1、應(yīng)用介紹

    RFID（Radio Frequency Identification），全稱為射頻識別技術(shù)，是一種無線通信技術(shù)，通過無線電訊號自動識別特定目標(biāo)和讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，讀寫速度快、數(shù)據(jù)容量大、使用壽命長等優(yōu)勢使其在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。

RFID基本組成部分：

標(biāo)簽：由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有獨(dú)特的電子編碼、附著在物體上標(biāo)識目標(biāo)對象。

讀寫器：由耦合元件，芯片組成，讀取（有時(shí)還可以寫入）標(biāo)簽信息的設(shè)備

天線：在標(biāo)簽和讀寫器之間傳遞射頻信號

    RFID的工作頻率分為低頻、高頻和超高頻，常用頻段在125KHz、 13.56MHz、900MHz、2.4GHz，主要應(yīng)用場景包括了學(xué)校、企事業(yè)單位、銀行、醫(yī)院、鐵路軌道交通等，根據(jù)應(yīng)用的不同，標(biāo)簽類型可分為有源和無源，其讀卡器設(shè)計(jì)也有所不同。

2、測試項(xiàng)目

    RFID測試主要是對讀寫器和標(biāo)簽之間通信的無線電訊號進(jìn)行測量，以此評估RFID讀寫器的工作狀態(tài)和性能指標(biāo)。

    本次測試對象是低頻RFID讀寫模塊，射頻信號頻率125KHz，支持識別EM4001/4002及兼容的ID卡。當(dāng)識別到ID片時(shí)，模塊TXD管腳會輸出卡號信息，信號類型為TTL-RS232信號。

3、測量目標(biāo)

   射頻信號的載波頻率，輸出功率，占用帶寬，信道功率等

4、選用儀器

   選用鼎陽科技SSA3000X頻譜分析儀，SPD3303X-E線性直流電源和SDS1204X-E超熒光示波器，分別用于測量、供電和信號解碼。

5、連接方法

   先將RFID讀寫模塊和發(fā)射天線焊接，并將VCC、GND和TXD管腳分別引出導(dǎo)線便于連接。

   然后將電源、示波器探頭分別按照對應(yīng)的管腳連接好。

   同時(shí)通過一個(gè)射頻采集天線和BNC轉(zhuǎn)接線，將讀卡器的信號引入SSA3000X的射頻輸入端口，觀察并測量信號的頻域參數(shù)。

6、測量內(nèi)容

頻率測量和功率測量：

    SSA3000x的頻譜分析儀的功能設(shè)置為：CF=125kHz，SPAN=10KHz，RBW=30Hz，測得信號頻率為125.373KHz，信號功率為-58.04dBm。被測系統(tǒng)是RFID讀寫器，處于向標(biāo)簽發(fā)送識別信號的狀態(tài)。

    從測量結(jié)果可以看到，實(shí)際信號的頻率中心和讀寫模塊設(shè)定的額定中心頻率有一定的誤差，稱為發(fā)射頻點(diǎn)誤差。

占用帶寬：

    先積分計(jì)算整個(gè)掃寬內(nèi)的功率，然后根據(jù)設(shè)定的功率比計(jì)算出此比例功率所占帶寬。如下圖，在10KHz的掃寬范圍內(nèi)，功率比為99%的占用帶寬為240Hz。

傳輸頻率誤差：通道中心頻率與頻譜儀中心頻率之差，差值為-13Hz。

信道功率：

測量積分帶寬500Hz內(nèi)的功率，為-59.84dBm，同時(shí)將積分帶寬內(nèi)的功率歸一化到1Hz得到功率譜密度數(shù)值為-86.83dBm/Hz。

頻譜監(jiān)測：

用色溫表示頻譜的能量 

    另外SSA3000X系列頻譜儀還可測量三階交調(diào)、時(shí)域功率、鄰道功率比等，由于此為低頻讀寫模塊，測試較為簡單，暫不做上述分析。 

7、示波器解碼

    使用ID卡對讀寫模塊進(jìn)行測試，當(dāng)ID卡在讀寫模塊天線處被感應(yīng)時(shí)，讀寫模塊收到信號，會從蜂鳴器、LED燈和TXD管腳分別輸出信號。

用SDS1204X-E示波器標(biāo)配的串行總線解碼功能對TXD輸出TTL-RS232信號進(jìn)行解碼。

解碼設(shè)置：

波特率9600bps，無校檢位，數(shù)據(jù)8位，1停止位，空閑電平為高電平，比特流格式LSB，解碼輸出ASCII碼。

解碼輸出10位卡號為1400903AA9。

用多個(gè)ID卡測試，發(fā)現(xiàn)此讀寫模塊輸出正常：

但是由于此讀寫模塊工作頻段為低頻，射頻輸出功率小，檢測ID卡的距離十分有限，約只有五厘米。 

8、測試總結(jié)

    以上就是關(guān)于低頻RFID的簡單測試流程。低頻RFID主要應(yīng)用于低端技術(shù)范圍內(nèi)，技術(shù)要求和測試流程相對簡單。高頻和超高頻RFID測試標(biāo)準(zhǔn)更加注重信號質(zhì)量，即需要對信號進(jìn)行IQ解調(diào)曲線和數(shù)據(jù)分析，ASK/FSK解調(diào)分析等，還有其他疑問的伙伴們，歡迎在線溝通，或致電客服！

文章來源于鼎陽硬件設(shè)計(jì)與測試智庫