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1、10申请公布号CN104125050A43申请公布日20141029CN104125050A21申请号201410380849622申请日20140804H04L1/24200601H04B17/00200601G06K7/0020060171申请人江苏物联网研究发展中心地址214135江苏省无锡市新区菱湖大道200号中国传感网国际创新园C座72发明人王卫东郭兴祖陈岚74专利代理机构无锡市大为专利商标事务所普通合伙32104代理人殷红梅张涛54发明名称超高频RFID读卡器协议一致性测试方法57摘要本发明涉及一种超高频RFID读卡器协议一致性测试方法，其包括如下步骤A、上位机与频谱分析仪连接，并。
2、通过所述频谱分析仪捕获RFID读卡器的发射信号，以获取能反映RFID读卡器全部特征的读卡器特征信号；B、利用小波变换方法对读卡器特征信号进行处理，以得到读卡器特征变换信号；对所述读卡器特征变换信号进行检测，以提取得到所需的读卡器协议参数；C、将上述提取得到的读卡器协议参数与协议规定的标准参数值进行比较，得到并输出比较结果。本发明能实现对超高频RFID读卡器协议的一致性进行准确测试，易于实现测试的自动化，适应范围广，安全可靠。51INTCL权利要求书1页说明书5页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页10申请公布号CN104125050ACN104125050A。
3、1/1页21一种超高频RFID读卡器协议一致性测试方法，其特征是，所述读卡器协议一致性测试方法包括如下步骤（A）、上位机与频谱分析仪连接，并通过所述频谱分析仪捕获RFID读卡器的发射信号，以获取能反映RFID读卡器全部特征的读卡器特征信号；（B）、利用小波变换方法对读卡器特征信号进行处理，以得到读卡器特征变换信号；对所述读卡器特征变换信号进行检测，以提取得到所需的读卡器协议参数；（C）、将上述提取得到的读卡器协议参数与协议规定的标准参数值进行比较，得到并输出比较结果。2根据权利要求1所述的超高频RFID读卡器协议一致性测试方法，其特征是所述步骤（A）中，能反映RFID读卡器全部特征的读卡器特征。
4、信号包括读卡器数据编码、射频包络参数、读卡器上电包络参数、读卡器断电包络参数、前同步码以及帧同步码。3根据权利要求1所述的超高频RFID读卡器协议一致性测试方法，其特征是，所述步骤（B）中，包括如下步骤（B1）、利用小波变换的多孔算法对读卡器特征信号进行处理，以得到读卡器特征变换信号；（B2）、设定动态阈值，并利用所述动态阈值以及斜率对读卡器特征变换信号进行处理，以得到所述模极大值序列MAXS以及用于记录所述模极大值序列MAXS内每一个值对应在读卡器特征变换信号中对应序号的序号序列LOC；（B3）、利用上述模极大值序列MAXS以及序号序列LOC，提取得到读卡器协议参数，所述读卡器协议参数包括读。
5、卡器数据编码、射频包络参数、读卡器上电包络参数、读卡器断电包络参数、前同步码以及帧同步码。4根据权利要求3所述的超高频RFID读卡器协议一致性测试方法，其特征是，所述步骤（B1）中，在利用小波变换的多孔算法对读卡器特征信号进行处理时，所述多孔算法中的分解级数为3，4或5。权利要求书CN104125050A1/5页3超高频RFID读卡器协议一致性测试方法技术领域0001本发明涉及一种测试方法，尤其是一种超高频RFID读卡器协议一致性测试方法，属于超高频RFID读卡器协议一致性测试的技术领域。背景技术0002RFID已成为IT领域的热点技术，很多国家都在不遗余力地推广射频识别技术。RFID标准在国。
6、际上还没有达成完全的一致，多个组织制定了不同频段的不同标准，各标准之间存在着一定程度的不兼容性。RFID超高频国际标准有ISO/IEC180006，EPCGLOBALCLASS1GEN和UBIQUITOUSID。不同的行业制定了相应的标准，例如，应用于动物识别的标准ISOTC23/SC19/WG3，应用于运输和控制系统的标准ISOTC204，应用于单品管理的标准ISO/IEC18000。0003目前的RFID测试主要是借助于功能强大的测试仪器设备和采用手工测试的方法。主要的测试设备有泰克公司、安捷伦公司与罗德斯瓦茨公司生产的实时频谱分析仪和矢量信号发生器。测试的内容包括性能测试与系统测试，具体。
