CN102298685B - 基于虚拟仪器的汽车电子射频识别参数检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明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。
Description
技术领域
本发明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。
背景技术
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, ISO/IEC18000-2, 3, 4, 5, 6, 7; ISO/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。
发明内容
本发明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，本发明的基本构思是：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。
作为实现本发明基本构思的一种技术方案，本发是采用一种基于虚拟仪器的汽车电子射频识别参数检测方法，该方法包括以下步骤：
自检校准流程：依次对软件子系统，PXI或者LXI虚拟仪器控制单元，基带电路、ADC、DAC单元，射频和变频电路单元进行自检校准；
隔离度检查流程：分别测量读写器发射路径损耗、读写器接收路径损耗、发射天线和接收天线隔离度，对测量结果进行比较用以判断系统的射频链路整体隔离度是否合格；
检测和测试流程：对RFID射频识别的收发信号进行检测分析，以判断被测RFID标签是否通过设定门限和标准。
所述的基于虚拟仪器的汽车电子射频识别参数检测方法中，所述自检校准流程中依次执行以下步骤：
软件子系统自身完整性检查；
软件子系统与仪器控制单元通信，仪器控制单元返回值为正确，进行下一步，否则差错并进行处理直到通过本步骤；
系统输出射频校准信号，通过开关切换由发射天线发射；
通过开关切换由接收天线接收信号至系统的接收机；
将发射功率减去接收到的信号功率得到隔离度，大于50dB通过，否则差错并进行处理直到通过本步骤；
所述的基于虚拟仪器的汽车电子射频识别参数检测方法中，所述隔离度检查流程中依次执行以下步骤：
对电子射频识别射频参数系统的接收路径进行校准，将工作频点的路径损耗记录为L1；
对电子射频识别射频参数系统的发射路径进行校准，将工作频点的路径损耗记录为L2；
对正常工作配置时的发送功率和接收功率进行校准，将工作频点的发送和接收隔离度记录为L3；
判断L1+L2<L3是否成立，如果成立则隔离度检测通过；否则隔离度不达标，检查系统并调整场地，直到上述隔离度检测通过。
所述的基于虚拟仪器的汽车电子射频识别参数检测方法中，所述检测和测试流程中依次执行以下步骤：（1）控制开关，使天线工作于发射和接收天线的配置形态；（2）根据被测RFID标签的工作参数的范围，设置读写器参数，读写器正常工作于“识别”（盘点）状态，对布置于被测件上的RFID标签进行连续识别并返回标称的识别结果记录并备案；（3）控制仪器的零槽，设置采样的参数，参数包括期望功率，中心频率，带宽，时间长度，采样速率和超时，由零槽控制射频和基带单元在设置的参数下工作；（4）定时器超时前获取的信号属于有效接收，从获取的时域采样信号验证长度和功率是否满足预设，不满足则返回第1步检查读写器和电子标签组成的系统以保证它们处于正常工作；（5）对采样数据分析，首先分析时域和频谱和工作频率，保证采样信号包含了期望指令，且指令满足正常的频率容差状态，如果不能正常分析，返回第3步检查和调试；（6）对采样数据按照所需的解调参数分析尝试解调数据，解调时的解调参数包括：数据速率，调制方式，导频模式，数据编码，校验码；（7）解调完毕后进入协议参数分析阶段，对采样数据分析指令间隔、指令类型和种类，以及指令的MAC层解码是否正确；（8）完成测量检测任务，报告本次测试的RFID电子标签是否通过设定门限和标准。
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。
本发明的优点是，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；本发明采用虚拟仪器技术使得检测系统适合检测多种射频识别技术标准信号；通过将计算机软件和射频以及基带采样仪器等模块化集成，提高了检测系统的功能和效率。进一步，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。
