一种射频识别读写器接口协议测试装置及其方法与流程

1.本发明涉及射频识别技术领域，尤其是涉及一种射频识别读写器接口协议测试装置及其方法。


背景技术：

2.射频识别系统主要由标签和读写器构成，其中标签用于存储与应用相关的标识和数据，读写器用于从标签读取或向标签写入标识和数据，其工作原理是读写器通过空中接口向标签发射包含命令和数据的射频信号，标签接收后通过空中接口向读写器返回包含响应和数据的射频信号。
3.在读写器的实际工作过程中，必须使用客户端(主控计算机等)通过接口协议来向读写器下达命令和数据，并通过接口协议接收读写器返回的响应和数据，也就是说，读写器所有功能的实现均依赖于接口协议。
4.射频识别读写器接口协议规定了射频识别读写器和客户端之间进行交互时应遵循的规则，适用于射频识别读写器和客户端的设计、生产、测试和使用，接口协议中规定了如何使用客户端来控制读写器实现各方面的功能，主要包括查询读写器版本、查询读写器性能参数、配置读写器盘点及访问标签、管理读写器设备、配置读写器报告、对空中接口进行支持、制造商扩展协议等等。
5.为保证交互的可靠性，有必要进行接口协议测试，以测试验证读写器是否满足接口协议中的各项规定，包括交互机制、消息格式和空中接口相关参数等。其中，交互机制和消息格式的测试，主要是采用测试装置按照接口协议与读写器进行通信，验证读写器返回的响应和数据是否符合接口协议的要求，此类测试对测试装置要求较低，传统接口协议测试装置基本上能够实现。
6.然而，空中接口相关参数的测试，除了采用测试装置按照接口协议与读写器进行通信、验证读写器返回的响应和数据是否符合接口协议的要求以外，还需要采用测试装置验证读写器通过接口协议接收命令和数据后、是否执行了正确的操作并通过空中接口发射了正确的射频信号，此类测试对测试装置要求较高，目前尚无具备全面测试能力的测试装置，也就难以保证接口协议测试的全面性和准确性。


技术实现要素：

7.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种射频识别读写器接口协议测试装置及其方法，能够实现接口协议参数和空中接口参数闭环验证，使射频识别读写器接口协议测试结果更加全面和准确。
8.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种射频识别读写器接口协议测试装置，包括主控模块，所述主控模块分别与通信测试模块、射频测试模块相互连接，所述通信测试模块以有线方式与读写器相互连接，所述射频测试模块以无线方式分别与标签、读写器相互连接，所述主控模块用于分别向通信测试模块、射频测试模块发送对应的控制指
令及参数，并接收来自通信测试模块、射频测试模块的相应测试数据，以及对接收的测试数据进行分析、得到测试结果；
9.所述通信测试模块用于向读写器发送命令消息、并接收来自读写器的响应消息；
10.所述射频测试模块用于接收读写器、标签分别发送的射频信号，并对接收的射频信号进行数字化处理。
11.进一步地，所述主控模块通过外设总线分别与通信测试模块、射频测试模块相互连接。
12.进一步地，所述主控模块具体为上位机，所述上位机配置有处理器和存储器。
13.进一步地，所述通信测试模块通过通信线缆与读写器相互连接。
14.进一步地，所述通信测试模块具体为网卡，所述网卡配置有数字信号收发器，用于生成、发送和接收通信消息。
15.进一步地，所述射频测试模块通过天线分别与标签、读写器相互连接。
16.进一步地，所述射频测试模块配置有射频信号接收器，用于接收射频信号。
17.一种射频识别读写器接口协议通信测试方法，包括以下步骤：
18.t1、根据设定的通信测试要求，主控模块向通信测试模块发送第一控制指令和参数；
19.t2、通信测试模块根据接收的第一控制指令和参数，生成对应的命令消息；
20.t3、通信测试模块将命令消息以有线方式发送给读写器、并从读写器接收对应的响应消息；
21.t4、通信测试模块将响应消息发送给主控模块进行分析，以输出得到通信测试结果。
22.进一步地，所述步骤t4中主控模块具体是根据预先设定的消息编码、消息长度、消息数据的格式和数值定义，以判断响应消息是否满足要求。
23.一种射频识别读写器接口协议通信与射频协同测试方法，包括以下步骤：
24.s1、根据设定的协同测试要求，主控模块分别向通信测试模块发送第一控制指令和参数、向射频测试模块发送第二控制指令和参数；
25.s2、通信测试模块根据接收的第一控制指令和参数，生成对应的命令消息，并将命令消息以有线方式发送给读写器；
