CN112763821B - 一种射频终端性能测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种简易高效的射频终端性能测试方法，其包括如下步骤：搭建灵敏度测试环境后进行灵敏度测试；进行射频场信号强度测试；进行TypeA和TypeB调制信号波形测试。本发明降低RFID电气性能测试设备的投入成本，减少了EMVCo Contactless L1电气测试的时间投入，解决了现有检测机构的测试成本昂贵，标准测试设备昂贵，中小型公司，缺少条件购买标准测试设备，需要花费大量时间在检测机构进行测试验证的问题，有效节省了产品测试的时间和开发成本。
Description
技术领域
本发明应用于射频终端检测领域，具体是一种射频终端性能测试方法。
背景技术
无线射频识别即射频识别技术(Radio Frequency Identification，RFID)，是自动识别技术的一种，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，利用无线射频方式对记录媒体(电子标签或射频卡)进行读写，从而达到识别目标和数据交换的目的，其被认为是21世纪最具发展潜力的信息技术之一。
因为RFID交易的便捷性，在金融POS领域成为了一种标准的配置。应用场景涉及银行、商超、酒店、ATM等，应用场景广泛，交易量大，必须确保POS具有可靠的RFID性能。由国际卡组织联盟EMVCo发布的Contactless L1电气认证标准，就成为了金融POS的准入门槛。
具有非接触卡交易功能的金融产品，客户往往会要求通过国际卡组织EMVCo发布的Contactless L1电气认证。
EMV Contactless L1认证要求对产品提出以下3个测试要求：
①PCD设备必须能够辐射标准范围内的信号强度，确保有效激活卡片并不会损坏卡片。
②PCD设备必须能够产生标准的调制信号波形，确保卡片能够正常识别。
③PCD设备必须能够正确接收卡片的多种应答信号，确保完成完整的交易流程。
在上述测试中，以③灵敏度测试花费所需时间最长。
2020年1月1日之前，EMV Contactless L1采用V2.6版本，该版本下测试采用1个PICC，2020年1月1日之后，EMV Contactless L1测试版本由V2.6上升到V3.0，在新的测试标准下，测试采用3个PICC，测试量提升3倍。产品测试的复杂度提升，产品调试过程中测试时间明显变长。
检测机构的测试成本昂贵，标准测试设备则需花费百万。对于许多中小型公司，缺少条件购买标准测试设备，需要花费大量时间在检测机构进行测试验证。
因此，寻找一种可替代性高、成本低的非接触测试方案，对于大公司可以节省产品测试的时间，对于中小公司，还可以节省开发成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种射频终端性能测试方法。
为解决上述技术问题，本发明的一种射频终端性能测试方法，其包括如下步骤：
搭建灵敏度测试环境后进行灵敏度测试；
进行射频场信号强度测试；
进行TypeA和TypeB调制信号波形测试。
作为一种可能的实施方式，进一步的，所述搭建灵敏度测试环境后进行灵敏度测试具体包括如下步骤：
S1，分析标准测试设备的信号；
S2，通过示波器采集PICC输入的副载波调制信号，获取灵敏度测试所需信号；
S3，根据目标的测试项目，选择对应的信号，在信号发生器上进行配置；
S4，POS上将RFID芯片的IRQ管脚通过导线引出；
S5，配置信号发生器为外部触发方式，将外部触发源连接到POS上引出的IRQ管脚上，IRQ作为外部触发源连接到信号发生器上，确保信号发生器在正确时间点进行回复；
S6，将信号发生器的输出连接到PICC的CON1上；
S7，POS通过驱动函数WriteRegisiter配置RFID芯片，将TransmitEnd IRQ使能，调制信号发送完成后，将TransmitEnd IRQ使能后，数据发送完成使POS引出的IRQ管脚由低电平被拉高，触发信号发生器输出信号；
S8，选择标准的TypeA和TypeB卡片，记录卡片数据UID数据，将信号发生器的数据内容配置为标准TypeA/TypeB记录数据；
S9，POS进入Polling功能，执行EMVCo规定的标准流程，POS与PICC进行RFID通信；
