一种RFID系统密集环境性能的测试装置及其工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种RFID系统密集环境性能的测试装置及其工作方法。该装置包括设置在测试环境内的水平导轨、第一阅读器天线、第二阅读器天线、标签阵列和设置在测试环境外的计算机、交换机、第一待测阅读器、第二待测阅读器；本发明专利技术所述RFID系统密集环境性能的测试装置，首次提出了一种对RFID系统在密集布放环境下的性能的评价标准，可用于比较市面上阅读器的密集环境性能差别。在进行密集环境RFID系统设计时，可以指导阅读器型号的选择和布放位置设计。

Device for testing dense environment performance of RFID system and working method thereof

The invention relates to a testing device for the performance of a dense environment of a RFID system and a method of operating the same. The device comprises a horizontal guide rail, arranged in a test environment in the first reader antenna and the second antenna, reader tag array and set up in the test environment, the computer switch, the first to be tested, second tested reader reader; the testing device of RFID system of intensive environmental performance, presented for the first time on RFID the system in dense cloth under the environment of the performance evaluation criteria can be used to compare the difference of dense environment on the market performance of reader. In the intensive environment RFID system design, you can guide the reader model selection and placement design.

【技术实现步骤摘要】
一种RFID系统密集环境性能的测试装置及其工作方法
本专利技术涉及一种RFID系统密集环境性能的测试装置及其工作方法，属于RFID阅读器工作能力测试的

