基于ISO/IEC 18092协议的射频一致性仿真测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于ISO/IEC 18092协议的射频一致性仿真测试系统。该系统包括硬件部分和软件部分，硬件部分包括通过总线连接的主控器、下变频器、中频收发器、上变频器，以及分别与下变频器、上变频器连接的三层板接收天线、发射天线；软件部分包括上层HOST部分和FPGA部分；上层HOST部分包括用户界面模块、硬件配置模块和测试模块，用户界面模块用于设置测试系统的参数，硬件配置模块用于对硬件部分进行初始化的配置、工作参数的选定和仪器的关闭，测试模块用于对待测标签的射频参数设置、一致性测试；FPGA部分用于进行命令的发送，接收目标的应答信号并进行解析，其包括数据链路层、物理层发射机和物理层接收机。本发明专利技术可有效实现ISO/IEC 18092协议的射频一致性仿真测试。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种射频一致性仿真测试系统，尤其涉及一种基于IS0/IEC 18092协议的射频一致性仿真测试系统，属于射频测试

技术介绍
RFID全称为射频识别(Rad1 Frequency Identif icat1n)，是一种利用射频技术实现的非接触式自动识别技术][。RFID标签具有体积小、读写速度快、形状多样、使用寿命长、可重复使用、存储容量大、能穿透非导电性材料等特点，结合射频读写器可以实现多目标的识别和信息的交互，进一步与互联网技术相结合还可以实现全球范围内物品的跟踪与多类信息的共享。RFID技术现已应用于物流、制造、公共信息服务等各种行业。NFC (Near Field Communicat1n)是近距离无线通讯技术，可以看作RFID技术在应用方面的扩展，在技术上并没有太大区分。NFC由飞利浦公司和索尼公司共同开发的一种非接触式识别和互联技术，可以在移动设备、消费类电子产品、PC和智能控件工具间进行近距离无线通信。NFC提供了一种简单、触控式的解决方案，可以让消费者简单直观地交换信息、访问内容与服务，具有非常广阔的发展空间。测试技术作为人类认识和改造客观世界的一种必需手段，正在各方面发挥这越来越重要的影响，测试水平的高低在某种程度上反映了生产力的水平。在RFID和NFC产品实际应用前，对其进行相关测试，可以为生产各环节提供参考依据，为产品的设计方案提供直观指导，从而不断地推动技术、产业和应用的不断发展。但是，由于目前众多的国内外厂商侧重于RFID和NFC关键技术的研宄和商业推广，忽略了相应测试环节的重要性，测试技术的发展还远远落后于本身技术的发展。因此对RFID和NFC测试技术的研宄成为了其应用发展的重要环节。IS0/IEC 18092协议是NFC协议的一种，它规定了工作频率为13.56MHz的NFC系统在106kbit/s、212 kbit/s和424 kbit/s三种速率下与对应标签通信的技术和相关参数，协议内容包括帧格式、命令内容、编码、调制及标签状态跳转等。目前市场上尚未发现能够全面覆盖IS0/IEC 18092协议要求的射频测试系统。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种基于IS0/IEC18092协议的射频一致性仿真测试系统，具有严格符合协议要求、测试方法精炼、测试内容丰富和稳定的优点。本专利技术具体采用以下技术方案解决上述技术问题: 基于IS0/IEC 18092协议的射频一致性仿真测试系统，包括硬件部分和软件部分，所述硬件部分包括通过总线连接的主控器、下变频器、中频收发器、上变频器，以及分别与下变频器、上变频器连接的三层板接收天线、三层板发射天线；所述软件部分包括上层HOST部分和FPGA部分；上层HOST部分包括用户界面模块、硬件配置模块和测试模块，用户界面模块用于设置测试系统的参数，硬件配置模块用于对硬件部分进行初始化的配置、工作参数的选定和仪器的关闭，测试模块用于对待测标签的射频参数设置、一致性测试；FPGA部分用于进行命令的发送，接收目标的应答信号并进行解析，其包括数据链路层、物理层发射机和物理层接收机。