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美国泰科:物联网测试与创新

行业上下游中国仪表网2012年08月26日 17:06人气:396

  2012深圳国际物联网产业学术发展论坛于8月16日在深圳会展中心6楼水仙厅隆重举行,来自工信部、中国电子学会、深圳市科持创新委、深圳市发改委、经贸信息化委、高校研究人员、企业高层等知名行业专家、学者、资深人士共500多人参加。
  
  众专家聚首深圳,就中国物联网创新战略、商业模式与创新、标准制定与进程、地方物联网产业建设、物联网产业园公共平台合作等多角度深层次地探讨物联网产业发展等热点话题,为我国物联网行业发展出谋划策。
  
  美国泰科科技射频业务发展经理张鹏
  
  美国泰科科技射频业务发展经理张鹏以“物联网测试与创新”为主题作了精彩演讲,跟大家分享泰科在物联网行业的新技术与经验。以下是演讲实录:
  
  张鹏:各位早上好!今天由我来给大家介绍一下泰科的RFID测试方案,大家可能对泰科不一定特别了解,我先给大家做一个简单的介绍,泰科成立于1946年,是一家专注于测试测量仪器仪表和测试方案的公司,总部在美国,它的产品主要包括示波器、频谱仪、形式分析仪等等。它在全球的示波器的市场份额超过了60%,逻辑分析仪的市场份额超过了50%。泰科还有一些实时频谱分析仪,它是用在RFID测试里重要的一款仪器,今天给大家介绍的创新测量方面的内容,也跟我们的实时频谱仪有非常大的关系。
  
  大家都知道,RFID现在如雨后春笋,大量的做标签、读写器的厂家涌现出来,它面临着很重要的问题,因为咱们的很多自主创新的公司需要进行RFID一致性的测试和互通性测试,在测量中一定会用到电子仪器。RFID是一个射频通讯,它有应答器,有标签,它这种通讯跟传统的通讯有一些不同的特点,体现在什么地方呢?第一点,RFID的功率是微弱的间歇性的,它不是连续发的,传统的微波通讯都是连续发、连续收,但是RFID有一个时间间隔,它是一个突发的。而且在现在我们用的18000—6—C用的是调频的,所以它的信号的形式会比较的复杂。另外,它还加了一些数字调制,它的技术有点近似于二次雷达,它有一个发射,标签有一个应答的过程,但是它的调制方式用的像数字调制。RFID跟传统形式还有一个不一样的地方,它有一个应答时间,这都为RFID的测量带来了新的挑战,因为它的传输方式跟传统的是有区别的。
  
  我们再看看RFID的测试需求,其实RFID的测试主要分两大块,一个是一致性测试,另一个是互通性测试,在一致性测试方面,它除了要满足无线电管理方面的要求,比如说通道的功率,还有一些功率的频带宽度、杂散、泄露等等情况,跟我们的协议要对下来,这些是它的重点,所以你要满足相关的指标。互通性测试是什么呢?互通性测试是这样的,我们在工作环境中会遇到一些复杂的情况,比如说电磁环境很复杂,我们的标签能不能正常的应答,这是一种情况。另外,大家知道,RFID现在应用得非常多,像物流、管理、仓储等等,它可能会遇到不同的标签和不同的读写器在一起,多个厂家的标签在一起的时候,要有一个互通性测试,就是多标签和多读写器在一起的时候,要有互联互通。这时候我们不仅需要一个分析机,还要有一个信号源,就是说可以模拟复杂的电磁环境,这是RFID测试的一些测试需求。
  
  我们的实时频谱仪是在一致性测试和互通性测试里面非常重要的一款仪器,在一致性测试里面,泰科的实时频谱仪提供的是完整测试方案,涵盖了所有的协议标准,同时它还有一个实时显示和实时捕获功能,可以给我们提供一个互通性测试的判别标准。实时频谱仪的特点简单概括起来,第一个,它是实时的,它能够观测你的瞬态信号,我们保证能够百分之百看到,因为它是实时的,它会被别人干扰,在这个里面我们都可以看到,另外它有一个内置的RFID分析软件,它是业内功能最强大的分析软件,它可以对RFID信号进行测量、协议分析,可以进行各种各样的射频测量,而且是一个软件把各种协议都包括了。
  
  我们先看这个一致性测试,实际上在一致性测试里边,大家可以看到,这张图中,这个是指定的测试系统,就是在国际上认定的标准测试系统,这个标准测试系统里边内置了一个泰科的实时频谱仪,也就是说我们的实时频谱仪是参与国际标准测量的一个仪器,因为它里边有专门的射频的RFID测量软件。大家可以看到,其实国内众多的国家认证机构,都采用了我们泰科的这套RFID测试系统,像CESI(标准研究所),国家各种各样的射频标准都是由他们制定的,采用的是我们的这套系统,还有中国的物品编码中心、中国电信研究院都使用了我们的这套系统,然后还有中科院自动化所、CETC15所,公安部一所、军队的后勤部、泰尔实验室、水利部、交通部等等国家的重点研发机构或者是标准制定者,都采用了泰科的这套RFID测试系统,所以它是业内的一个标准,是大家都公认的一个基准。很多研发的公司也会采用泰科的系统,比如说远望谷、维深等等公司。
  