技术介绍
RFID(RadioFrequencyIdentification)是一种利用射频反射技术实现的非接触式自动识别技术。由于RFID标签体积小、成本低、使用寿命长、安全性高等特点，近年来RFID技术在物流、制造、收费、人员授权管理等方面得到了广泛的应用，大大提高了管理和运作效率。随着RFID应用场景的增多，应用场景对RFID系统性能的要求也越来越高。现在，越来越多的应用场景需要在一个地方密集布放多个阅读器和大量的标签，这就对RFID阅读器在密集环境下的工作能力提出了更高的要求。而市面上的RFID阅读器产品多种多样，必须经过严格的测试才能得到满足场景需要的产品。密集环境是指多阅读器/多标签的RFID工作环境，区别于常规的单阅读器/多标签工作环境。由于RFID阅读器确定了系统的工作频率，且标签是对任何阅读器进行应答的宽带设备，因此标签对某个特定阅读器的应答能力有限。在密集环境下，当多个阅读器同时读取某标签或者多个标签同时与某阅读器通信时，会导致所有标签数据无法读出，发生RFID冲突。RFID读写冲突分为阅读器冲突和标签冲突，前者指多个阅读器信号同时作用于标签，干扰其正常工作时序，导致其识别失败；后者是指多个标签位于某阅读器信号覆盖范围内，会同时尝试与该阅读器进行通信，数据间相互干扰，导致所有标签无法识别。综上所述，无源RFID标签的宽带特点导致其试图对所有发出询问的阅读器做出应答，给密集环境下的RFID系统工作产生负面影响，严重时将导致识读范围内的大量标签无法读出。因此密集环境下的RFID测试工作尤为重要。而现有的RFID系统测试方法和测试设备，通常是针对单阅读器多标签碰撞问题，而阅读器在多阅读器多标签的密集环境下的防碰撞能力却并无相关的测试指标和测试方法。RFID读写器的干扰主要有三种：读写器-读写器干扰、读写器-标签干扰和隐藏终端干扰。当两个读写器距离不够远，而两个读写器的频率相同或接近时，一个处于发射状态，一个处于接收状态，发射阅读器的信号会对接受阅读器接受标签返回信号产生干扰。这种干扰叫做读写器-读写器干扰。当一个标签同时位于两个或者多于两个阅读器期询问区域时，多个阅读器同时给这个标签发送指令，这时会发生读写器-标签干扰。隐藏终端干扰发生在两读写器的读取区域并没有重叠，但从第一阅读器发出的信号在部分标签处会形成干扰，该部分标签无法正确与第二阅读器交互。在某些特殊的电磁环境下，即使两阅读器不在彼此的影响范围内，这种情形也会发生。由于RFID产品性能参数不同，其读取范围也从几厘米到几十米、上百米不等，需要有多样的测试场地。由于阅读器属于无线发射设备，因此，测试应尽量采用电磁兼容性测试场地。测试场地设置应保证尽量减少外界干扰，如附近不能有向外发射电磁信号的设备，避免在测试场地布置与测试无关的金属制品，因为它们对天线所发出的信号影响较大，可能改变天线所发出电磁波的分布，进而影响测试结果的准确性。测试环境的温度应保持在20～30摄氏度，并在一次测试过程中尽量稳定。为了保证测试的准确性和可重复性，在条件允许时，应尽量采用全电波暗室作为测试环境。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种RFID系统密集环境性能的测试装置。本专利技术还提供一种上述测试装置的工作方法。本专利技术的技术方案为：一种RFID系统密集环境性能的测试装置，包括设置在测试环境内的水平导轨、第一阅读器天线、第二阅读器天线、标签阵列和设置在测试环境外的计算机、交换机、第一待测阅读器、第二待测阅读器；第一阅读器天线和第二阅读器天线分别滑动设置在水平导轨上；第一阅读器天线依次通过第一待测阅读器、交换机与计算机连接；第二阅读器天线依次通过第二待测阅读器、交换机与计算机连接；标签阵列设置在水平导轨的正下方。优选的，所述测试环境为全电波暗室。全电波暗室是一种六面都装有吸波材料的结构，可以很好的模拟自由空间，很好的克服半电波暗室的缺点。优选的，第一阅读器天线和第二阅读器天线分别通过导轨滑块滑动设置在所述水平导轨上。可以通过计算机控制导轨上滑块的位置来改变阅读器天线之间的距离。优选的，标签阵列设置在标签托板上，标签阵列内的标签均匀分布；标签阵列为标准标签Tn组成的阵列。优选的，第一阅读器天线和第二阅读器天线距离标签阵列所在平面的距离为2米。优选的，计算机、交换机、第一待测阅读器之间通过网线连接；第一待测阅读器、第一阅读器天线之间通过射频线缆连接；计算机、交换机、第二待测阅读器之间通过网线连接；第二待测阅读器、第二阅读器天线之间通过射频线缆连接。优选的，所述第一阅读器天线和第二阅读器天线均为8.5dBiC的圆极化天线。优选的，标签阵列内的标签呈90°角排列；所述标签阵列采用间隔20cm、16*32间隔或10cm、32*64的矩阵。为了降低标签天线之间的谐振，相邻标签呈90度角排列。针对读写器密集测试的三种不同情况，则通过调整第一阅读器天线和第二阅读器天线之间的距离D实现，具体距离的长度，需要根据具体的测试项目(待测干扰类型)决定。密集测试方法主要是调用阅读器厂商提供的软件接口获取并记录标签的读取速率，通过计算吞吐率方面的指标来判断读写器分别在标签密集和阅读器密集环境下的性能。由于阅读器-阅读器干扰可以通过合理设计发射天线布局来规避，所以本测试方法主要对阅读器-标签干扰以及隐藏终端干扰这两种在实际应用场景中更为常见的干扰进行测试。一种上述测试装置的工作方法，包括步骤如下：A、单阅读器多标签防碰撞性能测试；A1、将第一待测阅读器的IP地址设置为与计算机同一网段的预设IP地址，并初始化第一待测阅读器的工作状态；连接计算机与水平导轨；A2、安置标签阵列；将第一阅读器天线移动至标签阵列中心的正上方；A3、控制第一待测阅读器以最大发射功率进行3～5分钟的防碰撞模式读取，记录第一待测阅读器识读范围内第k个标签的吞吐率Tk，以及总标签吞吐率Tsum；其中，n为第一待测阅读器识读范围内的标签个数，Nk为第一待测阅读器识读范围内第k个标签的识读次数，t为测试时间；A4、更换不同标签密度的标签阵列，重复步骤A1-A3；A5、生成测试报告，所述测试报告包括第一待测阅读器在两种标签密度下的总标签吞吐率Tsum；多标签防碰撞的测试目的是考察单个待测读写器在面对多标签时的碰撞处理能力，将通过记录读写器对不同数量标签的读写情况，衡量读写器在标签密集情况下的性能。通常的标签阵数量分为：16*32(20cm间隔)或32*64(10cm间隔)的两种情况，通过更换标签托盘实现标签阵列的更换。最后通过标签读取率、读取速度参数，衡量读写器在密集标签情况下的性能。B、多阅读器单标签防碰撞性能测试；B1、将第一待测阅读器的IP地址设置为与计算机同一网段的预设IP地址，并初始化阅读器的工作状态；连接计算机与水平导轨；B2、安置单标签阵列；将第一阅读器天线移动至单标签阵列的正上方；B3、控制第一待测阅读器以最大发射功率进行3～5分钟的防碰撞模式读取，记录此标签的吞吐率T0；其中，N0为标签的识读次数，t为测试时间；B4、将第二阅读器天线移本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种RFID系统密集环境性能的测试装置，其特征在于，包括设置在测试环境内的水平导轨、第一阅读器天线、第二阅读器天线、标签阵列和设置在测试环境外的计算机、交换机、第一待测阅读器、第二待测阅读器；第一阅读器天线和第二阅读器天线分别滑动设置在水平导轨上；第一阅读器天线依次通过第一待测阅读器、交换机与计算机连接；第二阅读器天线依次通过第二待测阅读器、交换机与计算机连接；标签阵列设置在水平导轨的正下方。

