一種射頻識別自動測試系統的設計方案

朱晨++陳成新++李智

摘 要：隨著物聯網技術的普及推廣，針對RFID測試業務的增長，設計了一種RFID自動測試系統。文中介紹了系統的基本結構、測試軟件的模塊與流程圖以及數據庫設計方案。該系統能夠完成對RFID射頻指標的自動測試工作，提高測試人員的工作效率。

關鍵詞：RFID；自動測試；數據庫；物聯網

中圖分類號：TN92 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2016）11-00-02

0 引 言

隨著物聯網產業的發展日益壯大，無線射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術已經在人們的日常生活中得到廣泛應用，其測試與檢測技術也在不斷發展與完善。為了滿足逐步增長的批量檢測需求，提高測試人員的工作效率，保障測試結果的準確性和可重復性，RFID自動測試系統也成為研究熱點之一。

RFID自動測試系統的主要功能是提供RFID射頻指標的自動測試，通過計算機軟件實現對測試設備和被測設備的高效控制，模塊化軟件設計使得測試流程集成化，可最大程度的降低測試人員的工作量與操作復雜度[1]。

1 系統介紹

RFID自動測試系統的主體是測試軟件。該測試軟件具有自動控制測試設備、數據采集、數據分析處理和生成報告的功能。測試軟件可以與測試設備、被測設備的控制軟件通信，自動讀取儀器型號、軟件版本、選件版本、儀器基本設置等信息，還可調用或驅動測試設備、被測設備的控制軟件，測試人員可以方便的在測試軟件上直接對測試設備與被測設備的控制軟件進行設置并發送命令。測試軟件中預置了常規RFID測試模板，用戶可以根據測試需要編輯測試模板，調用、組合預設的測試項目，靈活定制測試計劃。在測試過程中，測試人員可以同步在測試軟件的界面上看到測試結果并保存。數據庫中記錄了所有測試信息，可以方便的查詢瀏覽。測試結束后，系統自動生成測試報告供測試人員瀏覽與打印。

RFID自動測試系統的基本情況如下：

（1）硬件：計算機、泰克實時頻譜分析儀RSA3408A、GPIB卡、射頻電纜、衰減器及其他測試配件。

（2）軟件：RFID自動測試系統軟件、泰克實時頻譜分析儀控制軟件RSAVu、Agilent IO libraries套件、讀寫器控制程序。

（3）測試項目：輸出頻率、輸出信號頻譜模板、載波頻率容限、占用帶寬、發射功率、鄰道功率泄漏比、雜散發射、最大駐留時間、讀寫器數據編碼、射頻包絡、前同步碼和幀同步。

2 系統結構

計算機通過GPIB總線、網線與RSA3408A頻譜儀相連。其中，頻譜儀與頻譜儀控制軟件通過網線通信，頻譜儀與自動測試系統通過GPIB總線通信。讀寫器通過控制線路與計算機相連，控制線路可以是網線、串口通信線等。讀寫器天線的輸出端口通過射頻線纜、衰減器與頻譜儀的射頻輸入端相連。

RFID自動測試系統硬件連接圖如圖1所示[2]。

3 軟件設計

RFID自動測試系統采用通用的small talk模型，分為表示層、控制層、數據層。

（1）表示層為顯示邏輯部分，實現與測試人員的交互功能；

（2）控制層為事務處理邏輯部分，進行控制命令發送和數據接收、處理；

（3）數據層為數據存儲邏輯部分，主要功能是數據的存儲和讀取[3]。

RFID測試系統的軟件包含以下部分：

（1）測試軟件。在開發過程中，表示層和控制層作為系統的應用軟件聯合開發，能夠控制關聯的其他程序如頻譜儀控制軟件、讀寫器控制程序等，還可實現與用戶的交互功能。

（2）數據庫。數據庫即邏輯模型中的數據層。用以存儲測試模板、測試項目、測試參數等基本信息和測試數據。

（3）必需組件。鏈接軟件與數據庫的動態鏈接庫、與儀器控制軟件之間交互的測試驅動程序等。

模塊設計以及調用流程如圖2所示。

根據系統要求，測試系統的前端軟件，即界面部分的開發工具采用.NET Framework與C#，后臺數據庫采用小型數據庫Access。程序驅動采用C#封裝儀器廠商提供的遠程控制命令，并采用Agilent公司的IO library進行GPIB控制。這樣可以避免程序接口與測試主程序不兼容的問題。RFID自動測試系統的流程圖如圖3所示。

