RFID關(guān)鍵技術(shù)之四-RFID測試與部署(2022新)

RFID關(guān)鍵技術(shù)之RFID測試與部署RFIDContents

目

錄RFID系統(tǒng)測試的目的01RFID系統(tǒng)測試的內(nèi)容02RFID系統(tǒng)測試的流程03RFID設(shè)備部署方案與系統(tǒng)構(gòu)架的仿真04RFID測試中心0501RFID系統(tǒng)測試的目的RFID系統(tǒng)測試的目的RFID已經(jīng)成為IT領(lǐng)域的熱點(diǎn)，然而，還是未能走向大規(guī)模應(yīng)用，仍局限于小范圍的示范應(yīng)用。根本原因：RFID技術(shù)本身或其衍生的各種應(yīng)用系統(tǒng)都還存在著尚未解決的問題，制約了RFID技術(shù)在眾多行業(yè)中應(yīng)用的全面展開。因此，在實(shí)際應(yīng)用前對RFID系統(tǒng)和應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行測試，就會降低RFID在企業(yè)中部署和應(yīng)用的困難，從而有助于促進(jìn)整個RFID產(chǎn)業(yè)鏈的形成和發(fā)展。RFID系統(tǒng)測試的目的RFID系統(tǒng)測試通過模擬應(yīng)用環(huán)境，對國際、國內(nèi)的RFID設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一環(huán)境的測試，目的：RFID系統(tǒng)測試通過提出RFID技術(shù)的系列測試方法，建立開放式RFID軟硬件產(chǎn)品的聯(lián)合測試平臺，制定系列RFID軟硬件產(chǎn)品測試標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，形成RFIU技術(shù)的測試標(biāo)準(zhǔn)體系，滿足RFID技術(shù)研究測試、應(yīng)用測試等公共服務(wù)需求。完善我國已初步形成的RFID產(chǎn)業(yè)鏈，推動RFID技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用的發(fā)展方便RFID生產(chǎn)和科研單位加速RFID科技成果的轉(zhuǎn)化進(jìn)程為RFID產(chǎn)品和方案的設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)為企業(yè)實(shí)施RFID技術(shù)提供參考依據(jù)目的02RFID系統(tǒng)測試的內(nèi)容RFID系統(tǒng)測試的內(nèi)容RFID測試技術(shù)將由功能測試向性能測試發(fā)展。標(biāo)簽的特性；讀寫器布局；動態(tài)性能等提供的功能是否滿足作業(yè)需要功能測試性能測試RFID系統(tǒng)測試的主要內(nèi)容測試待測目標(biāo)是否符合某項(xiàng)國內(nèi)或國際標(biāo)準(zhǔn)（如IS018000標(biāo)準(zhǔn)）定義的空中接口協(xié)議。具體內(nèi)容如下：（1）讀寫器功能測試。讀寫器功能測試包括調(diào)制方式測試、解調(diào)方式和返回時間測試、指令測試等。（2）標(biāo)簽功能測試。標(biāo)簽功能測試包括標(biāo)簽解調(diào)方式和返回時間測試、反應(yīng)時間測試、反向散射測試、返回準(zhǔn)確率測試、返回速率測試等。1.標(biāo)準(zhǔn)符合性測試RFID系統(tǒng)測試的主要內(nèi)容可互操作性測試是測試待測設(shè)備與其他設(shè)備之間的協(xié)同工作能力。例如，待測品牌的讀寫器對其他電子標(biāo)簽的讀寫能力，待測品牌的電子標(biāo)簽在其他讀寫器的有效工作距離范圍內(nèi)的讀寫特性，待測品牌的讀寫器讀取其他讀寫器寫入標(biāo)簽的數(shù)據(jù)等。2.可互操作性測試單讀寫器對單標(biāo)簽單讀寫器對多標(biāo)簽多讀寫器對單標(biāo)簽01測試環(huán)境0203多讀寫器對多標(biāo)簽04RFID系統(tǒng)測試的主要內(nèi)容3.性能測試RFID性能測試的典型環(huán)境如所示，包括靜態(tài)測試和動態(tài)測試，以及無干擾情況下的測試和有干擾情況下的測試。