基于LabVIEW的超高頻RFID讀寫(xiě)器測試系統軟件設計

摘要：對于超高頻RFID讀寫(xiě)器的射頻參數測試，通常采用手工的測試方法，要求測試人員熟悉讀寫(xiě)器的各種測試指標，并能熟練操作頻譜儀，這對測試人員的要求高，且工作量大。為了改善這種情況，介紹了一種基于圖形化虛擬儀器編程軟件LabVIEW的超高頻RFID讀寫(xiě)器測試系統。在該系統中PC／LabVIEW控制待測對象和所需儀器組成一個(gè)測試系統，把所測數據實(shí)時(shí)的顯示在前面板上，并自動(dòng)保存至文件中。通過(guò)現場(chǎng)測試，該軟件運行良好，簡(jiǎn)化了測試過(guò)程，降低了對測試人員的要求，極大地提高了工作效率。

關(guān)鍵詞：RFID讀寫(xiě)器；GPIB接口；測試軟件；LabVIEW

0 引言

超高頻RFID讀寫(xiě)器射頻的測試項目有載波頻率容限、占用帶寬、發(fā)射功率、鄰道功率泄露比和雜散發(fā)射等。在通常的手工測試中，每一項測試都要對儀器進(jìn)行重新配置、重復的手工測試和記錄大量的數據，不僅浪費時(shí)間而且還容易出錯。RFID測試軟件通過(guò)通用總線(xiàn)接口GPIB接口把計算機和儀器有機地融合為一體組成一個(gè)測試系統，從而把計算機的數據處理能力和儀器的測量、控制能力結合在一起，以使測試流程集成化簡(jiǎn)單化，最大程度地降低測試人員的工作量與操作復雜程度。該測試系統具有自動(dòng)控制、數據采集和報告自動(dòng)生成功能，軟件提供儀器配置、儀器設置、儀器校準等信息，并提供實(shí)時(shí)操作提示、儀表的工作狀態(tài)和當前測試狀態(tài)等信息。

1 測試系統的硬件構成

圖1所示的測試系統中，所用的頻譜分析儀是Rohde／Schwarz FSV7，主要技術(shù)指標測試頻率范圍為9 kHz～7 GHz，40 MHz信號分析帶寬，7 GHz頻段內總電平不確定度為0．4 dB，10 kHz頻率偏移時(shí)相位噪聲為-106 dBc／Hz，+15 dBm三階截取點(diǎn)，1 Hz帶寬時(shí)顯示平均噪聲電平等于-155 dBm，具有GPIB和RS 232接口。

頻譜分析儀通過(guò)GPIB接口卡與計算機相連，所開(kāi)發(fā)的測試程序基于VISA技術(shù)，同時(shí)支持RJ45網(wǎng)口和串口連接。其中GPIB總線(xiàn)負責連接不同的測試儀器并發(fā)送和接收控制命令，測試數據通過(guò)GPIB總線(xiàn)從頻譜分析儀FSV7傳送到計算機中進(jìn)行后續處理。讀寫(xiě)器通過(guò)控制線(xiàn)路與計算機連接，控制線(xiàn)路可以是USB線(xiàn)或串口通信線(xiàn)等，在測試中由計算機通過(guò)控制線(xiàn)控制讀寫(xiě)器的工作狀態(tài)。UHF(超高頻)RFID讀寫(xiě)器天線(xiàn)的天線(xiàn)端口通過(guò)同軸線(xiàn)和衰減器與頻譜分析儀FSV7的信號輸入端相連，衰減器的衰減值根據讀寫(xiě)器的發(fā)射功率而定。

2 測試系統的軟件設計

2．1 測試系統軟件架構

該測試軟件采用模塊化思想來(lái)編寫(xiě)，將測試軟件分成幾個(gè)模塊，每個(gè)模塊實(shí)現部分功能，最后將各個(gè)模塊集成在一起統一工作，實(shí)現儀器設置與待測對象的數據讀取、處理、記錄等功能見(jiàn)圖2。

在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，將表示層和控制層作為系統的應用軟件一并開(kāi)發(fā)，另外還有獨立于這兩部分的測試驅動(dòng)函數動(dòng)態(tài)鏈接庫也作為一個(gè)單獨的組件。系統的各部分功能介紹如下：

應用軟件 用戶(hù)操作，完成測試任務(wù)，查看測試結果。

測試結果 測試結果存到文檔里，供用戶(hù)查詢(xún)提高測試效率。

儀器驅動(dòng)函數 是一套可被用戶(hù)調用的子程序庫，利用它就不必了解每個(gè)儀器的協(xié)議和具體的編程步驟，只需調用一些相應的函數就可以完成對儀器各種功能的操作。

2．2 測試系統軟件設計

從NI公司下載頻譜分析儀Rohde／Schwarz FSV7的驅動(dòng)程序安裝到LabVIEW函數庫中，這樣在編程時(shí)可以直接調用所需的子VI。在編程前需要熟悉頻譜儀FSV7的操作控制和UHF RFID讀寫(xiě)器的手動(dòng)測試過(guò)程，了解頻譜儀FSV7對所測項目所需的參數配置。

LabVIEW測試軟件的程序框圖如圖3所示。