗等)。數(shù)字信號處理單元305，用于進(jìn)行數(shù)字信號處理，包括發(fā)射波形成形、調(diào)制深度控 制、接收信號濾波、幀同步檢測、時鐘恢復(fù)。具體的所述數(shù)字信號處理單元305如圖9所示，包括發(fā)送處理模塊901，速率控制 接口 902，速率適應(yīng)引擎903，接收處理模塊904。所述發(fā)送處理模塊901用于接收協(xié)議處理單元發(fā)送的數(shù)據(jù)，進(jìn)行發(fā)送處理，例如 包括發(fā)送波形成形，調(diào)制深度控制，通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器接口 306將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。接收處理模塊904，用于接收模數(shù)轉(zhuǎn)換器接口 307返回的待測電子標(biāo)簽的通信數(shù) 據(jù)，進(jìn)行接收處理，包括接收信號濾波、幀同步檢測、時鐘恢復(fù)等操作，并把返回的通信數(shù)據(jù) 傳送給所述協(xié)議處理單元。所述速率控制接口 902，用于接收協(xié)議處理單元指定的通信速率，通知所述速率適 應(yīng)引擎903。所述速率適應(yīng)引擎903，用于根據(jù)所述通信速率調(diào)節(jié)所述接收處理模塊904接收 數(shù)據(jù)的采樣速率，以適應(yīng)返回通信數(shù)據(jù)速率變化要求。
9[0075]數(shù)模轉(zhuǎn)換器接口 306用于與DAC相通信，模數(shù)轉(zhuǎn)換器接口 307用于與比較器之間 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用于對接收的響應(yīng)信號進(jìn)行下變頻處理。所述濾波器309和比較器310，分別用于對接收的相應(yīng)數(shù)據(jù)信號進(jìn)行濾波和將模 擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。發(fā)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分別用于將要發(fā)送的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和信號調(diào) 理。由此讀寫器模擬器的讀寫器信令單元可以配置實現(xiàn)同頻段多種不同協(xié)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(biāo)簽?zāi)M器的具體結(jié)構(gòu)圖。包括射頻接收單元401，用于接收外部待測讀寫器406的通信數(shù)據(jù)。其中，所述射 頻接收單元401通過包絡(luò)檢波的方式，解調(diào)待測讀寫器406發(fā)射的命令信號，將解調(diào)后的模 擬信號進(jìn)行濾波、放大等處理，再將模擬處理后的基帶信號通過A/D采樣，轉(zhuǎn)換為數(shù)字基帶 信號，送給基帶接收單元402進(jìn)行基帶數(shù)字信號處理?；鶐Ы邮諉卧?02，用于對所述射頻接收單元401接收到的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行基帶處 理。其中，對射頻接收單元401傳來的基帶數(shù)字信號進(jìn)行數(shù)字濾波、解碼等一系列數(shù)字信號 處理，解析為數(shù)字基帶數(shù)據(jù)，把解析完畢的數(shù)字基帶數(shù)據(jù)傳送給處理器403。處理器403，用于接收所述基帶接收單元402發(fā)送的進(jìn)行基帶處理的通信數(shù)據(jù)，將 該通信數(shù)據(jù)傳送給控制單元，并響應(yīng)所述外部待測讀寫器406的通信數(shù)據(jù)，將響應(yīng)的通信 數(shù)據(jù)發(fā)送給電子開關(guān)404。其中，處理器403接收由基帶接收單元402處理后的數(shù)字信號， 并根據(jù)由控制單元的配置參數(shù)中指定的協(xié)議進(jìn)行解碼，根據(jù)得到的解碼信息，產(chǎn)生該電子 標(biāo)簽?zāi)M器的響應(yīng)信號——基帶調(diào)制信號，以完成協(xié)議要求的待測讀寫器406與電子標(biāo)簽 模擬器間的通信過程。所述電子開關(guān)404，用于將所述響應(yīng)信號進(jìn)行調(diào)制，發(fā)送給所述外部待測讀寫器 406。其中，本實施例的電子標(biāo)簽?zāi)M器處于接收命令狀態(tài)時，電子開關(guān)處于斷開狀態(tài)，電子 標(biāo)簽?zāi)M器處于向待測讀寫器406返回通信數(shù)據(jù)時，根據(jù)基帶調(diào)制信號(DATA)的控制閉合 或斷開，以達(dá)到反向調(diào)制待測讀寫器406發(fā)送連續(xù)載波的目的。作為本實用新型的一個進(jìn)一步的實施例，還包括射頻衰減器405，與所述電子開關(guān) 404和射頻接收單元401相連接，用于減小將接收到的所述待測讀寫器406發(fā)送的通信數(shù)據(jù) 信號，防止所述電子標(biāo)簽?zāi)M器射頻接收單元出現(xiàn)飽和。