RFID干貨專欄概述

經(jīng)過20多年的努力發(fā)展，超高頻RFID技術(shù)已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)之一，每年的出貨量達到了200億的級別。在這個過程中，中國逐步成為超高頻RFID標簽產(chǎn)品的主要生產(chǎn)國，在國家對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的大力支持下，行業(yè)應(yīng)用和整個生態(tài)的發(fā)展十分迅猛。然而，至今國內(nèi)還沒有一本全面介紹超高頻RFID技術(shù)的書籍。

為了填補這方面的空缺，甘泉老師花費數(shù)年之功，撰寫的新書《物聯(lián)網(wǎng)UHF RFID技術(shù)、產(chǎn)品及應(yīng)用》正式出版發(fā)布，本書對UHF RFID最新的技術(shù)、產(chǎn)品與市場應(yīng)用進行了系統(tǒng)性的闡述，干貨滿滿！RFID世界網(wǎng)得到了甘泉老師獨家授權(quán)，在RFID世界網(wǎng)公眾號特設(shè)專欄，陸續(xù)發(fā)布本書內(nèi)容。

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6.2 超高頻RFID相關(guān)認證

超高頻RFID的相關(guān)認證項目很多，其中最重要認證有三大類，分別是協(xié)議符合性認證、射頻指標認證和標簽性能認證。其中協(xié)議符合性認證主要認證標簽芯片、標簽或閱讀器是否符合ECP Class1 Gen2協(xié)議，其目的是為了解決被認證設(shè)備與其他廠商的產(chǎn)品兼容性問題；射頻指標認證是管理閱讀器的輸出信號是否符合一個國家或區(qū)域要求，只有符合認證，閱讀器才可以在該區(qū)域銷售和使用；標簽性能認證是針對標簽的性能指標的認證，符合一種類型的認證說明該標簽可以勝任這類應(yīng)用。

6.2.1 協(xié)議符合性認證

在超高頻RFID領(lǐng)域，協(xié)議符合性認證只有EPC global認證，這也是最早的與超高頻RFID相關(guān)的認證。

01、EPC global認證介紹

早在2005年，EPC global為全球四個RFID測試機構(gòu)頒布了“EPC global全球網(wǎng)絡(luò)測試中心”的認證，確保行業(yè)內(nèi)的硬件產(chǎn)品經(jīng)過測試且將遵循2004年12月修訂的EPC global UHF Gen 2無線接口協(xié)議標準工作。獲得這種認證資質(zhì)的四個測試機構(gòu)分別位于歐洲(麥德龍集團AG/GS1德國RFID測試中心)，中國臺灣(亞太RFID應(yīng)用驗測中心)和美國(金佰利公司Auto-ID感應(yīng)科技性能測試中心，阿肯色州大學(xué)Sam M. Walton商學(xué)院信息科技研究學(xué)院RFID研究中心)。并且這些認證機構(gòu)所在領(lǐng)域跨越了零售業(yè)、制造業(yè)、非盈利性學(xué)術(shù)界、商業(yè)機構(gòu)以及第三方測試機構(gòu)。EPC global認證最初的目的是幫助多個廠商找到自身協(xié)議符合性的問題，使所有廠商的閱讀器和標簽可以互聯(lián)互通。

EPC global認證包含閱讀器認證和標簽（芯片）認證兩類。其認證內(nèi)容包括協(xié)議符合性測試、互操作性測試和性能測試三項內(nèi)容，其中協(xié)議符合性測試和互操作性測試為必選項目，性能測試為可選項。

2005年9月14日，非盈利性組織EPC global Inc，受委托推動電子產(chǎn)品代碼（EPC）在全球供應(yīng)鏈的商業(yè)應(yīng)用，向7家閱讀器廠商頒發(fā)了首批EPC global認證標志，確保他們的產(chǎn)品符合EPC global的技術(shù)標準。如表6-5所示，為這7家閱讀器公司和他們的通過認證的產(chǎn)品。

表6-5全球首批獲得EPC global認證的閱讀器產(chǎn)品列表

隨后又有多家行業(yè)標簽芯片企業(yè)通過了EPC global的標簽芯片認證，其中前四家完成認證的企業(yè)為：英頻杰、意聯(lián)科技、恩智浦、上海坤銳。

隨著越來越多的廠商和他們的產(chǎn)品通過EPC global認證，行業(yè)的生態(tài)發(fā)展也更加快速。截至今時，已經(jīng)很少有廠商再去做EPC global認證。因為經(jīng)過15年的發(fā)展，超高頻RFID行業(yè)人才已經(jīng)積累的足夠多、足夠有經(jīng)驗，對于他們來說開發(fā)一款符合協(xié)議的產(chǎn)品是件稀松平常的事情，因此EPC global組織聲明，不建議進行沒有必要的EPC global認證。

國內(nèi)廠商如果需要EPC global認證，可以在北京物品編碼中心進行測試。

02、認證設(shè)備

EPC global認證有專用的測試設(shè)備，但成本高且較為復(fù)雜，對于產(chǎn)品開發(fā)并不友善，因此上海聚星儀器有限公司使用NI設(shè)備開發(fā)了NI-100 RFID測試儀，專門針對超高頻RFID的硬件開發(fā)。該設(shè)備適合標簽芯片的開發(fā)、閱讀器特殊協(xié)議和多標簽算法的開發(fā)。筆者從2008年開始從事超高頻RFID芯片設(shè)計工作，此時接觸的第一臺超高頻RFID專用協(xié)議設(shè)備就是該NI-100 RFID測試儀（接觸的第二臺專用超高頻RFID設(shè)備為6.1.1節(jié)中介紹的Voyantic）。如圖6-31所示，為NI-100 RFID測試儀的照片。

