RFID已經(jīng)成為IT領(lǐng)域的熱點，許多國家都在不遺余力地推廣這種技術(shù)。然而，盡管RFID技術(shù)在各行各業(yè)中正逐步為人們所認(rèn)識和重視，但它還是未能走向大規(guī)模應(yīng)用，仍局限于小范圍的示范應(yīng)用。造成這種現(xiàn)狀的根本原因在于，無論RFID技術(shù)本身還是基于這項技術(shù)所衍生出的各種應(yīng)用系統(tǒng)都還存在著尚未解決的問題。這些棘手的問題制約了RFID技術(shù)在眾多行業(yè)中應(yīng)用的全面展開。因此，在實際應(yīng)用前對RFID系統(tǒng)和應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行測試，就會降低RFID在企業(yè)中部署和應(yīng)用的困難，從而有助于促進(jìn)整個RFID產(chǎn)業(yè)鏈的形成和發(fā)展。

RFID系統(tǒng)測試通過模擬應(yīng)用環(huán)境，對國際、國內(nèi)的RFID設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一環(huán)境的測試，目的是為企業(yè)實施RFID技術(shù)提供參考依據(jù)，并為RFID產(chǎn)品和方案的設(shè)計提供指導(dǎo)，方便RFID生產(chǎn)和科研單位加速RFID科技成果的轉(zhuǎn)化進(jìn)程，完善我國已初步形成的RFID產(chǎn)業(yè)鏈，推動RFID技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用的發(fā)展。

RFID系統(tǒng)測試通過提出RFID技術(shù)的系列測試方法，建立開放式RFID軟硬件產(chǎn)品的聯(lián)合測試平臺，制定系列RFID軟硬件產(chǎn)品測試標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，形成RFID技術(shù)的測試標(biāo)準(zhǔn)體系，滿足RFID技術(shù)研究測試、應(yīng)用測試等公共服務(wù)需求。

從國際國內(nèi)RFID測試技術(shù)發(fā)展的動向來看，RFID測試技術(shù)將由功能測試向性能測試發(fā)展。性能測試如: 測試標(biāo)簽的一致性、物理特性、讀取距離、讀取角度、動態(tài)讀取率、調(diào)制深度、可靠性、貼附強度、材料特性（阻燃性、扭曲特性、變形特性、溫度穩(wěn)定性、濕度等）、環(huán)境適應(yīng)性（抗磁場、抗靜電、抗紫外線、抗X射線、抗靜電、交變磁場、交變電場、振動、波形失真）、使用壽命等; 測試讀寫器的覆蓋范圍、發(fā)射功率、發(fā)射頻譜、協(xié)議符合性、抗干擾特性、外觀結(jié)構(gòu)、電源適應(yīng)能力、噪聲、安全、EMC無線電干擾、可靠性、工作溫度、EMS輻射敏感度、環(huán)境適應(yīng)性（振動、沖擊、碰撞、耐電強度等）、對標(biāo)簽的適應(yīng)性、使用壽命等; 測試讀寫器空間布局的合理性、系統(tǒng)動態(tài)性能（如傳送帶，分揀系統(tǒng)），特殊環(huán)境（金屬，液體）下系統(tǒng)性能，系統(tǒng)安全性，可靠性等。

RFID系統(tǒng)測試的流程、規(guī)范和方法

研究RFID測試技術(shù)，最重要的是研究RFID系統(tǒng)測試的流程、規(guī)范及其方法。根據(jù)國內(nèi)外最新研究進(jìn)展，我們總結(jié)了測試流程及方法的總體結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示。

根據(jù)總體結(jié)構(gòu)圖，設(shè)計流程及方法具體如下:

在每個托盤上貼上具有惟一編碼的射頻標(biāo)簽，用讀寫器識別各個托盤。三種閱讀模式如圖2所示。需要說明的是: 在端口閱讀模式中，靜態(tài)閱讀方式是指端口天線固定，由遠(yuǎn)及近調(diào)整托盤到端口的距離，在某一位置上端口天線可以識別出射頻標(biāo)簽時，端口天線到托盤的距離即為端口天線的閱讀距離（Read Range）; 而動態(tài)閱讀方式則是指端口天線固定，以人工步行速度或者傳送帶上可調(diào)速度通過端口時，端口天線對托盤的識別性能（是否可讀？如果可讀，Read Range的變化）。

包裝箱級識別（case level）

1．單個包裝箱識別

包裝箱貼上具有惟一編碼的射頻標(biāo)簽，放置于托盤上面，用讀寫器識別包裝箱。三種閱讀模式均與托盤級識別相同。

每個包裝箱貼上具有惟一編碼的射頻標(biāo)簽，將多個包裝箱同時放置于托盤上面，用讀寫器識別各個包裝箱?？梢宰R別出的包裝箱的數(shù)目占所有包裝箱數(shù)目的百分?jǐn)?shù)稱為閱讀率。三種閱讀模式中通過測試包裝箱的閱讀率衡量其性能。需要注意的是: 每種閱讀模式下，通過改變各個包裝箱的擺放位置，調(diào)整各個標(biāo)簽的擺放位置，觀測性能的變化，如圖3～5所示各種情況: 圖3與圖4相比，標(biāo)簽離托盤外沿的平均距離較遠(yuǎn)，圖5中，兩個包裝箱上的標(biāo)簽相鄰。而在端口識別模式的靜態(tài)識別中，端口天線固定，由遠(yuǎn)及近調(diào)整托盤到端口的距離，在某一位置上端口天線對射頻標(biāo)簽有100%的閱讀率時，端口天線到托盤的距離即為端口天線的閱讀距離。