4 數據庫設計

數據庫是整個系統的核心部分之一，負責存儲預置的測試模板，其中包含默認的測試項目、測試參數、性能指標等信息，在測試過程中存儲測試數據和經過數據處理的測試結果，支持測試人員對各類信息的查詢、瀏覽與調用。

數據庫的建模通常由實體關系圖（E-R圖）入手。E-R圖是指以實體、聯系、屬性3個基本概念概括數據的基本結構，從而描述靜態數據結構的模式。

在RFID自動測試系統中，軟件定義的主要數據如下：

（1）測試項目表

內容：存放所有測試項目，每個項目都有對應編號。

說明：分為兩張表，一張存放主測試項目，一張存放子測試項目，兩者之間通過編號可以相互查詢與對應。

主鍵：項目序號。

（2）性能指標表

內容：用上下限的方式存放測試數據的最大允許誤差或性能指標。

說明：每個測試子項目的最大限值與最小限值分兩列保存。對于同一個測試子項目，不同制造商的指標可能各不相同，即使同一制造商生產的儀器因型號不同，裝載了不同選件，其性能指標也可能不同，需要編號分別存儲。

主鍵：無。

（3）被測儀器信息表

內容：記錄設備制造廠商、型號規格、出廠編號、控制軟件版本、選件版本等信息。

說明：該表的數據內容一部分可以通過儀器控制程序直接讀取，一部分需要測試人員在測試界面直接輸入。儀器的制造商、型號、選件版本等和儀器的性能指標表相關聯。

主鍵：出廠編號。

（4）測試參數信息表

內容：記錄各測試項目在測試時設置的參數名稱與限制要求。

說明：與測試項目表相關聯，每個大項建立一張表格，大項包括許多子項目，子項目的名稱放入參數信息表中。測試項目的參數表格中放置測試的設置信息，例如雜散測試中存放起始和終止頻率范圍，鄰道功率泄漏比中存放主信道和相鄰信道的頻譜寬度。當程序運行到所選的測試項目界面時，被選中的測試項目的參數信息會顯示出來并賦值給相應的變量。

主鍵：無。

（5）測試報告記錄表

內容：記錄生成的測試報告信息，包括報告編號、測試環境、測試設備等。

說明：生成報告時需要測試人員填寫報告的基本信息。

主鍵：報告編號，每生成一份，自動加1。

（6）測試結果XML表

內容：XML表中記錄設備的制造商信息、測試日期、測試結果。測試結果包括合格判定，即測試通過/未通過。

說明：每臺設備的測試數據生成一個XML格式表格，保存在XML結果文件夾中。XML表由兩層書簽構成，第一層書簽記錄測試基本信息，第二層書簽記錄測試項目的結果數據。標簽的屬性值記錄測試項目是否通過。

主鍵：XML文件無主鍵。

5 結 語

本RFID自動測試系統可以自動完成對大部分射頻指標的測試工作，提高測試人員的工作效率，降低測試復雜度，保證測試結果的準確性與可重復性。此外，模塊化的軟件設計還具有擴展性強，可移植性高等優點，根據檢測任務的需要，還可以擴展連接更多的測試設備，進一步擴展測試項目。

參考文獻

[1]劉巖.RFID通信測試技術及應用[M].北京：人民郵電出版社，2010.

[2]馬志剛.RFID測試解決方案[J].電信網技術，2012（1）：84-89.

[3]蔡楠楠.符合ISO/IEC14443標準的RFID信號測試系統軟件的設計和實現[D].濟南：山東大學，2015.