附图说明
图1为本发明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为本发明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为本发明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为本发明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为本发明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
为进一步揭示本发明的技术方案，兹结合附图详细说明本发明的实施方式：
本部分安照以下顺序阐述本发明的实施方式，但在基于相同发明构思的情况下，本发明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. 发射天线和接收天线的放置最小射频隔离度是30dB，通常情形须保证55dB；
9. 发射天线和接收天线的放置方向必须以大于30度角度进行空间隔离，天线距离至少相隔30cm；
10. 发射天线和接收天线属于高增益和方向性天线，天线主瓣宽度小于50度；
11. 射频电缆长度每根不能超过3米，通过固定装置固定电缆和天线的接口，并保证位置可以测量和记录。
其次，射频识别技术的射频参数测量系统按照特定的流程进行工作，以保证精度，稳定度，重复性和可溯源性。具体由自检过程，校准流程，和检测和测试流程组成。其中，校准流程是所有过程的基础，具体的实施由硬件部分的信号发送和接收模块实现，由软件进行自动控制虚拟仪器模块发送特定频率信号并同时接收特定频率信号，并保证操作的信噪比满足30dB。
[测试平台的硬件结构]
图1为本发明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，图中包括：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即向RFID标签发出的激励信号和RFID标签响应该激励信号所反馈的射频信号，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。具体地，所述模块化仪器1中包括：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。
本发明的检测系统通过软件与硬件的结合，通过软件与硬件相互协同作业对被检RFID射频识别的收发信号进行分析从而完成对RFID电子标签的检测即判断被测RFID电子标签是否合格。具体检测过程将在以下部分进行详细描述。
[系统设备的工作流程]
本系统设备在工作过程中分成：
自检校准流程；
隔离度检查；
检测和测试。
上述三部分用以判断系统的射频链路整体隔离度是否合格，在合格的基础上对RFID射频识别的收发信号进行检测分析。
下面分别说明这3个流程的具体实施对象和操作流程。
自检校准流程针对的对象分别依次是：
软件子系统；
PXI或者LXI虚拟仪器控制单元，通常为零槽单元；
基带电路，ADC，DAC单元；
射频和变频电路单元；
校准流程为：
1. 软件子系统自身完整性检查；
2. 软件子系统与虚拟仪器控制单元通信，仪器返回值为正确进行下一步，否则差错并进行处理直到通过本步骤；
3. 系统输出射频校准信号，通过开关切换由发射天线发射；
4. 通过开关切换由接收天线接收信号至系统的接收机；
5. 将发射功率减去接收到的信号功率得到隔离度，大于50dB通过，否则差错并进行处理直到通过本步骤。
隔离度检查的对象分别是：
读写器发射路径损耗；
读写器接收路径损耗；
发射天线和接收天线隔离度。
图2为本发明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为本发明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，具体操作流程为：
1. 按照图2的“汽车电子射频识别射频参数系统校准配置-接收路径”配置图进行校准，工作频点的路径损耗记录为L1；
2. 按照图3的“汽车电子射频识别射频参数系统校准配置-发射路径”配置图进行校准，工作频点的路径损耗记录为L2；