7、的分为标签与读卡器性能测试，RFID空中接口协议一致性测试，RFID射频测试，RFID环境影响测试。0004近几年RFID读卡器协议一致性测试技术不断的在进步与完善。一些公司开发了基于软件无线电与LABVIEW的测试系统，科研单位也提出了构建基于模块化的自动测试系统。上述测试系统在一定程度上解决了读卡器协议一致性测试中遇到的问题，但是上述方法也存在着局限性。大多数测试方案的实施过程依赖于功能强大的测试设备，同时要求测试人员进行手动操作，不但影响测试效率，也影响测试结果的准确性。所以研究RFID读卡器协议一致性测试方法对RFID技术的进一步推广有重要意义。发明内容0005本发明的目的是克服现有技。
8、术中存在的不足，提供一种超高频RFID读卡器协议一致性测试方法，其能实现对超高频RFID读卡器协议的一致性进行准确测试，易于实现测试的自动化，适应范围广，安全可靠。0006按照本发明提供的技术方案，一种超高频RFID读卡器协议一致性测试方法，所述读卡器协议一致性测试方法包括如下步骤0007A、上位机与频谱分析仪连接，并通过所述频谱分析仪捕获RFID读卡器的发射信号，以获取能反映RFID读卡器全部特征的读卡器特征信号；0008B、利用小波变换方法对读卡器特征信号进行处理，以得到读卡器特征变换信号；对所述读卡器特征变换信号进行检测，以提取得到所需的读卡器协议参数；0009C、将上述提取得到的读卡器。
9、协议参数与协议规定的标准参数值进行比较，得到并输出比较结果。0010所述步骤A中，能反映RFID读卡器全部特征的读卡器特征信号包括读卡器数据编码、射频包络参数、读卡器上电包络参数、读卡器断电包络参数、前同步码以及帧同步码。说明书CN104125050A2/5页40011所述步骤B中，包括如下步骤0012B1、利用小波变换的多孔算法对读卡器特征信号进行处理，以得到读卡器特征变换信号；0013B2、设定动态阈值，并利用所述动态阈值以及斜率对读卡器特征变换信号进行处理，以得到所述模极大值序列MAXS以及用于记录所述模极大值序列MAXS内每一个值对应在读卡器特征变换信号中对应序号的序号序列LOC；00。
10、14B3、利用上述模极大值序列MAXS以及序号序列LOC，提取得到读卡器协议参数，所述读卡器协议参数包括读卡器数据编码、射频包络参数、读卡器上电包络参数、读卡器断电包络参数、前同步码以及帧同步码。0015所述步骤B1中，在利用小波变换的多孔算法对读卡器特征信号进行处理时，所述多孔算法中的分解级数为3，4或5。0016与现有的一些方案相比，本发明的有益效果是本发明上位机对读卡器特征信号SIG0进行上述自动处理，实现了RFID读卡器协议一致性测试的自动化，且采用动态阈值与小波变换理论来分析信号，能够准确地提取信号的特征参数，由于在上位机上处理RFID信号而不是借助智能仪器本身对信号进行处理与分析，。
11、所以采用本方法搭建超高频RFID读卡器协议一致性自动测试系统不必使用功能强大的智能信号分析设备，从而减少自动测试成本的投入。具体实施方式0017下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。0018为了能实现对超高频RFID读卡器协议的一致性进行准确测试，实现测试的自动化，本发明读卡器协议一致性测试方法包括如下步骤0019A、上位机与频谱分析仪连接，并通过所述频谱分析仪捕获RFID读卡器的发射信号，以获取能反映RFID读卡器全部特征的读卡器特征信号；0020本发明实施例中，上位机可以采用计算机，上位机与频谱分析仪连接，频谱分析仪能获取RFID读卡器的发射信号，并将捕获的RFID读卡器的发射信号传输至。
12、上位机内。上位机对获取的RFID读卡器的发射信号进行滤波处理，并判断滤波处理的信号能否反映RFID读卡器的全部特征，具有RFID读卡器全部特征的读卡器特征信号能够反映协议中所规定的关于读卡器一致性的全部特征，能反映RFID读卡器全部特征的读卡器特征信号包括读卡器数据编码、射频包络参数、读卡器上电包络参数、读卡器断电包络参数、前同步码以及帧同步码。本发明实施例中，反映读卡器一致性的全部特征的协议为ISO/IEC180006的标准协议。上位机、频谱分析仪以及上位机与频谱分析仪之间的通信均为本技术领域人员所熟知，上位机可以通过SCPI指令或所需的方式能够控制频谱分析仪。0021经过判断后，若RFID。
