由于线路记录仪已研发出相应的测试方法,其特性也被测量,这里将不采用传统的测试方法。总体来说,德勤的软件都达到了3.0成熟水平。但根据CMMI标准只有10%的软件研发能超越这里采用的LINERCORDER。出发点在于,ISO/IEC9126标准及其名次顺序满足测试要求。由意法半导体(ST)研发的用于安卓应用读写功能的基石可与三星Galaxy Nexus上的原型传感器应用进行功能性融合。其特性与规格相符合。
对于硬件的检测以近耦合智能卡标准14443的特性为基准,一来该标准已具备相应的测试方法,二来其使用的ISM波段与用于原型的ST口令的疏耦合的波段相同。检测用的识读器已符合ISO/IEC15639标准。考虑到供电中的天线谐振电路的影响,识读器在所有测试中应保持恒定。推荐使用任意波信号发生器、稳压电源增压器和电子信号示波器作为额外的测量仪器。根据这里建立的原型的标准,以下特性将被检测:
• 转发器的物理特性(参照ISO/IEC 10373-7)
• 电路板的几何信息以及电磁兼容性(EMV,参照ISO/IEC14443-1)
• 空中界面、读写距离(参照ISO/IEC 14443-1)
• 数据架构及安全(参照SO/IEC 14443-3/-4)
由于ISO/IEC15693标准只规定了转发器在空中界面的特性,而没有涉及其物理特性,因此要借助对两个天线接口的阻抗测试对芯片生产商给出的连接参数、芯片与附加天线所达到的功率和共振频率进行核查。检查对象为生产商给出的兼容的天线。
由于测试用的原型未投入过标准生产过程,所以不会在生产过程中进行物理特性的评估性测试。Finkenzeller提出了一个针对过程参数的生产测试。例如对于RFID零件来说,可以进行对RFID芯片黏附强度的抗剪实验。对于一个生产测试来说,其关键性的问题是,电路板上的RFID零件是否能无损地经受住各工艺步骤,如等离子激活(通过电晕放电进行的表面处理)。Ecomatic将等离子激活工艺加入到服务于NewClassicLine产品(如AS-i网关)的基于仪器内可用空间的系统中,由此来提高人造材料和金属的表面张力,从而将防水材料与壳体材料相结合。这样一来,配备的电路板会受到磁场影响。根据生产商的信息,符合J-STD-020C标准的意法半导体(STMicroelectronics)芯片适用于回焊炉中自动化的装配与加工。
针对转发器物理特性的测试与针对仪器AC5225的可靠性测试,如仪器在-25~70°C环境温度下是否运转良好,是同步的。意法半导体给出的其RFID芯片的工作温度为-45~85°C,因此物理特性不需要再单独测试。
电磁兼容性是指,仪器在无受损情况下可耐受的一定的电磁干扰值以及被允许发射的符合标准的电磁干扰的最大值。不同的电磁发射设备应尽可能小地互相影响。和所有无线电设备一样,首先适用于RFID的是EMVEN301489产品标准。
无电池的RFID芯片与无线技术最重要的区别在于,电力供应和通信通过同一根天线实现。AS-i网关电路板的每一个耗电变化能够无需电气隔离就对天线谐振电路产生影响,反之亦然。根据ISM仪器标准EN300330,识读器发射的电磁场的相对干扰值在10m距离、13.56MHz下不能超过42dBμA/m。所有推荐的识读器皆符合该标准。但是还有一个问题亟待解决,即当识读器位于近场相对距离时,AC5225NFC是否还能正常运转。
在欧洲标准中,AS-i设备的电磁兼容性规定是针对低压开关设备的。例如适用于IO-Link通信接口的通用标准收录在IEC61000-6-2中。AS-i的电磁兼容性将从抗干扰性出发,参照EN50295标准进行测试:
• 标准1:“规格限制内的正常功能为每30份电报中最多能出现一个受干扰的主设备呼叫或从设备应答。”
• 标准2:“测试过程中允许出现一个短暂的数据通信中断,但中断之后设备必须能够重新正常运转,不允许改变运行状态或储存数据。”
ifm将该标准作为最低标准。智能手机识读和发送时作为AS-i网关的功能性将结合原型被测试。试验中未出现故障。(www.xing528.com)
