專利名稱：基于虛擬儀器的汽車電子射頻識別參數(shù)檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于虛擬儀器的汽車電子射頻識別參數(shù)檢測系統(tǒng)，特別是涉及一種用于測試汽車上的RFID電子標(biāo)簽是否合格的汽車電子射頻識別參數(shù)檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
RFID通信系統(tǒng)越來越多的應(yīng)用于各行各業(yè)，尤其是RFT模式的RFID通信系統(tǒng)以其低功耗、低成本、易部署特征，占據(jù)了汽車電子識別技術(shù)主流。RFT工作模式是指讀卡器向標(biāo)簽發(fā)送不間斷的載波(CW)信號作為能量激勵信號，發(fā)起通信，標(biāo)簽響應(yīng)該激勵并反饋反向信號。很顯然與傳統(tǒng)無線通信方式最大的不同是RFID收發(fā)路徑的分開，即讀寫器發(fā)送信號和接收信號路徑不同。但是，不同的路徑損耗需要不同的補(bǔ)償值，而這個補(bǔ)償值需要通過分別的路徑校準(zhǔn)獲得。這種特殊的通信模式需要RFID測量系統(tǒng)借助不同于傳統(tǒng)的系統(tǒng)配置。射頻識別技術(shù)的射頻參數(shù)測量目前都借助通用型儀表例如頻譜分析儀和矢量信號分析儀完成。這些通用儀表只能按照市場上已經(jīng)形成標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)分析信號，例如ISO/ IEC14443, IS0/IEC18000-2, 3，4，5，6，7; IS0/IEC15693, NFC 等標(biāo)準(zhǔn)就是一些典型的技術(shù)。而在射頻識別領(lǐng)域用戶定制，專有，以及升級加密算法的技術(shù)非常普遍，例如汽車電子的電子鑰匙技術(shù)，就是使用了加密的RFID信號。這種情形下，即使對于最簡單的ASK 和FSK信號通用儀表也無能為力。對于汽車電子RFID測量系統(tǒng)，儀表需要進(jìn)行時域分析，頻域分析，以及解調(diào)和協(xié)議分析。這4大類分析需要同時進(jìn)行，而同時分析不同信號標(biāo)準(zhǔn)，虛擬儀器具有天生的優(yōu)勢，因?yàn)樘摂M儀器不同于智能儀器，智能儀器依賴嵌入式和固件的方法分析程序預(yù)先設(shè)定， 虛擬儀器的程序獨(dú)立于硬件存在，利用VC，C++, Python, Scripts, Matlab等分析工具進(jìn)行， 儀器開發(fā)人員升級和擴(kuò)展僅僅是軟件工作。目前虛擬儀器主要用于工業(yè)自動化，對于通信和射頻測量，尤其是汽車電子技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)RFID的檢測系統(tǒng)還屬于空白。因此，現(xiàn)存的儀器分析技術(shù)，受限于硬件的特征很明顯，例如RFID物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使用的125KHz，13. 56M，等高頻和超高頻，也存在925MHz，2. 4GHz，頻段的射頻標(biāo)準(zhǔn)，甚至還存在用于雷達(dá)5. 8GHz等微波頻段。更換了一個標(biāo)準(zhǔn)往往意味系統(tǒng)要更換硬件儀表，給測試工作帶來不方便。提高了測試的成本，使得檢測和測量在研發(fā)階段和普通公司得不到有效的執(zhí)行和推廣，影響產(chǎn)品的質(zhì)量?？傊?，目前的各種RFID檢測系統(tǒng)都是通過增加通用儀表的復(fù)雜度，通過更換硬件儀表滿足純粹軟件升級和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的更新?lián)Q代，割裂了硬件與軟件算法兩者之間的關(guān)系， 不可避免的具有一定的局限性。