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RFID干货专栏|40 协议符合性认证

来源: 发布时间:2022-06-27 15374 次浏览

经过20多年的努力发展,超高频RFID技术已经成为物联网的核心技术之一,每年的出货量达到了200亿的级别。在这个过程中,中国逐步成为超高频RFID标签产品的主要生产国,在对物联网发展的大力支持下,行业应用和整个生态的发展十分迅猛。然而,至今国内还没有一本全面介绍超高频RFID技术的书籍。

为了填补这方面的空缺,甘泉老师花费数年之功,撰写的新书《物联网UHF RFID技术、产品及应用》正式出版发布,本书对UHF RFID最新的技术、产品与市场应用进行了系统性的阐述,干货满满!RFID世界网得到了甘泉老师授权,在RFID世界网公众号特设专栏,陆续发布本书内容。

6.2 超高频RFID相关认证

超高频RFID的相关认证项目很多,其中最重要认证有三大类,分别是协议符合性认证、射频指标认证和标签性能认证。其中协议符合性认证主要认证标签芯片、标签或阅读器是否符合ECP Class1 Gen2协议,其目的是为了解决被认证设备与其他厂商的产品兼容性问题;射频指标认证是管理阅读器的输出信号是否符合一个或区域要求,只有符合认证,阅读器才可以在该区域销售和使用;标签性能认证是针对标签的性能指标的认证,符合一种类型的认证说明该标签可以胜任这类应用。

6.2.1 协议符合性认证

在超高频RFID领域,协议符合性认证只有EPC global认证,这也是最早的与超高频RFID相关的认证。

01、EPC global认证介绍

早在2005年,EPC global为全球四个RFID测试机构颁布了“EPC global全球网络测试中心”的认证,确保行业内的硬件产品经过测试且将遵循2004年12月修订的EPC global UHF Gen 2无线接口协议标准工作。获得这种认证资质的四个测试机构分别位于欧洲(麦德龙集团AG/GS1德国RFID测试中心),中国台湾(亚太RFID应用验测中心)和美国(金佰利公司Auto-ID感应科技性能测试中心,阿肯色州大学Sam M. Walton商学院信息科技研究学院RFID研究中心)。并且这些认证机构所在领域跨越了零售业、制造业、非盈利性学术界、商业机构以及第三方测试机构。EPC global认证最初的目的是帮助多个厂商找到自身协议符合性的问题,使所有厂商的阅读器和标签可以互联互通。

EPC global认证包含阅读器认证和标签(芯片)认证两类。其认证内容包括协议符合性测试、互操作性测试和性能测试三项内容,其中协议符合性测试和互操作性测试为必选项目,性能测试为可选项。

2005年9月14日,非盈利性组织EPC global Inc,受委托推动电子产品代码(EPC)在全球供应链的商业应用,向7家阅读器厂商颁发了首批EPC global认证标志,确保他们的产品符合EPC global的技术标准。如表6-5所示,为这7家阅读器公司和他们的通过认证的产品。

表6-5全球首批获得EPC global认证的阅读器产品列表


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随后又有多家行业标签芯片企业通过了EPC global的标签芯片认证,其中前四家完成认证的企业为:英频杰、意联科技、恩智浦、上海坤锐。

随着越来越多的厂商和他们的产品通过EPC global认证,行业的生态发展也更加快速。截至今时,已经很少有厂商再去做EPC global认证。因为经过15年的发展,超高频RFID行业人才已经积累的足够多、足够有经验,对于他们来说开发一款符合协议的产品是件稀松平常的事情,因此EPC global组织声明,不建议进行没有必要的EPC global认证。

国内厂商如果需要EPC global认证,可以在北京物品编码中心进行测试。

02、认证设备

EPC global认证有专用的测试设备,但成本高且较为复杂,对于产品开发并不友善,因此上海聚星仪器有限公司使用NI设备开发了NI-100 RFID测试仪,专门针对超高频RFID的硬件开发。该设备适合标签芯片的开发、阅读器特殊协议和多标签算法的开发。笔者从2008年开始从事超高频RFID芯片设计工作,此时接触的台超高频RFID专用协议设备就是该NI-100 RFID测试仪(接触的第二台专用超高频RFID设备为6.1.1节中介绍的Voyantic)。如图6-31所示,为NI-100 RFID测试仪的照片。