圖6-31NI-100 RFID測試儀

NI-100 RFID測試儀主要應(yīng)用場景為：模擬閱讀器測試標簽協(xié)議，模擬標簽測試閱讀器協(xié)議，捕捉空中數(shù)據(jù)（閱讀器與標簽通信）。

（1）標簽協(xié)議測試

如圖6-32所示，為NI-100 RFID測試儀模擬閱讀器測試標簽的操作界面，其中區(qū)域1為功率和時序顯示區(qū)，可以顯示測試儀模擬閱讀器發(fā)射的信號以及標簽的返回。其中區(qū)域2所指的兩條豎線中間的部分為標簽返回的數(shù)據(jù)，該標簽返回的頻譜、數(shù)據(jù)等可以在區(qū)域3中顯示，且在區(qū)域5中可以解析該標簽返回信號的數(shù)據(jù)。用戶可以通過更改區(qū)域10中的參數(shù)改變模擬閱讀器發(fā)出的命令，從而在區(qū)域1再次觀測到不同的標簽返回數(shù)據(jù)。通過其他區(qū)域的操作，可以設(shè)置更多與標簽返回數(shù)據(jù)相關(guān)的具體參數(shù)，包括鏈路速率BLF，連接時間T1/T2/T3等。

圖6-32NI-100 RFID測試儀模擬閱讀器測試標簽的操作界面

從儀器功能分析，NI-100 RFID測試儀是一臺功能更強大的閱讀器，并可以把更多的中間狀態(tài)數(shù)據(jù)展現(xiàn)出來。對于標簽芯片的開發(fā)，該設(shè)備是必不可少的，標簽芯片的認證也會采用該設(shè)備。

（2）閱讀器協(xié)議測試

由于在超高頻RFID系統(tǒng)中，閱讀器為主機，標簽為從機，因此測試閱讀器時，只需要模擬一個可控的負載調(diào)制。除了原有的接收機外，NI-100 RFID測試儀還需要外接一個帶有開關(guān)的耦合器，并增加1比特輸出控制負載調(diào)制的開關(guān)。其操作界面與圖6-32非常相似，只是操作界面需要設(shè)置的參數(shù)很少。

（3）捕捉空中數(shù)據(jù)

NI-100 RFID測試儀具有捕捉空中超高頻RFID數(shù)據(jù)的功能，可以通過天線將正在工作的閱讀器空中信號捕捉下來，并解析出其所發(fā)的命令和數(shù)據(jù)，如果此時場內(nèi)有標簽響應(yīng)，該空中信號也會被捕捉下來并解析其數(shù)據(jù)。該功能常用于閱讀器的特殊指令開發(fā)或多標簽協(xié)議開發(fā)。當閱讀器與多標簽通信時，可以觀察到閱讀器的多標簽策略和沖突時的沖突解調(diào)能力（詳見3.3節(jié)），筆者早年就是通過這種方法把市場上的主流閱讀器的多標簽算法全部掌握的。當自己開發(fā)閱讀器多標簽算法時，也可以通過捕捉空中數(shù)據(jù)來驗證自己的策略是否有效。

NI-100 RFID測試儀，不僅可以用來功能測試，還可以用來測試性能，包括閱讀器靈敏度和標簽靈敏度。

03、認證內(nèi)容

超高頻RFID協(xié)議中最重要的是標簽芯片的協(xié)議認證。認證中至少包含協(xié)議符合性測試和互操作性測試，且測試內(nèi)容的每一項都通過才算認證通過，因此標簽測試的項目也非常多，其測試內(nèi)容包括（詳細內(nèi)容見3.2節(jié)）：

頻率范圍：測試860MHz、910MHz和960MHz這三個頻率點標簽是否可以工作。

解調(diào)能力：測試在Tari=6.25us、12.5us和25us三種情況下標簽是否可以工作。

占空比：測試在FM0/Miller2/Miller4/Miller8這4中不同編碼形式下占空比是否符合要求

前導(dǎo)碼解調(diào)：測試在FM0/Miller2/Miller4/Miller8這4中不同編碼形式下，閱讀器解調(diào)標簽的前導(dǎo)碼，看是否符合要求。

鏈接頻率偏差：測試在不同編碼方式與鏈路頻率的多種組合中是否符合鏈路頻率的偏差。

鏈接時間：T1/T2/T3在不同編碼方式與鏈路頻率的多種組合中是否符合規(guī)范要求。

TID內(nèi)存數(shù)據(jù)：對TID內(nèi)數(shù)據(jù)進行讀寫操作，保證可讀不可改寫。

滅活操作：測試密碼正確和錯誤的不同情況下標簽是否被滅活。

標簽驗證碼：預(yù)寫入標簽校驗碼、可重寫標簽校驗碼。

PC測試：PC保留位、PC默認值。

狀態(tài)機測試：準備和應(yīng)答狀態(tài)、仲裁狀態(tài)、確認狀態(tài)、開放狀態(tài)、安全狀態(tài)。

狀態(tài)跳轉(zhuǎn)：確認到應(yīng)答、安全到應(yīng)答、開放到應(yīng)答、開放到滅活、確認到安全、安全到滅活。

正常情況下一個標簽的測試報告大概40頁，需要多個標簽進行測試（有的鎖定、有的滅活）。當所有的項目都通過后，可以頒發(fā)EPC Global的認證證書，當然該測試認證最重要的是找到芯片的Bug，并修復(fù)這些問題。在芯片開發(fā)中最容易出問題的項目為鏈接頻率偏差和鏈接時間T2。