基于RFID復合設備的RFID閱讀器系統(tǒng)實驗研究

　　1 問題點

　　試驗過程中，發(fā)生誤讀率過高的異常：

　　結合實測經(jīng)驗，分析德國RFID復合設備誤判Inlay的情況可分為兩種：①將良品錯誤判定為壞Inlay剔除;②將壞Inlay誤判為良品未能正常剔除。即如圖1所示，0號、2號和3號Inlay(均為良品)存在誤排現(xiàn)象;1號(壞Inlay)不能正常剔除。

　　圖1：模擬Inlay在Melzer設備上運動情況

　　情況①需考慮：增大讀寫器天線輻射功率;增加讀寫器判定Inlay好壞的讀取次數(shù);調節(jié)天線與Inlay的相對位置;增加復合設備的判定時間窗口(后經(jīng)驗證為Duration參數(shù)的設定值);增加Delay參數(shù)的設置值等。情況②時我們需做相反方向考慮。遠望谷讀寫器測試主要問題：復合設備高速運行情況下，圖1中1號壞Inlay不能正常剔除。按照以上思路調節(jié)讀寫器、復合設備各參數(shù)及調節(jié)天線與Inlay相對位置均NG。

　　2 原因分析

　　經(jīng)探討分析可知：讀寫器測試所遇問題的原因，較大可能為德國RFID復合設備判定時間窗口與讀寫器輸出電平時間窗口匹配問題。即在復合設備判定時間窗口內(nèi)，Reader若能輸出穩(wěn)定的高電平或低電平，復合設備即可判定該Inlay為良品或劣品，并做屏幕打印、裁切等處理?？梢姡喝艚鉀Q1號壞Inlay不能正常剔除或降低復合設備誤讀誤排現(xiàn)象，首先需確定復合設備的判定時間窗口(需考慮傳感器信號的時間窗口和Trigger的時間窗口);其次控制Reader輸出信號的時間窗口(Reader程序的編寫)匹配Melzer設備的判定時間窗口。

　　(1)寫新程序，分別提取傳感器的時間窗口、Trigger時間窗口和Reader輸出信號的時間窗口，并尋求復合設備中Delay參數(shù)與Duration參數(shù)設置與以上時間窗口的直接關系。此部分測試需用帶有Maker的假Inlay進行測試，模擬Inlay全為良品時不同速度情況下各信號拉高和拉低的時刻。(2)結合讀寫器輸出信號的時間窗口，分析及確定判定讀寫器輸出為有效信號的波形(如圖2所示)。四種情況分別為：讀寫器檢測到Trigger信號到來時立刻拉高電平，保持一段時間后在Trigger時間復合設備窗口結束前拉低電平(包含上升沿及下降沿);讀寫器檢測到Trigger信號到來時立刻拉高電平，保持較長時間且在Trigger時間窗口結束后拉低電平(只包含上升沿);讀寫器檢測到Trigger信號到來時立刻拉低電平，保持較長時間且在Trigger時間窗口結束后拉高電平(只包含下降沿);在Trigger時間窗口內(nèi)一直保持高電平。(3)模擬壞Inlay無規(guī)律排列在良品Inlay中的情況，測試新程序下復合設備能否正常剔除劣品。此部分需用真Inlay測試，且模擬情況如圖2所示。

　　圖2 壞Inlay無規(guī)律出現(xiàn)情況模擬

　　注：“√”表示可識讀的Inlay;“×”表示扣掉芯片的Inlay。

　　3 測試及數(shù)據(jù)分析

　　(1)通過對傳感器及Trigger時間窗口的提取，我們可以確定復合設備給出Trigger信號的時間窗口在傳感器信號的時間窗口之內(nèi)，如途圖3所示;

　　圖3 實測傳感器與Trigger信號的時間窗口

　　(2)設置Delay和Duration參數(shù)為不同數(shù)值，測試不同速度下時間窗口的長度，測試記錄的數(shù)據(jù)如表2所示，其中：t0-4表示Trigger信號在傳感器拉高電平后做出相同動作的時間段，t4-5表示Trigger的時間窗口，t0-2表示傳感器信號的時間窗口。

　　圖4 傳感器和Trigger信號的時間窗口

　　注：t的單位為秒(s)

　　可見：分析t4-5發(fā)現(xiàn)Trigger的時間窗口因設備運行速度的變化而改變，且大于等于Duration參數(shù)的設置值;t0-4=Basetime+Delay，當設備中Transponder相關參數(shù)設定不變時，Basetime為某一定值，此時約為110ms。

　　(3)針對測試計劃二，我們以五百枚假Inlay為一組進行測試，測試數(shù)據(jù)如表圖5所示。

   　圖5 四種情況下Melzer設備誤排Inlay的測試

　　分析以上測試結果可知：在Trigger時間窗口內(nèi)，讀寫器若有高電平輸出，復合設備即可判定該Inlay為良品;針對情況四，我們共測試三組，誤排數(shù)量為0，可見，讀寫器輸出的高電平若能覆蓋Trigger的時間窗口，復合設備誤判Inlay的情況可以大大改善。

　　(4)結合以上測試內(nèi)容，且經(jīng)過多次的測試及優(yōu)化新程序，我們認為最理想的選擇是以傳感器信號到來作為讀寫器拉升信號的基點，以Trigger信號的結束作為讀寫器拉低信號的基點，如圖6所示。

　　圖6 讀寫器拉高及拉低電平的最佳基點選擇

　　4 解決方案

　　通過增加復合設備信號線的每枚inlay的下降沿作為讀寫器判斷參考終止點，通過設定一定判斷的時間區(qū)間，并開發(fā)對應的讀寫器程序達到準確檢知的目的

　　5 測試結果

　　上述測試，共計4722枚inlay，共計誤排27枚，在千分之5.7左右，其中讀到但在時間窗口之外的誤排數(shù)量為20枚，約有千分之4左右，將有效判斷時間加上之后問題得到階段性成功。