在現(xiàn)有技術(shù)中對待測讀寫器有額外要求，需要待測讀寫器發(fā)送觸發(fā)命令，并且根 據(jù)待測讀寫器的觸發(fā)命令返回的通信數(shù)據(jù)并不具有任何實際意義，對進(jìn)一步檢測待測讀寫 器發(fā)送信號的質(zhì)量沒有參考價值，而本實用新型檢測系統(tǒng)中的電子標(biāo)簽?zāi)M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(fā)送的通信數(shù)據(jù)，并自動生成通信數(shù)據(jù) 返回給所述待測讀寫器，不需要所述待測讀寫器觸發(fā)，因此本實用新型檢測系統(tǒng)中的電子 標(biāo)簽?zāi)M器對待測讀寫器的要求更低，只要該待測讀寫器能夠進(jìn)行正常的通信就可以進(jìn)行檢測，無需額外的硬件連接，提高了系統(tǒng)的實用性。如圖5所示為本實用新型實施例電子標(biāo)簽?zāi)M器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。包括天線501，匹配網(wǎng)絡(luò)502，包絡(luò)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(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)芯片507，射 頻開關(guān)508。其中，所述天線501用于接收和發(fā)送所述電子標(biāo)簽?zāi)M器和待測讀寫器之間的數(shù)
據(jù)信號。所述匹配網(wǎng)絡(luò)502用于進(jìn)行阻抗匹配，所述包括檢波單元503用于檢測所述數(shù)據(jù) 信號中的基帶信號，所述包絡(luò)檢波單元503可以由肖特基二極管HSMS 2805并聯(lián)IOOpF電 容構(gòu)成，時間常數(shù)為0. Ius到0. 5us，第一低通濾波器504和第二低通濾波器505用于濾除 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用于將兩個低通 濾波器輸出的基帶信號進(jìn)行相減，然后輸入所述FPGA芯片507，所述FPGA芯片507產(chǎn)生響 應(yīng)數(shù)據(jù)信號通知所述射頻開關(guān)508，所述射頻開關(guān)為單刀雙擲開關(guān)，為了保證足夠的調(diào)制深 度，分別接地和懸空，所述射頻開關(guān)508從所述FPGA芯片507中得到背反射調(diào)制波形，其中 所有的返回時間等電氣參數(shù)以及命令格式等協(xié)議參數(shù)均由FPGA芯片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于現(xiàn)場可編程門陣 列(FPGA)芯片，利用該FPGA芯片的硬件資源實現(xiàn)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(tǒng)實施例以檢測待測電子標(biāo)簽為例的流程圖。本實施例以測試電子標(biāo)簽(IS0/IEC 18000-6Type C)解調(diào)和返回時間為例，對UHF RFID標(biāo)準(zhǔn)符合性測試系統(tǒng)的測試流程進(jìn)行闡述步驟601，打開電源，在第一次執(zhí)行測試之前，對整個系統(tǒng)進(jìn)行初始化自檢，以保證 測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。步驟602，用戶通過計算機(jī)的界面定制需要測試的協(xié)議以及對應(yīng)的測試項目，包括 其中可以調(diào)節(jié)的項目的值，形成測試方案，也可根據(jù)定義好的測試項目進(jìn)行設(shè)置和測試，如 待測的電子標(biāo)簽支持IS0/IEC 18000-6Type C協(xié)議，用戶選擇中心頻率為920MHz，調(diào)制方 式為雙邊帶幅移鍵控(DSB-ASK)方式，調(diào)制深度為90%，數(shù)字基帶處理方式Miller 2，選 擇返回速率為640KHZ進(jìn)行測試，定義讀寫器模擬器對待測電子標(biāo)簽發(fā)信的基準(zhǔn)時間間隔 (Tari)為 6. 25us，分割率(Divide Ratio)為 64/3，脈沖寬度(Pff)為 0. 5*Tari，讀寫器模 擬器對待測電子標(biāo)簽校準(zhǔn)符號(RTcal)為3*Tari，待測電子標(biāo)簽對讀寫器模擬器校準(zhǔn)符號 (TRcal)為33. 3us，發(fā)送攜帶有上述信息的通信數(shù)據(jù)(Query)。步驟603，根據(jù)測試方案在數(shù)據(jù)庫中存儲的配置參數(shù)對系統(tǒng)中相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行設(shè) 置，例如可調(diào)調(diào)制器設(shè)置即為915MHz，調(diào)制方式設(shè)置為DSB方式，發(fā)射功率為30dBm，通過 GPIB總線把設(shè)置語句打包成SCPI命令串的形式發(fā)送給可調(diào)調(diào)制器，該可調(diào)調(diào)制器和該可 調(diào)功率器放大器接收到SCPI命令后，完成儀器的配置，等待發(fā)送；讀寫器模擬器的讀寫器 信令單元通過串口把設(shè)置語句以定義的通信格式發(fā)送；同時把頻段設(shè)置等配置參數(shù)發(fā)送給 監(jiān)測設(shè)備，監(jiān)測設(shè)備等待觸發(fā)。步驟604，控制單元接收串口，由計算機(jī)發(fā)送過來的配置參數(shù)，在信息中提取需要設(shè)置的項，如協(xié)議為Type C，調(diào)制深度為90%，數(shù)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(fā)送的 指令為Query，提取完成后，寫入控制單元的寄存器中，完成讀寫器模擬器的設(shè)置，以完成整 個通路的連接，此時，物理環(huán)境已準(zhǔn)備完畢。