同時，隨著汽車電子通信技術(shù)的不斷發(fā)展，會有更多的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，整車質(zhì)量要求，檢測系統(tǒng)的應(yīng)用需求，現(xiàn)存的方案迄今未能給出一個有效的解決方法。綜上所述，亟待解決的問題是，需要對目前的RFID檢測系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，以克服其過分受限于硬件缺乏靈活性的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種基于虛擬儀器的汽車電子射頻識別參數(shù)檢測系統(tǒng)，其解決了傳統(tǒng)的利用通用臺式儀表分析時功能單一，組成系統(tǒng)需要的儀器種類多，價格高，聯(lián)網(wǎng)不方便，儀表間難以同步和觸發(fā)，以及現(xiàn)有的固件解調(diào)能力有限，僅僅解決常規(guī)的功率和頻率的測量等不足之處。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的基本構(gòu)思是通過軟件與硬件的結(jié)合(以下稱為“虛擬儀器”)，通過軟件與硬件相互協(xié)同作業(yè)完成對RFID電子標(biāo)簽的檢測。具體地， 利用虛擬儀器替代現(xiàn)有的通用臺式儀表，實(shí)現(xiàn)頻段和硬件的多標(biāo)準(zhǔn)靈活兼容；通過軟件替代原有的固件方法，在代碼層級上實(shí)現(xiàn)對標(biāo)準(zhǔn)的信號分析處理支持；通過更新軟件算法實(shí)現(xiàn)射頻識別信號的全面分析檢測；運(yùn)用提出的標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)和自檢定義，嚴(yán)格規(guī)定虛擬儀器應(yīng)有的精度和重復(fù)性能。通過以上改進(jìn)，保證了本系統(tǒng)精度完全可以符合實(shí)際的檢測需要。作為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型基本構(gòu)思的一種技術(shù)方案，本實(shí)用新型是采用一種基于虛擬儀器的汽車電子射頻識別參數(shù)檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括模塊化儀器、發(fā)射天線、接收天線、測量天線、被測件、遠(yuǎn)程組網(wǎng)計算機(jī)、測量射頻電纜、控制和通信總線電纜、以及射頻電纜，其中，模塊化儀器通過射頻電纜與天線連接，模塊化儀器通過發(fā)射天線向被測件處的RFID標(biāo)簽發(fā)出激勵信號并通過接收天線接收RFID標(biāo)簽響應(yīng)該激勵信號所反饋的射頻信號，同時模塊化儀器通過測量天線捕獲上述RFID標(biāo)簽的收發(fā)射頻信號，模塊化儀器通過通信總線電纜與遠(yuǎn)程組網(wǎng)計算機(jī)進(jìn)行通訊。所述的基于虛擬儀器的汽車電子射頻識別參數(shù)檢測系統(tǒng)中的所述模塊化儀器包括射頻接收單元、ADC單元、DAC單元、射頻發(fā)射單元、開關(guān)控制和通信單元。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，本系統(tǒng)主要由天線，電纜和信號分配裝置，射頻和模數(shù)轉(zhuǎn)換以及開關(guān)模塊，LAN總線，計算機(jī)等組成，系統(tǒng)通過執(zhí)行自檢，校準(zhǔn)，采集，分析，軟件自動生成整個過程報告等功能步驟完成RFID部件的射頻檢測和測量；進(jìn)一步，本系統(tǒng)借助虛擬儀器的信號發(fā)生和分析多模塊同步操作，解決了通常需要價格昂貴的網(wǎng)絡(luò)分析儀才能完成的路徑校準(zhǔn)問題。