S10，POS在每一个Polling流程中，对PICC应答的信号进行校验；
S11，POS根据校验的结果输出响应，若POS接收到的数据校验正确，则说明POS接收性能满足测试要求；若POS接收到的数据校验错误，说明POS接收性能不满足测试要求，通过蜂鸣器对不同结果做出不同响应。
作为一种可能的实施方式，进一步的，所述进行射频场信号强度测试具体包括如下步骤：
1)将PICC射频信号强度输出到万用表上；
2)万用表选择直流电压测试档，控制电压范围在20V内；
3)将PICC放置在EMVCo规定的测试位置上，测试POS的信号强度并记录相关数据。
作为一种可能的实施方式，进一步的，所述进行TypeA和TypeB调制信号波形测试具体包括如下步骤：
步骤1，将PICC波形信号输出连接到示波器上；
步骤2，配置示波器，触发TypeA信号；
步骤3，将PICC放置在EMVCo规定的测试位置上，测试TypeA的调制信号，示波器分析测量波形的上升时间、下降时间、过冲；
步骤4，配置示波器，触发TypeB信号；
步骤5，将PICC放置在EMVCo规定的测试位置上，测试TypeB的调制信号，示波器分析测试波形的上升时间、下降时间、过冲、下冲；
步骤6，测试TypeB波形的调制深度；
步骤7，将测试数据与EMV Contactless L1测试标准进行对比，判断结果是否满足认证要求。
作为一种可能的实施方式，进一步的，所述步骤2具体包括如下步骤：
步骤21，将示波器的触发模式配置为“脉宽触发”；
步骤22，将脉宽范围配置为“2us,6us”，根据ISO14443规范，TypeA采用了修正密勒码，1个bit使用的时间为9.44us，调制方式将产生4.72us的脉宽信号。
作为一种可能的实施方式，进一步的，所述步骤4具体包括如下步骤：
步骤41，将示波器的触发模式配置为“脉宽触发”；
步骤42，将脉宽范围配置为“8us,30us”，根据ISO14443规范，TypeB采用了NRZ-L编码10％ASK调制，1个bit使用的时间为9.44us，调制方式将产生9.44us的脉宽信号。
作为一种可能的实施方式，进一步的，所述步骤6具体包括如下步骤：
步骤61，记录未调制信号的幅度Y1，记录调制信号的幅度Y2；
步骤62，利用公式计算调制深度。
作为一种可能的实施方式，进一步的，所述S1具体为：通过CON3采集PCD辐射的场强信号；通过CON1信号发生器传入对应的调制信号，产生应答信号；通过CON4采集PCD发射的波形信号。
本发明采用以上技术方案，具有以下有益效果：
本发明降低RFID电气性能测试设备的投入成本，减少了EMVCo Contactless L1电气测试的时间投入，解决了现有检测机构的测试成本昂贵，标准测试设备昂贵，中小型公司，缺少条件购买标准测试设备，需要花费大量时间在检测机构进行测试验证的问题，有效节省了产品测试的时间和开发成本。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步详细的说明：
图1为本发明流程简图；
图2为本发明Reference PICC的标准原理图；
图3为本发明步骤S21操作界面示意图；
图4为本发明步骤S22操作界面示意图；
图5为本发明步骤S23操作界面示意图；
图6为本发明步骤S24操作界面示意图；
图7为本发明步骤S25操作界面示意图；
图8为本发明步骤S26操作界面示意图；
图9为本发明步骤S27操作界面示意图；
图10为本发明步骤S28操作界面示意图；
图11为本发明需要使用的信号特征图；
图12为本发明标准EMV L1测试设备原理简图；
图13为本发明改进测试方案原理简图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1-13所示，本发明提供了一种射频终端性能测试方法，其包括如下步骤：
搭建灵敏度测试环境后进行灵敏度测试；
进行射频场信号强度测试；
进行TypeA和TypeB调制信号波形测试。
标准的EMV L1测试设备，由以下器件组成：PICC+PCD+信号发生器+信号采集器(示波器)。(如图12所示)。
其工作流程如下：
1：功放设备激活Proximity Coupling Device，产生校准射频场信号
2：PICC放置在校准坐标上，信号发生器输出副载波调制信号
3：示波器实时采集PICC上的载波信号，分析负载波调制信号强度是否满足测试要求，循环执行S2、S3步骤，直到示波器分析信号满足测试要求。
