在實際應用中,RFID系統(tǒng)的應用要綜合考慮位置、距離、溫度、濕度、干擾等諸多影響系統(tǒng)性能的因素。未經(jīng)過測試的RFID系統(tǒng),系統(tǒng)整體性能不明確,可能會影響實際應用效果,甚至打擊最終用戶對RFID技術本身的信心。不同的無線信號傳播方式需要不同的測試設備支持,并且要采用不同的方法。ISO/IEC 18047-3定義了用于物品管理的RFID標簽的性能特性的測試方法,規(guī)定了標簽性能的一般性要求和測試要求。下面對各個具體測試內(nèi)容進行分析。
閱讀器性能測試,閱讀器的核心指標是靈敏度(包含載波抵消)和輸出功率,當大家選型時會發(fā)現(xiàn),閱讀器供應商的射頻參數(shù)都差不多,那么怎么樣才能知道閱讀器的性能好壞呢?閱讀器的輸出功率在符合射頻指標認證規(guī)范的前提下,需要對其輸出功率的大小、精度以及工作頻率的精度進行測試。這些參數(shù)的測量需要一臺專用設備—頻譜分析儀。
頻譜分析儀是研究電信號頻譜結構的儀器,用于信號失真度、調(diào)制度、譜純度、頻率穩(wěn)定度和交調(diào)失真等信號參數(shù)的測量,可用以測量放大器和濾波器等電路系統(tǒng)的某些參數(shù),是一種多用途的電子測量儀器。它又可稱為頻域示波器、跟蹤示波器、分析示波器、諧波分析器、頻率特性分析儀或傅里葉分析儀等。測試結果需要關注的主要有三個參數(shù),分別是:輸出的最大功率,一般情況下輸出功率越大工作距離越遠;功率精度,實測功率與設置功率差值越小越好;頻率精度,實測頻率與設置頻率差值越小越好。
閱讀器的靈敏度測試,超高頻RFID系統(tǒng)中的閱讀器靈敏度與載波泄漏關系很大,單純的通過閱讀器讀取標簽的距離無法評測閱讀器的靈敏度,因為系統(tǒng)中一般情況下為標簽能量受限,對于閱讀器的靈敏度沒有指導意義。實際上閱讀器的靈敏度對比是與其載波抵消能力的對比,需要充分考慮不同載波泄漏下的靈敏度。市面上有一些閱讀器測試靈敏度測試的專用設備,其方法為虛擬一個電子標簽改變負載調(diào)制的強度,從而測試閱讀器的靈敏度。然而閱讀器靈敏度的關鍵點在于載波抵消功能,當配套性能良好的閱讀器天線時,其靈敏度一定非常好,即使專用設備測試出靈敏度數(shù)值也沒有意義,因為對于整個系統(tǒng)的工作距離沒有任何影響。該測試的重點是構造一個不同載波泄漏的環(huán)境,在此環(huán)境下測試靈敏度。
多標簽性能測試,多標簽性能是閱讀器的重要指標,但如何評測多標簽效果在行業(yè)中一直缺乏有效的方式,許多銷售人員口中鼓吹的多標簽性能已經(jīng)成為一門玄學。多標簽性能主要是由閱讀器的靈敏度和多標簽算法決定。主要評測標準為兩項,對于大量標簽場景的讀全率以及讀全標簽所需要的時間。
多標簽測試最大的缺點是沒有一套測試標準,不同的用戶無法重現(xiàn)測試結果。只有在一些多標簽的應用中,幾家閱讀器廠商進行PK的時候會在固定的場景中反復測試。當這個場景中的標簽或擺放位置發(fā)生變化時,之前的測試數(shù)據(jù)就沒有參考價值了,必須重新開始測試。因此提出兩種測試方法,第一種是利用標簽板的測試環(huán)境,測試環(huán)境單一,對于實際場景的重現(xiàn)性較弱;第二種PCB板測試環(huán)境,可以做多種設置,對不同應用場景的重現(xiàn)性較好。
標簽性能測試,在超高頻RFID領域,標簽的測試內(nèi)容非常多,包括Inlay芯片的推力測試,標簽的防水防潮測試,高低溫沖擊測試等,其中最受關注的是標簽的性能測試。標簽的性能最簡單的體現(xiàn)是標簽能讀多遠,深層次的理解是這個標簽使用在不同物體上時,其靈敏度的頻率曲線是怎么樣的(靈敏度可以換算讀取距離)。為了能夠更準確的測試標簽的性能,需要在特定的環(huán)境中使用專用設備對標簽進行測試,同時還需要具備對批量的標簽進行性能篩選的功能,因此出現(xiàn)了微波暗室和標簽性能測試儀。標簽的性能測試是為了了解標簽能工作多遠,憑直覺這個參數(shù)應該與標簽芯片選型、標簽天線設計、閱讀器天線增益、工作頻率等有關系。標簽的性能一般指標簽的靈敏度和反向散射的調(diào)制深度,其中最重要的是靈敏度。標簽性能的參數(shù)都無法通過設備直接獲取,需要配合閱讀器設備通過間接計算獲得。
標簽性能測試設備Voyantic,基于普通閱讀器開發(fā)的標簽性能測試設備具有幾個嚴重問題:普通閱讀器的工作頻率受限,一般不支持800MHz到1000MHz的全頻帶工作。普通閱讀器并非寬帶匹配,其靈敏度在全頻帶不均勻。普通閱讀器的輸出功率一般步進為1dB,且誤差1dB,無法作為測試設備的級別。閱讀器天線在全頻段的增益并不固定,且不具有每個頻點的天線增益參數(shù)(靈敏度計算需要)。
標簽一致性測試,Tagformance設備是應用于實驗室測試的,主要用于開發(fā)和驗證標簽的性能。當大批量標簽需要出貨時,就需要標簽一致性測試設備和方法。標簽的一致性其實說的是標簽的性能一致性,需要篩選符合要求的標簽,濾除掉不符合要求的標簽。一致性測試與標簽性能研發(fā)測試的要求不同,它不需要獲得標簽具體的靈敏度數(shù)值,只關心標簽的是否符合要求;一致性測試要求快速的測試,一般測試時間小于1s,而性能研發(fā)測試對于測試時間不關心,一般為幾十秒或幾分鐘。