【技术特征摘要】
1.一种RFID系统密集环境性能的测试装置，其特征在于，包括设置在测试环境内的水平导轨、第一阅读器天线、第二阅读器天线、标签阵列和设置在测试环境外的计算机、交换机、第一待测阅读器、第二待测阅读器；第一阅读器天线和第二阅读器天线分别滑动设置在水平导轨上；第一阅读器天线依次通过第一待测阅读器、交换机与计算机连接；第二阅读器天线依次通过第二待测阅读器、交换机与计算机连接；标签阵列设置在水平导轨的正下方。2.根据权利要求1所述的RFID系统密集环境性能的测试装置，其特征在于，所述测试环境为全电波暗室。3.根据权利要求1所述的RFID系统密集环境性能的测试装置，其特征在于，第一阅读器天线和第二阅读器天线分别通过导轨滑块滑动设置在所述水平导轨上。4.根据权利要求1所述的RFID系统密集环境性能的测试装置，其特征在于，标签阵列设置在标签托板上，标签阵列内的标签均匀分布；标签阵列为标准标签Tn组成的阵列。5.根据权利要求1所述的RFID系统密集环境性能的测试装置，其特征在于，第一阅读器天线和第二阅读器天线距离标签阵列所在平面的距离为2米。6.根据权利要求1所述的RFID系统密集环境性能的测试装置，其特征在于，计算机、交换机、第一待测阅读器之间通过网线连接；第一待测阅读器、第一阅读器天线之间通过射频线缆连接；计算机、交换机、第二待测阅读器之间通过网线连接；第二待测阅读器、第二阅读器天线之间通过射频线缆连接。7.根据权利要求1所述的RFID系统密集环境性能的测试装置，其特征在于，所述第一阅读器天线和第二阅读器天线均为8.5dBiC的圆极化天线。8.根据权利要求1所述的RFID系统密集环境性能的测试装置，其特征在于，标签阵列内的标签呈90°角排列；所述标签阵列采用间隔20cm、16*32或10cm、32*64的矩阵。9.一种如权利要求1-8任意一项所述测试装置的工作方法，其特征在于，包括步骤如下：A、单阅读器多标签防碰撞性能测试；A1、将第一待测阅读器的IP地址设置为与计算机同一网段的预设IP地址，并初始化第一待测阅读器的工作状态；连接计算机与水平导轨；A2、安置标签阵列；将第一阅读器天线移动至标签阵列中心的正上方；A3、控制第一待测阅读器以最大发射功率进行3～5分钟的防碰撞模式读取，记录第一待测阅读器识读范围内第k个标签的吞吐率Tk，以及总标签吞吐率Tsum；其中，n为第一待测阅读器识读范围内的标签个数，Nk为第一待测阅读器识读范围内第k个标签的识读次数，t为测试时间；A4、更换不同标签密度的标签阵列，重复步骤A1-A3；A5、生成测试报告，所述测试报告包括第一待测阅读器在两种标签密度下的总标签吞吐率Tsum；B、多阅读器单标签防碰撞性能测试；B1、将第一待测阅读器的IP地址设置为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪君，王露，许建华，马良，杨阳，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37