圖1為本實(shí)用新型基于虛擬儀器的汽車電子射頻識別參數(shù)檢測系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型基于虛擬儀器的汽車電子射頻識別參數(shù)檢測系統(tǒng)校準(zhǔn)配置-接收路徑的配置圖；圖3為本實(shí)用新型基于虛擬儀器的汽車電子射頻識別參數(shù)檢測系統(tǒng)校準(zhǔn)配置-發(fā)射路徑的配置圖；圖4為本實(shí)用新型基于虛擬儀器的汽車電子射頻識別參數(shù)檢測系統(tǒng)的儀器采樣信號排列格式的示意圖；圖5為本實(shí)用新型基于虛擬儀器的汽車電子射頻識別參數(shù)檢測系統(tǒng)的軟件流程圖。
具體實(shí)施方式
4[0018]為進(jìn)一步揭示本實(shí)用新型的技術(shù)方案，茲結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式。本部分安照以下順序闡述本實(shí)用新型的實(shí)施方式，但在基于相同實(shí)用新型構(gòu)思的情況下，本實(shí)用新型并不限于以下實(shí)施方式一、測試平臺硬件的參數(shù)選擇；二、測試平臺的硬件結(jié)構(gòu)；三、系統(tǒng)設(shè)備的工作流程，其依次為自檢校準(zhǔn)流程，隔離度檢查，檢測和測試；四、系統(tǒng)軟件特性設(shè)計，其保證了本系統(tǒng)功能和性能的實(shí)現(xiàn)；五、系統(tǒng)軟件主要執(zhí)行流程?，F(xiàn)按上述順序具體分述如下[測試平臺硬件的參數(shù)選擇]測試平臺硬件的參數(shù)選擇具體包括以下技術(shù)指標(biāo)1.模塊化儀器部分包括射頻，基帶，開關(guān)矩陣和控制電路；2.射頻包括上變頻和下變頻，分別用于信號發(fā)送和接收；3.基帶包括ADC和DAC模塊，必須能夠同時工作，分辨率達(dá)到14bit以上；基帶數(shù)字采樣時鐘40MHz以上，采樣內(nèi)存深度大于64Mb，輸入幅度動態(tài)范圍大于60dB，具有實(shí)時觸發(fā)功能，具有波形存儲功能，并能用LAN或者USB協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，抑或利用準(zhǔn)實(shí)時總線進(jìn)行控制和通信；4.開關(guān)矩陣實(shí)現(xiàn)內(nèi)部射頻通路的切換，用于自動化控制，由開關(guān)、復(fù)用器、和矩陣組成；5.控制電路負(fù)責(zé)和計算機(jī)上的虛擬儀器測量軟件進(jìn)行準(zhǔn)實(shí)時通信，包括設(shè)置模塊硬件的觸發(fā)模式、接收電平、采樣率、采樣長度、濾波特性、信號調(diào)理、低噪聲放大、衰減功能，使得達(dá)到射頻模塊的信號處于工作的最佳線性范圍，保證無失真輸入；6.計算機(jī)是遠(yuǎn)程控制，不必和被測件處于同一場所，因?yàn)槠囯娮拥臋z測環(huán)境往往存在危險因素，包括過量的輻射和大功率功放等存在，因此測試人員必須在現(xiàn)場外部控制整體流程；7.發(fā)射天線和接收天線的放置位置與被測件在有效視距范圍內(nèi)，路徑之間無遮掩和阻擋；8.發(fā)射天線和接收天線的放置最小射頻隔離度是30dB，通常情形須保證55dB ；9.發(fā)射天線和接收天線的放置方向必須以大于30度角度進(jìn)行空間隔離，天線距離至少相隔30cm ；10.發(fā)射天線和接收天線屬于高增益和方向性天線，天線主瓣寬度小于50度；11.射頻電纜長度每根不能超過3米，通過固定裝置固定電纜和天線的接口，并保證位置可以測量和記錄。其次，射頻識別技術(shù)的射頻參數(shù)測量系統(tǒng)按照特定的流程進(jìn)行工作，以保證精度， 穩(wěn)定度，重復(fù)性和可溯源性。具體由自檢過程，校準(zhǔn)流程，和檢測和測試流程組成。其中，校準(zhǔn)流程是所有過程的基礎(chǔ)，具體的實(shí)施由硬件部分的信號發(fā)送和接收模塊實(shí)現(xiàn)，由軟件進(jìn)行自動控制虛擬儀器模塊發(fā)送特定頻率信號并同時接收特定頻率信號，并保證操作的信噪比滿足30dB。