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图6-31NI-100 RFID测试仪

NI-100 RFID测试仪主要应用场景为:模拟阅读器测试标签协议,模拟标签测试阅读器协议,捕捉空中数据(阅读器与标签通信)。

(1)标签协议测试

如图6-32所示,为NI-100 RFID测试仪模拟阅读器测试标签的操作界面,其中区域1为功率和时序显示区,可以显示测试仪模拟阅读器发射的信号以及标签的返回。其中区域2所指的两条竖线中间的部分为标签返回的数据,该标签返回的频谱、数据等可以在区域3中显示,且在区域5中可以解析该标签返回信号的数据。用户可以通过更改区域10中的参数改变模拟阅读器发出的命令,从而在区域1再次观测到不同的标签返回数据。通过其他区域的操作,可以设置更多与标签返回数据相关的具体参数,包括链路速率BLF,连接时间T1/T2/T3等。


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图6-32NI-100 RFID测试仪模拟阅读器测试标签的操作界面

从仪器功能分析,NI-100 RFID测试仪是一台功能更强大的阅读器,并可以把更多的中间状态数据展现出来。对于标签芯片的开发,该设备是必不可少的,标签芯片的认证也会采用该设备。

(2)阅读器协议测试

由于在超高频RFID系统中,阅读器为主机,标签为从机,因此测试阅读器时,只需要模拟一个可控的负载调制。除了原有的接收机外,NI-100 RFID测试仪还需要外接一个带有开关的耦合器,并增加1比特输出控制负载调制的开关。其操作界面与图6-32非常相似,只是操作界面需要设置的参数很少。

(3)捕捉空中数据

NI-100 RFID测试仪具有捕捉空中超高频RFID数据的功能,可以通过天线将正在工作的阅读器空中信号捕捉下来,并解析出其所发的命令和数据,如果此时场内有标签响应,该空中信号也会被捕捉下来并解析其数据。该功能常用于阅读器的特殊指令开发或多标签协议开发。当阅读器与多标签通信时,可以观察到阅读器的多标签策略和冲突时的冲突解调能力(详见3.3节),笔者早年就是通过这种方法把市场上的主流阅读器的多标签算法全部掌握的。当自己开发阅读器多标签算法时,也可以通过捕捉空中数据来验证自己的策略是否有效。

NI-100 RFID测试仪,不仅可以用来功能测试,还可以用来测试性能,包括阅读器灵敏度和标签灵敏度。

03、认证内容

超高频RFID协议中最重要的是标签芯片的协议认证。认证中至少包含协议符合性测试和互操作性测试,且测试内容的每一项都通过才算认证通过,因此标签测试的项目也非常多,其测试内容包括(详细内容见3.2节):

频率范围:测试860MHz、910MHz和960MHz这三个频率点标签是否可以工作。

解调能力:测试在Tari=6.25us、12.5us和25us三种情况下标签是否可以工作。

占空比:测试在FM0/Miller2/Miller4/Miller8这4中不同编码形式下占空比是否符合要求

前导码解调:测试在FM0/Miller2/Miller4/Miller8这4中不同编码形式下,阅读器解调标签的前导码,看是否符合要求。

链接频率偏差:测试在不同编码方式与链路频率的多种组合中是否符合链路频率的偏差。

链接时间:T1/T2/T3在不同编码方式与链路频率的多种组合中是否符合规范要求。

TID内存数据:对TID内数据进行读写操作,保证可读不可改写。

灭活操作:测试密码正确和错误的不同情况下标签是否被灭活。

标签验证码:预写入标签校验码、可重写标签校验码。

PC测试:PC保留位、PC默认值。

状态机测试:准备和应答状态、仲裁状态、确认状态、开放状态、安全状态。

状态跳转:确认到应答、安全到应答、开放到应答、开放到灭活、确认到安全、安全到灭活