朱晨++陳成新++李智

摘 要：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及推廣，針對RFID測試業(yè)務(wù)的增長，設(shè)計了一種RFID自動測試系統(tǒng)。文中介紹了系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、測試軟件的模塊與流程圖以及數(shù)據(jù)庫設(shè)計方案。該系統(tǒng)能夠完成對RFID射頻指標(biāo)的自動測試工作，提高測試人員的工作效率。

關(guān)鍵詞：RFID；自動測試；數(shù)據(jù)庫；物聯(lián)網(wǎng)

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

0 引 言

隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展日益壯大，無線射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)已經(jīng)在人們的日常生活中得到廣泛應(yīng)用，其測試與檢測技術(shù)也在不斷發(fā)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(jié)果的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，RFID自動測試系統(tǒng)也成為研究熱點(diǎn)之一。

RFID自動測試系統(tǒng)的主要功能是提供RFID射頻指標(biāo)的自動測試，通過計算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)對測試設(shè)備和被測設(shè)備的高效控制，模塊化軟件設(shè)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(fù)雜度[1]。

1 系統(tǒng)介紹

RFID自動測試系統(tǒng)的主體是測試軟件。該測試軟件具有自動控制測試設(shè)備、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析處理和生成報告的功能。測試軟件可以與測試設(shè)備、被測設(shè)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(shè)置等信息，還可調(diào)用或驅(qū)動測試設(shè)備、被測設(shè)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(shè)備與被測設(shè)備的控制軟件進(jìn)行設(shè)置并發(fā)送命令。測試軟件中預(yù)置了常規(guī)RFID測試模板，用戶可以根據(jù)測試需要編輯測試模板，調(diào)用、組合預(yù)設(shè)的測試項(xiàng)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(jié)果并保存。數(shù)據(jù)庫中記錄了所有測試信息，可以方便的查詢?yōu)g覽。測試結(jié)束后，系統(tǒng)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(tǒng)的基本情況如下：

（1）硬件：計算機(jī)、泰克實(shí)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(tǒng)軟件、泰克實(shí)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(xiàng)目：輸出頻率、輸出信號頻譜模板、載波頻率容限、占用帶寬、發(fā)射功率、鄰道功率泄漏比、雜散發(fā)射、最大駐留時間、讀寫器數(shù)據(jù)編碼、射頻包絡(luò)、前同步碼和幀同步。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

計算機(jī)通過GPIB總線、網(wǎng)線與RSA3408A頻譜儀相連。其中，頻譜儀與頻譜儀控制軟件通過網(wǎng)線通信，頻譜儀與自動測試系統(tǒng)通過GPIB總線通信。讀寫器通過控制線路與計算機(jī)相連，控制線路可以是網(wǎng)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(tǒng)硬件連接圖如圖1所示[2]。

3 軟件設(shè)計

RFID自動測試系統(tǒng)采用通用的small talk模型，分為表示層、控制層、數(shù)據(jù)層。

（1）表示層為顯示邏輯部分，實(shí)現(xiàn)與測試人員的交互功能；

（2）控制層為事務(wù)處理邏輯部分，進(jìn)行控制命令發(fā)送和數(shù)據(jù)接收、處理；

（3）數(shù)據(jù)層為數(shù)據(jù)存儲邏輯部分，主要功能是數(shù)據(jù)的存儲和讀取[3]。

RFID測試系統(tǒng)的軟件包含以下部分：

（1）測試軟件。在開發(fā)過程中，表示層和控制層作為系統(tǒng)的應(yīng)用軟件聯(lián)合開發(fā)，能夠控制關(guān)聯(lián)的其他程序如頻譜儀控制軟件、讀寫器控制程序等，還可實(shí)現(xiàn)與用戶的交互功能。

（2）數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫即邏輯模型中的數(shù)據(jù)層。用以存儲測試模板、測試項(xiàng)目、測試參數(shù)等基本信息和測試數(shù)據(jù)。

（3）必需組件。鏈接軟件與數(shù)據(jù)庫的動態(tài)鏈接庫、與儀器控制軟件之間交互的測試驅(qū)動程序等。

模塊設(shè)計以及調(diào)用流程如圖2所示。

根據(jù)系統(tǒng)要求，測試系統(tǒng)的前端軟件，即界面部分的開發(fā)工具采用.NET Framework與C#，后臺數(shù)據(jù)庫采用小型數(shù)據(jù)庫Access。程序驅(qū)動采用C#封裝儀器廠商提供的遠(yuǎn)程控制命令，并采用Agilent公司的IO library進(jìn)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(tǒng)的流程圖如圖3所示。