5[0040][測試平臺的硬件結(jié)構(gòu)]圖1為本實(shí)用新型基于虛擬儀器的汽車電子射頻識別參數(shù)檢測系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖中包括模塊化儀器1、發(fā)射天線2、接收天線3、測量天線4、被測件5、遠(yuǎn)程組網(wǎng)計算機(jī)6、測量射頻電纜7、控制和通信總線電纜8、以及射頻電纜9，其中，模塊化儀器1通過射頻電纜9與天線連接，模塊化儀器1通過發(fā)射天線2向被測件5處的RFID標(biāo)簽發(fā)出激勵信號并通過接收天線3接收RFID標(biāo)簽響應(yīng)該激勵信號所反饋的射頻信號，同時模塊化儀器1通過測量天線4捕獲上述RFID標(biāo)簽的收發(fā)射頻信號即向RFID標(biāo)簽發(fā)出的激勵信號和 RFID標(biāo)簽響應(yīng)該激勵信號所反饋的射頻信號，模塊化儀器1通過通信總線電纜8與遠(yuǎn)程組網(wǎng)計算機(jī)6進(jìn)行通訊。具體地，所述模塊化儀器1中包括射頻接收單元、ADC單元、DAC單元、射頻發(fā)射單元、開關(guān)控制和通信單元。本實(shí)用新型的檢測系統(tǒng)通過軟件與硬件的結(jié)合，通過軟件與硬件相互協(xié)同作業(yè)對被檢RFID射頻識別的收發(fā)信號進(jìn)行分析從而完成對RFID電子標(biāo)簽的檢測即判斷被測RFID 電子標(biāo)簽是否合格。具體檢測過程將在以下部分進(jìn)行詳細(xì)描述。[系統(tǒng)設(shè)備的工作流程]本系統(tǒng)設(shè)備在工作過程中分成自檢校準(zhǔn)流程；隔離度檢查；檢測和測試。上述三部分用以判斷系統(tǒng)的射頻鏈路整體隔離度是否合格，在合格的基礎(chǔ)上對 RFID射頻識別的收發(fā)信號進(jìn)行檢測分析。下面分別說明這3個流程的具體實(shí)施對象和操作流程。自檢校準(zhǔn)流程，其針對的對象分別依次是軟件子系統(tǒng)；PXI或者LXI虛擬儀器控制單元，通常為零槽單元；基帶電路，ADC，DAC單元；射頻和變頻電路單元。校準(zhǔn)流程為1.軟件子系統(tǒng)自身完整性檢查；2.軟件子系統(tǒng)與虛擬儀器控制單元通信，儀器返回值為正確進(jìn)行下一步，否則差錯并進(jìn)行處理直到通過本步驟；3.系統(tǒng)輸出射頻校準(zhǔn)信號，通過開關(guān)切換由發(fā)射天線發(fā)射；4.通過開關(guān)切換由接收天線接收信號至系統(tǒng)的接收機(jī)；5.將發(fā)射功率減去接收到的信號功率得到隔離度，大于50dB通過，否則差錯并進(jìn)行處理直到通過本步驟。隔離度檢查，其檢查對象分別是讀寫器發(fā)射路徑損耗；讀寫器接收路徑損耗；發(fā)射天線和接收天線隔離度。圖2為本實(shí)用新型基于虛擬儀器的汽車電子射頻識別參數(shù)檢測系統(tǒng)校準(zhǔn)配置-接
6收路徑的配置圖，圖3為本實(shí)用新型基于虛擬儀器的汽車電子射頻識別參數(shù)檢測系統(tǒng)校準(zhǔn)配置-接收路徑的配置圖，具體操作流程為1.按照圖2的“汽車電子射頻識別射頻參數(shù)系統(tǒng)校準(zhǔn)配置-接收路徑”配置圖進(jìn)行校準(zhǔn)，工作頻點(diǎn)的路徑損耗記錄為Ll ；2.按照圖3的“汽車電子射頻識別射頻參數(shù)系統(tǒng)校準(zhǔn)配置-發(fā)射路徑”配置圖進(jìn)行校準(zhǔn)，工作頻點(diǎn)的路徑損耗記錄為L2 ；3.按照圖1的正常工作配置圖進(jìn)行校準(zhǔn)，工作頻點(diǎn)的發(fā)送和接收隔離度記錄為 L3 ；4.檢查L1+L2<L3是否成立，如果成立則說明由發(fā)射端發(fā)送的信號泄漏到接收端的射頻信號小于被測物反射回來的射頻信號，檢測通過，通過這一關(guān)鍵步驟保證測試方法的正確性和結(jié)果的精確度，否則隔離度不達(dá)標(biāo)即L1+L2<L3不成立，此時檢查系統(tǒng)并調(diào)整場地，直到滿足上述公式為上。