在这些结构中，PCD、信号发生器、示波器、computer这4个模块都是为了让信号发生器输出一个符合测试要求的目标信号。因此，通过测试PICC上校准完成后的输入信号，记录下信号的电气特征并保存，采用一个信号发生器，就可以模拟灵敏度的测试信号。通过采用外部触发的方式，将Test PCD作为信号发生器的外部控制器，就可以实现对应的信号测试功能。本发明将上述的测试方案简化为：只需要PICC+信号发生器+测试使用PCD就可以构建完成。其中信号发生器是公司产品开发过程中常见的工具，而PICC相对容易获得并且成本较低。(如图13所示)。
作为一种可能的实施方式，进一步的，所述搭建灵敏度测试环境后进行灵敏度测试具体包括如下步骤：
S1，分析标准测试设备的信号；
作为一种可能的实施方式，进一步的，所述S1具体为：通过CON3采集PCD辐射的场强信号；通过CON1信号发生器传入对应的调制信号，产生应答信号；通过CON4采集PCD发射的波形信号(如图2“Reference PICC的标准原理图”)。因此，首先我们需要测试不同的测试类型下对应的输入信号。根据《EMV Contactless Terminal Level 1Type Approval》的测试要求，获取对应的测试信号内容。
S2，通过示波器采集PICC输入的副载波调制信号，获取灵敏度测试所需信号；
通道1(下方)：代表对应测试模式下，输入到Reference PICC CON1上的信号，通过该信号可以产生目标的调制信号。
通道2(上方)：代表空中的载波信号，通过该信号可以观察到发送的WUPA寻卡指令。
测试设备通过空中载波识别RFID寻卡指令，并在正确识别以后发送应答。
进一步可包括：
S21，应答输入信号为标准的方波信号，无调制时为0V，调制时为1.04V(如图3)；
S22，应答输入信号为标准的方波信号，无调制时为0V，调制时为4.72V(如图4)；
S23，应答输入信号为标准的方波信号，无调制时为960mV，调制时为0V(如图5)；
S24，应答输入信号为标准的方波信号，无调制时为2.72mV，调制时为0V(如图6)；
S25，应答输入信号为标准的方波信号，无调制时为0V，调制时为1.04V(如图7)；
S26，应答输入信号为标准的方波信号，无调制时为0V，调制时为4.56V(如图8)；
S27，应答输入信号为标准的方波信号，无调制时为960mV，调制时为0V(如图9)；
S28，应答输入信号为标准的方波信号，无调制时为2.72V，调制时为0V(如图10)。
S3，根据图11在信号发生器上配置对应的输出信号。根据目标的测试项目，选择对应的信号，在信号发生器上进行配置；
S4，POS上将RFID芯片的IRQ管脚通过导线引出；
S5，配置信号发生器为外部触发方式，将外部触发源连接到POS上引出的IRQ管脚上，IRQ作为外部触发源连接到信号发生器上，确保信号发生器在正确时间点进行回复；
S6，将信号发生器的输出连接到PICC的CON1上；
S7，POS通过驱动函数WriteRegisiter配置RFID芯片，将TransmitEnd IRQ使能，调制信号发送完成后，将TransmitEnd IRQ使能后，数据发送完成使POS引出的IRQ管脚由低电平被拉高，触发信号发生器输出信号；
S8，选择标准的TypeA和TypeB卡片，记录卡片数据UID数据，将信号发生器的数据内容配置为标准TypeA/TypeB记录数据；
S9，POS进入Polling功能，执行EMVCo规定的标准流程，POS与PICC进行RFID通信；
S10，POS在每一个Polling流程中，对PICC应答的信号进行校验；
S11，POS根据校验的结果输出响应，若POS接收到的数据校验正确，则说明POS接收性能满足测试要求；通过单次蜂鸣器200ms的发声提示；若POS接收到的数据校验错误，说明POS接收性能不满足测试要求，通过蜂鸣器发声200ms→关闭500ms箭头→发声200ms提示错误。
作为一种可能的实施方式，进一步的，所述进行射频场信号强度测试具体包括如下步骤：
1)将PICC射频信号强度输出到万用表上；
2)万用表选择直流电压测试档，控制电压范围在20V内；
3)将PICC放置在EMVCo规定的测试位置上，测试POS的信号强度并记录相关数据。
作为一种可能的实施方式，进一步的，所述进行TypeA和TypeB调制信号波形测试具体包括如下步骤：
