RAIN RFID标签质量测试的最佳实践

RAIN RFID，又名UHF RFID又名EPC RFID，是用于将数十亿日常用品连接到互联网的技术。2020 年，RAIN RFID 标签数量超过 21 亿个，2021 年数量超过 28 亿个。我们看到这种强劲增长仍在继续。因此，将需要大量的新生产能力，这意味着

需要更多的机器，

单通道机器需要转换为多通道机器，并且

必须提高机器通道速度。

与此同时，RAIN RFID用户也开始更加关注他们的RFID标签质量。

在本文中，我将分享Voyantic对RAINRFID质量测试的经验和看法：

在 RAIN RFID 标签制造中规划质量测试时，什么是必不可少的？

目前RFID质量测试的最佳实践是什么？

良好的制造质量对 RAIN RFID 标签意味着什么？

在最基本的层面上，RAIN RFID 标签的良好制造质量可以定义为：“制造的 RAIN RFID 标签没有缺陷。这个定义很容易理解，但它并没有提供太多的实际帮助。事实上，这是误导性的。有时“无缺陷”被解释为“可以阅读”，这会导致问题。当 RAIN 标签开始中断时，它们的读取范围逐渐减小，只有在最后，标签才变得完全不可读。

良好的 RAIN RFID 制造质量的更好定义是：“制造的 RAIN RFID 标签的灵敏度在设定的变化范围内”。这个定义更具技术性，但让我们分解一下：

标签敏感度描述唤醒标签所需的功率。标签灵敏度是所有实际性能特征的背景。例如，如果标签的读取范围发生了变化，则其敏感度也发生了变化。如果标签的方向模式（不同角度的读取范围）发生了变化，则灵敏度也发生了变化。如果标签的响应强度（反向散射）发生了变化，则灵敏度也发生了变化。简而言之，标签性能的任何变化都可以被视为标签敏感度的变化。或者反过来 - 如果模型的两个单独标签的灵敏度相同，它们将在各个方面执行类似的性能。

变化是指一致性。标签设计不同。某些标签的灵敏度（读取范围更短）低于其他标签。标签模型中性能的一致性对用户来说很重要。

在设定的限制内意味着存在限制，但为设置标准提供了一些自由。某些应用需要精确的读取范围 - 经过传送带上的读取器的物品可能需要几厘米的读取范围。较短的范围会导致读取丢失，而较长的范围可能会产生杂散的读数 - 读取不在传送带上但附近的不需要的物品。某些应用具有更高的公差，几米的读取范围变化可能不是问题。

当“制造的 RAIN RFID 标签的灵敏度在设定的变化限值内”时，RAIN RFID 制造质量很好。从实际的角度来看，这个定义也是有效的。

RAIN RFID 标签的射频性能意味着什么？

从实际的角度来看，RAIN RFID标签的射频性能定义了

标记的可读范围

在不同角度

当标签附加到项目时。

在标签数据表中，这些通常用图表描述。

方向模式显示当标签从不同角度指向读取器时，标签的读取效果。

阈值曲线显示标签灵敏度 – 在不同频率下唤醒标签需要多少功率。阈值曲线的一个版本可能显示读取范围而不是功率。

圖片：Tageos EOS-500資料表的門掃和方向圖

高质量的制造产生的标签具有始终相似的方向模式和阈值曲线。对于制造商来说，好消息是不需要进行全面测量来检查标签是否彼此相似。事实上，这可以通过最少的测试程序进行检查。

在制造过程中应该如何测试RAIN RFID标签的质量？

应该记住，一种方法并不适合所有人。然而，RAIN RFID行业似乎正在向以下方法趋同。

以下是当前的最佳实践：

测试标签的远场性能

有效区分好标签和坏标签的测试配方

可靠地防止交叉读取

这些最佳实践可能看起来简单明了，但需要考虑一些细节。让我们详细看看这些关键点。

1. 测试标签的远场性能

在生产机器中，标签彼此靠近。为了防止交叉阅读和实际原因，需要近距离阅读。同时，质量测试需要解决标签的远场性能问题。不能使用普通的近场天线。Voyantic通过获得专利的Snoop Pro天线概念解决了这种近距离与远场的冲突。这种独特的天线要求标签在近距离使用其远场特性。