步驟605，控制單元把通信數(shù)據(jù)放在發(fā)送寄存器中，讀寫器模擬器把發(fā)送命令通過 步驟604中形成的物理通路發(fā)送出去，待測電子標(biāo)簽得到信號后，進(jìn)行反向調(diào)制，返回調(diào)制 之后的通信數(shù)據(jù)。步驟606，讀寫器模擬器的讀寫器信令單元對待測電子標(biāo)簽返回的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行 解調(diào)和解碼，得到返回后基帶信號，控制單元得到基帶信號并把基帶信號組成協(xié)定好的幀 格式返回給計算機(jī)；同時根據(jù)接收到命令的時間給出觸發(fā)，觸發(fā)監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測，計算機(jī) 從監(jiān)測設(shè)備獲取捕獲信號的時間和功率的曲線圖，并通過分析確定待測電子標(biāo)簽解調(diào)和返 回的時間。步驟607，根據(jù)定制的測試方案，從計算機(jī)的數(shù)據(jù)庫中獲得判決標(biāo)準(zhǔn)，把獲取的時 間結(jié)果與判決標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，完成比較后，對測試的結(jié)果進(jìn)行存儲和顯示，生成測試報表， 完成一次測試。對于本實用新型的RFID測試系統(tǒng)來說，利用電子標(biāo)簽?zāi)M器對待測讀寫器進(jìn)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于，通過精度更加高的可調(diào)調(diào)制器和可調(diào)功率放大器實 現(xiàn)了系統(tǒng)測試精度的提高，適應(yīng)多種不同的頻段和協(xié)議的RFID測試；又由于結(jié)合自定義總 線方式可以保證不同頻段和協(xié)議的硬件升級和擴(kuò)展；通過軟件配置的方式，實現(xiàn)多個同頻 段多協(xié)議的測試，節(jié)省模擬器成本；通過天線耦合器的方式可以實現(xiàn)在不需要多個天線的 情況下實現(xiàn)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(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn) 一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式
而已，并不用于 限定本實用新型的保護(hù)范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替 換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種射頻識別檢測系統(tǒng)，其特征在于包括計算機(jī)，監(jiān)測設(shè)備，控制單元，讀寫器信令單元，可調(diào)調(diào)制器，可調(diào)功率放大器，環(huán)形器，天線耦合器，天線，電子標(biāo)簽?zāi)M器；所述計算機(jī)分別與所述監(jiān)測設(shè)備、控制單元、可調(diào)調(diào)制器和可調(diào)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(biāo)簽?zāi)M器相連接，所述讀寫器信令單元分別與所述可調(diào)調(diào)制器和環(huán)形器相連接，所述可調(diào)調(diào)制器與所述可調(diào)功率放大器相連接，所述可調(diào)功率放大器通過環(huán)形器與所述天線耦合器相連接，所述監(jiān)測設(shè)備通過所述環(huán)形器與所述天線耦合器相連接；所述監(jiān)測設(shè)備采集所述讀寫器信令單元與待測電子標(biāo)簽之間的通信參數(shù)，或采集所述電子標(biāo)簽?zāi)M器與待測讀寫器之間的通信參數(shù)；所述控制單元，與計算機(jī)進(jìn)行通信，接受所述計算機(jī)的控制，向讀寫器信令單元發(fā)送通信數(shù)據(jù)和配置參數(shù)，并將待測電子標(biāo)簽返回的通信數(shù)據(jù)以及讀寫器信令單元發(fā)送的通信數(shù)據(jù)反饋給所述計算機(jī)；或者所述控制單元向所述電子標(biāo)簽?zāi)M器發(fā)送配置參數(shù)，并將所述電子標(biāo)簽?zāi)M器接收到的待測讀寫器發(fā)送的通信數(shù)據(jù)和所述電子標(biāo)簽?zāi)M器向所述待測讀寫器返回的通信數(shù)據(jù)反饋給所述計算機(jī)；所述讀寫器信令單元，根據(jù)所述配置參數(shù)對從所述控制單元發(fā)送過來的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行基帶處理，并對所述由天線接收到的待測電子標(biāo)簽返回的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)和解碼，將所述基帶處理后的通信數(shù)據(jù)發(fā)送給可調(diào)調(diào)制器，并將基帶處理后的所述通信數(shù)據(jù)發(fā)送給所述控制單元；所述可調(diào)調(diào)制器，根據(jù)所