基于虚拟仪器的汽车电子射频识别参数检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于虚拟仪器的汽车电子射频识别参数检测系统，本系统主要由天线，电缆和信号分配装置，射频和模数转换以及开关模块，LAN总线，计算机以及测量软件组成，系统通过执行自检，校准，采集，分析，软件自动生成整个过程报告等功能步骤完成RFID部件的射频检测和测量；本系统解决了传统测量仪器无法测量的标准格式问题，扩展了仪器的信号分析方式；解决了虚拟仪器在汽车电子应用中的信号分析问题，将通信的算法植入计算机，从而解决虚拟仪器的多标准解调，分析，和统计等研发验证和生产制造的产线测试需求。再进一步，本系统借助虚拟仪器的信号发生和分析多模块同步操作，解决了通常需要价格昂贵的网络分析仪才能完成的路径校准问题。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于虚拟仪器的汽车电子射频识别参数检测系统，特别是涉及一种用于测试汽车上的RFID电子标签是否合格的汽车电子射频识别参数检测系统。
技术介绍
RFID通信系统越来越多的应用于各行各业，尤其是RFT模式的RFID通信系统以其低功耗、低成本、易部署特征，占据了汽车电子识别技术主流。RFT工作模式是指读卡器向标签发送不间断的载波(CW)信号作为能量激励信号，发起通信，标签响应该激励并反馈反向信号。很显然与传统无线通信方式最大的不同是RFID收发路径的分开，即读写器发送信号和接收信号路径不同。但是，不同的路径损耗需要不同的补偿值，而这个补偿值需要通过分别的路径校准获得。这种特殊的通信模式需要RFID测量系统借助不同于传统的系统配置。射频识别技术的射频参数测量目前都借助通用型仪表例如频谱分析仪和矢量信号分析仪完成。这些通用仪表只能按照市场上已经形成标准的技术分析信号，例如ISO/ IEC14443, IS0/IEC18000-2, 3，4，5，6，7; IS0/IEC15693, NFC 等标准就是一些典型的技术。而在射频识别领域用户定制，专有，以及升级加密算法的技术非常普遍，例如汽车电子的电子钥匙技术，就是使用了加密的RFID信号。这种情形下，即使对于最简单的ASK 和FSK信号通用仪表也无能为力。对于汽车电子RFID测量系统，仪表需要进行时域分析，频域分析，以及解调和协议分析。这4大类分析需要同时进行，而同时分析不同信号标准，虚拟仪器具有天生的优势，因为虚拟仪器不同于智能仪器，智能仪器依赖嵌入式和固件的方法分析程序预先设定， 虚拟仪器的程序独立于硬件存在，利用VC，C++, Python, Scripts, Matlab等分析工具进行， 仪器开发人员升级和扩展仅仅是软件工作。目前虚拟仪器主要用于工业自动化，对于通信和射频测量，尤其是汽车电子技术和物联网技术RFID的检测系统还属于空白。因此，现存的仪器分析技术，受限于硬件的特征很明显，例如RFID物联网技术使用的125KHz，13. 56M，等高频和超高频，也存在925MHz，2. 4GHz，频段的射频标准，甚至还存在用于雷达5. 8GHz等微波频段。更换了一个标准往往意味系统要更换硬件仪表，给测试工作带来不方便。提高了测试的成本，使得检测和测量在研发阶段和普通公司得不到有效的执行和推广，影响产品的质量。总之，目前的各种RFID检测系统都是通过增加通用仪表的复杂度，通过更换硬件仪表满足纯粹软件升级和技术标准的更新换代，割裂了硬件与软件算法两者之间的关系， 不可避免的具有一定的局限性。同时，随着汽车电子通信技术的不断发展，会有更多的技术标准要求，整车质量要求，检测系统的应用需求，现存的方案迄今未能给出一个有效的解决方法。综上所述，亟待解决的问题是，需要对目前的RFID检测系统进行改进，以克服其过分受限于硬件缺乏灵活性的缺点。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供一种基于虚拟仪器的汽车电子射频识别参数检测系统，其解决了传统的利用通用台式仪表分析时功能单一，组成系统需要的仪器种类多，价格高，联网不方便，仪表间难以同步和触发，以及现有的固件解调能力有限，仅仅解决常规的功率和频率的测量等不足之处。为解决上述技术问题，本技术的基本构思是通过软件与硬件的结合(以下称为“虚拟仪器”)，通过软件与硬件相互协同作业完成对RFID电子标签的检测。具体地， 利用虚拟仪器替代现有的通用台式仪表，实现频段和硬件的多标准灵活兼容；通过软件替代原有的固件方法，在代码层级上实现对标准的信号分析处理支持；通过更新软件算法实现射频识别信号的全面分析检测；运用提出的标准校准和自检定义，严格规定虚拟仪器应有的精度和重复性能。通过以上改进，保证了本系统精度完全可以符合实际的检测需要。