具體內(nèi)容包括：（1）RFID標(biāo)簽測試：工作距離，方向性，最小工作場強(qiáng)，返回信號強(qiáng)度，讀取速度等；（2）RFID讀寫器測試：靈敏度，發(fā)射頻譜等（3）RFID系統(tǒng)測試：不同參數(shù)的通信距離，速率等RFID系統(tǒng)測試的主要內(nèi)容4.RFID系統(tǒng)測試的步驟針對RFID系統(tǒng)的測試應(yīng)首先從應(yīng)用出發(fā)，根據(jù)影響讀取率的因素逐一進(jìn)行測試，如速度、介質(zhì)、環(huán)境、標(biāo)簽方向、干擾等。通過這樣的測試，才能了解產(chǎn)品在實(shí)際應(yīng)用過程中的表現(xiàn)，從中得出有用的結(jié)論，指導(dǎo)產(chǎn)品的使用。舉例來說，針對RFID標(biāo)簽讀取率的靜態(tài)測試流程如下：注：每次測試只改變一個參數(shù)布置測試環(huán)境記錄環(huán)境數(shù)據(jù)測試不同位置的讀取率分析測試數(shù)據(jù)03RFID系統(tǒng)測試的流程RFID系統(tǒng)測試的流程RFID測試總體結(jié)構(gòu)圖RFID系統(tǒng)測試的流程1.托盤級識別（palletlevel）托盤級識別指在每個托盤上貼上具有唯一編碼的射頻標(biāo)簽，用閱讀器識別各個托盤。需要說明的是：在端口閱讀模式中，靜態(tài)閱讀方式是指端口天線固定，由遠(yuǎn)及近調(diào)整托盤到端口的距離，當(dāng)在某一位置上端口天線可以識別出射頻標(biāo)簽時，端口天線到托盤的距離即為端口天線的閱讀距離（ReadRange）；而動態(tài)閱讀方式則是指端口天線固定，以人工步行速度或者傳送帶上的可調(diào)速度通過端口時，端口天線對托盤的識別性能（如果可讀，閱讀距離也發(fā)生變化）。（a）端口閱讀模式（b）旋轉(zhuǎn)臺閱讀模式（c）人工閱讀模式單個包裝箱識別RFID系統(tǒng)測試的流程2.包裝箱級識別（caselevel）每個包裝箱貼上具有唯一編碼的標(biāo)簽，將多個包裝箱同時放置于托盤上面，用閱讀器識別各個包裝箱?？梢宰R別出的包裝箱的數(shù)目占所有包裝箱數(shù)目的百分?jǐn)?shù)稱為閱讀率。在其三種閱讀模式中，是通過測試包裝箱的閱讀率來衡量其性能的。需要注意的是：在每種閱讀模式下，通過改變各個包裝箱的擺放位置，調(diào)整各個標(biāo)簽的擺放位置，可觀測性能的變化。01包裝箱貼上具有唯一編碼的射頻標(biāo)簽，標(biāo)簽放置于托盤上面，用閱讀器識別包裝箱。其三種閱讀模式均與托盤級識別相同。多個包裝箱識別02RFID系統(tǒng)測試的流程2.包裝箱級識別（caselevel）例如，在圖7-30所示各種情況中，圖（a）與圖（b）相比，標(biāo)簽離托盤外沿的平均距離較遠(yuǎn)，而在圖（c）中，兩個包裝箱上的標(biāo)簽相鄰。在端口識別模式的靜態(tài)識別中，端口天線固定，由遠(yuǎn)及近調(diào)整托盤到端口的距離，當(dāng)在某一位置上端口天線對射頻標(biāo)簽有100%的閱讀率時，端口天線到托盤的距離即為端口天線的閱讀距離。標(biāo)簽同向排列標(biāo)簽兩向排列標(biāo)簽相鄰RFID系統(tǒng)測試的流程3.單品級識別（itemlevel）在單品級識別情況下，托盤上有三種貨品排列形式，即均勻的貨品排列、復(fù)合的貨品排列、異質(zhì)的貨品排列。這三種貨品排列形式互補(bǔ)而又呈現(xiàn)復(fù)雜度上的遞增。下面比較它們在各種測試情況下的閱讀器的性能。（1）均勻的貨品排列。（2）復(fù)合的貨品排列：同均勻的貨品排列。（3）異質(zhì)的貨品排列：同均勻的貨品排列。RFID系統(tǒng)測試的規(guī)范在測試中需要對標(biāo)簽的測試、閱讀器的測試、空中接口一致性的測試、協(xié)議一致性的測試、中間件的測試等進(jìn)行規(guī)范。標(biāo)準(zhǔn)符合性測試可互操作性測試性能測試01RFID系統(tǒng)測試的規(guī)范0203RFID系統(tǒng)測試的方法測試過程并不是自由的，對于不同產(chǎn)品的測試報(bào)告，其可比性是建立在相同的測試條件和測試程序基礎(chǔ)上的。因此，應(yīng)該有一套完整的測試規(guī)范來控制整個測試過程。布置測試環(huán)境記錄環(huán)境數(shù)據(jù)測試不同位置的讀取率分析測試數(shù)據(jù)04RFID設(shè)備部署方案與系統(tǒng)架構(gòu)的仿真RFID設(shè)備部署方案與系統(tǒng)架構(gòu)的仿真仿真測試平臺提供圖形化的組件及虛擬閱讀器、標(biāo)簽、TCP/IP連接等各種組件，生成RFID部署方案和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)。