單品級識別（item level）

托盤上有三種貨品排列形式，均勻的貨品排列、復(fù)合的貨品排列、異質(zhì)的貨品排列。這三種貨品排列形式互補而又呈現(xiàn)復(fù)雜度上的遞增，比較它們在下述各種測試情況下讀

1．均勻的貨品排列

包裝箱中的各個單品上貼上具有惟一編碼的射頻標(biāo)簽，用讀寫器識別單品?？梢宰R別出單品的數(shù)目占所有單品數(shù)目的百分?jǐn)?shù)稱為閱讀率。分別在三種閱讀模式閱讀中通過測試單品的閱讀率衡量其性能。需要注意的是: 每種閱讀模式下，通過使用不同材料和包裝的單品，觀測讀寫器性能的變化; 通過改變標(biāo)簽的放置，觀測讀寫器性能的變化。

2．復(fù)合的貨品排列

同均勻的貨品排列。

3．異質(zhì)的貨品排列

同均勻的貨品排列。

RFID測試規(guī)范

測試中需要對標(biāo)簽測試、讀寫器測試、空中接口一致性測試、協(xié)議一致性測試、中間件測試等進(jìn)行規(guī)范。

對于標(biāo)準(zhǔn)符合性測試，測試待測目標(biāo)是否符合某項國內(nèi)或國際標(biāo)準(zhǔn)（例如ISO18000標(biāo)準(zhǔn)）定義的空中接口協(xié)議。具體內(nèi)容包括讀寫器功能測試（讀寫器調(diào)制方式測試、讀寫器解調(diào)方式和返回時間測試、讀寫器指令測試）和標(biāo)簽功能測試（包括標(biāo)簽解調(diào)方式和返回時間測試，標(biāo)簽反應(yīng)時間測試，標(biāo)簽反向散射測試，標(biāo)簽返回位準(zhǔn)確率測試，標(biāo)簽返回速率測試等）。

對于可互操作性測試，測試待測設(shè)備與其他設(shè)備的協(xié)同工作能力。例如: 待測品牌的讀寫器對其他電子標(biāo)簽的讀寫能力，待測品牌的電子標(biāo)簽在其他讀寫器的有效工作距離范圍內(nèi)的讀寫特性，待測品牌的讀寫器讀取其他讀寫器寫入標(biāo)簽的數(shù)據(jù)等等。測試又可分為單讀寫器對單標(biāo)簽，單讀寫器對多標(biāo)簽，多讀寫器對單標(biāo)簽，多讀寫器對多標(biāo)簽等不同的環(huán)境。

對于性能測試具體內(nèi)容有RFID標(biāo)簽測試、RFID讀寫器測試和RFID系統(tǒng)測試。RFID標(biāo)簽測試包括工作距離測試、標(biāo)簽天線方向性測試、標(biāo)簽最小工作場強測試、標(biāo)簽返回信號強度測試、抗噪聲測試、頻帶寬度測試、各種環(huán)境下標(biāo)簽讀取率測試、標(biāo)簽讀取速度測試等; RFID讀寫器測試包括靈敏度測試，發(fā)射頻譜測試等; RFID系統(tǒng)測試包括電子標(biāo)簽和讀寫器，測試不同參數(shù)（改變標(biāo)簽的移動速度、附著材質(zhì)、數(shù)量、環(huán)境、方向、操作數(shù)據(jù)小、以及多標(biāo)簽的空間組合方案等）的系統(tǒng)通信距離、系統(tǒng)通信速率。

測試數(shù)據(jù)分析

RFID系統(tǒng)性能指標(biāo)評價體系系統(tǒng)性能指標(biāo)包括以下幾種:

Identification range（確認(rèn)范圍）

Identification rate（確認(rèn)率）

Read range（讀取范圍）

Read rate（讀取率）

Write range（寫入范圍）

Write rate（寫入率）

tag population（標(biāo)簽數(shù)量）

tags per second（指每秒可讀出標(biāo)簽的數(shù)目）

對于測試數(shù)據(jù)的分析，可以通過采用軟件如Matlab進(jìn)行繪制圖表進(jìn)行分析，找出雜亂的數(shù)據(jù)中的規(guī)律性。比如在單品級標(biāo)簽性能測試中，對于標(biāo)簽貼在不同單品上其性能的對比，可以通過先分別對標(biāo)簽在各種單品進(jìn)行測試，最后用軟件繪圖進(jìn)行對比。

RFID設(shè)備部署方案與系統(tǒng)架構(gòu)的仿真

隨著RFID系統(tǒng)的深入應(yīng)用，對于RFID設(shè)備部署方案和系統(tǒng)架構(gòu)的測試驗證已成為重要需求。RFID系統(tǒng)一般由兩級網(wǎng)絡(luò)組成，由標(biāo)簽、讀寫器組成的無線

