一种测试电子标签灵敏度的系统和方法与流程

本发明涉及测量技术领域，并且更具体地，涉及一种基于保持电子标签识别距离和角度恒定的装置测试电子标签灵敏度的系统和方法。

背景技术：

随着国家电力事业的不断发展，电网系统对电力资产进行高效精准管理的需求越来越高。对此，电网系统引入了基于无线射频识别技术(Radio Frequency Identification，RFID)的电子化标签来实现电力资产的高效精准管理。为了保证这些电子化的标签在实际使用中能够被准确地识别，在标签研发各阶段都要经过严格地测试。其中对标签灵敏度的测试是各测试的重中之重，它直接关系着标签的识别距离及识别准确率。以往的标签灵敏度测试都是对一个独立的标签进行一定距离条件下的测试，并且每次测量都保持相同的测试距离，这样测出的标签灵敏度才能够反映标签的识别距离的一致性。然而这样的测试并没有考虑到标签在贴装在仪器上后对标签灵敏度测试的影响。为了考虑到标签贴装的影响，同时还要保持固定的测试距离，需要寻找一种有效的测试标签灵敏度的系统和方法，去满足这样的测试需求。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提出一种基于保持电子标签识别距离和角度恒定的装置测试标签灵敏度的系统和方法。所述系统包括：

保持电子标签识别距离和角度恒定的装置，用于在测试电子标签灵敏度时保持被测件上的电子标签与所述装置的测试天线之间的距离和角度恒定，所述装置包括：

内部支撑架，其是所述装置的整体框架，由四根立柱和顶部四根横柱构成，其中，顶部两根相对的横柱与天线安装架相连，四根立柱的下部与基座相连；

保护盖，其覆盖在内部支撑架的四根立柱的上表面，用以保护所述四根立柱；

外部支撑架，其位于内部支撑架的外层，用于在运输中保护所述装置；

天线安装架，其与内部支撑架两根相对的横柱相连，用于放置隔离尖劈固定架和2个可升降支架，所述隔离尖劈固定架位于2个可升降支架的中间；

测试天线，包括发射天线和接收电线，均位于可升降支架上，用于对被测电子标签发送命令并采集被测电子标签的响应数据；

可升降支架，其通过连接螺帽固定在天线安装架上，下端与转接板相连，所述可升降支架上有刻度尺，通过上下移动可升降支架来调整测试天线和被测电子标签之间的距离；

转接板，其位于可升降支架与测试天线之间，用于连接可升降支架和测试天线，在所述转接板上装有刻度尺，用于调整天线之间的夹角；

隔离尖劈，其通过连接螺帽固定在隔离尖劈固定架上，用于隔离发射天线和接收天线，避免所述天线之间的互相干扰；

基座，其位于所述装置的底部，与内部支撑架的四根立柱相连，由硬质材料和位于硬质材料上的吸波材料构成，用于放置可升降平台；

可升降平台，其位于基座正中的凹陷部分，由上下两层底板和中间层吸收材料构成，所述可升降平台上有刻度尺，可进行上下移动以调整测试天线和被测电子标签之间的距离；以及

凹槽，位于可升降平台的凹陷部分，用于固定被测件；

电子标签灵敏度测试装置，用于测试贴装在被测件上的电子标签的灵敏度，所述电子标签灵敏度测试装置包括：

射频发射机，用于对所述被测电子标签发送查询Query命令；

射频接收机，用于采集所述被测电子标签对查询Query命令的响应数据；

通信单元，用于进行数据通信；以及

测量处理单元，用于对通信单元的数据进行数据的处理和存储；以及

射频电缆，用于在保持电子标签识别距离和角度恒定的装置与电子标签灵敏度测试装置之间进行数据传输。

优选地，所述测试天线采用圆极化双天线模式，由一个右旋圆极化天线和一个左旋圆极化天线构成，所述右旋圆极化天线作为用于射频发射的发射天线，并且左旋圆极化天线作为用于射频接收的接收天线。

优选地，所述射频发射机的功率扫描范围为0～27dBm，并且功率步进为0.25dBm。

优选地，所述测试天线和被测电子标签之间的距离满足距离计算公式：

d＞(2*L*L/射频信号波长)

