【正文】 評估模型、評測標(biāo)準(zhǔn)和評測數(shù)據(jù)庫。典型的RFID系統(tǒng)測試一般分為功能測試、性能測試和一致性測試三個方面，隨著RFID技術(shù)在公共安全、交通管理、軍事應(yīng)用等領(lǐng)域中的應(yīng)用，對標(biāo)簽、RFID系統(tǒng)數(shù)據(jù)及網(wǎng)絡(luò)安全等方面也提出了要求，因此有必要進行相關(guān)安全性測試。按照RFID系統(tǒng)的組成，其相應(yīng)的測試也應(yīng)包括標(biāo)簽、閱讀器、中間件和后臺網(wǎng)絡(luò)四個方面。RFID系統(tǒng)測試內(nèi)容主要包括以下四個方面：1．RFID系統(tǒng)功能測試包括：標(biāo)簽解調(diào)方式、返回時間、響應(yīng)時間、返回信息準(zhǔn)確率、信號返回速率等測試；閱讀器調(diào)制及調(diào)方式、信號返回時間、閱讀器指令等測試；RFID中間件系統(tǒng)功能測試和RFID應(yīng)用系統(tǒng)功能測試。2．RFID系統(tǒng)性能測試包括：標(biāo)簽識別距離、標(biāo)簽天線方向性、標(biāo)簽最小工作場強、標(biāo)簽返回信號強度、抗噪聲性能、頻帶寬度、各種環(huán)境下標(biāo)簽讀取率、標(biāo)簽讀取速度等測試；閱讀器識別速率、靈敏度、發(fā)射頻譜等測試；RFID系統(tǒng)不同參數(shù)（改變標(biāo)簽的移動速度、貼附材料、數(shù)量、標(biāo)簽進入閱讀器識別場方位、數(shù)據(jù)信息量大小以及多標(biāo)簽的空間組合方案等）設(shè)置情形下的RFID系統(tǒng)通信距離、通信速率等；RFID中間件系統(tǒng)性能測試和RFID應(yīng)用系統(tǒng)性能測試。3．RFID系統(tǒng)協(xié)議一致性測試包括：RFID系統(tǒng)協(xié)議一致性測試主要是測試RFID系統(tǒng)是否符合ISO/IEC 18047系列標(biāo)準(zhǔn)定義的空中接口協(xié)議，測試內(nèi)容主要包括RFID標(biāo)簽與閱讀器的通信參數(shù)，如：工作頻率、工作場強、數(shù)據(jù)速率和編碼、調(diào)制參數(shù)、幀結(jié)構(gòu)、通訊時序等。4．RFID系統(tǒng)安全性測試包括：標(biāo)簽存儲器、加密機制、芯片不同信息區(qū)的安全性測試；閱讀器存儲器、加密機制、內(nèi)部軟件系統(tǒng)安全性測試；RFID系統(tǒng)通信鏈路標(biāo)簽訪問控制、安全審計測試、標(biāo)簽內(nèi)容操作（如讀，寫，復(fù)制，刪除，修改等）安全性和空中接口通信協(xié)議安全測試；RFID后臺系統(tǒng)及中間件通信過程安全性測試、RFID中間件安全性測試、RFID應(yīng)用系統(tǒng)安全性測試。隨著RFID技術(shù)及產(chǎn)品的應(yīng)用推廣，為了保證不同廠家同類產(chǎn)品之間的可替換性，還需要進行兼容性（可互操作性）測試，包括單閱讀器對單標(biāo)簽、單閱讀器對多標(biāo)簽、多閱讀器對單標(biāo)簽、多閱讀器對多標(biāo)簽等不同場合測試。RFID系統(tǒng)測試還包括一些基本物理測試和有關(guān)質(zhì)量認(rèn)證方面的測試，如：電磁兼容、環(huán)境試驗參數(shù)、電氣安全參數(shù)、標(biāo)簽和閱讀器特殊技術(shù)指標(biāo)等。 RFID測試標(biāo)準(zhǔn)及測試環(huán)境RFID測試標(biāo)準(zhǔn)是科學(xué)、公正地對各種RFID系統(tǒng)產(chǎn)品進行測試和性能評估的重要依據(jù)和基礎(chǔ)，同時也是RFID系統(tǒng)在具體實施過程中的技術(shù)保障。目前與RFID技術(shù)和產(chǎn)品應(yīng)用相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)化機構(gòu)主要有：國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)、國際電工委員會(IEC)、國際電信聯(lián)盟(ITU)、世界郵聯(lián)(UPU)。