  我们再看看一致性测试的特点。它是业内的一个最全面的标准支持的提供者,就是说它里面各种各样的标准都支持。第二个,它可以自定义标准,国内的一些研发机构,它的标准可能跟国际上不是一致的,我们自定义的,尤其是军队的一些标准,我们公司也参与了国军标,就是国内制定了子2.45G和900兆的国军标的制订,泰科公司参与了,这个标准和国际标准就不一样,它的调制方式、编码、载波等等都是可以自定义的。另外,我们是唯一一个可以对调频信号进行分析的。我们的特点是,调频信号的解调,我们是业内唯一可以支持的,大部分的信号分析仪只能对定频信号进行解调,一旦这个信号跳起来它是没法解调的,我们有一个载波功能,它可以根据你的频间来解调你的结果。另外我们是自动解码,全面支持常用编码。我们还提供一个时间概览图,什么叫时间概览图呢?我们是一台实时频谱仪,是从屏幕上获得信号的,同时还可以看到时域,而且这几个域是联动的,这些特点都使我们在测量中能够带来很大的好处,尤其是研发过程中解决很多的问题。还有一个是,我们有很长的内存,我们可以把这些信号记录下来,比如说我们把这个信号采下来,今天分析了一次,明天还要再分析,我可以把这个信号调出来,不需要重新采集,我们现在最长的可以存7.14秒,如果说我们的跨度时间变窄,我们可以存得更长,甚至到分钟级。
  
  这个图里显示的是我们可以支持的所有的标准,这个标准非常多,包括18000—7、18000—6等等。
  
  这是一个非常有代表性的RFID测试的图,这是它的频谱,这个是RFID时域的功率显示,既能看频域,又可以看时域,在这里面可以看到有深条幅,它有读写器发出的信号、标签反馈的信号,它的调制深度是不一样的,所以从这张图上可以看到深条幅和浅条幅的区别。
  
  这是我们另一张图,也可以看得出,上面是标签反馈的信号,然后有深条幅、浅条幅,然后展开的是调制时域的情况,这是显示的测量结果。
  
  另外,我们这个实时频谱仪还有一个实时捕获功能,我们可以把信号采下来再分析,我们可以设置实时的调制方式。我们可以利用FMT触发,可以设定两维信息来作为触发条件来采集这个信号,这跟以前是不一样的。
  
  我们刚才说了实时频谱仪的实时显示,这里没有仪器没法演示,我们只能通过图片给大家讲解。我们利用DPX技术观察信号,它跟传统的方式是不一样的。这里有一个红色信号,说明它一直存在,这边还有蓝色的一些影,它是瞬态的情况。这儿有一个指标,这种五颜六色的频谱跟传统的频谱不一样,它不仅仅是体现在颜色上,它很重要的是一秒钟汇集的次数不一样,泰科的实时频谱技术每秒钟可以汇集2.9万个频谱,传统的只能汇集几十次,这2.9万个频谱,就可以使我们看到同频的干扰和突发的情况。这个就可以用到我们的互通性测试,这也是一个测试方案,不仅仅是一个频谱仪,我们还有信号源,曾经在2008年、2009年,四所做过一个互通性测试大会,当时泰科公司也参与了这个测试大会,在这里面我们就可以看到,泰科的信号源可以模拟复杂的电磁环境,产生这个信号。另外,可以用我们的实时频谱仪来监视它的互通性的问题和特点。我们来看一下互通性测试,他们会关心什么东西。互通性测试比较关注的是发现真实的射频环境中,确定你的RFID设备在真实环境中的摆放位置,确定你的频谱措施和确定你的干扰情况,包括查看同一频段中其他的设备对我们的干扰,比如说无绳电话等等。然后是检测潜在的干扰和系统优化,这是互通性测试给我们带来得好处。评估密集模式阅读器和读写器性能和检验传输时长,这是我们互通性测试要解决的问题。在这里还可以看到一个参考的文章,就是日本的自动认识系统协会,它使用泰科的实时频谱仪作为测试的系统仪器进行了一些介绍,这个资料大家可以在网上找。
  
  用DPX的方式非常生动的把当时的干扰情况给描述出来,泰科在这方面是独一无二的,有实时显示技术。
  
  在互通性测试里面还有一个复杂性环境的仿真,比如说你要模拟一个复杂性环境,我们这个实时频谱仪可以产生你想要模拟的电磁环境,而且它在里面可以任意添加一些干扰因素,比如说干扰的其他的同频信号、同时到达,还有白噪声、衰落、多径等等都可以加进来,这是一个非常好的信号源。
  
  除了一致性测试、互通性测试,还有一个就是研发,比如说很多做研发的单位或者公司,它面临的不仅是一致性测试、互通性测试,还有很多是要在研发的过程中解决测试的问题,或者说解决系统的故障,这需要你的仪器有非常好的故障排查能力。传统的仪器只能解决一个域的问题,我们这一台实时频谱仪把时域、频域都可以解决,而且还可以解决一些瞬态的问题,就是你以往无法捕获的问题。
  
  这个是我们排查故障的案例在这里可可以看到一些模糊的点,这个模糊的点经过我的捕获把它捕获下来,会发现这个调频的振荡时间明显比以前要长,这是我们在RFID测试中发现的一个问题,可以很清楚的看到。
  
  这个是我们跟传统频谱仪不一样的地方,我们实时捕获之后,可以进行采集回放,然后进行下一步的分析。
  
  这是泰科的研发测试方案,这是我们的主体,就是我们的实时频谱仪,这个是探头,测量我们的信号。这个是信号源,进行互通测试的时候需要它,还有多域示波器,还有实时示波器。多域示波器是在时域上加了一个频域,而且它的成本也很低,是便携的,可以拿着走,是一款非常好的工具。
  
  非常感谢各位聆听,我的介绍就到这里。
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