3. 按照图1的正常工作配置图进行校准，工作频点的发送和接收隔离度记录为L3；
4. 检查L1+L2<L3是否成立，如果成立则说明由发射端发送的信号泄漏到接收端的射频信号小于被测物反射回来的射频信号，检测通过，通过这一关键步骤保证测试方法的正确性和结果的精确度，否则隔离度不达标即L1+L2<L3不成立，此时检查系统并调整场地，直到满足上述公式为上。补充说明的是本步骤考虑到了天线增益，并认为标签的天线增益参照发送，接收和测量天线4的参数，这在射频系统里是成立的。
检测和测试流程，是射频识别技术的射频参数测量系统正常操作流程，其实施对象包括：
天线-发射天线，接收天线；
被测设备-汽车电子RFID模块；
主动设备-读写器；
射频接收仪器的控制单元；
射频接收仪器；
软件分析模块。
按照以下步骤顺序进行射频信号的处理，分析和测量：
1. 利用软件控制开关，使天线工作于发射和接收天线的配置形态；
2. 根据被测标签的工作参数的范围，设置典型的读写器参数。读写器正常工作于“识别”（盘点）状态，对布置于汽车上的电子标签进行连续识别并返回标称的识别结果记录并备案；
3. 软件控制仪器的零槽，设置采样的参数，参数包括期望功率，中心频率，带宽，时间长度，采样速率和超时，由零槽控制射频和基带单元在设置的参数下工作；
4. 定时器超时前获取的信号属于有效接收，从获取的时域采样信号验证长度和功率是否满足预设，不满足则返回第一步检查读写器和电子标签组成的系统保证它们处于正常工作；
5. 通过软件对采样数据分析，首先分析时域和频谱和工作频率，保证采样信号包含了期望指令，且指令满足正常的频率容差状态，如果不能正常分析，返回第3步检查和调试；
6. 对采样数据分析尝试解调数据，通过搜索算法软件自动找到解调参数，例如数据速率，调制方式，导频模式，数据编码，校验码等参数，这些都要通过本检测系统软件实现；
7. 解调完毕后进入协议参数分析阶段，对采样数据分析指令间隔，指令类型和种类，以及指令的MAC层解码是否正确；
8. 完成测量检测任务，输出报告，软件自动报告本次测试的电子标签是否通过设定门限和标准。
以上第4步以后都是软件功能，这些功能通过一个射频，协议和信令软件模块实现，具体地，该软件模块按照标准（例如ISO IEC 18000 – 6 C等）的定义对采样数据进行各方面分析，这是本检测系统的核心部分之一。
[系统软件特性设计]
本系统的软件设计具有以下特性以保证“基于虚拟仪器的汽车电子射频识别参数检测系统”的功能和性能：
1. 验证计算机和虚拟仪器硬件模块的准实时通信，由闭环通信如类似ping指令实现；
2. 检查硬件工作状态，具体地，比如前端是否饱和，基带是否溢出，参数设置和读回是否吻合；
3. 预处理：对获取的IQ矢量信号处理，保证后续操作可行。对于包含干扰, 低频纹波, 波动, 直流, 可以做滤波处理。 最简单的是对iq数据滤除直流分量以及低频分量处理；选择合适的带边陡峭度和带外抑制的滤波器阶数执行；保留RFID信号的变化和细节，仅仅去除其直流功率，因此滤波后信号是不能计算射频功率的。 RFID前向信号的码率为26.7K-128Kbps,因此滤波截止频率可选择2.6KHz；反向链路信号的数据率40K-640Kbps, 符号率40K-5.12Msps，滤波截止频率可选择4KhZ。综合上述, 可选择2.6KHz高通滤波和直流滤波器。另外，注意相位延迟, SSB须线性处理，以及FIR滤波器优先；
4. 探测：特征判断RFID信号是否出现。为训练解调器, 须根据实测信号求取判决门限。具体地，根据实际实施情况探测这一阶段的输出为判决门限电平，可以考虑结合burst定位一起处理；
5. 突发信号Burst定位：搜索空间截获的所有目标分析指令。信号部分(前向,反向)因为存在和载波之间不确定的相对相位关系, 因此需要进行突发检测。这一步通过隔直后变得简单，RFID前向信号的最大周期约为100us, 反向信号的最大周期约为7ms(40K速率传输255bit数据)，两者长度相差较大，两者调制深度往往不同，也即峰均比差异较大，另外信号部分功率也有些许差异。在最好的相对相位关系下, 前向信号较载波低2.7dB，而反向较载波大2.5dB。 假定信号存在的情况下，可以用以下算法进行检测：a.计算预判周期设定内信号的幅度平均值；b.以此单位的2倍对整体信号进行划分有叠加的分割(即下一段的前一半实际上就是前段的后一半，即图4所示11，12，13的信号分段),设为N段(隐藏假设-信号整体长度大于2倍最小检测周期)-这段最为关键；c.将这N个值进行sort,比较,并排序；d. 求Amax[i]和Amin[i], i表示N个周期的信号段, 及Aaverg = 整体的平均强度；e. 设定一个判决门限, 认为burst出现,例如, 3Amin < Aaverg < Amax/3 , 我们认为出现burst, 标记可疑段落, 可以有多个, 预设最大的解调支持例如128个burst； f. 利用恰当的周期长度, 搜索窗, 比较门限, 得到burst位置。以上步骤为粗检，参数可以细调；