26.s3、根据接收的命令消息，读写器生成对应的第一射频信号并以无线方式向外发送第一射频信号；
27.s4、射频测试模块接收到第一射频信号后，根据第二控制指令和参数对第一射频信号进行采集；
28.标签接收到第一射频信号后，生成对应的第二射频信号并以无线方式向外发送第二射频信号；
29.s5、射频测试模块接收到第二射频信号后，根据第二控制指令和参数对第二射频信号进行采集；
30.读写器接收到第二射频信号后生成对应的响应消息、并以有线方式向通信测试模块发送响应消息；
31.s6、通信测试模块将响应消息发送给主控模块进行分析，以输出得到通信测试结
果；
32.射频测试模块对第一射频信号和第二射频信号进行数字化处理，将数字化处理后的第一射频信号和第二射频信号发送给主控模块进行分析，以输出得到射频测试结果。
33.进一步地，所述步骤s6具体包括以下步骤：
34.s61、通信测试模块将响应消息发送给主控模块，主控模块根据预先设定的消息编码、消息长度、消息数据的格式和数值定义，以判断响应消息是否满足要求；
35.s62、射频测试模块对第一射频信号和第二射频信号进行数字化处理，将数字化处理后的第一射频信号和第二射频信号发送给主控模块；
36.主控模块根据第一射频信号和第二射频信号中包含的数据和参数，判断是否与命令消息和响应消息中包含的数据和参数一致，以判断响应消息是否要求。
37.进一步地，所述数字化处理过程包括对射频信号进行模数转换以及解调解码。
38.与现有技术相比，本发明通过设置主控模块，将主控模块分别与通信测试模块、射频测试模块相互连接，再将通信测试模块与读写器通过有线方式连接、将射频测试模块分别与标签、读写器通过无线方式连接，利用主控模块向通信测试模块、射频测试模块发送对应的控制指令及参数，并对通信测试模块、射频测试模块的相应测试数据进行分析、得到测试结果，由此同时具备有线通信消息测试功能和无线射频信号测试功能，从而能够实现接口协议参数和空中接口参数的闭环验证，使射频识别读写器接口协议测试结果更加全面和准确。
39.本发明采用上位机作为主控模块，通过外设总线与通信测试模块、射频测试模块连接；采用网卡作为通信测试模块，网卡配置数字信号收发器，能够支持通信消息的生成、发送和接收，用于实现测试装置和读写器之间的有线通信和消息测试；射频测试模块配置射频信号接收器，能够支持射频信号的接收，用于实现测试装置对读写器的无线射频信号采集和测试。由此，本发明能够有效地将有线通信消息测试功能和无线射频信号测试功能集成于同一测试装置，保证全面准确测试的可靠性。
40.本发明利用通信测试模块生成命令消息，利用射频测试模块对来自读写器和标签的两个射频信号进行数字化处理，由主控模块一方面根据消息编码、消息长度和消息数据的格式和数值定义，判断响应消息是否符合要求；另一方面根据两个射频信号中包含的数据和参数，是否与命令消息和响应消息中包含的数据和参数一致，判断响应消息是否符合要求。由此实现有线通信消息测试和无线射频信号测试的同步触发和协同分析，充分保证对接口协议测试的全面性和准确性。
附图说明
41.图1为本发明的结构连接示意图；
42.图2为本发明中单独进行通信测试的方法流程示意图；
43.图3为本发明中协同进行通信测试和射频测试的方法流程示意图；
44.图4a为实施例中单独进行通信测试的数据信号流转示意图；
45.图4b为实施例中协同进行通信测试和射频测试的数据信号流转示意图；
46.图中标记说明：11、主控模块，12、通信测试模块，13、射频测试模块。
具体实施方式
47.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
48.实施例
49.如图1所示，一种射频识别读写器接口协议测试装置，由主控模块11、通信测试模块12和射频测试模块13构成。其中，主控模块11具有处理器和存储器，支持多种外设总线，用于实现测试装置的总体控制和数据处理。主控模块11通过外设总线分别与通信测试模块12、射频测试模块13相互连接，并向各个测试模块发送控制指令和参数，接收各个测试模块发送的测试数据。
50.通信测试模块12具有数字信号收发器，支持通信消息的生成、发送和接收，用于实现测试装置和读写器之间的有线通信和消息测试。通信测试模块12支持一种或多种外设总线，能够通过外设总线连接至主控模块11，并接收主控模块11发送的控制指令和参数，以及向主控模块11发送测试数据。通信测试模块12支持一种或多种通信总线，能够通过通信线缆连接至读写器，并向读写器发送命令消息，以及接收读写器发送的响应消息。