補(bǔ)充說明的是本步驟考慮到了天線增益，并認(rèn)為標(biāo)簽的天線增益參照發(fā)送，接收和測量天線4的參數(shù)，這在射頻系統(tǒng)里是成立的。檢測和測試流程，是射頻識別技術(shù)的射頻參數(shù)測量系統(tǒng)正常操作流程，其實(shí)施對象包括天線-發(fā)射天線，接收天線；被測設(shè)備-汽車電子RFID模塊；主動設(shè)備-讀寫器；射頻接收儀器的控制單元；射頻接收儀器；軟件分析模塊。按照以下步驟順序進(jìn)行射頻信號的處理，分析和測量1.利用軟件控制開關(guān)，使天線工作于發(fā)射和接收天線的配置形態(tài)；2.根據(jù)被測標(biāo)簽的工作參數(shù)的范圍，設(shè)置典型的讀寫器參數(shù)。讀寫器正常工作于 “識別”(盤點(diǎn))狀態(tài)，對布置于汽車上的電子標(biāo)簽進(jìn)行連續(xù)識別并返回標(biāo)稱的識別結(jié)果記錄并備案；3.軟件控制儀器的零槽，設(shè)置采樣的參數(shù)，參數(shù)包括期望功率，中心頻率，帶寬，時間長度，采樣速率和超時，由零槽控制射頻和基帶單元在設(shè)置的參數(shù)下工作；4.定時器超時前獲取的信號屬于有效接收，從獲取的時域采樣信號驗(yàn)證長度和功率是否滿足預(yù)設(shè)，不滿足則返回第一步檢查讀寫器和電子標(biāo)簽組成的系統(tǒng)保證它們處于正常工作；5.通過軟件對采樣數(shù)據(jù)分析，首先分析時域和頻譜和工作頻率，保證采樣信號包含了期望指令，且指令滿足正常的頻率容差狀態(tài)，如果不能正常分析，返回第3步檢查和調(diào)試；6.對采樣數(shù)據(jù)分析嘗試解調(diào)數(shù)據(jù)，通過搜索算法軟件自動找到解調(diào)參數(shù)，例如數(shù)據(jù)速率，調(diào)制方式，導(dǎo)頻模式，數(shù)據(jù)編碼，校驗(yàn)碼等參數(shù)，這些都要通過本檢測系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)；7.解調(diào)完畢后進(jìn)入?yún)f(xié)議參數(shù)分析階段，對采樣數(shù)據(jù)分析指令間隔，指令類型和種類，以及指令的MAC層解碼是否正確；
7[0085]8.完成測量檢測任務(wù)，輸出報告，軟件自動報告本次測試的電子標(biāo)簽是否通過設(shè)定門限和標(biāo)準(zhǔn)。以上第4步以后都是軟件功能，這些功能通過一個射頻，協(xié)議和信令軟件模塊實(shí)現(xiàn)，具體地，該軟件模塊按照標(biāo)準(zhǔn)(例如ISO IEC 18000 - 6 C等)的定義對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行各方面分析，這是本檢測系統(tǒng)的核心部分之一。[系統(tǒng)軟件特性設(shè)計]本系統(tǒng)的軟件設(shè)計具有以下特性以保證“基于虛擬儀器的汽車電子射頻識別參數(shù)檢測系統(tǒng)”的功能和性能1.驗(yàn)證計算機(jī)和虛擬儀器硬件模塊的準(zhǔn)實(shí)時通信，由閉環(huán)通信如類似ping指令實(shí)現(xiàn)；2.檢查硬件工作狀態(tài)，具體地，比如前端是否飽和，基帶是否溢出，參數(shù)設(shè)置和讀回是否吻合；3.預(yù)處理對獲取的IQ矢量信號處理，保證后續(xù)操作可行。對于包含干擾，低頻紋波，波動，直流，可以做濾波處理。最簡單的是對iq數(shù)據(jù)濾除直流分量以及低頻分量處理；選擇合適的帶邊陡峭度和帶外抑制的濾波器階數(shù)執(zhí)行；保留RFID信號的變化和細(xì)節(jié)，僅僅去除其直流功率，因此濾波后信號是不能計算射頻功率的。RFID前向信號的碼率為26. 7K-128Kbps,因此濾波截止頻率可選擇2. 6KHz ；反向鏈路信號的數(shù)據(jù)率40K-640Kbps，符號率40K-5. 