6. 甄别：进一步判断是否为指令。包含信号部分一般大致会落在2段检测窗口内, 这时需要将上述步骤里的窗口缩减为最小符号周期的长度, 进行不重叠检索, 找到信号的真实上升,下降区段的位置，记录下来。 检查信号区段长度和设定目标是否匹配，如果一切通过, 接下来进行解调和测量；
7. 前反向区分：假定只有在前向和反向同时存在时需要区分，因为通过隔直滤波, 前向和反向相对载波直流的相位关系已经不存在了。但是,记住我们拥有原始信号,可以进行对比：第一步,通过信号的时间位置回调原始iq数据,如果发现以下信息则认为是反向反射信号：幅度位于载波之上也即信号的幅度积分略微大于载波幅度，如果发现信号的调制深度>95%则认为为前向PRASK信号；
8. 解调：将前述搜索到的结果分别按照前向和反向编号, 临时存放,前向信号调用前向解调算法, 反向信号调用反向解调算法，检查解调出的bit正确率,检查解调中逻辑出错率，出错超过一定程度, 更换参数重新解调 或者改变方向再次解调。另外, 根据协议,借助MAC层信息, 即先检测前向query指令, 得到反向物理层配置后进行反向解调，这对ISO18000-6C体系适用；
9. 出错以及处理: 分成物理层出错和MAC层出错。物理层表示虽然某些bit不正确, 但是大部分能正确被解调， 不正确bit后的bit解调能够恢复正常, 例如毛刺和过冲导致的畸变等, 这个是没法通过自身解决的。MAC出错例如CRC不符等情况，考虑到多根标签同时反射时的冲突, 这个也可以通过判断前导码来识别， 但是这种情况无法做到同时解调，除非有更多输入；
10.信号刻录：每个得以正确解调的指令, 都要以每个解调的符号记录其物理层参数和MAC参数。物理层包括 1.上升时间 2.下降时间 3.符号长度 4 .PW 5.占空比 6.高电平ON幅度 7.低电平OFF幅度 8. 数据速率 9 .起始时间 10 .终止时间 11.持续长度 12. 正过冲 13. 负过冲 14. 距离前一个指令结束的时间 15. 距离前一个同类型指令结束的时间 ； MAC层参数只有指令才有，包括：1. Delimiter长度 2. Tari 3. TRCAl 4. RTCal 5. TRext 6. 导频方式 7. CRC是否一致 8. 有无误码 9. 有无逻辑错误(解调时的PHY层异常) 10. 反向或者前向 11. 指令名称 – 可以作为解调成功与否的一个判断标准 12. 各参数结果 13 .有没有无法判决现象，在反向的tail 里。综上所述，物理层就包括15个参数， MAC层包括13 个参数。MAC的解调结果可以用作下一步的协议分析过程；
11.结果输出：以图形，文字或者表格等方式将上述过程和结果展现给操作人员，并附必要的提示信息。
[系统软件主要执行流程]
图5为本发明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，与上述[系统软件特性设计]相对应，本系统软件主要执行流程包括： 软件自检；设备校准；环境校准，采样；测量；故障处理。
具体地，软件自检用来检查软件运行的环境是否具备，例如PXI虚拟仪器必备的驱动程序是否存在，如果不能找到关键驱动，程序将运行在纯软件模式，即不连接相关硬件设施；
设备校准用来检查硬件单元例如信号分析模块，信号发生模块，零槽主机的状态，通过LXI等驱动读取其出错状态，仪器必须返回为no error方能进行操作，否则这些仪器的自身状态是不能保证测试结果正确的；
环境校准利用上述的“校准和隔离度的检查”部分提到的算法实现，即保证前向路径损耗和反向路径损耗叠加大于隔离度的最低要求；
采样环节由软件发起，要求硬件进行采样，硬件返回结果或者超时后，软件检查数据，如果发现数据里存在待分析信号指令则进入测量实体；而如果结果数据不正确，超标，超时，或者不包含任何可以分析的信号指令，则重新进入采样操作，一直到有效数据抵达，本部分与上述[系统软件特性设计]的“预处理”到“甄别”部分相对应在此不再赘述；