其中，d表示测试天线和被测电子标签之间的距离，L表示测试天线中的发射天线的最大直径。

优选地，所述可升降支架的距离调整范围为0-120mm，调整精度为10mm。

优选地，所述转接板上的角度刻度尺的调整范围为-度至+30度，步进为1度。

优选地，所述可升降平台具有刻度尺，所述刻度尺的距离调整范围为0-150mm，并且调整精度为1mm。

优选地，根据被测件的不同形状和尺寸，所述可升降平台内置多种固定不同被测件的凹槽。

一种基于保持电子标签识别距离和角度恒定的装置测试电子标签灵敏度的方法，所述方法包括：

将贴装有被测电子标签的被测件放置在所述装置的可升降平台的凹槽里；

调节可升降支架和可升降平台的高度，使被测电子标签和测试天线之间的距离保持恒定，同时，调整发射天线和接收天线之间的角度，使其保持恒定；

使用射频发射机在被测电子标签中心频率下对所述标签发送查询Query命令，所述查询Query命令经射频电缆传输至发射天线，由发射天线传输给被测电子标签；

使用接收天线采集所述标签对查询Query命令的响应数据，所述响应数据经射频电缆传输至射频接收机；

测量处理单元对响应数据进行循环冗余校验CRC校验，若校验通过，则判定为标签识别成功，若校验不通过，则使用发射天线进行功率扫描，并记录标签识别成功的最小发射功率值；

计算标签的识别灵敏度，计算公式如下：

P_标签＝P_发射+G_天线-P_损耗

其中，P_标签为标签灵敏度；P_发射标签识别成功的最小发射功率；G_天线为天线增益；P_损耗为线路损耗和空气损耗的和，线路损耗可用实验室仪器直接测量；空气损耗＝20lg(F)+20lg(d)-147.5，其中F为频率，d为被测电子标签和测试天线之间的距离。

综上所述，通过调整本发明所述的保持电子标签识别距离和角度恒定的装置的可升降支架的垂直位置和可升降平台，较好地保证了电子标签识别距离的恒定，同时通过监控本发明所述的保持电子标签识别距离和角度恒定的装置的转接板上的刻度尺，可以确认测试天线之间的角度，从而保证了在测试电子标签的灵敏度时，使电子标签的识别距离和角度保持恒定，提高了测试电子标签灵敏度的准确性。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式。

图1示出了根据本发明实施方式的基于保持电子标签识别距离和角度恒定的装置测试电子标签灵敏度的系统；

图2示出了根据本发明实施方式的保持电子标签识别距离和角度恒定的装置的整体结构图；

图3示出了根据本发明实施方式的保持电子标签识别距离和角度恒定的装置的正面结构图；

图4示出了根据本发明实施方式的保持电子标签识别距离和角度恒定的装置的俯视结构图；以及

图5示出了根据本发明实施方式的基于保持电子标签识别距离和角度恒定的装置测试电子标签灵敏度的方法。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式。本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1是根据本发明实施方式的基于保持电子标签识别距离和角度恒定的装置测试电子标签灵敏度的系统。如图1所示，根据本发明的优选实施方式，所述系统包括保持电子标签识别距离和角度恒定的装置1、电子标签灵敏度测试装置2和射频电缆3。优选地，电子标签灵敏度测试装置2包括射频发射机201、射频接收机202、通信单元203和测量处理单元204。

优选地，射频发射机201，用于对所述被测电子标签发送查询Query命令；

优选地，射频接收机202，用于采集所述被测电子标签对查询Query命令的响应数据；

优选地，通信单元203，用于进行数据通信；以及

优选地，测量处理单元204，用于对通信单元的数据进行数据的处理和存储。

优选地，射频电缆3用于在保持电子标签识别距离和角度恒定的装置与电子标签灵敏度测试装置之间进行数据传输。

图2是根据本发明实施方式的保持电子标签识别距离和角度恒定的装置的整体结构图。如图2所示，保持电子标签识别距离和角度恒定的装置包括内部支撑架101、外部支撑架102、天线安装架103、测试天线104、可升降支架105、隔离尖劈106、基座107、可升降平台108和凹槽109。

图3是根据本发明实施方式的保持电子标签识别距离和角度恒定的装置的正面结构图。如图3所示，保持电子标签识别距离和角度恒定的装置还包括隔离尖劈固定架110和转接板111。