12Msps，濾波截止頻率可選擇4KhZ。綜合上述，可選擇 2. 6KHz高通濾波和直流濾波器。另外，注意相位延遲，SSB須線性處理，以及HR濾波器優(yōu)先；4.探測特征判斷RFID信號是否出現(xiàn)。為訓(xùn)練解調(diào)器，須根據(jù)實(shí)測信號求取判決門限。具體地，根據(jù)實(shí)際實(shí)施情況探測這一階段的輸出為判決門限電平，可以考慮結(jié)合 burst定位一起處理；5.突發(fā)信號Burst定位搜索空間截獲的所有目標(biāo)分析指令。信號部分(前向， 反向)因?yàn)榇嬖诤洼d波之間不確定的相對相位關(guān)系，因此需要進(jìn)行突發(fā)檢測。這一步通過隔直后變得簡單，RFID前向信號的最大周期約為lOOus，反向信號的最大周期約為 7ms (40K速率傳輸25^it數(shù)據(jù))，兩者長度相差較大，兩者調(diào)制深度往往不同，也即峰均比差異較大，另外信號部分功率也有些許差異。在最好的相對相位關(guān)系下，前向信號較載波低2. 7dB，而反向較載波大2. 5dB。假定信號存在的情況下，可以用以下算法進(jìn)行檢測 a.計算預(yù)判周期設(shè)定內(nèi)信號的幅度平均值；b.以此單位的2倍對整體信號進(jìn)行劃分有疊加的分割(即下一段的前一半實(shí)際上就是前段的后一半，即圖4所示11，12，13的信號分段)，設(shè)為N段(隱藏假設(shè)-信號整體長度大于2倍最小檢測周期)-這段最為關(guān)鍵；c.將這N個值進(jìn)行sort，比較，并排序；d.求Amax [i]和Amin [i]，i表示N個周期的信號段， 及Aaverg =整體的平均強(qiáng)度；e.設(shè)定一個判決門限，認(rèn)為burst出現(xiàn)，例如，3Amin < Aaverg < Amax/3，我們認(rèn)為出現(xiàn)burst，標(biāo)記可疑段落，可以有多個，預(yù)設(shè)最大的解調(diào)支持例如USfburst; f.利用恰當(dāng)?shù)闹芷陂L度，搜索窗，比較門限，得到burst位置。以上步驟為粗檢，參數(shù)可以細(xì)調(diào)；6. 甄別進(jìn)一步判斷是否為指令。包含信號部分一般大致會落在2段檢測窗口內(nèi)，這時需要將上述步驟里的窗口縮減為最小符號周期的長度，進(jìn)行不重疊檢索，找
8到信號的真實(shí)上升，下降區(qū)段的位置，記錄下來。檢查信號區(qū)段長度和設(shè)定目標(biāo)是否匹配，如果一切通過，接下來進(jìn)行解調(diào)和測量；7.前反向區(qū)分假定只有在前向和反向同時存在時需要區(qū)分，因?yàn)橥ㄟ^隔直濾波，前向和反向相對載波直流的相位關(guān)系已經(jīng)不存在了。但是，記住我們擁有原始信號， 可以進(jìn)行對比第一步，通過信號的時間位置回調(diào)原始iq數(shù)據(jù)，如果發(fā)現(xiàn)以下信息則認(rèn)為是反向反射信號幅度位于載波之上也即信號的幅度積分略微大于載波幅度，如果發(fā)現(xiàn)信號的調(diào)制深度>95%則認(rèn)為為前向PRASK信號；8.解調(diào)將前述搜索到的結(jié)果分別按照前向和反向編號，臨時存放，前向信號調(diào)用前向解調(diào)算法，反向信號調(diào)用反向解調(diào)算法，檢查解調(diào)出的bit正確率，檢查解調(diào)中邏輯出錯率，出錯超過一定程度，更換參數(shù)重新解調(diào)或者改變方向再次解調(diào)。另外，根據(jù)協(xié)議，借助MAC層信息，即先檢測前向query指令，得到反向物理層配置后進(jìn)行反向解調(diào)，這對IS018000-6C體系適用；9.出錯以及處理分成物理層出錯和MAC層出錯。物理層表示雖然某些bit不正確，但是大部分能正確被解調(diào)，不正確bit后的bit解調(diào)能夠恢復(fù)正常，例如毛刺和過沖導(dǎo)致的畸變等，這個是沒法通過自身解決的。