此外還有一些區(qū)域性和國家標(biāo)準(zhǔn)化機構(gòu)，如CEN、 BSI、ANSI和DIN，相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟，如ATA、AIAG、EIA等。目前RFID產(chǎn)品測試遵循的標(biāo)準(zhǔn)主要有ISO18046系列和ISO18047系列標(biāo)準(zhǔn)，涉及的主要內(nèi)容有：標(biāo)簽與閱讀器的性能測試、空中接口一致性測試、協(xié)議一致性測試以及系統(tǒng)的電氣性能參數(shù)、物理性能參數(shù)測試等，[27]。 RFID系統(tǒng)測試環(huán)境主要包括以下幾個方面:1．測試場地：由于RFID產(chǎn)品性能參數(shù)不同，讀取范圍變化較大，需要對應(yīng)不同場合的測試場地。部分測試需要使用特殊設(shè)備，如系統(tǒng)在無干擾環(huán)境下的性能測試需要電波暗室等。2．測試設(shè)備：針對RFID系統(tǒng)標(biāo)簽及閱讀器測試的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，如：場強儀、測速儀、溫度計、濕度計等；專業(yè)的數(shù)據(jù)分析設(shè)備，如：實時頻譜分析儀、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、射頻阻抗/頻譜/網(wǎng)絡(luò)分析儀、專用誤碼測試儀、功率計、精密LCR表、矢量信號發(fā)生器、EMI/EMC預(yù)兼容測試系統(tǒng)和電子計算機等。3．測試及數(shù)據(jù)分析工具：標(biāo)簽測試軟件、閱讀器測試軟件、射頻設(shè)計與仿真軟件、數(shù)據(jù)分析工具等。4．輔助測試設(shè)備：用于貼附標(biāo)簽的貨箱、托盤、傳輸帶、龍門架、天線固定設(shè)備等，芯片測試需要的測試夾具、巴倫和SNA接頭等。 RFID系統(tǒng)測試標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)號標(biāo)準(zhǔn)名稱ISO/IEC18046: 2006 國際標(biāo)準(zhǔn)自動識別和數(shù)據(jù)采集技術(shù) RFID設(shè)備性能測試方法ISO/IEC180461 工作草案第1部分：系統(tǒng)性能測試方法ISO/IEC180462 工作草案第2部分：閱讀器性能測試方法ISO/IEC180463 工作草案第3部分：標(biāo)簽性能測試方法ISO/IEC180472：2006國際標(biāo)準(zhǔn)射頻識別設(shè)備一致性測試方法第2部分：頻率小于135kHz的空中接口通信測試方法ISO/IEC180473：2004國際標(biāo)準(zhǔn)第3部分：ISO/IEC180474：2004國際標(biāo)準(zhǔn)第4部分：ISO/IEC180476：2006國際標(biāo)準(zhǔn)第6部分：860~960MHz的空中接口通信測試方法ISO/IEC180477：2005國際標(biāo)準(zhǔn)第7部分：433MHz的空中接口通信測試方法RFID系統(tǒng)測試的電子測量儀器分為模擬儀器、數(shù)字化儀器、智能儀器（專用型和臺式積木型測試系統(tǒng)）和虛擬儀器。目前應(yīng)用較多的模擬和數(shù)字化儀器有：指針式萬用表、晶體管電壓表、數(shù)字電壓表、數(shù)字頻率計等，這類儀表體積小、成本低，但是功能簡單，所能完成的測試項目少，主要適用于快速響應(yīng)以及對測試指標(biāo)有較高準(zhǔn)確度要求的測量。智能儀器和虛擬儀器又可以稱為自動測試系統(tǒng)，其中專用型和臺式積木型測試系統(tǒng)，通常具有內(nèi)置微處理器，可以完成自動測試工作，又具有一定的數(shù)據(jù)處理能力，設(shè)備資源復(fù)用性好，但其功能塊均以硬件（或固化的軟件）形式存在，系統(tǒng)缺乏靈活性，且設(shè)備數(shù)據(jù)接口總線傳輸速率低，測試系統(tǒng)體積大，相對成本較高；虛擬儀器是計算機技術(shù)、通信技術(shù)和測量技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，采用模塊化方式搭建系統(tǒng)，具有數(shù)據(jù)處理速度高、數(shù)據(jù)傳輸速率高、資源復(fù)用性好、可擴展能力強，I/O可重配置、體積小等優(yōu)點，是測試儀器發(fā)展的重要方向。