Rfid应用测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明RFID应用测试系统涉及电子技术应用领域，是一种为广大中小RFID与物联网应用企业和系统集成商提供RFID技术应用测试服务的测试系统。
【背景技术】
[0002]企业或RFID系统集成商在进行RFID系统现场实施之前，需要对所制订的RFID系统方案进行测试，校核方案的可行性，降低RFID项目的实施风险。上述测试是一种应用测试，是在接近实际应用环境的场景下，对RFID实施方案进行测试，RFID系统实施者可以根据测试结果不断修改和完善方案，并积累RFID项目实施经验，尽可能减少在企业现场实施时出现问题的可能性，这样可以增强企业对RFID技术的信心，有利于RFID技术的应用推广。目前，RFID应用测试技术是推动RFID技术及应用发展的重要基础推动力，特别在RFID与物联网产业发展初期，其作用甚至超过对于RFID软硬件产品进行的标准符合性测试和一致性测试。
[0003]国外一些大公司，如IBM、HP等都斥巨资建立了规模庞大的应用测试环境，为形成优化的、可行的RF ID解决方案做了大量工作。例如，HP在巴西建立的RF ID CoE (Cen t er ο fExcellence)，主要工作就是推动RFID技术的应用，能进行RFID软硬件产品的性能测试，能按EPC global标准进行闸口门测试、输送线测试等应用环境测试，同时能为应用客户提供RFID技术培训、方案制定、现场实施咨询等应用解决方案服务。EPC global授权了国外一些顶尖的研究机构和大学按标准进行测试服务。
[0004]但这些国际大公司和机构建立RFID应用测试环境的模式在国内目前还没有，一方面是因为国内RFID与物联网企业还处于发展初期，还没有国际大公司那样的技术和资金实力，去购买EPC global指定的一些昂贵的RFID测试设备和工具，更没有能力根据自身需求研发RFID测试设备和工具；另一方面，如果每家公司都建立类似HP的应用测试环境，会带来整个社会资源的极大浪费。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对上述不足之处提供一种RFID应用测试系统，为广大中小RFID与物联网应用企业和系统集成商提供RFID技术应用测试，包括多种场景下的近三十种测试。
[0006]本发明RFID应用测试系统是采取以下技术方案实现的:
RFID应用测试系统包括标签性能测试系统、RFID标签位置部署测试系统、基于RFID的智能托盘输送分拣测试系统、基于RFID的智能包装箱物品输送分拣测试系统、单品环形输送测试系统、智能货架测试系统和仓库闸口门数据采集测试系统；
所述标签性能测试系统包括标签性能测试仪、标签性能测试读写器、标签性能测试天线、标签性能测试天线固定支架和标签性能测试程控转台，标签性能测试天线固定支架设置在标签性能测试程控转台一侧，标签性能测试天线固定支架上设有滑轨，标签性能测试天线安装在标签性能测试天线固定支架上，所述标签性能测试天线能够沿滑轨上下移动，标签性能测试读写器安装在标签性能测试固定支架底部;标签性能测试天线通过馈线与标签性能测试读写器连接，标签性能测试仪通过网线与标签性能测试读写器相连，标签性能测试仪通过RS232串行通信接口与标签性能测试程控转台相连；
所述标签性能测试仪采用工控机，在标签性能测试仪上装有RFID标签专用测试模块，标签性能测试仪通过该专用测试模块控制标签性能测试程控转台，并读取标签性能测试天线采集到的RFID信号，完成标签性能参数的测试。
[0007]所述标签性能测试系统还具有电波暗室，测试时将待测RFID标签和RFID标签性能测试系统置于电波暗室中，以减少外界电磁波信号的干扰。
[0008]所述RFID标签专用测试模块，包括:
读取距离测试子模块，用于测试读取距离与频率的关系；
写入距离测试子模块，用于测试写入距离与频率的关系；
标签角度特性测试子模块，用于测试不同方向角度所对应的最小响应功率。
[0009]所述标签性能测试系统用于读取距离测试、写入距离测试以及标签角度特性测试。
[0010]所述读取距离测试子模块的工作过程包括如下步骤:
1)在读取距离测试子模块的读取距离测试界面设置最大频率、最小频率以及测试的频率步长后开始测试；
2)在进行测试时，读取距离测试子模块接收标签性能测试天线传来的每个测试点的数据，并将该数据逐个描绘在Power vs.Frequency图表(S卩功率vs.频率表)中，所述测试点的数据即每个频率点所对应的最小响应功率；