13、读卡器的发射信号不能反映RFID读卡器全部特征，则适当延长频谱分析仪的信号采集时长，重新抓取RFID读卡器的发射信号，直至获取符合要求的读卡器特征信号SIG0。0022一般来说，能否捕获到一段具有RFID读卡器信号全部特征的读卡器特征信号取决于对采集时长的设定，采集时长设定的越长，就越易抓到具有RFID读卡器信号全部特征的读卡器特征信号。但是，由于采样点数是一定的，采集时间设置的越长，所获得的信号与说明书CN104125050A3/5页5原信号的偏差就越大，导致采集到的信号不能反映出RFID读卡器的全部特征；而采样时间过短，则要反复抓取多次才能获得能反映RFID读卡器信号全部特征的读卡器特征信。
14、号，这样做耗费时间。所以本发明实施例中，采集时长的设定标准是连续十次以内能够抓到具有RFID读卡器信号全部特征的读卡器特征信号。所述采集时长是可以根据需要在频谱分析仪内设置的一个时间范围，具体设置过程对于不同的频谱分析仪有所不同，具体不再赘述。0023B、利用小波变换方法对读卡器特征信号进行处理，以得到读卡器特征变换信号；对所述读卡器特征变换信号进行检测，以提取得到所需的读卡器协议参数；0024本发明实施例中，所述步骤B中，包括如下步骤0025B1、利用小波变换的多孔算法对读卡器特征信号进行处理，以得到读卡器特征变换信号；0026利用小波多孔算法具有平移不变性和每个尺度下数据长度不变等优点，小。
15、波变换用于表征信号的突变瞬态特征，直接分析读卡器特征信号SIG0很难得到想要的结果，因而对读卡器特征信号SIG0进行变换，读卡器特征信号SIG0经小波变换处理后得到了读卡器特征变换信号SIG1，读卡器特征变换信号SIG1反映了读卡器特征信号SIG0的突变特征，对读卡器特征变换信号SIG1进行处理可提取出信号的一些特征。0027对于小波多孔算法的过程为002800290030其中，上述公式1以及公式2中，参数J为分解级数，且JN，N为最大分解级数；本发明实施例中，在利用小波变换的多孔算法对标签特征信号进行处理时，所述多孔算法中的分解级数为3，4或5，在具体实施时，N优选取值为4。为高通滤波器系数。
16、，为低通滤波器系数，为第J级逼近信号，在具体实施时，为了简化计算，取0031B2、设定动态阈值，并利用所述动态阈值以及斜率对读卡器特征变换信号进行处理，以得到所述模极大值序列MAXS以及用于记录所述模极大值序列MAXS内每一个值对应在读卡器特征变换信号中对应序号的序号序列LOC；0032设定动态阈值处理读卡器特征变换信号SIG1，得到序列SIGMAXS和序列SIGMAXS内每一个值在对应的读卡器特征变换信号SIG1中对应序号构成的序列LOC。由于序列SIGMAXS所对应的点与其前一点和后一点构成的直线的斜率具有相反的数学符号，所以判定当SIGMAXSISIGMAXSI1与SIGMAXSI1SI。
17、GMAXSI符号相反时，SIGMAXSI即为模极大值，IGMAXSI1为点SIGMAXSI的前一点，SIGMAXSI1为点SIGMAXSI的后一点，根据序列SIGMAXS的取值不同，变量I具有不同的取值，I的取值为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。0033序号序列LOC表示模极大值序列MAXS中的每一个值在读卡器特征变换信号SIG1中的序号，模极大值序列MAXS中的每一个值对应着读卡器特征变换信号SIG1中脉冲的上升沿与下降沿。0034动态阈值的取值方法设置初始值TH0MAX|SIG1|，MAX|SIG1|为序列|SIG1|序列读卡器特征变换信号SIG1取绝对值的最大值，若初始值TH0取值过。
18、小则设说明书CN104125050A4/5页6定新的阈值TH1TH0INC，若初始值TH0取值过大则设定TH1TH0INC，INC的取值可以通过实验获得，其中，初始值TH0取值过小和过大的判定依据是依据RFID信号波形的特点，模极大值之间的数据间隔是有规律的，根据这个规律来判定，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。0035B3、利用上述模极大值序列MAXS以及序号序列LOC，提取得到读卡器协议参数，所述读卡器协议参数包括读卡器数据编码、射频包络参数、读卡器上电包络参数、读卡器断电包络参数、前同步码以及帧同步码。0036具体地，提取DATA0、DATA1、PW、TARI。DATA0和DAT。