优选地，所述物理层发射机采用状态机模式进行编码，包括Idle、Head、Signal、Tail和PowerOff这五个状态:Idle状态就是发射之前的等待状态，如果数据链路层有数据发送，这时候状态就会跳转到Head;在Head状态，发射机会持续的发送一段个数由上层HOST传递来的高电平，当达到了所规定的电平数之后，状态跳转到Signal ;Signal状态的主要任务就是对信号进行组帧、编码和速率调整，从数据链路层传来的数据字节，在这个状态中按照IS0/IEC 18092协议的规定加入相应速率的头部和尾部，并进行相关编码，当尾部的最后一个比特发完，状态就会跳转到Tail ;在Tail状态，发射机仍然会持续发送一段由HOST传来的高电平，用来给标签提供能量，标签返回的信号也会叠加在这段电平上，发送结束后进入PowerOfT状态；在PowerOfT状态发射机并不做任何工作，而是不断检测是否还有数据需要发射，如是，发射机继续保持在PowerOff状态，如否，且高电平持续时间大于预设的接收等待时间，则发射机重新返回Idle状态以等待传输其他命令，同时通知接收机和数据链路层准备进行响应数据的接收。优选地，所述物理层接收机包括IQ数据接收模块和解码模块，所述解码模块采用状态机的编码机制，共有 WAIT、CALHIGH、SKIPHIGH、DECODE、VERIFY 和 BINARY2BYTE 这 6个状态:接收机最初会处在WAIT状态，此时接收机的任务是监听发射机的状态，在发射机的命令帧结束发送之后，接收机开始工作，跳转到CALHIGH状态；CALHIGH状态下接收机主要任务是采样高电平的幅度值，当预设的采样数完成后则跳入SKIPHIGH状态；KIPHIGH状态用于跳过采样高电平之后和响应信号开始之间的那段高电平信号，当返回信号的信号能量比CALHIGH状态下的能量低时，则跳转到DECODE状态；DEC0DE状态下，接收机将接收到的已编码信号解码成原始信号；解码完成后，跳入VERIFY状态，接收机在VARIFY状态完成的主要工作是将信号在这一状态内进行初步验证；信号验证完毕跳入BINARY2BYTE状态，BINARY2BYTE状态下接收机的主要工作就是将比特数据流8个一组由比特位转换成字节，并传给数据链路层做进一步的分析；转换完毕后接收机重新回到WAIT状态。优选地，所述数据链路层采用状态机的编码机制，共有IDLE、WRITE、WAIT和TRANSLATE四个状态:数据链路层的初始状态为IDLE，上层HOST传来信息之后，数据链路层就会跳转到WRITE状态；WRITE状态下数据链路层的工作是进行数据部分的组合，在数据组合完毕后通知发射机可以进行发射，并且状态跳转到WAIT ;WAIT状态下数据链路层的主要工作是监听接收机的状态，如响应时间超时，则数据链路层自动返回IDLE状态，在没有超时的情况下，如果传到接收机有已接收并解码的数据，且接收机处在WAIT状态，则数据链路层的状态跳到TRANSLATE ;在TRANSLATE状态数据链路层的主要任务是对协议进行解析，在分析接收机传递来的信号之前，对传来信号的字节数与发送命令应得响应的数据字节数进行比对，如果二者不相等，则在释放全部数据之后，数据链路层直接跳回IDLE状态，并通知上层H0ST，如果字节数相等，那么数据链路层将会按照字节依次取出数据，并对其进行协议的解析；当所有字节解析完毕，数据链路层的状态就会跳回IDLE。相比现有技术，本专利技术具有以下有益效果: 本专利技术完整实现了 ISO/IEC 18092通信协议。由于应用现状，市场上目前的NFC射频测试系统并不会完整的将ISO/IEC 18092协议实现出来，一般只支持单个速率，本专利技术完整的将ISO/IEC 18092协议规定的三种速率不同帧格式内容完全呈现，并且命令覆盖完整。本专利技术使用NI公司的PXIe模块化板卡完成，开发语言使用LabVIEW FPGA和LabVIEff,有别于传统的FPGA开发语言，更易掌握，逻辑直观，本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于ISO/IEC 18092协议的射频一致性仿真测试系统，包括硬件部分和软件部分，其特征在于，所述硬件部分包括通过总线连接的主控器、下变频器、中频收发器、上变频器，以及分别与下变频器、上变频器连接的三层板接收天线、三层板发射天线；所述软件部分包括上层HOST部分和FPGA部分；上层HOST部分包括用户界面模块、硬件配置模块和测试模块，用户界面模块用于设置测试系统的参数，硬件配置模块用于对硬件部分进行初始化的配置、工作参数的选定和仪器的关闭，测试模块用于对待测标签的射频参数设置、一致性测试；FPGA部分用于进行命令的发送，接收目标的应答信号并进行解析，其包括数据链路层、物理层发射机和物理层接收机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：裴文江，阎妮，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32