MAC出錯例如CRC不符等情況，考慮到多根標(biāo)簽同時反射時的沖突，這個也可以通過判斷前導(dǎo)碼來識別，但是這種情況無法做到同時解調(diào)，除非有更多輸入；10.信號刻錄每個得以正確解調(diào)的指令，都要以每個解調(diào)的符號記錄其物理層參數(shù)和MAC參數(shù)。物理層包括1.上升時間2.下降時間3.符號長度4 .PW 5.占空比 6.高電平ON幅度7.低電平OFF幅度8.數(shù)據(jù)速率9 .起始時間10 .終止時間11.持續(xù)長度12.正過沖13.負(fù)過沖14.距離前一個指令結(jié)束的時間15.距離前一個同類型指令結(jié)束的時間；MAC層參數(shù)只有指令才有，包括1. Delimiter長度2. Tari 3. TRCAl 4. RTCal 5. TRext 6.導(dǎo)頻方式7. CRC是否一致8.有無誤碼9.有無邏輯錯誤(解調(diào)時的PHY層異常)10.反向或者前向11.指令名稱-可以作為解調(diào)成功與否的一個判斷標(biāo)準(zhǔn)12.各參數(shù)結(jié)果13 .有沒有無法判決現(xiàn)象，在反向的tail里。綜上所述，物理層就包括15個參數(shù)，MAC層包括13個參數(shù)。MAC的解調(diào)結(jié)果可以用作下一步的協(xié)議分析過程；11.結(jié)果輸出以圖形，文字或者表格等方式將上述過程和結(jié)果展現(xiàn)給操作人員， 并附必要的提示信息。[系統(tǒng)軟件主要執(zhí)行流程]圖5為本實(shí)用新型基于虛擬儀器的汽車電子射頻識別參數(shù)檢測系統(tǒng)的軟件流程圖，與上述[系統(tǒng)軟件特性設(shè)計]相對應(yīng)，本系統(tǒng)軟件主要執(zhí)行流程包括軟件自檢，設(shè)備校準(zhǔn)，環(huán)境校準(zhǔn)，采樣，測量，故障處理具體地，軟件自檢用來檢查軟件運(yùn)行的環(huán)境是否具備，例如PXI虛擬儀器必備的驅(qū)動程序是否存在，如果不能找到關(guān)鍵驅(qū)動，程序?qū)⑦\(yùn)行在純軟件模式，即不連接相關(guān)硬件設(shè)施；設(shè)備校準(zhǔn)用來檢查硬件單元例如信號分析模塊，信號發(fā)生模塊，零槽主機(jī)的狀態(tài)， 通過LXI等驅(qū)動讀取其出錯狀態(tài)，儀器必須返回為no error方能進(jìn)行操作，否則這些儀器的自身狀態(tài)是不能保證測試結(jié)果正確的；
9[0104]環(huán)境校準(zhǔn)利用上述的“校準(zhǔn)和隔離度的檢查”部分提到的算法實(shí)現(xiàn)，即保證前向路徑損耗和反向路徑損耗疊加大于隔離度的最低要求；采樣環(huán)節(jié)由軟件發(fā)起，要求硬件進(jìn)行采樣，硬件返回結(jié)果或者超時后，軟件檢查數(shù)據(jù)，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)里存在待分析信號指令則進(jìn)入測量實(shí)體；而如果結(jié)果數(shù)據(jù)不正確，超標(biāo)， 超時，或者不包含任何可以分析的信號指令，則重新進(jìn)入采樣操作，一直到有效數(shù)據(jù)抵達(dá)， 本部分與上述[系統(tǒng)軟件特性設(shè)計]的“預(yù)處理”到“甄別”部分相對應(yīng)在此不再贅述；測量階段的軟件模塊與上述[系統(tǒng)軟件特性設(shè)計]的“前反向區(qū)分”和“解調(diào)”部分相對應(yīng)在此不再贅述，完成的測量功能有“時域測量”，“頻域測量”，“解調(diào)測量”，“信令分析”4大部分，這幾部分層層遞進(jìn)，以獲得被測信號的物理層參數(shù)和MAC協(xié)議的內(nèi)容，幫助用戶定位問題原因；故障處理部分要向軟件操作者提示問題所在，并提供幫助如何恢復(fù)軟件的正確操作環(huán)境。