物聯網無線感知檢測技術
華夏物聯網報道:隨著經濟社會的發展和技術的進步,現有無線通信系統與RFID、無線傳感網等無線新技術的結合應用,將是未來物聯網發展的關鍵推動力。目前在物聯網中,基礎感知層的數據采集設備將是無所不在,那么物聯網中無線信息傳輸也將是無處不在,特別是以WLAN、藍牙、UWB、ZigBee、RFID等為代表的短距離無線技術的發展正日益走向成熟,在物聯網的發展中發揮越來越重要的作用。因此,通過對物聯網基礎感知層中的各種低功率、短距離無線接入設備的頻率管理及測試,可以從源頭對硬件設備加以規范,為物聯網的產業發展保駕護航。
一、物聯網無線感知設備的管理制度
根據《中華人民共和國無線電管理條例》,我國對各類無線電發射設備實施型號核準管理。無線電發射設備型號核準管理是對研制、生產、進口、銷售的無線電發射設備的頻率和電磁兼容技術指標的管理。其目的是從源頭上預防無線電干擾的產生,維護正常的空中電波秩序,保證各類無線電業務的正常運行。
根據我國相關的管理規定,在物聯網應用中以WLAN、藍牙、UWB、ZigBee、RFID等為代表的微功率、短距離無線電設備應用時按免無線電電臺執照管理。但該類設備必須通過無線電發射設備型號核準檢測,并獲得工信部核發的無線電發射設備型號核準證后才能在中國生產、銷售和使用。
二、物聯網應用中的測試鏈
在物聯網的應用推廣中,以最具代表性的RFID技術為例,用戶一般要求通過第三方測試機構,在實驗室環境和實際環境下,對集成商向用戶提供的射頻識別系統硬件設備的性能、一致性和互操作性等進行測試,以確定射頻標簽與讀寫器是否達到實施項目的要求,為硬件選型工作提供依據。
根據用戶需求,測試內容一般包括對讀寫器的接口協議、數據速率、工作溫度、工作濕度、讀寫距離、振動、沖擊、碰撞、安全性、電磁兼容性等關鍵項目進行測試,同時對射頻標簽的工作頻率、空中接口協議、調制方式、存儲容量、工作環境、抗射線、抗交變電磁場、抗沖擊、機械振動、自由跌落、抗靜電等關鍵項目進行測試;并在實際應用環境下進行讀寫器和標簽的互操作測試,進一步驗證系統運行效果,形成一條包括產品級、系統級和應用級的測試鏈。
產品級測試包括RFID設備級的功能性測試、物理特性測試、電磁特性測試,以及空口特性測試。其中,功能性測試是來驗證設備的功能指標,如兼容設備類型、可讀、可寫、通信速率、讀塊長度、寫塊長度、內存鎖等;物理特性測試是來測試設備的耐用性[FS:PAGE]和抗毀性,如扭曲、振動、摩擦、沖擊、密封性、X光照射、紫外線照射等;電磁特性測試是來測試設備的抗電磁性能,如靜電放電、浪涌、瞬時脈沖、交變電場、交變磁場等;空口特性測試是來測試設備的空口指標,如輻射功率、頻率容限、占用帶寬、調頻駐留時間、輻射雜散、信號上升時間、下降時間、穩定時間、調制深度、信號交互轉換時間、傳輸速率等。
系統級測試包括理想環境下的系統性能測試和電磁兼容測試。其中,理想環境下的系統性能測試是在排除環境因素的影響下對讀寫器和標簽之間的讀/寫距離、讀/寫范圍、讀/寫時間、讀/寫速率、物品移動速度等性能指標進行測試,驗證RFID標簽是否支持識別、數據讀取、數據寫入、多標簽防碰撞等功能,驗證讀寫器能否實現分別對單標簽和多標簽的識別和數據讀寫功能;電磁兼容性測試與其他無線設備的測試方法并無不同,可以參照國際上和各國針對不同頻段相應無線通信設備的電磁兼容性標準中所規定的測試參數和測試方法進行測試驗證。
應用級測試包括特定應用環境中的系統性能和復雜電磁環境下RFID系統的性能測試。特定應用環境中的系統性能測試是考慮環境因素時進行的性能指標測試,如物品碼放、天線擺放位置、讀/寫成功率、讀/寫速率、物品移動速度等因素的影響;復雜電磁環境下RFID系統的性能測試是考慮特定空間中存在多種無線系統時進行的性能指標測試,要求空間各系統的電磁信號強度可控,RFID系統與多種系統共存下的電磁干擾分析等。
國家無線電監測中心檢測中心作為國內RFID設備唯一的型號核準機構,能夠提供物聯網的無線感知設備的認證測試服務,同時可以提供產品級、系統級、應用級等方面的委托測試服務,其中RFID測試能力覆蓋率達90%以上。國家無線電監測中心檢測中心將于明年入住中關村科技園石景山園,計劃在其中建設一個專業公正的物聯網無線感知設備檢測實驗室,旨在為我國物聯網無線感知設備的研究、開發、設計與應用提供基礎和技術服務,為物聯網技術和產品的研發和生產提供一個可靠的評估環境,為今后無線新技術的研究與開發制訂新的目標,促進物聯網無線感知設備在不同領域的研究、開發與應用,為產業應用提供展示、示范平臺。
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