在虛擬測試的基礎(chǔ)上，對關(guān)鍵性能結(jié)點(diǎn)再進(jìn)行場景實(shí)物測試，以保證測試結(jié)果的可信度。仿真測試平臺內(nèi)容包括：RFID閱讀器、天線、標(biāo)簽及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的仿真模型，圖形化設(shè)備部署組態(tài)界面的開發(fā)、虛擬RFID環(huán)境的開發(fā)、RFID協(xié)議仿真的開發(fā)、RFID與傳感網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)的仿真開發(fā)。RFID設(shè)備部署方案與系統(tǒng)架構(gòu)的仿真第一步，采用RFID標(biāo)簽建模工具對電子標(biāo)簽單獨(dú)建模，分析標(biāo)簽的各種屬性（回波損耗、方向性等），選擇部分最優(yōu)設(shè)計(jì)待用。第二步，對RFID閱讀器和天線建模，分析閱讀器和天線的各種屬性（讀取范圍、最快響應(yīng)時間等），選擇部分最優(yōu)設(shè)計(jì)待用。第三步，建立RFID應(yīng)用環(huán)境的仿真，通過測試和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)給出該環(huán)境下多種材質(zhì)的電磁反射與吸收情況，給出應(yīng)用所能使用的部分最佳布局。第四步，使用第三步所選擇的布局在應(yīng)用環(huán)境中部署第一、二步所選擇出的RFID閱讀器、天線和定義標(biāo)簽的參數(shù)（運(yùn)動方向、速度、數(shù)量等）。第五步，建立網(wǎng)絡(luò)模型和通信協(xié)議，使得設(shè)備與設(shè)備之間、設(shè)備與業(yè)務(wù)邏輯模塊之間、業(yè)務(wù)邏輯模塊與上層應(yīng)用系統(tǒng)之間交互，完成對整個應(yīng)用的仿真。第六步，對仿真進(jìn)行分析，評價(jià)該應(yīng)用模型的性能、效果、可能產(chǎn)生的瓶頸。仿真的基本步驟如下:RFID設(shè)備部署方案與系統(tǒng)架構(gòu)的仿真由RFID閱讀器、可調(diào)整天線位置的門架等組成，可模擬物流的進(jìn)庫、出庫、人員進(jìn)出控制等場景。1、門禁測試單元：由可調(diào)速傳送帶、傳送帶附屬天線架、天線架屏蔽罩、配套控制軟件系統(tǒng)等組成，可模擬生產(chǎn)領(lǐng)域的流水線、郵政的郵包分揀等所有涉及傳送帶的應(yīng)用場景。2、傳送帶綜合測試單元：主要由機(jī)械手組成，可模擬各種標(biāo)簽在一定空間范圍內(nèi)的移動。3、機(jī)械手測試單元：主要由高速滑車組成，用于測試高速運(yùn)動標(biāo)簽的讀取性能，可模擬高速公路上的不停車收費(fèi)等應(yīng)用。4、高速測試單元：仿真測試平臺的基本單元包括以下幾個:05RFID測試中心RFID測試中心SunMicrosystems公司在美國達(dá)拉斯設(shè)立的RFID測試中心面積達(dá)1581平方米，是Sun發(fā)現(xiàn)并解決諸如優(yōu)化標(biāo)簽和后臺數(shù)據(jù)整合之類問題的地方。Sun客戶可通過該測試中心確保他們的產(chǎn)品達(dá)到RFID要求，同時也可在項(xiàng)目實(shí)施之前先對其進(jìn)行測試。1、美國SUN的RFID測試中心1RFID測試中心CAPESystems是領(lǐng)先的軟件供應(yīng)商，主要提供包裝設(shè)計(jì)、貨盤優(yōu)化、庫存與倉庫管理、供應(yīng)鏈運(yùn)作及訂單實(shí)施等方面的軟件。OpenTerra是領(lǐng)先的無線移動通信平臺供應(yīng)商。兩家公司合作建成的SouthPlainfieldRFID測試與整合中心位于新澤西州，占地1395平方米。Intel公司作為其贊助商，要為RFID中心提供設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施的支持。這個RFID中心的特色在于可以為領(lǐng)先的RFID技術(shù)供應(yīng)商提供展示舞臺。1、美國（2）CAPESystems和OpenTerra的SouthPlainfieldRFID測試與整合中心RFID測試中心2、歐洲IBM在歐洲成立的測試和互操作性實(shí)驗(yàn)室用來指導(dǎo)并提供RFID技術(shù)，這個位于法國尼斯的測試中心將測試RFID芯片、數(shù)據(jù)識別器和相關(guān)的應(yīng)用軟件以驗(yàn)證它們之間的相互配合情況。