RFID系統(tǒng)的測試技術(shù)概述

1.RFID系統(tǒng)測試的重要性
      世界各發(fā)達(dá)國家和國際跨國公司對RFID技術(shù)非常重視，都在加速推動RFID技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用進(jìn)程，而RFID系統(tǒng)測試則是RFID技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用實(shí)施過程中的重要技術(shù)保障。
      由于RFID系統(tǒng)應(yīng)用的現(xiàn)場環(huán)境大多比較復(fù)雜，如需經(jīng)歷反復(fù)擊打、高溫或低溫、油污影響等傳統(tǒng)條碼無法勝任的場合，所以必須考慮RFID設(shè)備的故障率問題。在現(xiàn)實(shí)運(yùn)行過程中，諸如多個物品堆積時相互干擾而造成讀取率下降、閱讀器部署不當(dāng)引起的重復(fù)信息讀取、電子標(biāo)簽所附物品的介質(zhì)對電磁信號的干擾、安全架構(gòu)考慮不周造成非法讀取等問題，都會影響系統(tǒng)整體的應(yīng)用效果，甚至打擊最終用戶對RFID技術(shù)本身的信心。通常在設(shè)備上線調(diào)試之初，一般把設(shè)備（包括電子標(biāo)簽、閱讀器、網(wǎng)絡(luò)和軟件）不能正常處理信號的概率保守地設(shè)為5%左右。因此，在投資和實(shí)施RFID解決方案之前，按照測試方法和流程進(jìn)行一定的測試及仿真試驗(yàn)是必要的。 

2.RFID系統(tǒng)測試的研究現(xiàn)狀

      鑒于RFID測試的重要性，國際上一些RFID的推動者（如HP、IBM、Sun及Microsoft等公司）已開始在世界各地建立相應(yīng)的測試實(shí)驗(yàn)室，開展相關(guān)的研究和實(shí)驗(yàn)。IBM在歐洲成立了測試和互操作性實(shí)驗(yàn)室，用于指導(dǎo)并提供RFID技術(shù)，這個實(shí)驗(yàn)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；Sun則在整合了硬件、軟件和服務(wù)后推出了多層的Sun EPC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并在全球各地部署了多個RFID測試中心；韓國提出了“測試床建設(shè)計(jì)劃”（Test-bed Building Plan），建立了RFID/USN綜合測試中心。
我國對RFID測試工作也很重視，已經(jīng)開始著手建立自己的RFID測試中心，有中科院自動化所的RFID研究中心、上海復(fù)旦的Auto-ID中國實(shí)驗(yàn)室、國家RFID檢測中心及相關(guān)行業(yè)公司的演示中心等。