3)当全部的点都测试过后，读取距离测试子模块将所有的读取距离与频率的关系描绘在Read Range vs.Frequency图表(即读取距离vs.频率表)中；并同时生成Fitting Powervs.Frequency图表(即拟合功率vs.频率表)!Fitting Power vs.Frequency图表中显不的数据是Power vs.Frequency图表(S卩功率vs.频率表)中数据拟合后的结果。
[0011]所述写入距离测试子模块的工作过程包括如下步骤:
1)在写入距离测试子模块的写入距离测试界面设置最大频率、最小频率以及测试的频率步长后开始测试；
2)在进行测试时，写入距离测试子模块接收标签性能测试天线传来的每个测试点的数据，并将该数据逐个描绘在Power vs.Frequency图表(S卩功率vs.频率表)中，所述测试点的数据即每个频率点所对应的最小响应功率；
3)当全部的点都测试过后，写入距离测试子模块将写入距离与频率的关系描绘在Write Range vs.Frequency图表(即写入距离vs.频率表)中，并同时生成Fitting Powervs.Frequency图表(即拟合功率vs.频率表)!Fitting Power vs.Frequency图表中显不的数据是Power vs.Frequency图表(S卩功率vs.频率表)中数据拟合后的结果。
[0012]所述标签角度特性测试子模块的工作过程包括如下步骤:
I)调试标签性能测试程控转台，并将标签性能测试程控转台调到合适的角度；
标签性能测试程控转台角度的调整步骤为:
1-1)在标签角度特性测试子模块的角度特性测试界面选择标签性能测试程控转台所使用的端口号，在角度特性测试界面的test angle输入框中输入旋转的角度；
1-2)点击角度特性测试界面的test rotary测试按键，如标签性能测试程控转台连接正常，则进行转动，在角度特性测试界面的Result中显示标签性能测试程控转台的状态；
2)在角度特性测试界面选择标签性能测试程控转台与测试仪相连所使用的端口号，以及选定测试所用的频率，点击start按钮开始测试；
3)开始测试后，标签性能测试程控转台从当前位置开始旋转180°，系统以10°为间隔在旋转的过程中记录下每个角度所对应的最小响应功率。
[0013]RFID标签位置部署测试系统包括标签位置部署测试主机、标签位置部署读写器、标签位置部署工作台、标签位置部署天线固定支架和标签位置部署天线，标签位置部署天线固定支架设置在标签位置部署工作台一侧，标签位置部署天线安装在标签位置部署天线固定支架上;所述标签位置部署天线固定支架采用双滑轨，使得标签位置部署天线能够通过滑轨上下移动;标签位置部署读写器通过网线与标签位置部署测试主机相连，标签位置部署天线通过馈线与标签位置部署读写器连接；
标签位置部署读写器安装在标签位置部署天线固定支架底部；
所述标签位置部署测试主机采用PC机，标签位置部署测试主机读取标签位置部署读写器采集到的标签数据信息，完成RFID标签位置部署测试；
标签位置部署测试主机里装有控制模块和测试模块，控制模块用于控制测试模块的运行，控制模块具有RFID标签部署系统控制界面；
测试模块包括:
建模子模块，用于对待测物品进行场景3D建模；
读写器配置子模块，用于在RFID标签部署系统选择配置读写器；
热点测试子模块，用于测试当前标签位置的平均射频衰减功率。
[0014]标签位置部署测试系统进行测试时包括如下步骤:
1)由建模子模块对待测物品进行场景3D建模；
1-1)在标签位置部署测试主机的RFID标签部署系统控制界面上点击“设置物体”按钮，展开“设置物体”子面板；
1-2)使用默认参数创建待测物品基本形状，在步骤1-1)中所述的“设置物体”子面板中完成创建；
2)建模子模块配置读写器；
在标签位置部署测试主机的RFID标签部署系统控制界面上选择配置读写器;经过试验，每个读写器操作耗时10毫秒;读写器操作的失败率为O;
3)由热点测试子模块进行热点测试；
3-1)展开RFID标签部署系统控制界面中的“测试”子面板;该面板用于控制测试过程；同时展开RFID标签部署系统控制界面中的“功率衰减度”子面板，观察读写器射频功率的变化；
3-2)在RFID标签部署系统控制界面中，鼠标右击箱体的上表面，在待测箱体上放置一枚标签；
3-3)执行热点测试；
3-4)点击RFID标签部署系统界面中的“记录/移动”按钮来记录当前标签位置的“平均射频衰减功率”，该功率值被记录在当前标签的位置上；
3-5)标签移动到下一个测试位置，重复步骤3-4)，直到所有希望测试的区域都已经被测试；