IBM的RFID測試中心1RFID測試中心（2）InfineonTechnologiesRFID解決方案展示和測評中心英飛凌科技公司（InfineonTechnologiesAG）于2004年在奧地利格拉茲成立了RFID解決方案展示和測評中心。該中心提供了有關(guān)英飛凌RFID系統(tǒng)解決方案的信息，包括軟件和系統(tǒng)集成平臺、基礎(chǔ)設(shè)施、讀取器和RFID標(biāo)簽。RFID系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室主要完成四個方面的任務(wù)：應(yīng)用演示，客戶可以從這兒了解并熟悉B2B領(lǐng)域中針對不同領(lǐng)域應(yīng)用的RFID物流過程；專用RFID系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的開發(fā)和驗(yàn)證中心，在這兒主要開發(fā)和測試針對特定領(lǐng)域的RFID物流解決方案；技術(shù)評估，確定RFID技術(shù)的性能和局限，從而保證RFID基礎(chǔ)設(shè)施能夠在優(yōu)化的物流系統(tǒng)中正確發(fā)揮其功能；系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室培訓(xùn)中心（SystemLabTrainingCenter），主要面對潛在客戶、合作伙伴和RFID服務(wù)人員。2、歐洲RFID測試中心（1）亞太RFID應(yīng)用驗(yàn)測中心2005年10月26日，位于臺灣省新竹市的工研院系統(tǒng)中心對外宣布啟用“亞太RFID應(yīng)用驗(yàn)測中心”，它依業(yè)務(wù)流程主要分為RFID靜態(tài)性能測試、RFID動態(tài)性能測試及RFID產(chǎn)業(yè)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)場三大部分。該中心可提供的服務(wù)項(xiàng)目包括：標(biāo)簽最低開啟功率與標(biāo)簽讀取角度的測量、標(biāo)簽類型/標(biāo)簽貼附位置最佳化選用方案、輸送帶閘門容器附貼標(biāo)簽的動態(tài)讀取率的量測、進(jìn)出貨閘門大型物箱或棧板貼附標(biāo)簽的動態(tài)讀取率的量測、標(biāo)簽類型/標(biāo)簽貼附位置的最佳化選用建議、RFID系統(tǒng)架設(shè)最佳化方案設(shè)計(jì)、RFID應(yīng)用平臺技術(shù)導(dǎo)入及系統(tǒng)整合服務(wù)等。3、亞洲RFID測試中心（2）中國科學(xué)院自動化研究所的RFID測試實(shí)驗(yàn)室2004年10月，中國科學(xué)院自動化研究所RFID研究中心與北京中交國科物流技術(shù)發(fā)展有限公司在國家“863計(jì)劃”支持下建立了國內(nèi)首個國家級RFID測試實(shí)驗(yàn)室，目的是通過較為完善的實(shí)驗(yàn)條件和環(huán)境測試RFID關(guān)鍵技術(shù)的多項(xiàng)可靠性指標(biāo)，最終總結(jié)出可靠性測試的評測體系，為進(jìn)一步的研究工作提供基本數(shù)據(jù)并引導(dǎo)其研發(fā)方向。目前實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)以RFID技術(shù)在物流行業(yè)為出發(fā)點(diǎn)，建立了一個面向物流應(yīng)用的測試環(huán)境，包括物流領(lǐng)域中的智能倉庫、商品配送、運(yùn)輸管理等多個模擬環(huán)境。3、亞洲RFID測試中心（3）Auto-ID中國實(shí)驗(yàn)室坐落在上海復(fù)旦大學(xué)專用集成電路與系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的Auto-ID中國實(shí)驗(yàn)室建立了一個開放的RFID演示平臺，可結(jié)合應(yīng)用中出現(xiàn)的問題進(jìn)行理論分析和基礎(chǔ)研究，為建立EPC國際標(biāo)準(zhǔn)和中國RFID標(biāo)準(zhǔn)提供參考依據(jù)。整個演示系統(tǒng)包括一個完整的供應(yīng)鏈業(yè)務(wù)場景所需的兩個場所（制造商分銷中心或發(fā)貨倉，零售商分銷中心或收貨倉），每個