3.RFID系統(tǒng)測試的主要內(nèi)容
     RFID系統(tǒng)測試可以分成以下幾類：功能測試、性能測試、安全性測試、一致性測試。由于典型的RFID系統(tǒng)包括RFID標(biāo)簽、RFID閱讀器和RFID后臺系統(tǒng)三部分，所以RFID系統(tǒng)測試的內(nèi)容也主要包括這三方面。
1）RFID系統(tǒng)的功能測試
（1）RFID標(biāo)簽的功能測試：包括標(biāo)簽解調(diào)方式和返回時間的測試、標(biāo)簽反應(yīng)時間的測試、標(biāo)簽反向散射的測試、標(biāo)簽返回準(zhǔn)確率的測試、標(biāo)簽返返回速率的測試等。
（2）RFID閱讀器的功能測試：包括閱讀器調(diào)制方式的測試、閱讀器解調(diào)方式和返回時間的測試、閱讀器指令的測試等。
（3）RFID后臺系統(tǒng)的功能測試：包括RFID中間件系統(tǒng)的測試和RFID應(yīng)用系統(tǒng)的測試。
2）RFID系統(tǒng)的性能測試
（1）RFID標(biāo)簽的性能測試：包括工作距離的測試、標(biāo)簽天線方向性的測試、標(biāo)簽最小工作場強(qiáng)的測試、標(biāo)簽返回信號強(qiáng)度的測試、抗噪聲的測試、頻帶寬度的測試、各種環(huán)境下標(biāo)簽讀取率的測試、標(biāo)簽讀取速度的測試等。
（2）RFID閱讀器的性能測試：包括識別速率的測試、靈敏度的測試、發(fā)射頻譜的測試等。
（3）RFID 系統(tǒng)通信鏈路的性能測試：包括不同參數(shù)（改變標(biāo)簽的移動速度、附著材質(zhì)、數(shù)量、環(huán)境、方向、操作數(shù)據(jù)大小及多標(biāo)簽的空間組合方案等）的系統(tǒng)通信距離、系統(tǒng)通信速率的測試。
（4）RFID標(biāo)簽及閱讀器空中接口的性能測試：針對標(biāo)簽和閱讀器相互通信的測試，以確定RFID標(biāo)簽與閱讀器的通信參數(shù)，如工作頻率、工作場強(qiáng)、數(shù)據(jù)速率和編碼、調(diào)制參數(shù)、幀結(jié)構(gòu)、通信時序等。
（5）RFID后臺系統(tǒng)的性能測試：
包括RFID中間件系統(tǒng)的性能測試和RFID應(yīng)用系統(tǒng)的性能測試。
3）RFID系統(tǒng)的安全性測試
（1）RFID標(biāo)簽的安全性測試：主要對標(biāo)簽上的存儲器、采用的加密機(jī)制、標(biāo)簽上不同信息區(qū)進(jìn)行測試。
（2）閱讀器的安全性測試：主要對閱讀器上的存儲器、采用的加密機(jī)制、使用的系統(tǒng)軟件進(jìn)行測試。
（3）RFID標(biāo)簽和閱讀器通信鏈路的安全性測試：包括標(biāo)簽的訪問控制、安全審計(jì)的測試；標(biāo)簽內(nèi)容操作（如讀、寫、復(fù)制、刪除、修改等）的安全性測試；標(biāo)簽和閱讀器之間的空中接口通信協(xié)議的安全性測試。
（4）RFID后臺系統(tǒng)的安全性測試：包括RFID中間件與閱讀器之間通信過程的安全性測試、RFID中間件系統(tǒng)自身的安全性測試、RFID應(yīng)用系統(tǒng)的安全性測試。
4）RFID系統(tǒng)的一致性測試
     RFID系統(tǒng)的一致性測試主要是指測試待測目標(biāo)是否符合某項(xiàng)國內(nèi)或國際標(biāo)準(zhǔn)（如ISO/IEC 18047系列標(biāo)準(zhǔn)）定義的空中接口協(xié)議，包括標(biāo)簽空中接口的一致性測試、閱讀器空中接口的一致性測試。

4.RFID系統(tǒng)的測試環(huán)境
  RFID系統(tǒng)的測試環(huán)境應(yīng)包含以下幾個主要方面。
（1）測試場地：由于RFID產(chǎn)品性能參數(shù)不同，其讀取范圍也從幾厘米到幾十米、上百米不等，所以需要有多樣的測試場地。
（2）測試設(shè)備：針對RFID標(biāo)簽及閱讀器的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，如場強(qiáng)儀、測速儀等；專業(yè)的數(shù)據(jù)分析設(shè)備，如實(shí)時頻譜分析儀、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、射頻阻抗/頻譜/網(wǎng)絡(luò)分析儀、精密LCR表、矢量信號發(fā)生器、EMI/EMC預(yù)兼容測試系統(tǒng)等。
（3）測試工具：RFID標(biāo)簽測試系統(tǒng)、閱讀器測試系統(tǒng)、射頻設(shè)計(jì)與仿真軟件系統(tǒng)、輔助分析工具等。
（4）輔助測試設(shè)施：如貼有標(biāo)簽的貨箱、托盤、叉車、集裝箱等。
除此之外，在部分測試過程中還可能需要用到特殊設(shè)備。例如，要測試系統(tǒng)在無干擾環(huán)境下的表現(xiàn)就需要對外界信號進(jìn)行屏蔽，這就需要屏蔽室、電波暗室或RFID終端系統(tǒng)模擬實(shí)驗(yàn)室等