為了提高測試效率，同時保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性和一致性，消除人為誤差的影響，一般要求采用自動測試系統(tǒng)完成相關(guān)的測試任務(wù)。隨著RFID技術(shù)的發(fā)展，RFID系統(tǒng)標(biāo)簽與閱讀器間通信已經(jīng)達到微秒級，信號發(fā)生時間極短，且信號需滿足協(xié)議規(guī)定的時序要求。實時頻譜分析儀通過第三方獲取RFID系統(tǒng)通信信號，可以完成部分物理參數(shù)測試和分析，但需要額外的讀寫設(shè)備與待測器件建立通信鏈路，且無法進行協(xié)議一致性測試。傳統(tǒng)信號發(fā)生器、頻譜分析儀、示波器等設(shè)備搭建的RFID系統(tǒng)協(xié)議一致性測試系統(tǒng)，可以完成RFID協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的部分參數(shù)測試，但信號發(fā)生器無法滿足協(xié)議的時序要求。RFID協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的多樣化，導(dǎo)致相關(guān)調(diào)制參數(shù)、編碼方式、防碰撞機制、信號幀結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)指令等參數(shù)差異，傳統(tǒng)設(shè)備搭建的一致性測試系統(tǒng)無法支持多協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的測試?；谔摂M儀器技術(shù)和軟件定義無線電的射頻測試系統(tǒng)，充分發(fā)揮虛擬儀器技術(shù)強大的可重構(gòu)性和可擴展性優(yōu)勢，結(jié)合軟件定義無線電的可編程性和靈活性，適合于RFID系統(tǒng)的測試，可以快速應(yīng)對新的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)測試要求，同時測試系統(tǒng)主要研發(fā)工作是信號處理軟件研究，系統(tǒng)開發(fā)時間和成本較少。虛擬儀器（Virtual Instrument）是上世紀(jì)90年代初美國國家儀表（NI）公司研發(fā)的將計算機技術(shù)、通信技術(shù)和儀器儀表技術(shù)深層次結(jié)合的一種新型儀器。虛擬儀器核心思想是“軟件即儀器”，將許多硬件完成的信號處理工作交由軟件完成，通過硬件功能軟件化，將儀器裝入計算機，以通用的計算機硬件及操作系統(tǒng)為依托，實現(xiàn)不同測量儀器功能。虛擬儀器由計算機、模塊化功能硬件和軟件三大部分組成，不同模塊化功能硬件采用不同構(gòu)成方式。計算機是虛擬儀器的構(gòu)建依托平臺，主要負(fù)責(zé)軟件資源管理和數(shù)據(jù)處理工作，并且是儀器存儲和顯示設(shè)備。模塊化功能硬件通過DAQ、GPIB、VXI、PXI和串口總線五種標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)，完成信號的采集、放大、模／數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換。虛擬儀器軟件包括虛擬儀器軟件體系結(jié)構(gòu)庫（VISA）、儀器驅(qū)動程序、應(yīng)用軟件三部分。VISA是標(biāo)準(zhǔn)I/O函數(shù)庫或可調(diào)用的操作函數(shù)集，實現(xiàn)儀器的程控。應(yīng)用軟件為操作用戶提供操作界面、數(shù)據(jù)分析與處理功能，是虛擬儀器的核心部分，通過不同的應(yīng)用軟件，虛擬儀器完成不同的測試和分析功能。