51.射频测试模块13具有射频信号接收器，支持射频信号的接收，用于实现测试装置对读写器的无线射频信号采集和测试。射频测试模块13支持一种或多种外设总线，能够通过外设总线连接至主控模块11，并接收主控模块11发送的控制指令和参数，以及向主控模块11发送测试数据。射频测试模块13支持射频信号的模数转换和解调解码，能够通过天线接收读写器发送的射频信号，以及标签发送的射频信号。
52.将上述装置应用于实际，以实现一种射频识别读写器接口协议通信测试方法，如图2所示，包括以下步骤：
53.t1、根据设定的通信测试要求，主控模块向通信测试模块发送第一控制指令和参数；
54.t2、通信测试模块根据接收的第一控制指令和参数，生成对应的命令消息；
55.t3、通信测试模块将命令消息以有线方式发送给读写器、并从读写器接收对应的响应消息；
56.t4、通信测试模块将响应消息发送给主控模块进行分析，以输出得到通信测试结果，其中，主控模块具体是根据预先设定的消息编码、消息长度、消息数据的格式和数值定义，以判断响应消息是否满足要求，从而确定出通信测试结果。
57.将上述装置应用于实际，以实现一种射频识别读写器接口协议通信与射频协同测试方法，如图3所示，包括以下步骤：
58.s1、根据设定的协同测试要求，主控模块分别向通信测试模块发送第一控制指令和参数、向射频测试模块发送第二控制指令和参数；
59.s2、通信测试模块根据接收的第一控制指令和参数，生成对应的命令消息，并将命令消息以有线方式发送给读写器；
60.s3、根据接收的命令消息，读写器生成对应的第一射频信号并以无线方式向外发送第一射频信号；
61.s4、射频测试模块接收到第一射频信号后，根据第二控制指令和参数对第一射频信号进行采集；
62.标签接收到第一射频信号后，生成对应的第二射频信号并以无线方式向外发送第
二射频信号；
63.s5、射频测试模块接收到第二射频信号后，根据第二控制指令和参数对第二射频信号进行采集；
64.读写器接收到第二射频信号后生成对应的响应消息、并以有线方式向通信测试模块发送响应消息；
65.s6、通信测试模块将响应消息发送给主控模块进行分析，以输出得到通信测试结果；
66.射频测试模块对第一射频信号和第二射频信号进行数字化处理，将数字化处理后的第一射频信号和第二射频信号发送给主控模块进行分析，以输出得到射频测试结果；
67.具体的：
68.s61、通信测试模块将响应消息发送给主控模块，主控模块根据预先设定的消息编码、消息长度、消息数据的格式和数值定义，以判断响应消息是否满足要求；
69.s62、射频测试模块对第一射频信号和第二射频信号进行数字化处理(包括对射频信号进行模数转换以及解调解码)，将数字化处理后的第一射频信号和第二射频信号发送给主控模块；
70.主控模块根据第一射频信号和第二射频信号中包含的数据和参数，判断是否与命令消息和响应消息中包含的数据和参数一致，以判断响应消息是否要求。
71.本实施例应用上述技术方案，在进行射频识别读写器接口协议测试时，如图4a所示，首先由主控模块11根据测试要求向通信测试模块12发送相应的控制指令和参数，然后由通信测试模块12根据控制指令和参数生成命令消息21a，在测试过程中，由通信测试模块以有线方式向读写器发送命令消息21a，并从读写器接收响应消息24a，响应消息24a由通信测试模块12发送给主控模块11进行分析，根据消息编码、消息长度和消息数据的格式和数值定义，判断响应消息24a是否符合要求。
72.对于需要进行射频信号协同分析的测试项目，如图4b所示，首先由主控模块11根据测试要求分别向通信测试模块12和射频测试模块13发送相应的控制指令和参数，然后由通信测试模块12根据接收到的控制指令和参数生成命令消息21b，在测试过程中，由通信测试模块12以有线方式向读写器发送命令消息21b。
73.读写器根据命令消息21b生成第一射频信号22b，并以无线方式向外发送第一射频信号22b，射频测试模块13接收到第一射频信号22b后，根据接收到的控制指令和参数对该射频信号进行采集。标签接收到第一射频信号22b后生成第二射频信号23b，并以无线方式向外发送第二射频信号23b，射频测试模块13接收到第二射频信号23b后，根据接收到的控制指令和参数对该射频信号进行采集。读写器接收到第二射频信号23b后生成响应消息24b，并以有线方式向通信测试模块12发送响应消息24b，响应消息24b由通信测试模块12发送给主控模块11进行分析，根据消息编码、消息长度和消息数据的格式和数值定义，判断响应消息24b是否符合要求。