仿真測試平臺提供圖形化的組件，提供虛擬讀寫器、標(biāo)簽、TCP/IP連接等各種組件，生成RFID部署方案和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)，通過內(nèi)置的RFID協(xié)議、無線組網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)仿真功能，對RFID設(shè)備部署方案測試其部署可行性，主要從RFID性能和約束兩方面進(jìn)行分析。對RFID網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)分析其服務(wù)性能，主要是采用負(fù)載測試的方法。在虛擬測試的基礎(chǔ)上，對關(guān)鍵性能結(jié)點再進(jìn)行場景實物測試，以保證測試結(jié)果的可信度。

仿真測試平臺內(nèi)容包括: RFID讀寫器、天線、標(biāo)簽及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的仿真模型，圖形化設(shè)備部署組態(tài)界面的開發(fā)，虛擬RFID環(huán)境的開發(fā)，RFID協(xié)議仿真的開發(fā)，RFID與傳感網(wǎng)絡(luò)，無線網(wǎng)絡(luò)的仿真開發(fā)。

仿真的基本步驟如下:

第一步，采用RFID標(biāo)簽建模工具，對電子標(biāo)簽單獨建模，分析標(biāo)簽的各種屬性（回波損耗、方向性等），選擇部分最優(yōu)設(shè)計待用;

第二步，對RFID讀寫器和天線建模，分析讀寫器和天線的各種屬性（讀取范圍、最快響應(yīng)時間等），選擇部分最優(yōu)設(shè)計待用;

第三步，建立RFID應(yīng)用環(huán)境的仿真，通過測試和經(jīng)驗數(shù)據(jù)給出該環(huán)境下多種材質(zhì)的電磁反射與吸收情況，給出應(yīng)用所能使用的部分最佳布局;

第四步，使用第三步所選擇的布局在應(yīng)用環(huán)境中部署第一、二步所選擇出的RFID讀寫器、天線和定義標(biāo)簽的參數(shù)(運動方向、速度、數(shù)量等);

第五步，建立網(wǎng)絡(luò)模型和通信協(xié)議，使得設(shè)備與設(shè)備之間、設(shè)備與業(yè)務(wù)邏輯模塊之間、業(yè)務(wù)邏輯模塊與上層應(yīng)用系統(tǒng)之間交互，完成對整個應(yīng)用的仿真;

第六步，對仿真進(jìn)行分析，評價該應(yīng)用模型的性能、效果、可能產(chǎn)生的瓶頸。

參數(shù)可控、可重構(gòu)現(xiàn)場物理應(yīng)用的測試環(huán)境

客觀性、可控性、可重構(gòu)、靈活性是建設(shè)可模擬現(xiàn)場物理應(yīng)用的測試環(huán)境的關(guān)鍵需求，配置先進(jìn)的測試儀器、輔助設(shè)備可在一定程度上保證測試結(jié)果的客觀性，通

實驗環(huán)境的基本單元包括:

門禁單元: 門禁單元由RFID讀寫器，可調(diào)整天線位置的門架等組成，可模擬物流的進(jìn)庫，出庫，人員進(jìn)出控制等場景。

傳送帶綜合測試單元: 傳送帶綜合測試單元由可調(diào)速傳送帶，傳送帶附屬天線架，天線架屏蔽罩，配套控制軟件系統(tǒng)等組成，可模擬生產(chǎn)領(lǐng)域的流水線，郵政的郵包分揀等所有涉及傳送帶的應(yīng)用場景。

機(jī)械手測試單元: 機(jī)械手測試單元主要由四自由度機(jī)械手組成，可模擬各種標(biāo)簽在一定空間范圍內(nèi)的移動。

高速測試單元: 高速測試單元主要由高速滑車組成，用于測試高速運動標(biāo)簽的讀取性能，可模擬高速公路上的不停車收費等應(yīng)用。

復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)測試單元: 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)測試單元主要由服務(wù)器、路由器、無線AP等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成，通過在這些設(shè)備的不同組合和設(shè)置，可模擬多種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，以驗證實際網(wǎng)絡(luò)是否可以承受RFID的海量數(shù)據(jù)。

智能貨架測試單元: 智能貨架測試單元主要由貨架、RFID設(shè)備、智能終端等組成，可測試倉庫中貨物的定位技術(shù)，零售業(yè)商品的自動補貨、智能導(dǎo)購系統(tǒng)。

集裝箱貨柜測試單元: 集裝箱貨柜測試單元由溫濕度可調(diào)的集裝箱、傳感器、GPRS、智能終端等組成，用于測試供應(yīng)鏈可視化系統(tǒng)，模擬監(jiān)測陸運，海運過程中運用RFID技術(shù)對集裝箱內(nèi)貨物的監(jiān)控。

例如在基本的供應(yīng)鏈場景下，運用門禁測試單元、傳送帶綜合測試單元、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)單元和機(jī)械手單元組合成一個完整的測試場景，如圖7所示。