2. 测试有效区分好标签和坏标签的配方

区分好标签和坏标签是一个明显的要求。但是，当标签高速飞过天线时，如何在生产速度下有效地做到这一点呢？当前的最佳实践测试配方通常称为“三点测试”或“三点测试”。三点测试配方包括

在宽频带上以三个不同的频率测试标签（因此称为 3 点测试）

检查标签灵敏度是否在 3 dB 以内（+/- 1.5 dB）

检查是否可以清点标签的 EPC 代码

测试配方的创建方式如下：

一个好的起点是将测试频率设置为 820 MHz、950 MHz 和 1080 Mhz

调整其中一个点以匹配标签的较低共振频率

如果可能，调整另一个频率以匹配标签的上限共振频率。

选择第三频率，使频率扩展至少为 100 MHz

至少其中一点应该是库存测试（用于阅读EPC）

至少一个频率应该是灵敏度测试，上限和下限之间有3dB

应设置点的功率电平，使每个点中的标签灵敏度在 3 dB 或 +/- 1.5 dB 以内

考虑到配方，这个 3 点测试可以说是当前的行业最佳实践。

图片：在Tagsurance配方生成器中看到的3点测试配方

在样本标签（上图）中，两个谐振频率（868 MHz和995 MHz）都在可用频率范围内。灵敏度测试设置为较低的谐振频率，点测试设置为较高的谐振频率。由于频率扩展超过100 MHz，因此将第三个频率设置在两者之间。库存测试设置为此频率。

在上图中，该曲线是性能标签的阈值灵敏度曲线（参考）。

3. 防止交叉阅读

当一个标签被认为被读取时，就会发生交叉读取，但实际上，数据来自另一个附近的标签。

在正常使用中，雨 RFID 标签被清点。它们的读取速度超过每秒一百个标签。测试生产质量不同。标签一次测试一个，确保结果来自正确的标签至关重要，即使另一个标签距离只有几毫米远。为了增加复杂性，当标签在天线上高速移动时，一切都必须发生。

Voyantic的Snoop Pro天线概念包括一种完全防止交叉读数的方法。天线概念包括一个屏蔽板，其尺寸与嵌体的天线相匹配，并且重复长度尺寸相同。此解决方案可确保不会发生交叉读取。

除了上述评论外，还可以从制造角度添加 2 个注释。

4. 速度

生产是关于速度、产能和质量的结合。质量测试UHF RFID标签不应成为生产的瓶颈。如果由于质量测试而需要限制任何机器产量，这将增加质量成本。

Voyantic Tagsurance 3系统专为高速生产线而设计，用于连续生产。

5. 自动化

RAIN RFID 标签在不同的机器上批量制造。生产运行量以百万计，在实践中不可能进行任何样品测试。一个常见的要求是不被接受未知质量的标签，这迫使测试覆盖 100% 制造的标签。

测试必须自动化并集成到制造机器中。

Voyantic Tagsurance 3系统可以轻松集成到任何机器中。

是否有质量标准或规范要遵循？质量认证呢？

常见的质量标准和实践，如ISO9000系列标准和六西格玛，可以应用于RAIN RFID。但是，这些标准并未就可接受的质量限制提供实用建议。

RAIN RFID行业已经出现了确切的质量限制。上述三点测试和标签灵敏度变化在3dB以内是一种普遍接受的良好做法。

ARC RFID实验室为UHF RFID / RAIN RFID嵌体制造商提供质量认证，作为其标签认证计划的一部分。使用Voyantic Tagsurace系统正确实施三点测试符合这些要求。

3dB变化和三点测试不能每次都使用，可能需要进行调整。质量要求源于RAIN RFID / UHF RFID 用户的一致性要求。如果RFID用户需要非常严格的读取范围公差，则可能需要较小的变化限制，在某些情况下，更宽的公差可能对客户来说是完美的。

审核编辑：郭婷