述計算機(jī)的控制對通信數(shù)據(jù)的信號進(jìn)行調(diào)制；可調(diào)功率放大器，根據(jù)所述計算機(jī)的控制對所述可調(diào)調(diào)制器輸出的通信數(shù)據(jù)信號進(jìn)行放大，通過所述環(huán)形器、天線耦合器和天線發(fā)送給待測電子標(biāo)簽；計算機(jī)，根據(jù)監(jiān)測設(shè)備輸入的通信參數(shù)和控制單元輸入的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并將分析結(jié)果顯示給用戶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述讀寫器信令單元具體包括發(fā)送通路基帶單元，根據(jù)所述配置參數(shù)對發(fā)送的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)定協(xié)議的基帶處理， 將該基帶處理后的通信數(shù)據(jù)發(fā)送給發(fā)送通路模擬單元；所述發(fā)送通路模擬單元，對基帶處理后的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換、放大、濾波，發(fā)送給 可調(diào)調(diào)制器；接收通路模擬單元，對接收到的所述待測電子標(biāo)簽返回的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)、放大、濾 波及模數(shù)轉(zhuǎn)換并發(fā)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(fā)送過來的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行基帶處理，并 將所述基帶處理后的通信數(shù)據(jù)發(fā)送給控制單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述電子標(biāo)簽?zāi)M器具體包括 射頻接收單元，用于接收、解調(diào)所述待測讀寫器的通信數(shù)據(jù)；基帶接收單元，根據(jù)所述配置參數(shù)對所述射頻接收單元接收到的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行基帶處理；處理器，接收所述基帶接收單元發(fā)送的進(jìn)行處理后的通信數(shù)據(jù)，根據(jù)所述配置參數(shù)將 該通信數(shù)據(jù)通過控制單元傳送給所述計算機(jī)進(jìn)行分析，并響應(yīng)所述待測讀寫器的通信數(shù) 據(jù)，將返回的通信數(shù)據(jù)發(fā)送給電子開關(guān)；所述電子開關(guān)，用于將所述返回的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行反向散射調(diào)制，發(fā)送給所述待測讀寫
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述電子標(biāo)簽?zāi)M器還包括，射頻衰 減器，與所述電子開關(guān)和射頻接收單元相連接，減小接收到的所述待測讀寫器發(fā)送的通信 數(shù)據(jù)信號能量，防止接收到的信號功率過大，射頻接收單元出現(xiàn)飽和。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的射頻識別檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述電子標(biāo)簽?zāi)M器的處 理器根據(jù)由控制單元發(fā)送的配置參數(shù)中指定的協(xié)議控制所述基帶接收單元對所述通信數(shù) 據(jù)進(jìn)行所述指定協(xié)議的基帶處理。
專利摘要本實用新型有關(guān)于射頻識別技術(shù)領(lǐng)域，為了解決現(xiàn)有技術(shù)中射頻識別的測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜并且成本高的問題，提供了一種射頻識別檢測系統(tǒng)，包括計算機(jī)、監(jiān)測設(shè)備和天線；還包括控制單元、可調(diào)調(diào)制器、可調(diào)功率放大器、讀寫器信令單元和電子標(biāo)簽?zāi)M器，該讀寫器信令單元以及電子標(biāo)簽?zāi)M器分別模擬真實的讀寫器和電子標(biāo)簽的工作行為，并將結(jié)果以及監(jiān)測到的數(shù)據(jù)發(fā)送到計算機(jī)用于檢測待測電子標(biāo)簽以及待測讀寫器。通過可調(diào)調(diào)制器、可調(diào)功率放大器和高性能的監(jiān)測設(shè)備，可以提高測試精度，通過軟件配置的方式節(jié)省同頻段、不同協(xié)議讀寫器模擬器和標(biāo)簽?zāi)M器的成本，通過自定義總線型插槽結(jié)構(gòu)可以對不同協(xié)議、不同頻段的RFID測試進(jìn)行硬件擴(kuò)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(yōu)先權(quán)日2010年4月21日
發(fā)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(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究所;北京同方微電子有限公司