图4是根据本发明实施方式的保持电子标签识别距离和角度恒定的装置的俯视结构图。如图4所示，保持电子标签识别距离和角度恒定的装置还包括保护盖112。

由图2、图3和图4可知，保持电子标签识别距离和角度恒定的装置包括：

内部支撑架101是所述装置1的整体框架，由四根立柱和顶部四根横柱构成，其中，顶部两根相对的横柱与天线安装架103相连，四根立柱的下部与基座107相连；

保护盖112覆盖在内部支撑架101的四根立柱的上表面，用以保护所述四根立柱；

外部支撑架102位于内部支撑架101的外层，用于在运输中保护所述装置；

天线安装架103，其与内部支撑架101两根相对的横柱相连，用于放置隔离尖劈固定架110和2个可升降支架105，所述隔离尖劈固定架110位于2个可升降支架105的中间；

测试天线104，包括发射天线和接收电线，均位于可升降支架105上，用于对被测电子标签发送命令并采集被测电子标签的响应数据；

可升降支架105，其通过连接螺帽固定在天线安装架103上，下端与转接板111相连，所述可升降支架105上有刻度尺，通过上下移动可升降支架来调整测试天线104和被测电子标签之间的距离；

转接板111，其位于可升降支架105与测试天线104之间，用于连接可升降支架105和测试天线104，在所述转接板111上装有刻度尺，用于调整天线之间的夹角；

隔离尖劈106，其通过连接螺帽固定在隔离尖劈固定架110上，用于隔离发射天线和接收天线，避免所述天线之间的互相干扰；

基座107，其位于所述装置100的底部，与内部支撑架101的四根立柱相连，由硬质材料和位于硬质材料上的吸波材料构成，用于放置可升降平台108；

可升降平台108位于基座107正中的凹陷部分，由上下两层底板和中间层吸收材料构成，所述可升降平台108可进行上下移动以调整测试天线和被测电子标签之间的距离；以及

凹槽109位于可升降平台108的凹陷部分，用于固定被测件。

优选地，所述测试天线104采用圆极化双天线模式，由一个右旋圆极化天线和一个左旋圆极化天线构成，所述右旋圆极化天线作为用于射频发射的发射天线，并且左旋圆极化天线作为用于射频接收的接收天线。

优选地，所述射频发射机的功率扫描范围为0～27dBm，并且功率步进为0.25dBm。

优选地，所述测试天线104和被测电子标签之间的距离满足距离计算公式：

d＞(2*L*L/射频信号波长)

其中，d表示测试天线和被测电子标签之间的距离，L表示测试天线中的发射天线的最大直径。

优选地，其中，所述可升降支架105的距离调整范围为0-120mm，调整精度为10mm。

优选地，所述转接板111上的角度刻度尺的调整范围为-30度至+30度，步进为1度。

优选地，所述可升降平台108的距离调整范围为0-150mm，并且调整精度为1mm。

优选地，根据被测件的不同形状和尺寸，所述可升降平台108内置多种固定不同被测件的凹槽109。

图5是根据本发明实施方式的基于保持电子标签识别距离和角度恒定的装置测试电子标签灵敏度的方法。如图5所示，本发明所述的测试电子标签灵敏度的方法从步骤501开始。

在步骤501，将贴装有被测电子标签的被测件放置在所述装置100的可升降平台108的凹槽109里，放置完毕，跳转至步骤502。

在步骤502，调节可升降支架105和可升降平台108的高度，使被测电子标签和测试天线104之间的距离保持恒定，同时调整发射天线和接收天线之间倾斜角度，调整准确并固定。距离和角度调整完毕，跳转至步骤503。

在步骤503，射频发射机201在被测电子标签中心频率下对被测电子标签发送查询Query命令，所述查询Query命令经射频电缆3传输，由发射天线发达到被测电子标签上，命令发送完毕，跳转至步骤504。

在步骤504，使用接收天线采集所述标签对查询Query命令的响应数据，经射频电缆3传输至射频接收机202，接收响应数据完毕，跳转至步骤505。

在步骤505，测量处理单元对响应数据进行循环冗余校验CRC校验，若校验通过，则判定为标签识别成功，跳转至步骤507。若校验不通过，跳转至步骤506。

在步骤506，使用射频发射机在0-27dBm范围内进行功率扫描，功率步进0.25dBm，并记录被测电子标签识别成功的最小发射功率值。被测电子标签识别通过，跳转至步骤506。

在步骤507，计算标签的识别灵敏度，计算公式如下：

P_标签＝P_发射+G_天线-P_损耗

其中，P_标签为标签灵敏度；P_发射标签识别成功的最小发射功率；G_天线为天线增益；P_损耗为线路损耗和空气损耗的和，线路损耗可用实验室仪器直接测量；空气损耗＝20lg(F)+20lg(d)-147.5，其中F为频率，d为被测电子标签和测试天线之间的距离。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。