[发明专利]一种三维自动化RFID测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维自动化RFID测试装置，属于射频识别技术领域。

背景技术

射频识别技术(Radio Frequency Identification，缩写RFID)是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。

从信息传递的基本原理来说，射频识别技术在低频段基于变压器耦合模型(初级与次级之间的能量传递及信号传递)，在高频段基于雷达探测目标的空间耦合模型(雷达发射电磁波信号碰到目标后携带目标信息返回雷达接收机)。1948年哈里斯托克曼发表的″利用反射功率的通信″奠定了射频识别技术的理论基础。

为了测试射频识别天线的性能，科研工作者做了很多相关研究。

专利号为200810239330的“一种RFID标签工作电平的基准测试系统及方法”将RFID标签芯片和天线看作整体，用电磁波在自由空间的传播公式，通过参考和收发天线测量RFID标签系统的输入和输出电平，推算能够激活RFID标签工作的最小电平，再对RFID标签的理论读取距离评估。通过对决定RFID标签性能的重要指标之一的RFID标签功耗进行科学、可重复、可比较的非接触测量，解决现有技术指标不明确、测试结果误差大的问题，为使用者根据不同应用需求选择RFID标签产品提供辅助决策依据。

专利号为200910193540的“一种测试RFID阅读器接收灵敏度的方法及设备”中所述的测试方法包括，阅读器发射本振载波信号，同时侦听标签应答信号；阅读器发射的本振载波信号经障碍物反射后输入至第一环形器，第一环形器输送本振载波信号至标签应答信号模拟器；标签应答信号模拟器对本振载波信号进行调制、衰减和功分处理，生成功率相等的第一路标签模拟信号和第二路标签模拟信号，第一路标签模拟信号输入功率计，第二路标签模拟信号输入所述第一环形器，第一环形器输入第二路标签模拟信号至阅读器的接收端。其测试设备包括阅读器、第一环形器、标签应答信号模拟器及功率计。本技术方案能够准确、方便、快捷地测试RFID阅读器的接收灵敏度。

但这些方法和设备都没有给出一种自动化的测试手段。特别是在手机终端中集成了电子标签时，采用上述专利无法进行自动化连续测试。

发明内容

本发明提出了一种三维自动化RFID测试装置，可以准确有效地测试RFID阅读器和被测电子标签之间的电磁场分布；特别是当电子标签集成于手机终端时，利用本发明可以准确有效测试阅读器和手机之间的电磁场分布；系统设计完全自动化，可以大大提高测试效率和精度。

本发明的三维自动化RFID测试装置包括上位机、三维移动机构、机械悬臂、连接立柱和夹持机构；其中三维移动机构主要包含X轴向移动机构、Y轴向移动机构和Z轴向移动机构。

各组成部分的连接关系为：X轴向移动机构、Y轴向移动机构和Z轴向移动机构分别按X轴、Y轴和Z轴方向组装一体；机械悬臂的一端垂直安装于Z轴向移动机构上，另一端垂直安装连接立柱；连接立柱下方安装夹持机构，夹持机构的下表面正对被测RFID阅读器。

所述上位机的作用为根据操作员输入的命令，自动控制步进电机带动三维移动机构运动，提供良好的人机接口。

所述的三维移动机构由结构相同的X轴向移动机构、Y轴向移动机构和Z轴向移动机构构成。

每个轴向移动机构包括丝杠、步进电机和两个限位开关；步进电机安装于丝杠一端，与上位机相连，各个方向上的丝杠均由相应的步进电机控制实现平移运动；两个限位开关分别安装于丝杠两端。通过上位机发送控制脉冲给步进电机，步进电机带动丝杠做该方向上的平移运动；当丝杠上的承载物移动到一端时，该端限位开关给出脉冲信号，提示上位机终止发送控制脉冲，步进电机停止转动。

所述机械悬臂作用为固定和移动夹持机构，采用刚性材料制成，不易形变。机械悬臂垂直于Z轴向移动机构。

所述的连接立柱采用塑料材质制作，用于连接机械悬臂和夹持机构。

所述的夹持机构包括测试探头、塑料盒体和滑动片。塑料盒体可用于放置电子标签或集成了电子标签的手机，采用塑料材料大大降低其对电磁场的影响；盒体的大小可容纳一部手机，滑动片置于盒体一端，可将置于盒体里的电子标签或手机卡住；塑料盒体下端开口，可使安装在盒体内的测试探头或放置于其内的手机的感应区域裸露在空间中；测试探头通过同轴电缆与上位机相连，将场强数据信息采集后传送到上位机，用以分析RFID辐射的电磁场分布。