一种射频识别自动测试系统的设计方案

2017-01-12朱晨陈成新李智

物联网技术 2016年11期

关键词：自动测试物联网数据库

朱晨++陈成新++李智

摘要：随着物联网技术的普及推广，针对RFID测试业务的增长，设计了一种RFID自动测试系统。文中介绍了系统的基本结构、测试软件的模块与流程图以及数据库设计方案。该系统能够完成对RFID射频指标的自动测试工作，提高测试人员的工作效率。

关键词：RFID；自动测试；数据库；物联网

中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2016）11-00-02

0 引言

随着物联网产业的发展日益壮大，无线射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术已经在人们的日常生活中得到广泛应用，其测试与检测技术也在不断发展与完善。为了满足逐步增长的批量检测需求，提高测试人员的工作效率，保障测试结果的准确性和可重复性，RFID自动测试系统也成为研究热点之一。

RFID自动测试系统的主要功能是提供RFID射频指标的自动测试，通过计算机软件实现对测试设备和被测设备的高效控制，模块化软件设计使得测试流程集成化，可最大程度的降低测试人员的工作量与操作复杂度[1]。

1 系统介绍

RFID自动测试系统的主体是测试软件。该测试软件具有自动控制测试设备、数据采集、数据分析处理和生成报告的功能。测试软件可以与测试设备、被测设备的控制软件通信，自动读取仪器型号、软件版本、选件版本、仪器基本设置等信息，还可调用或驱动测试设备、被测设备的控制软件，测试人员可以方便的在测试软件上直接对测试设备与被测设备的控制软件进行设置并发送命令。测试软件中预置了常规RFID测试模板，用户可以根据测试需要编辑测试模板，调用、组合预设的测试项目，灵活定制测试计划。在测试过程中，测试人员可以同步在测试软件的界面上看到测试结果并保存。数据库中记录了所有测试信息，可以方便的查询浏览。测试结束后，系统自动生成测试报告供测试人员浏览与打印。

RFID自动测试系统的基本情况如下：

（1）硬件：计算机、泰克实时频谱分析仪RSA3408A、GPIB卡、射频电缆、衰减器及其他测试配件。

（2）软件：RFID自动测试系统软件、泰克实时频谱分析仪控制软件RSAVu、Agilent IO libraries套件、读写器控制程序。

（3）测试项目：输出频率、输出信号频谱模板、载波频率容限、占用带宽、发射功率、邻道功率泄漏比、杂散发射、最大驻留时间、读写器数据编码、射频包络、前同步码和帧同步。

2 系统结构

计算机通过GPIB总线、网线与RSA3408A频谱仪相连。其中，频谱仪与频谱仪控制软件通过网线通信，频谱仪与自动测试系统通过GPIB总线通信。读写器通过控制线路与计算机相连，控制线路可以是网线、串口通信线等。读写器天线的输出端口通过射频线缆、衰减器与频谱仪的射频输入端相连。

RFID自动测试系统硬件连接图如图1所示[2]。

3 软件设计

RFID自动测试系统采用通用的small talk模型，分为表示层、控制层、数据层。

（1）表示层为显示逻辑部分，实现与测试人员的交互功能；

（2）控制层为事务处理逻辑部分，进行控制命令发送和数据接收、处理；

（3）数据层为数据存储逻辑部分，主要功能是数据的存储和读取[3]。

RFID测试系统的软件包含以下部分：

（1）测试软件。在开发过程中，表示层和控制层作为系统的应用软件联合开发，能够控制关联的其他程序如频谱仪控制软件、读写器控制程序等，还可实现与用户的交互功能。

（2）数据库。数据库即逻辑模型中的数据层。用以存储测试模板、测试项目、测试参数等基本信息和测试数据。

（3）必需组件。链接软件与数据库的动态链接库、与仪器控制软件之间交互的测试驱动程序等。

模块设计以及调用流程如图2所示。

根据系统要求，测试系统的前端软件，即界面部分的开发工具采用.NET Framework与C#，后台数据库采用小型数据库Access。程序驱动采用C#封装仪器厂商提供的远程控制命令，并采用Agilent公司的IO library进行GPIB控制。这样可以避免程序接口与测试主程序不兼容的问题。RFID自动测试系统的流程图如图3所示。

4 数据库设计

数据库是整个系统的核心部分之一，负责存储预置的测试模板，其中包含默认的测试项目、测试参数、性能指标等信息，在测试过程中存储测试数据和经过数据处理的测试结果，支持测试人员对各类信息的查询、浏览与调用。

数据库的建模通常由实体关系图（E-R图）入手。E-R图是指以实体、联系、属性3个基本概念概括数据的基本结构，从而描述静态数据结构的模式。

在RFID自动测试系统中，软件定义的主要数据如下：

（1）测试项目表

内容：存放所有测试项目，每个项目都有对应编号。

说明：分为两张表，一张存放主测试项目，一张存放子测试项目，两者之间通过编号可以相互查询与对应。

主键：项目序号。

（2）性能指标表

内容：用上下限的方式存放测试数据的最大允许误差或性能指标。

说明：每个测试子项目的最大限值与最小限值分两列保存。对于同一个测试子项目，不同制造商的指标可能各不相同，即使同一制造商生产的仪器因型号不同，装载了不同选件，其性能指标也可能不同，需要编号分别存储。

主键：无。

（3）被测仪器信息表

内容：记录设备制造厂商、型号规格、出厂编号、控制软件版本、选件版本等信息。

说明：该表的数据内容一部分可以通过仪器控制程序直接读取，一部分需要测试人员在测试界面直接输入。仪器的制造商、型号、选件版本等和仪器的性能指标表相关联。

主键：出厂编号。

（4）测试参数信息表

内容：记录各测试项目在测试时设置的参数名称与限制要求。

说明：与测试项目表相关联，每个大项建立一张表格，大项包括许多子项目，子项目的名称放入参数信息表中。测试项目的参数表格中放置测试的设置信息，例如杂散测试中存放起始和终止频率范围，邻道功率泄漏比中存放主信道和相邻信道的频谱宽度。当程序运行到所选的测试项目界面时，被选中的测试项目的参数信息会显示出来并赋值给相应的变量。

主键：无。

（5）测试报告记录表

内容：记录生成的测试报告信息，包括报告编号、测试环境、测试设备等。

说明：生成报告时需要测试人员填写报告的基本信息。

主键：报告编号，每生成一份，自动加1。

（6）测试结果XML表

内容：XML表中记录设备的制造商信息、测试日期、测试结果。测试结果包括合格判定，即测试通过/未通过。

说明：每台设备的测试数据生成一个XML格式表格，保存在XML结果文件夹中。XML表由两层书签构成，第一层书签记录测试基本信息，第二层书签记录测试项目的结果数据。标签的属性值记录测试项目是否通过。

主键：XML文件无主键。

5 结语

本RFID自动测试系统可以自动完成对大部分射频指标的测试工作，提高测试人员的工作效率，降低测试复杂度，保证测试结果的准确性与可重复性。此外，模块化的软件设计还具有扩展性强，可移植性高等优点，根据检测任务的需要，还可以扩展连接更多的测试设备，进一步扩展测试项目。

参考文献