儀器驅(qū)動程序是儀器控制與通信的軟件程序集，虛擬儀器通過設(shè)備驅(qū)動軟件控制各種硬件接口的驅(qū)動程序，完成底層設(shè)備與模塊化功能硬件通信。LabVIEW是美國NI公司研制開發(fā)的圖形化開發(fā)語言，可以完成數(shù)據(jù)采集、控制、分析和表達等功能。LabVIEW語言是一種專門面向非專業(yè)程序員的最終用戶開發(fā)工具，采用工程技術(shù)人員熟悉的術(shù)語、圖表和概念進行編程，目前已經(jīng)成為一種主流的測試程序開發(fā)環(huán)境。LabVIEW程序采用分層結(jié)構(gòu)，具有很強的可讀性、可編輯性、可重用性和可理解性。LabVIEW開發(fā)平臺采用圖形化編程環(huán)境，用戶可以采用程序自帶的常見測試儀表面板顯示控件，還可以根據(jù)要求創(chuàng)建或修改控件，具有快捷的程序編譯、便捷的程序調(diào)試、強大的函數(shù)運算及數(shù)據(jù)分析功能，還提供各種DLL和CIN數(shù)據(jù)庫接口，支持現(xiàn)有各種系統(tǒng)平臺，與其他軟件調(diào)用方便，具有很強的開放性。PXI總線是NI公司開發(fā)的基于計算機測量和自動化平臺的一種開放式工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包括通用的操作系統(tǒng)、即插即用的驅(qū)動和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具有的定時、觸發(fā)和同步功能，可以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的對復(fù)雜儀器系統(tǒng)的需求。PXI總線具有PCI總線的電氣總線特性、Eurocard的機械封裝特性和Compact PCI的堅固性、模塊化特性，適合于試驗、測量與數(shù)據(jù)采集場合應(yīng)用的機械、電氣和軟件規(guī)范。PXI總線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備平臺利用了基于計算機平臺的性價比、體積和總線速率優(yōu)勢，加上GPIB和VXI儀器規(guī)范特性，具有更快的總線傳輸速率、更小的體積以及更好的性價比，同時受益于NI軟件的靈活性和不斷更新的模塊化硬件，基于PXI總線標(biāo)準(zhǔn)的測試系統(tǒng)具有良好的擴展性和靈活的軟件架構(gòu)，便于系統(tǒng)集成和升級。相比傳統(tǒng)臺式儀器，虛擬儀器采用通用硬件模塊，用戶根據(jù)需求自定義和構(gòu)建各種測量儀器，在應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)處理能力、性格比和可操作性等方面具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢[28]。 軟件定義無線電概述軟件定義無線電（Software Defined Radio，SDR)是Joe Mitola在1992年美國國家遠(yuǎn)程系統(tǒng)會議上提出的一種基于軟件定義無線通信協(xié)議的無線通信技術(shù)，通過軟件或數(shù)字電路實現(xiàn)通信系統(tǒng)無線信號的調(diào)制與解調(diào)，其核心思想是用寬帶接收機替代以往的窄帶接收機，寬帶模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）盡可能靠近射頻端及天線，對整個系統(tǒng)信號進行采樣與分析，同時系統(tǒng)盡量使用軟件替代硬件完成其功能，系統(tǒng)功能實現(xiàn)靈活多樣，擴展性強，目前已廣泛應(yīng)用于軍事通信、雷達以及第三代移動通信等領(lǐng)域。二十一世紀(jì)初，射頻測量儀器開始采用SDR技術(shù)，目前矢量信號發(fā)生器和矢量信號分析儀均采用SDR結(jié)構(gòu)的無線發(fā)射和接收裝置[2930]?；赟DR技術(shù)的射頻測量儀器包括數(shù)字下變頻（DDC）、數(shù)字上變頻（DUC）和基帶處理模塊。DDC是數(shù)字接收機中ADC采樣后的第一個信號處理模塊，包括數(shù)字控制振蕩器（NCO）、正交混頻器以及抽取濾波器等，其輸入數(shù)據(jù)率、信號帶寬、抽取倍數(shù)等參數(shù)可調(diào)。