通過采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型解決了傳統(tǒng)測量儀器無法測量的標(biāo)準(zhǔn)格式問題，擴(kuò)展了儀器的信號分析方式；同時解決了虛擬儀器在汽車電子應(yīng)用中的信號分析問題， 將通信的算法植入計算機(jī)，從而解決虛擬儀器的多標(biāo)準(zhǔn)解調(diào)、分析、和統(tǒng)計等研發(fā)驗(yàn)證和生產(chǎn)制造的產(chǎn)線測試需求。而且本系統(tǒng)借助虛擬儀器的信號發(fā)生和分析多模塊同步操作，解決了通常需要價格昂貴的網(wǎng)絡(luò)分析儀才能完成的路徑校準(zhǔn)問題。以上通過對所列實(shí)施方式的介紹，闡述了本實(shí)用新型的基本構(gòu)思和基本原理。但本實(shí)用新型絕不限于上述所列實(shí)施方式，凡是基于本實(shí)用新型的技術(shù)方案所作的等同變化、改進(jìn)及故意變劣等行為，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
10
權(quán)利要求1.一種基于虛擬儀器的汽車電子射頻識別參數(shù)檢測系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括 模塊化儀器(1)、發(fā)射天線(2)、接收天線(3)、測量天線(4)、被測件(5)、遠(yuǎn)程組網(wǎng)計算機(jī) (6)、測量射頻電纜(7)、控制和通信總線電纜(8)、以及射頻電纜(9)，其中，模塊化儀器(1) 通過射頻電纜(9)與天線連接，模塊化儀器(1)通過發(fā)射天線(2)向被測件(5)處的RFID 標(biāo)簽發(fā)出激勵信號并通過接收天線(3)接收RFID標(biāo)簽響應(yīng)該激勵信號所反饋的射頻信號， 同時模塊化儀器(1)通過測量天線(4)捕獲上述RFID標(biāo)簽的收發(fā)射頻信號，模塊化儀器(1) 通過通信總線電纜(8)與遠(yuǎn)程組網(wǎng)計算機(jī)(6)進(jìn)行通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬儀器的汽車電子射頻識別參數(shù)檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述模塊化儀器(1)中包括射頻接收單元、ADC單元、DAC單元、射頻發(fā)射單元、開關(guān)控制和通信單元。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于虛擬儀器的汽車電子射頻識別參數(shù)檢測系統(tǒng)，本系統(tǒng)主要由天線，電纜和信號分配裝置，射頻和模數(shù)轉(zhuǎn)換以及開關(guān)模塊，LAN總線，計算機(jī)以及測量軟件組成，系統(tǒng)通過執(zhí)行自檢，校準(zhǔn)，采集，分析，軟件自動生成整個過程報告等功能步驟完成RFID部件的射頻檢測和測量；本系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)測量儀器無法測量的標(biāo)準(zhǔn)格式問題，擴(kuò)展了儀器的信號分析方式；解決了虛擬儀器在汽車電子應(yīng)用中的信號分析問題，將通信的算法植入計算機(jī)，從而解決虛擬儀器的多標(biāo)準(zhǔn)解調(diào)，分析，和統(tǒng)計等研發(fā)驗(yàn)證和生產(chǎn)制造的產(chǎn)線測試需求。再進(jìn)一步，本系統(tǒng)借助虛擬儀器的信號發(fā)生和分析多模塊同步操作，解決了通常需要價格昂貴的網(wǎng)絡(luò)分析儀才能完成的路徑校準(zhǔn)問題。
文檔編號G01R31/00GK202075748SQ20112012808
公開日2011年12月14日 申請日期2011年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月27日
發(fā)明者高飛 申請人:昆山啟業(yè)檢測校準(zhǔn)技術(shù)有限公司