基于LabVIEW的超高频RFID读写器测试系统软件设计

摘要：对于超高频RFID读写器的射频参数测试，通常采用手工的测试方法，要求测试人员熟悉读写器的各种测试指标，并能熟练操作频谱仪，这对测试人员的要求高，且工作量大。为了改善这种情况，介绍了一种基于图形化虚拟仪器编程软件LabVIEW的超高频RFID读写器测试系统。在该系统中PC／LabVIEW控制待测对象和所需仪器组成一个测试系统，把所测数据实时的显示在前面板上，并自动保存至文件中。通过现场测试，该软件运行良好，简化了测试过程，降低了对测试人员的要求，极大地提高了工作效率。

关键词：RFID读写器；GPIB接口；测试软件；LabVIEW

0 引言

超高频RFID读写器射频的测试项目有载波频率容限、占用带宽、发射功率、邻道功率泄露比和杂散发射等。在通常的手工测试中，每一项测试都要对仪器进行重新配置、重复的手工测试和记录大量的数据，不仅浪费时间而且还容易出错。RFID测试软件通过通用总线接口GPIB接口把计算机和仪器有机地融合为一体组成一个测试系统，从而把计算机的数据处理能力和仪器的测量、控制能力结合在一起，以使测试流程集成化简单化，最大程度地降低测试人员的工作量与操作复杂程度。该测试系统具有自动控制、数据采集和报告自动生成功能，软件提供仪器配置、仪器设置、仪器校准等信息，并提供实时操作提示、仪表的工作状态和当前测试状态等信息。

1 测试系统的硬件构成

图1所示的测试系统中，所用的频谱分析仪是Rohde／Schwarz FSV7，主要技术指标测试频率范围为9 kHz～7 GHz，40 MHz信号分析带宽，7 GHz频段内总电平不确定度为0．4 dB，10 kHz频率偏移时相位噪声为-106 dBc／Hz，+15 dBm三阶截取点，1 Hz带宽时显示平均噪声电平等于-155 dBm，具有GPIB和RS 232接口。

频谱分析仪通过GPIB接口卡与计算机相连，所开发的测试程序基于VISA技术，同时支持RJ45网口和串口连接。其中GPIB总线负责连接不同的测试仪器并发送和接收控制命令，测试数据通过GPIB总线从频谱分析仪FSV7传送到计算机中进行后续处理。读写器通过控制线路与计算机连接，控制线路可以是USB线或串口通信线等，在测试中由计算机通过控制线控制读写器的工作状态。UHF(超高频)RFID读写器天线的天线端口通过同轴线和衰减器与频谱分析仪FSV7的信号输入端相连，衰减器的衰减值根据读写器的发射功率而定。

2 测试系统的软件设计

2．1 测试系统软件架构

该测试软件采用模块化思想来编写，将测试软件分成几个模块，每个模块实现部分功能，最后将各个模块集成在一起统一工作，实现仪器设置与待测对象的数据读取、处理、记录等功能见图2。

在开发过程中，将表示层和控制层作为系统的应用软件一并开发，另外还有独立于这两部分的测试驱动函数动态链接库也作为一个单独的组件。系统的各部分功能介绍如下：

应用软件  用户操作，完成测试任务，查看测试结果。

测试结果  测试结果存到文档里，供用户查询提高测试效率。

仪器驱动函数  是一套可被用户调用的子程序库，利用它就不必了解每个仪器的协议和具体的编程步骤，只需调用一些相应的函数就可以完成对仪器各种功能的操作。

2．2 测试系统软件设计

从NI公司下载频谱分析仪Rohde／Schwarz FSV7的驱动程序安装到LabVIEW函数库中，这样在编程时可以直接调用所需的子VI。在编程前需要熟悉频谱仪FSV7的操作控制和UHF RFID读写器的手动测试过程，了解频谱仪FSV7对所测项目所需的参数配置。

LabVIEW测试软件的程序框图如图3所示。

其中仪器地址设置模块用来设置频谱仪的地址，实现计算机与频谱仪的链接，Initialize．vi子模块用来初始化仪器，同时用Whilc循环来控制重复测试次数。由于测试软件需要有测试读写器载波频率容限、占用带宽、发射功率、邻道功率泄露比和杂散发射的功能，所以用选择结构来实现各分支功能。在仪器初始化后，程序对仪器进行配置，然后对读写器进行测试，把测试结果送到前面板进行显示同时自动存入计算机中，最后由Close．vi子模块关闭频谱仪。

LabVIEW测试软件的前面板如图4所示。

前面板上的5个按钮用来选择不同的测试项目，它们分别对应载波频率容限、占用带宽、发射功率、邻道功率泄露比和杂散发射的测试界面，当选择其中一按钮时就会出现对应的测试界面。在测试之前，要先查阅频谱仪FSV7的地址在测试软件前面板上进行设置，这样才能使程序链接到频谱仪。同时对各项仪器参数也要根据要求进行设置，这样便可运行程序进行测试，测试完成后，结果会显示在测试软件前面板上并自动保存到计算机中。

3 结语

该设计基于LabVIEW软件开发了UHF RFID读写器的自动化测试软件，它可以同时支持GPIB接口与 RJ45网口来控制频谱仪FSV7，还可以用同样的方法与其他仪器通过GPIB接口互联构成功能更强大的自动化测试系统。使用测试软件控制仪器来代替人工操作，既简化了测试过程，也可以减少人为因素造成的测量误差，大大提高了测试效率。