相反，DUC是中頻發(fā)射機最后的信號處理模塊，包括數(shù)字內(nèi)插器、NCO和正交調(diào)制器，具有不同的內(nèi)插倍數(shù)和輸入數(shù)據(jù)率等指標(biāo)參數(shù)。，系統(tǒng)包括射頻（RF）前端、ADC / DAC和基帶處理器（數(shù)字信號處理單元）三個基本部件。RF前端包括天線、低噪聲放大器、功率放大器，上/下變頻器等RF模擬電路，發(fā)射時完成上變頻、濾波和功率放大等任務(wù)，接收時完成濾波、放大和下變頻等功能。ADC/ DAC是發(fā)射機和接收機的核心部件，完成模擬信號和數(shù)字信號之間的相互轉(zhuǎn)換工作，并且在基帶頻率范圍內(nèi)具有足夠的分辨率和采樣率。基帶處理器主要完成調(diào)制、解調(diào)、濾波、變換等工作的數(shù)字運算、數(shù)字變換、數(shù)據(jù)存儲及數(shù)字信號處理功能。SDR系統(tǒng)采用數(shù)字電路和信號處理軟件替代傳統(tǒng)無線收發(fā)系統(tǒng)中的超外差變頻、中頻放大、本振、濾波、檢波放大等模擬電路，具有電路結(jié)構(gòu)簡單、功耗低、配置靈活、成本低等優(yōu)點?；赟DR結(jié)構(gòu)射頻測量儀器的核心功能是其強大的數(shù)字信號處理能力，可以完成傳統(tǒng)射頻測量儀器由模擬電路部件完成的變頻、中頻放大、同相／正交(I/Q)檢波、帶通濾波、調(diào)制和解調(diào)等功能，以及數(shù)字運算、數(shù)字變換、數(shù)據(jù)存儲等功能。相比傳統(tǒng)射頻測量儀器，基于SDR結(jié)構(gòu)的射頻測量儀器具有研發(fā)時間及參數(shù)測量時間短、配置靈活、成本低等優(yōu)點，目前已廣泛應(yīng)用于各種射頻產(chǎn)品的測量。根據(jù)數(shù)字信號處理方式，SDR結(jié)構(gòu)測量儀器可以分為通用處理器方式、專用硬件方式和可編程信號處理硬件方式三種。通用處理器方式測量儀器采用微處理器、DRAM存儲器、ADC以及DAC組成的基本硬件架構(gòu)，所有軟件由微處理器執(zhí)行，具有容易重配置、擴展性強、方便升級等優(yōu)點，軟件編程相對比較繁瑣；專用硬件方式測量儀器根據(jù)自身特性采用專用集成電路(ASIC)或現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)，其中ASIC方式成本最低，但其內(nèi)部固化程序無法修改和升級，F(xiàn)PGA方式可以現(xiàn)場編程及調(diào)試，系統(tǒng)靈活，但成本相對較高；可編程信號處理硬件方式測量儀器采用DSP處理器完成系統(tǒng)數(shù)字信號處理功能，結(jié)合十進制和實時數(shù)字插值的數(shù)字上、下變頻器，儀器硬件能力得到很大提高，相比通用處理器方式，軟件編程難度有所減小。SDR結(jié)構(gòu)射頻測量儀器一般要求頻段工作范圍較寬，例如1MHz6GHz，并且要求頻段特性均勻，可以滿足各種不同業(yè)務(wù)的需求。ADC/ DAC是模擬信號與數(shù)字信號轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵器件，其采樣方式和性能指標(biāo)決定RF前端的結(jié)構(gòu)，影響數(shù)字信號處理單元的處理方式和處理速度要求，同時還涉及寬帶、線性和高效RF放大器結(jié)構(gòu)以及電磁兼容問題，直接影響整個測量儀器的性能，其中ADC的主要指標(biāo)為采樣速率和采樣位數(shù)，DAC的主要指標(biāo)為轉(zhuǎn)換速率和轉(zhuǎn)換位數(shù)。RF模擬信號的數(shù)字化采樣通常有兩種方法：一為基于奈奎斯特定理的低通采樣，通常采用RF射頻全寬開低通采樣結(jié)構(gòu)；二為帶通采樣，其中帶通采樣又有RF直接帶通采樣和中頻帶通采樣。RF全寬開低通采樣結(jié)構(gòu)SDR射頻儀器結(jié)構(gòu)簡單，模擬電路數(shù)量最少，是理想的SDR結(jié)構(gòu)。但是天線接收信號經(jīng)濾波放大后直接由ADC進行采樣量化處理，因此要求ADC和數(shù)字信號處