74.第一射频信号22b和第二射频信号23b由射频测试模块13进行数字化处理以后，发送给主控模块11进行分析，根据第一射频信号22b和第二射频信号23b中包含的数据和参数，是否与命令消息21b和响应消息24b中包含的数据和参数一致，判断响应消息24b是否符合要求。
75.本实施例中，主控模块11配置有intel i5双核处理器和500gb固态存储器，支持pci和pcie外设总线，用于实现测试装置的总体控制和数据处理。主控模块11能够通过pci外设总线连接至通信测试模块12，以及通过pcie外设总线连接至射频测试模块13，并向各个测试模块发送控制指令和参数，接收各个测试模块发送的测试数据。
76.通信测试模块12具有intel i219数字信号收发器，支持通信消息的生成、发送和接收，用于实现测试装置和读写器之间的有线通信和消息测试。通信测试模块12支持pci外设总线，能够通过pci外设总线连接至主控模块11，并接收主控模块11发送的控制指令和参数，以及向主控模块11发送测试数据。通信测试模块12支持ethernet通信总线，能够通过rj45通信线缆连接至读写器，并向读写器发送命令消息，以及接收读写器发送的响应消息。
77.射频测试模块13选用ni usrp-2942，具有adi ad9361射频信号接收器，支持射频信号的接收，用于实现测试装置对读写器的无线射频信号采集和测试。射频测试模块13支持pcie外设总线，能够通过pcie外设总线连接至主控模块11，并接收主控模块11发送的控制指令和参数，以及向主控模块11发送测试数据。射频测试模块13支持800mhz～1ghz频段射频信号的12位模数转换，支持ask、psk解调和tpp、fm0、miller解码，能够通过天线接收读写器发送的射频信号，以及标签发送的射频信号。
78.具体的，在进行射频识别读写器接口协议测试时，以查询读写器版本测试项目为例，首先由主控模块根据测试要求向通信测试模块发送控制指令和参数；
79.然后由通信测试模块根据控制指令和参数生成get_version命令消息21a，在测试过程中，由通信测试模块以有线方式向读写器发送get_version命令消息21a，并从读写器接收get_version_response响应消息24a；
80.get_version_response响应消息24a由通信测试模块发送给主控模块进行分析，根据消息编码、消息长度和消息数据的格式和数值定义，以判断get_version_response响应消息24a是否符合要求。
81.对于需要进行射频信号协同分析的测试项目，以盘点参数测试项目为例，首先由主控模块根据测试要求分别向通信测试模块和射频测试模块发送控制指令和参数，然后由通信测试模块根据控制指令和参数生成get_tag_report命令消息21b，在测试过程中，由通信测试模块以有线方式向读写器发送get_tag_report命令消息21b；
82.读写器根据get_tag_report命令消息21b生成query和ack射频信号22b，并以无线方式向外发送query和ack射频信号22b，射频测试模块接收到射频信号22b后，根据控制指令和参数对该信号进行采集。标签接收到query和ack射频信号22b后生成rn11和uac射频信号23b，并以无线方式向外发送rn11和uac射频信号23b，射频测试模块接收到射频信号23b后，根据控制指令和参数对该信号进行采集。读写器接收到rn11和uac射频信号23b后生成tag_report响应消息24b，并以有线方式向通信测试模块发送tag_report响应消息24b，tag_report响应消息24b由通信测试模块发送给主控模块进行分析，根据消息编码、消息长度和消息数据的格式和数值定义，判断tag_report响应消息24b是否符合要求；
83.query和ack射频信号22b，以及rn11和uac射频信号23b由射频测试模块进行数字化处理以后，发送给主控模块进行分析，根据query和ack射频信号22b，以及rn11和uac射频信号23b中包含的数据和参数，是否与get_tag_report命令消息21b和tag_report响应消息24b中包含的数据和参数一致，判断tag_report响应消息24b是否符合要求。
84.综上可知，本技术方案同时具备有线通信消息测试功能和无线射频信号测试功能，具备两种测试功能的同步触发和协同分析，能够实现传统接口协议测试装置无法实现的接口协议参数和空中接口参数闭环验证，使射频识别读写器接口协议测试结果更加全面和准确。