测量阶段的软件模块与上述[系统软件特性设计]的“前反向区分”和“解调”部分相对应在此不再赘述，完成的测量功能有“时域测量”，“频域测量”，“解调测量”，“信令分析”4大部分，这几部分层层递进，以获得被测信号的物理层参数和MAC协议的内容，帮助用户定位问题原因；
故障处理部分要向软件操作者提示问题所在，并提供帮助如何恢复软件的正确操作环境。
通过采用上述技术方案，本发明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；同时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。而且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。
以上通过对所列实施方式的介绍，阐述了本发明的基本构思和基本原理。但本发明绝不限于上述所列实施方式，凡是基于本发明的技术方案所作的等同变化、改进及故意变劣等行为，均应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种基于虚拟仪器的汽车电子射频识别参数检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
自检校准流程：依次对软件子系统，PXI或者LXI虚拟仪器控制单元，基带电路、ADC、DAC单元，射频和变频电路单元进行自检校准；
所述自检校准流程中依次执行以下步骤：
软件子系统自身完整性检查；
软件子系统与仪器控制单元通信，仪器控制单元返回值为正确，进行下一步，否则差错并进行处理直到通过本步骤；
系统输出射频校准信号，通过开关切换由发射天线发射；
通过开关切换由接收天线接收信号至系统的接收机；
将发射功率减去接收到的信号功率得到隔离度，大于50dB通过，否则差错并进行处理直到通过本步骤；
隔离度检查流程：分别测量读写器发射路径损耗、读写器接收路径损耗、发射天线和接收天线隔离度，对测量结果进行比较用以判断系统的射频链路整体隔离度是否合格；
所述隔离度检查流程中依次执行以下步骤：
对电子射频识别射频参数系统的接收路径进行校准，将工作频点的路径损耗记录为L1；
对电子射频识别射频参数系统的发射路径进行校准，将工作频点的路径损耗记录为L2；
对正常工作配置时的发送功率和接收功率进行校准，将工作频点的发送和接收隔离度记录为L3；
判断L1+L2<L3是否成立，如果成立则隔离度检测通过；否则隔离度不达标，检查系统并调整场地，直到上述隔离度检测通过；
检测和测试流程：对RFID射频识别的收发信号进行检测分析，以判断被测RFID标签是否通过设定门限和标准；
所述检测和测试流程中依次执行以下步骤：（1）控制开关，使天线工作于发射和接收天线的配置形态；（2）根据被测RFID标签的工作参数的范围，设置读写器参数，读写器正常工作于“识别”即盘点状态，对布置于被测件上的RFID标签进行连续识别并返回标称的识别结果记录并备案；（3）控制仪器的零槽，设置采样的参数，参数包括期望功率，中心频率，带宽，时间长度，采样速率和超时，由零槽控制射频和基带单元在设置的参数下工作；（4）定时器超时前获取的信号属于有效接收，从获取的时域采样信号验证长度和功率是否满足预设，不满足则返回第1步检查读写器和电子标签组成的系统以保证它们处于正常工作；（5）对采样数据分析，首先分析时域和频谱和工作频率，保证采样信号包含了期望指令，且指令满足正常的频率容差状态，如果不能正常分析，返回第3步检查和调试；（6）对采样数据按照所需的解调参数分析尝试解调数据，解调时的解调参数包括：数据速率，调制方式，导频模式，数据编码，校验码；（7）解调完毕后进入协议参数分析阶段，对采样数据分析指令间隔、指令类型和种类，以及指令的MAC层解码是否正确；（8）完成测量检测任务，报告本次测试的RFID电子标签是否通过设定门限和标准。
2.一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；所述模块化仪器（1）中包括：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。
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