采用ni模块化仪器构建业界领先的rfid测试系统
作者：陈柯 邵晖
职务：软件工程师 总工程师
公司：上海聚星仪器有限公司
一、 rfid技术及其测试
1. rfid技术简介
rfid是radio frequency identification的缩写，即射频识别，俗称电子标签。rfid技术是从二十世纪90年代兴起的一项非接触式自动识别技术。它是利用射频方式进行非接触双向通信，以达到自动识别目标对象并获取相关数据，具有精度高、适应环境能力强、抗干扰强、操作快捷等许多优点。近年来，rfid技术在国内外发展很快，产品种类很多，像ti、motorola、philips、microchip等世界著名厂商都生产rfid产品，并且各有特点，自成系列。rfid已被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域，例如门禁系统、智能公交卡、商品物流管理以及第二代身份证等。
2. rfid测试需求及现状
作为无线通讯的新兴领域之一，rfid技术在具有无线通讯技术所共有的特性之外，又有着其独有的特殊性，其中最为重要的是标准的多样化。国际上制定rfid标准的组织比较著名的有三个：iso，美国的epc global以及日本的ubiquitous id center，目前已定义的rfid标准，包括工作频率在低频（120-134khz），高频（13.56mhz），超高频（433mhz、860-960mhz、2.45ghz）和特高频（5.8ghz）频率范围内，符合不同标准的不同产品，而且不同频段的rfid标签会有不同的特性。但无论采用哪种频率或标准，在产品开发和生产过程中都必须解决测试的问题。
rfid的测试主要为一致性测试，射频测试是最重要的测试内容，如射频包络测试、反应时间测试以及不同调制参数和编码方式下的数据读写等，以验证rfid标签的射频性能是否符合标准。芯片设计的影响、制造工艺的影响或者为不同类别的产品设计不同的天线，都会导致rfid标签的射频性能发生变化，因此在研发和生产过程中必须对该产品的射频性能进行测试，以保证其射频指标符合rfid射频标准的要求。
对于单一标准的通讯系统，如蓝牙，传统测试仪器制造商已能够为其提供综测仪。蓝牙测试系统配置包括一台测试仪和被测设备，其中测试仪作为主单元，被测设备作为从单元。两者之间通过射频电缆相连或通过天线经空中传输相连，在建立通讯链路的基础上进行参数的设置及测试。
对于rfid，采用传统仪器难以实现对多标准的支持，目前主流的传统测试仪器制造商尚未推出类似的综测仪。仅有tektronix推出的rtsa系统能够以第三方的方式在rfid通讯的过程中捕获信号并进行物理层测试，但由于其不具备rfid协议，不能进行协议层测试，且仍需要额外的读写设备作为主单元与被测单元建立通讯。
3. 基于ni技术的创新
随着成本的下降和标准化的实现，rfid技术的全面推广和普遍应用将是不可逆转的趁势。面对rfid测试领域的巨大需求以及相关测试仪器的匮乏，我们采用ni在测试领域的优势技术，结合聚星在射频测试领域的技术专长，成功的构建了一套基于模块化仪器的rfid测试系统。该系统的推出弥补了rfid测试领域的空白，对比于传统的测试仪器，无论是在功能还是性能上，该系统均处于业界领先地位。
首先，该系统具备rfid协议，能够主动与被测单元间建立通讯，不再依赖于额外的读写设备；其次，在软件层实现了对rfid多标准的支持，使用同一系统就能够对不同标准的rfid标签进行测试；再次，支持rfid标准中的各种调制方式、调制参数以及编码方式，能够实现从物理层到协议层的各种测试项目；最后，可以扩展支持厂家自定义的指令集，从而支持各厂家所生产的不同rfid产品。
另一方面，随着rfid产品产量的不断增大，测试时间将会成为制造过程中影响成本的一个重要因素，这就要求测试系统能够在非常短的时间内完成各种测试。基于模块化仪器的测试系统，以其高数据吞吐量、良好的集成性等分离仪器无法比拟的优势很好的满足了该需求。
二、 基于host的第一代rfid测试站
在目前的应用领域，符合国际标准的高频rfid正逐渐取代原来各厂家自行定义的低频rfid，并成为主流，其中应用较广的标准有iso14443、iso15693、iso18000-3以及epc c1g1等，俗称为第一代rfid，我们以host为处理核心构建了其测试系统。
1. 系统构架
该系统具有非常简洁的系统构架，采用矢量信号发生器（pxi-5671）和矢量信号分析仪（pxi-5660）作为射频仪器，并采用嵌入式控制器（pxi-8196）作为指令发生器和应答分析仪。
测试过程中由控制器生成指令，并进行编码，之后通过矢量信号发生器进行dac及上变频，调制在某一频率的载波信号上经天线向外发送，被测试的电子标
