跨越RFID测试挑战加速物联网发展

　　物联网遥不可及还是近在咫尺?工信部电信研究院在2011年5月发布的物联网白皮书中预计，“十二五”期末中国物联网相关产业规模将达到5,000多亿元，形成万亿元级规模的时间节点预计在“十三五”后期。

　　正如中国电子学会物联网专家委员会副主任陈章龙教授日前在深圳2011国际物联网发展高峰论坛上指出的：“物联网还要7-8年后才能找到大规模应用的商业模式。”可见，虽然物联网概念广泛流传，但由于行业标准规范缺失、核心技术缺位、成本高、应用模式不成熟、统筹规划和管理缺乏等障碍，该产业短期内在整体上还难以快速增长。

　　不过业内人士普遍认为，在部分闭环行业应用领域如物流、交通、电力等，物联网还是拥有较为迫切的市场需求，并已引发部分物联网技术如作为物联网“触角”的RFID技术的大规模应用，特别是在目前政府的大力支持下，“触角”无疑成为现阶段的“主角”。

　　“物联网的应用范围比较广，但不管哪个细分领域都要用到RFID技术，我们在各种物联网展会上看到RFID上下游企业在大唱主角儿，不少RFID的研发企业和项目也率先获得今年国家物联网专项基金的扶持。”泰克公司高级应用工程师曾志在本次物联网高峰论坛的演讲开场白中表示，“因此，从技术开发的角度来说，解决RFID设计和应用面临的挑战是现阶段物联网产业的首要任务之一。”

　　图1：泰克公司高级应用工程师曾志在阐述实时信号分析仪(RTSA)和MDO混合域示波器在物联网测试中的应用。

　　RFID的信号特点即是难点

　　中国目前已形成基本齐全的物联网产业体系，众所周知，在网络通信相关技术和产业支持能力方面，中国与国外的差距已相对较小，但传感器、RFID等感知端制造产业、高端软件与集成服务与国外差距还很大。

　　正是RFID信号的特点决定了RFID芯片和系统开发与测试的难点所在。泰克公司的曾志在演讲中分析道，RFID主要由三部分组成：读写器，应答器(标签)，以及天线，读写器和标签靠天线交换信息。RFID信号是间歇性微功率发射，有些标准还会有跳频信号，而且存在多标准和多制式的局面：1.不同的标准使用不同的频段(LF，HF，UHF，2.4GHz，5.8GHz等);2.采用不同的调制方式，如ASK，BPSK，FSK等;3.不同标准有着不同的编码方式如NRZ，Miller，FM0，PIE等。

　　“目前被较多厂商支持的RFID常见标准包括ISO15693(邻近式非接触)、ISO14443(接近式非接触)、以及EPC Class1 Generation2(新一代超高频RFID无线接口标准，等同于ISO18000-6C)，在中国还制定了针对交通运输应用的‘免停车自动收费系统’标准——ETC China。”曾志介绍说，“这些标准的载波频段、RF接口参数各不相同，而且EPC Class1 Generation2的900MHz UHF 频段的频率范围还由各国政府部门制定。”

　　图2：EPC Class1 G2的900MHz UHF 频段范围在各国的分配情况不一。

　　另外，由于RFID采用无线传输方式，再加上实际工作环境复杂，存在竞争、冲突和干扰问题。因此，RFID信号测试项目很多：包括许多和时间相关的参数，如读写器和标签发射机响应时间参数、跳频时间、码元周期等，还包括频域指标、调制域指标等。

　　曾志总结了RFID测试面临的主要挑战：

　　读写器测试

　　- 需要能够准确、快速地捕获RFID的间歇性突发信号;

　　- 需要兼容多种调制和解码方式及标准;

　　- 需要时域频域和调制域的联合分析，时间相关测量 (如标签读取的时序);

　　- 需要强大的频域触发功能，捕获频域上的特定信号(如干扰);

　　- 跳频信号捕获(触发)和解调分析。

　　标签测试

　　- 需要对微弱信号的测量和分析能力;

　　- 需要兼容多种调制和解码方式，自动解调和解码

　　系统测试

　　- 密集环境下的交互和抗干扰测试;

　　- 一致性(互通性)测试;

　　- 系统读写周期分析;

　　- 解码和信令测试;

　　- 需要长存储，存储多个完整的读写周期，便于对读写状态分析。

　　“能实时、准确捕获RFID间歇性信号，支持多标准、多域分析功能等，这是相应信号分析设备应对上述三个方面测试挑战所要具备的特性。”曾志指出，“泰克基于DPX专利技术的实时信号分析仪(RTSA)系列以及最新推出的集成频谱分析仪的混合域示波器MDO4000系列为RFID研发、现场和认证测试提供了强大的解决方案平台。”

　　图3：实时频谱分析仪和传统频谱分析仪的区别。