19、A1分别代表了PIE编码中的0和1，PW为脉冲宽度，TARI为询问机对标签发信的基准时间间隔，是数据0的持续时间，一般为625S、125S和25S。计算LOCT7LOCT5LENGT/NUM与LOCT9LOCT7LENGT/NUM的值并比较他们的大小，较大的为DATA1，较小的为DATA0。0037脉冲宽度PW的计算公式为PWLOCT9LOCT8LENGT/NUM，其中，NUM为数据长度数据长度也即是频谱分析仪采集数据一次获得的数据点数，取决于频谱分析仪，LENGT为频谱分析仪的数据采集时间。根据DATA0计算TARI值若|DATA0625|REM，则TARI625S；若625|DATA012。
20、5|REM，则TARI125S；若|DATA025|REM，则TARI25S。其中，REM的取值不应大于3125。不同标准的协议一致性测试中，上述T的取值可能会不同，根据ISO/IEC180006协议，本发明实施例中，在具体实施时T0。0038前同步码的一部分与帧同步码是相同的，所以先求前同步码的各项参数。根据ISO/IEC180006协议对各脉冲宽度的限定来设计算法检测编码，在ISO/IEC180006C标准中，规定RTCAL的宽度在25TARI至30TARI之间，TRCAL的宽度在11RTCAL至30TARI之间。RTCAL为读写器到标签校准符号，TRCAL为标签到读写器校准符号，RTCA。
21、L与TRCAL在协议180006中都有规定。0039计算射频包络参数、读写器上电包络参数、读写器断电包络参数，根据模极大值序列MAXS序列确定读卡器特征信号SIG0中DATA0所对应的波形，找到数据点MAXSW所对应的点SIG0K，检测点SIG0K的前N个点相邻两点间斜率的值为负数，其中，通过数值W、数值K分别能检索模极大值序列MAXS、读卡器特征信号SIG0中相对应的数值，若SIG0KLSIG0K1L的值小于某一阈值THRESHOLDRL0，则记录SIG0KL在读卡器特征信号SIG0中的位置LSLKL；检测数据点SIG0K的后M个点相邻两点间斜率的值为负数，若SIG0KJ1SIG0KJ的值小。
22、于某一阈值THRESHOLDRL1，则记录点SIG0KJ1在读卡器特征信号SIG0中的位置LSLKJ1，射频包络的下降时间为LSLKJ1LSLKLLENGT/NUM。找到数据点MAXT1所对应的点SIG0P，检测SIG0P的后M个点相邻两点间斜率的值为正数，若SIG0PJ1SIG0PJ的值小于某一阈值THRESHOLDRR0，则记录SIG0PJ1在读卡器特征信号SIG0中的位置LSRPJ1；检测SIG0P的前N个点相邻两点间斜率的值为正数，若SIG0PL1SIG0PL的值小于某一阈值THRESHOLDRR1，则记录SIG0PL在读卡器特征信号SIG0中的位置LSRPL，射频包络的上升时间为LS。
23、RPJ1LSRPLLENGT/NUM。其中NUM为数据长度，LENGT为频谱分析仪的数据采集时间。本发明实施例中，设定说明书CN104125050A5/5页7阈值THRESHOLDRL0、阈值THRESHOLDRL1、阈值THRESHOLDRR0、阈值THRESHOLDRR1均为03。数值M、N、M、N的具体数值RFID超高频协议有关，本发明实施例中，数值M、N、M、N的取值与ISO/IEC180006协议有关，具体数值一般通过实验和经验选取。上述对于读卡器特征信号SIG0内数值以及位置检索的变量K、J、P等的取值根据需要进行选择设定，具体取值情况为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。0040。
24、RFID读卡器的上电包络参数与读写器断电包络参数的计算方法上述方法类似，可以参考射频包络参数的计算过程，具体不再赘述。0041C、将上述提取得到的读卡器协议参数与协议规定的标准参数值进行比较，得到并输出比较结果。0042将上述的读写器数据编码、射频包络参数、读写器上电包络参数、读写器断电包络参数、前同步码、帧同步码等参数与ISO/IEC180006协议规定的参数值进行比较，将每个参数值比较的结果进行输出，即得到与协议规定的标准参数值相一致的协议参数以及与协议规定的标准参数值不一致的协议参数，以完成对RFID标签协议一致性的测试。0043与现有的一些方案相比，本发明的有益效果是本发明上位机对读卡器特征信号SIG0进行上述自动处理，实现了RFID读卡器协议一致性测试的自动化，且采用动态阈值与小波变换理论来分析信号，能够准确地提取信号的特征参数，由于在上位机上处理RFID信号而不是借助智能仪器本身对信号进行处理与分析，所以采用本方法搭建超高频RFID读卡器协议一致性自动测试系统不必使用功能强大的智能信号分析设备，从而减少自动测试成本的投入。说明书CN104125050A。