4)点击RFID标签部署系统控制界面中的“停止”按钮停止测试，标签位置部署测试子系统自动生成各测试区域的热点测试报告，并在3D场景模型上用不同颜色显示出不同测试区域的测试情况;绿色区域的标签位置部署读取性能优于红色区域。
[0015]基于RFID的智能托盘输送分拣测试系统包括智能托盘天线阵列、智能托盘柔性输送线、智能托盘运动检测器、托盘和智能托盘控制系统；
智能托盘控制系统包括PC、变频器和PLC等设备，用于控制智能托盘柔性输送线运转、读取天线数据并根据分拣要求对托盘输送进行控制处理；
在智能托盘柔性输送线一端的可读区域的通道内壁安装有智能托盘天线阵列，所述智能托盘天线阵列包括分别安装在左侧、右侧和柔性输送线下部的智能托盘天线；智能托盘天线阵列使RFID标签的识读区域组合覆盖托盘全部区域，当每个托盘通过可读区域时，所述右侧智能托盘天线正对货物的右侧，左侧智能托盘天线正对托盘的左侧，底部智能托盘天线位于智能托盘柔性输送线下面，辐射方向正对托盘底面；智能托盘天线的朝向平行于智能托盘柔性输送线输送的方向，左、右两侧的智能托盘天线正向对应固定，不能倾斜和旋转；
托盘放置在智能托盘柔性输送线上，用于放置货物;在托盘上贴有托盘标签，用来识别托盘上的货物；
智能托盘运动检测器安装在闸口门的智能托盘柔性输送线一侧，用于感知物品到来，从而触发智能托盘读写器开启天线，开始读取标签。
[0016]所述智能托盘柔性输送线通过皮带输送机和滚筒输送机组成多组输送链，各输送链组成连续的输送线，贴有标签的物品经智能托盘柔性输送线通过该可读区域，从而完成模拟托盘输送任务;托盘输送站点设定为2号站台和3号站台，所述2号站台代表卡车，3号站台代表物料堆放区域。
[0017]所述托盘采用木质、塑料、金属，置于移动设备用来运送货物，所述货物是一个单品、多个同种类的单品或不同种类的单品。各托盘之间的间距不小于305mm。
[0018]智能托盘柔性输送线速度不小于190.5m/min(625feet/min)。
[0019]智能托盘控制系统用于控制基于RFID的智能托盘输送分拣测试系统的工作，包括:
智能托盘读写器配置模块，用于自动识别系统所连接的智能托盘读写器型号；
智能托盘分拣规则设置模块，用于设置所需托盘到达的站台；
智能托盘分拣工作模块，用于控制智能托盘柔性输送线自动启动运行，根据智能托盘天线检测到的托盘RFID标签信息，将托盘输送至分拣规则设置模块设置的指定站台。
[0020]基于RFID的智能托盘输送分拣测试系统的分拣过程包括如下步骤:
1)启动智能托盘控制系统，在PC显示界面选择托盘分拣功能；
2)通过智能托盘读写器配置模块，自动识别系统所连接的智能托盘读写器型号；
3)通过智能托盘分拣规则设置模块设置分拣规则，设置所需托盘到达的站台；
4)开始分拣操作； 5)采用叉车或人工方式将模拟待分拣的托盘放置在智能托盘运动检测器所在区域，所述区域即起始位置，智能托盘分拣工作模块启动智能托盘柔性输送线运行，根据智能托盘天线检测到的托盘RFID标签信息，将托盘输送至步骤3)设置的指定站台；
6)上述步骤5)中，若智能托盘控制系统未检测到任何托盘标签信息，则不匹配任何站台规则，智能托盘柔性输送线停止运行；
7)输送完毕后关闭托盘分拣控制系统。
[0021]基于RFID的智能包装箱物品输送分拣测试系统包括智能包装箱天线阵列、智能包装箱柔性输送线、智能包装箱分道输送线、智能包装箱运动检测器、包装箱物品输送线闸口门和智能包装箱控制系统，包装箱物品输送线闸口门设置在智能包装箱柔性输送线的起始端上;
在包装箱物品输送线闸门口的通道内壁安装有智能包装箱天线阵列，所述智能包装箱天线阵列包括分别安装在左、右两侧的两个智能包装箱天线以及安装在通道内壁上或/和下的一个或两个智能包装箱天线，智能包装箱天线总数不大于四个，使RFID标签的识读区域组合覆盖包装箱全部区域;所述包装箱物品输送线闸口门还能够用于屏蔽外部信号辐射干扰；
所述智能包装箱柔性输送线用于完成物料输送任务，智能包装箱柔性输送线通过皮带输送机和滚筒输送机组成多组输送链，各输送链组成连续的输送线;模拟将包装箱输送到不同的物料堆放区域；
在智能包装箱柔性输送线远离包装箱物品输送线闸口门一端，还设置有智能包装箱分道输送线。
[0022]智能包装箱运动检测器安装在包装箱物品输送线闸口门外的智能包装箱柔性输送线一侧，用于感知物品到来，从而触发智能包装箱读写器开启智能包装箱天线，开始读取标签；
所述智能包装箱分道输送线通过皮带输送机和滚筒输送机组成多组输送链，各输送链组成连续的输送线；
所述智能包装箱控制系统具有PC、变频器和PLC等设备，用于控制