作为实现本技术基本构思的一种技术方案，本技术是采用一种基于虚拟仪器的汽车电子射频识别参数检测系统，该系统包括模块化仪器、发射天线、接收天线、测量天线、被测件、远程组网计算机、测量射频电缆、控制和通信总线电缆、以及射频电缆，其中，模块化仪器通过射频电缆与天线连接，模块化仪器通过发射天线向被测件处的RFID标签发出激励信号并通过接收天线接收RFID标签响应该激励信号所反馈的射频信号，同时模块化仪器通过测量天线捕获上述RFID标签的收发射频信号，模块化仪器通过通信总线电缆与远程组网计算机进行通讯。所述的基于虚拟仪器的汽车电子射频识别参数检测系统中的所述模块化仪器包括射频接收单元、ADC单元、DAC单元、射频发射单元、开关控制和通信单元。本技术的优点是，本系统主要由天线，电缆和信号分配装置，射频和模数转换以及开关模块，LAN总线，计算机等组成，系统通过执行自检，校准，采集，分析，软件自动生成整个过程报告等功能步骤完成RFID部件的射频检测和测量；进一步，本系统借助虚拟仪器的信号发生和分析多模块同步操作，解决了通常需要价格昂贵的网络分析仪才能完成的路径校准问题。附图说明图1为本技术基于虚拟仪器的汽车电子射频识别参数检测系统的整体结构示意图；图2为本技术基于虚拟仪器的汽车电子射频识别参数检测系统校准配置-接收路径的配置图；图3为本技术基于虚拟仪器的汽车电子射频识别参数检测系统校准配置-发射路径的配置图；图4为本技术基于虚拟仪器的汽车电子射频识别参数检测系统的仪器采样信号排列格式的示意图；图5为本技术基于虚拟仪器的汽车电子射频识别参数检测系统的软件流程图。具体实施方式4为进一步揭示本技术的技术方案，兹结合附图详细说明本技术的实施方式。本部分安照以下顺序阐述本技术的实施方式，但在基于相同技术构思的情况下，本技术并不限于以下实施方式一、测试平台硬件的参数选择；二、测试平台的硬件结构；三、系统设备的工作流程，其依次为自检校准流程，隔离度检查，检测和测试；四、系统软件特性设计，其保证了本系统功能和性能的实现；五、系统软件主要执行流程。现按上述顺序具体分述如下[测试平台硬件的参数选择]测试平台硬件的参数选择具体包括以下技术指标1.模块化仪器部分包括射频，基带，开关矩阵和控制电路；2.射频包括上变频和下变频，分别用于信号发送和接收；3.基带包括ADC和DAC模块，必须能够同时工作，分辨率达到14bit以上；基带数字采样时钟40MHz以上，采样内存深度大于64Mb，输入幅度动态范围大于60dB，具有实时触发功能，具有波形存储功能，并能用LAN或者USB协议进行数据传输，抑或利用准实时总线进行控制和通信；4.开关矩阵实现内部射频通路的切换，用于自动化控制，由开关、复用器、和矩阵组成；5.控制电路负责和计算机上的虚拟仪器测量软件进行准实时通信，包括设置模块硬件的触发模式、接收电平、采样率、采样长度、滤波特性、信号调理、低噪声放大、衰减功能，使得达到射频模块的信号处于工作的最佳线性范围，保证无失真输入；6.计算机是远程控制，不必和被测件处于同一场所，因为汽车电子的检测环境往往存在危险因素，包括过量的辐射和大功率功放等存在，因此测试人员必须在现场外部控制整体流程；7.发射天线和接收天线的放置位置与被测件在有效视距范围内，路径之间无遮掩和阻挡；8.发射天线和接收本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于虚拟仪器的汽车电子射频识别参数检测系统，其特征在于，该系统包括：模块化仪器（１）、发射天线（２）、接收天线（３）、测量天线（４）、被测件（５）、远程组网计算机（６）、测量射频电缆（７）、控制和通信总线电缆（８）、以及射频电缆（９），其中，模块化仪器（１）通过射频电缆（９）与天线连接，模块化仪器（１）通过发射天线（２）向被测件（５）处的ＲＦＩＤ标签发出激励信号并通过接收天线（３）接收ＲＦＩＤ标签响应该激励信号所反馈的射频信号，同时模块化仪器（１）通过测量天线（４）捕获上述ＲＦＩＤ标签的收发射频信号，模块化仪器（１）通过通信总线电缆（８）与远程组网计算机（６）进行通讯。

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟仪器的汽车电子射频识别参数检测系统，其特征在于，该系统包括 模块化仪器(1)、发射天线(2)、接收天线(3)、测量天线(4)、被测件(5)、远程组网计算机 (6)、测量射频电缆(7)、控制和通信总线电缆(8)、以及射频电缆(9)，其中，模块化仪器(1) 通过射频电缆(9)与天线连接，模块化仪器(1)通过发射天线(2)向被测件(5)处的RFID 标签发出激励信号并通过接...

【专利技术属性】
技术研发人员：高飞，
申请(专利权)人：昆山启业检测校准技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32