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智能制造生产线超高频RFID读写器读写性能测试分析
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2017-11-09
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近年来，RFID（Radio Frequency Identification）技术在物流行业、制造业、资产管理、人员跟踪监控等多个领域得到广泛的应用，其基本原理是利用射频信号和空间耦合（电感耦合或电磁耦合）传输特性，实现对被识别物体的自动识别。RFID系统一般由读写器和电子标签组成，读写器通过无线通信方式获得标签信息，从而识别携带该标签的对象。因此，读写器性能对RFID系统功能的实现起着举足轻重的作用。
目前，对读写器所开展的测试包括一致性测试、通用性测试以及性能测试三个阶段。一致性测试是为了测试设备如标签、读写器是否符合EPC global的标准，这样终端用户可以购买到经过认证的产品；通用性测试是为了测试某种设备与其他设备的兼容性操作；性能测试是为了测试读写器在某个具体环境、真实条件下的识读水平，以保证所有环节识读的准确率。ISO/IEC 18046定义了RFID设备的性能检测方法，包括对标签性能参数、速度、标签阵列、方向、单标签检测及多标签检测等标签性能检测方法，以及对读取距离、读取率、单标签和多标签读取等读写器性能检测方法。左中梁等在GTEM小室中测试了UHF RFID系统的读写距离，分析了UHF RFID系统通信的受限因素是前向链路，从而根据前向链路信号的衰减推导了使用GTEM小室进行UHF RFID系统读写距离测量的公式及方法；史玉良等在高速环境下对UHFRFID标签读取率进行了测试，并设计实现了1款直线导轨以模拟低速到高速的不同应用环境，研究标签的读取率与速度之间存在的对应关系。然而，这些方法主要针对的是读写器本身的参数对其读写性能的影响，对于具体的环境因素对读写器读写性能的影响研究较少。本文在现有物流分拣、混合生产智能制造生产线上，测试出了RRU9806SR超高频台面式读写器漏读率，分析了实际生产线环境对漏读率的影响。
1测试平台搭建与数据采集
1.1 RRU9806SR超高频台面式读写器
RRU9806SR超高频台面式读写器外形图及其接口定义如图1所示，支持符合ISO18000-6C（EPC C1G2）、ISO18000-6B协议电子标签，可用于物流、个人身份识别、会议签到系统、门禁系统、防伪系统及生产过程控制等多种无线射频识别（RFID）系统。RFID读写器硬件电路由以下几部分组成：射频识别模块电路、微控制器电路、串行接口电路、射频收发电路、电源电路等，如图2所示。
图1 RRU9806SR读写器外形图及接口
图2 读写器内部系统结构图
读写器通过天线发送一定频率的射频信号，当贴有电子标签的物体进入无线识别系统读写器的识读范围时，其天线将产生感应电流，电子标签获得能量被激活并向读写器发送自身的编码等信息，读写器接收到电子标签发射回来的电磁波信号后，经过处理得到电子标签存储的代码等信息，这些信息可以作为物体的特征数据被传送到计算机进一步处理。
目前，对读写器所开展的测试包括一致性测试、通用性测试以及性能测试三个阶段。一致性测试是为了测试设备如标签、读写器是否符合EPC global的标准，这样终端用户可以购买到经过认证的产品；通用性测试是为了测试某种设备与其他设备的兼容性操作；性能测试是为了测试读写器在某个具体环境、真实条件下的识读水平，以保证所有环节识读的准确率。ISO/IEC 18046定义了RFID设备的性能检测方法，包括对标签性能参数、速度、标签阵列、方向、单标签检测及多标签检测等标签性能检测方法，以及对读取距离、读取率、单标签和多标签读取等读写器性能检测方法。左中梁等在GTEM小室中测试了UHF RFID系统的读写距离，分析了UHF RFID系统通信的受限因素是前向链路，从而根据前向链路信号的衰减推导了使用GTEM小室进行UHF RFID系统读写距离测量的公式及方法；史玉良等在高速环境下对UHFRFID标签读取率进行了测试，并设计实现了1款直线导轨以模拟低速到高速的不同应用环境，研究标签的读取率与速度之间存在的对应关系。然而，这些方法主要针对的是读写器本身的参数对其读写性能的影响，对于具体的环境因素对读写器读写性能的影响研究较少。本文在现有物流分拣、混合生产智能制造生产线上，测试出了RRU9806SR超高频台面式读写器漏读率，分析了实际生产线环境对漏读率的影响。
1测试平台搭建与数据采集
1.1 RRU9806SR超高频台面式读写器
RRU9806SR超高频台面式读写器外形图及其接口定义如图1所示，支持符合ISO18000-6C（EPC C1G2）、ISO18000-6B协议电子标签，可用于物流、个人身份识别、会议签到系统、门禁系统、防伪系统及生产过程控制等多种无线射频识别（RFID）系统。RFID读写器硬件电路由以下几部分组成：射频识别模块电路、微控制器电路、串行接口电路、射频收发电路、电源电路等，如图2所示。
图1 RRU9806SR读写器外形图及接口
图2 读写器内部系统结构图
读写器通过天线发送一定频率的射频信号，当贴有电子标签的物体进入无线识别系统读写器的识读范围时，其天线将产生感应电流，电子标签获得能量被激活并向读写器发送自身的编码等信息，读写器接收到电子标签发射回来的电磁波信号后，经过处理得到电子标签存储的代码等信息，这些信息可以作为物体的特征数据被传送到计算机进一步处理。
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