4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫是整個系統(tǒng)的核心部分之一，負(fù)責(zé)存儲預(yù)置的測試模板，其中包含默認(rèn)的測試項(xiàng)目、測試參數(shù)、性能指標(biāo)等信息，在測試過程中存儲測試數(shù)據(jù)和經(jīng)過數(shù)據(jù)處理的測試結(jié)果，支持測試人員對各類信息的查詢、瀏覽與調(diào)用。

數(shù)據(jù)庫的建模通常由實(shí)體關(guān)系圖（E-R圖）入手。E-R圖是指以實(shí)體、聯(lián)系、屬性3個基本概念概括數(shù)據(jù)的基本結(jié)構(gòu)，從而描述靜態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的模式。

在RFID自動測試系統(tǒng)中，軟件定義的主要數(shù)據(jù)如下：

（1）測試項(xiàng)目表

內(nèi)容：存放所有測試項(xiàng)目，每個項(xiàng)目都有對應(yīng)編號。

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

主鍵：項(xiàng)目序號。

（2）性能指標(biāo)表

內(nèi)容：用上下限的方式存放測試數(shù)據(jù)的最大允許誤差或性能指標(biāo)。

說明：每個測試子項(xiàng)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(xiàng)目，不同制造商的指標(biāo)可能各不相同，即使同一制造商生產(chǎn)的儀器因型號不同，裝載了不同選件，其性能指標(biāo)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(nèi)容：記錄設(shè)備制造廠商、型號規(guī)格、出廠編號、控制軟件版本、選件版本等信息。

說明：該表的數(shù)據(jù)內(nèi)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(biāo)表相關(guān)聯(lián)。

主鍵：出廠編號。

（4）測試參數(shù)信息表

內(nèi)容：記錄各測試項(xiàng)目在測試時設(shè)置的參數(shù)名稱與限制要求。

說明：與測試項(xiàng)目表相關(guān)聯(lián)，每個大項(xiàng)建立一張表格，大項(xiàng)包括許多子項(xiàng)目，子項(xiàng)目的名稱放入?yún)?shù)信息表中。測試項(xiàng)目的參數(shù)表格中放置測試的設(shè)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(dāng)程序運(yùn)行到所選的測試項(xiàng)目界面時，被選中的測試項(xiàng)目的參數(shù)信息會顯示出來并賦值給相應(yīng)的變量。

主鍵：無。

（5）測試報告記錄表

內(nèi)容：記錄生成的測試報告信息，包括報告編號、測試環(huán)境、測試設(shè)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(jié)果XML表

內(nèi)容：XML表中記錄設(shè)備的制造商信息、測試日期、測試結(jié)果。測試結(jié)果包括合格判定，即測試通過/未通過。

說明：每臺設(shè)備的測試數(shù)據(jù)生成一個XML格式表格，保存在XML結(jié)果文件夾中。XML表由兩層書簽構(gòu)成，第一層書簽記錄測試基本信息，第二層書簽記錄測試項(xiàng)目的結(jié)果數(shù)據(jù)。標(biāo)簽的屬性值記錄測試項(xiàng)目是否通過。

主鍵：XML文件無主鍵。

5 結(jié) 語

本RFID自動測試系統(tǒng)可以自動完成對大部分射頻指標(biāo)的測試工作，提高測試人員的工作效率，降低測試復(fù)雜度，保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性與可重復(fù)性。此外，模塊化的軟件設(shè)計還具有擴(kuò)展性強(qiáng)，可移植性高等優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)檢測任務(wù)的需要，還可以擴(kuò)展連接更多的測試設(shè)備，進(jìn)一步擴(kuò)展測試項(xiàng)目。

參考文獻(xiàn)

[1]劉巖.RFID通信測試技術(shù)及應(yīng)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(wǎng)技術(shù)，2012（1）：84-89.

[3]蔡楠楠.符合ISO/IEC14443標(biāo)準(zhǔn)的RFID信號測試系統(tǒng)軟件的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)[D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2015.