与此相反的是,感应转发器在高频时特别容易受到电磁场干扰。要检测的是,AS-i(载波频率167kHz)的电流调制信号的谐波或IO-Link(载波频率280.4kHz)的电压调制信号在高频13.56MHz时是否会产生频移,进而导致AS-i、IO-Link或NFC的通信受到干扰。转发器谐振回路的性能改变会引起识读器天线回路的负荷变化,这一变化在半双工通信中会作为转发器的信息被错误显示。半双工通信中,转发器与识读器之间的数据传递是延时的,同时还必须考虑采用曼彻斯特编码的意法半导体芯片在载波频率423kHz和484kHz时所使用的负荷调制(负荷调制在下文中又被称为边带)。
作为电压调制信号的IO-Link,由于其低功率,既不会作为负荷调制的干扰,也不会作为高频电波被考虑。但是要注意的是,与AS-i信号的正弦波相比,IO-Link信号的方波会产生干扰。还有待检验的是,AS-i信号是否由于其更高的功率而对NFC信号产生干扰。例如在意法半导体使用的比特编码(Bitcodierung)(曼彻斯特编码)中会出现由AS-i或IO-Link引发的在负荷调制中的过零(现象),过零会成为转发器传递过程中的故障。意法半导体芯片采用校验方法(循环冗余校验,CRC),由此来保证数据完整性和确定故障。但这个方法无法修正故障。
此外,只要边带的振幅足够大,这个识读器便可以在与一台转发器通信初期保持负荷变换。但是由于识读器还在识别故障,真正的答案可能无法被识读。除此以外,三倍AS-i频率几乎接近NFC负荷调制的载波频率。有利的一点是,原型采用了一种布局,在这种布局下,RFID解决方案的天线被放置在电路板上被AS-i电气隔离的部分。为了确定足够的电磁兼容性保护,边带振幅会根据标准中的规定在特定时间段和特定限制条件下被测量。由高频和负荷调制组成的转发器的二级磁场可以通过赫姆霍兹方程被单独测量。
根据意法半导体芯片解决方案M24LR64的参数页,静电放电强度是在IEC 61000-6-2的框架下给出的。RFID接口在AS-i网关处于供电状态时被作为Quasi-Master使用时,该接口会根据AS-i标准被检测。
• 根据标准1,检测电压最小为8kV、空气放电条件下对静电放电的抗干扰性。
• 根据标准1,检测电场强度为10V/m,振幅调制射频电波为80~1000MHz条件下对高频电磁场的抗干扰性。
• 根据标准2最小为2kV,根据标准1最小为1kV的通过电容耦合钳传输的电压对快速瞬时干扰的抗干扰性。
对原型电磁兼容性的测试是在易福门有限责任公司的电磁兼容实验室进行的。一旦出现故障,可以在电路板上直接使用已经能与NFC频率一起使用的吸收材料。
检测空中界面的最简单的形式是测试转发器的基础功能。测试中只会评估转发器是否许可对ID的识读。要注意的是:
“……通过功能测试,高频转发器在磁场中能够展现一个相对恒定的识读范围,并且波动比较小,因此对功能性的测试是可信的。”
因此对读写距离的测量是第二位的。
结合既有的原型,无源的转发器既可以与ANT513,也可以与智能手机一起被识读。但是固定安装的ifm设备只能识读序列号。参照ISO156需要对识读器进行升级。为了能完全支持芯片运行,读写头ANT513和处理器DTE100的相应固件需要进行改变调整。为了避免这些消耗,最好对由于储存空间不足而与原型不兼容的芯片M23LR04E或富士通芯片MB89R112进行调整,因为在这两个芯片上能够识读信息。
在生产和物流领域,只有在试验项目中,如对安全设备的试验中对识读器进行测试才能获得与统计相关的识别率。影响读写距离的因素很多,这些因素的测试只有在一个尽可能真实的受试环境中以及足够多的受试数量下才能实现。此外,还有对响应场强的测试,即转发器能运转的最低场强。响应场强与环境因素如温度、磁场兼容性无关,与转发器本身也无关。
如果通过易福门读头的分辨率不够,可能识读器需要配备一个输出功率更大的天线或者多个天线,以此来扩大识读距离。基础是转发器天线的方向、敏感度和大小应该不被进一步影响,但是事先选择的出发点是保证对RFID系统足够的读写距离。如果NFC智能手机的读写范围不够,转发器必须配备一个更大的天线。但是为了进行阻抗匹配,需要更大的电路板和设计费用。
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