步骤1，将PICC波形信号输出连接到示波器上；
步骤2，配置示波器，触发TypeA信号；
步骤3，将PICC放置在EMVCo规定的测试位置上，测试TypeA的调制信号，示波器分析测量波形的上升时间、下降时间、过冲；
步骤4，配置示波器，触发TypeB信号；
步骤5，将PICC放置在EMVCo规定的测试位置上，测试TypeB的调制信号，示波器分析测试波形的上升时间、下降时间、过冲、下冲；
步骤6，测试TypeB波形的调制深度；
步骤7，将测试数据与EMV Contactless L1测试标准进行对比，判断结果是否满足认证要求。
作为一种可能的实施方式，进一步的，所述步骤2具体包括如下步骤：
步骤21，将示波器的触发模式配置为“脉宽触发”；
步骤22，将脉宽范围配置为“2us,6us”，根据ISO14443规范，TypeA采用了修正密勒码，1个bit使用的时间为9.44us，调制方式将产生4.72us的脉宽信号。
作为一种可能的实施方式，进一步的，所述步骤4具体包括如下步骤：
步骤41，将示波器的触发模式配置为“脉宽触发”；
步骤42，将脉宽范围配置为“8us,30us”，根据ISO14443规范，TypeB采用了NRZ-L编码10％ASK调制，1个bit使用的时间为9.44us，调制方式将产生9.44us的脉宽信号。
作为一种可能的实施方式，进一步的，所述步骤6具体包括如下步骤：
步骤61，记录未调制信号的幅度Y1，记录调制信号的幅度Y2；
步骤62，利用公式计算调制深度。
以上所述为本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (7)
1.一种射频终端性能测试方法，其特征在于：其包括如下步骤：
搭建灵敏度测试环境后进行灵敏度测试；具体包括如下步骤：
S1，分析标准测试设备的信号；
S2，通过示波器采集PICC输入的副载波调制信号，获取灵敏度测试所需信号；
S3，根据目标的测试项目，选择对应的信号，在信号发生器上进行配置；
S4，POS上将RFID芯片的IRQ管脚通过导线引出；
S5，配置信号发生器为外部触发方式，将外部触发源连接到POS上引出的IRQ管脚上，IRQ作为外部触发源连接到信号发生器上，确保信号发生器在正确时间点进行回复；
S6，将信号发生器的输出连接到PICC的CON1上；
S7，POS通过驱动函数WriteRegisiter配置RFID芯片，将TransmitEndIRQ使能，调制信号发送完成后，将TransmitEnd IRQ使能后，数据发送完成使POS引出的IRQ管脚由低电平被拉高，触发信号发生器输出信号；
S8，选择标准的TypeA和TypeB卡片，记录卡片数据UID数据，将信号发生器的数据内容配置为标准TypeA/TypeB记录数据；
S9，POS进入Polling功能，执行EMVCo规定的标准流程，POS与PICC进行RFID通信；
S10，POS在每一个Polling流程中，对PICC应答的信号进行校验；
S11，POS根据校验的结果输出响应，若POS接收到的数据校验正确，则说明POS接收性能满足测试要求；若POS接收到的数据校验错误，说明POS接收性能不满足测试要求，通过蜂鸣器对不同结果做出不同响应；
进行射频场信号强度测试；
进行TypeA和TypeB调制信号波形测试。
2.根据权利要求1所述的一种射频终端性能测试方法，其特征在于：所述进行射频场信号强度测试具体包括如下步骤：
1)将PICC射频信号强度输出到万用表上；
2)万用表选择直流电压测试档，控制电压范围在20V内；
3)将PICC放置在EMVCo规定的测试位置上，测试POS的信号强度并记录相关数据。
3.根据权利要求1所述的一种射频终端性能测试方法，其特征在于：所述进行TypeA和TypeB调制信号波形测试具体包括如下步骤：
步骤1，将PICC波形信号输出连接到示波器上；
步骤2，配置示波器，触发TypeA信号；
步骤3，将PICC放置在EMVCo规定的测试位置上，测试TypeA的调制信号，示波器分析测量波形的上升时间、下降时间、过冲；
步骤4，配置示波器，触发TypeB信号；
步骤5，将PICC放置在EMVCo规定的测试位置上，测试TypeB的调制信号，示波器分析测试波形的上升时间、下降时间、过冲、下冲；
步骤6，测试TypeB波形的调制深度；
步骤7，将测试数据与EMV Contactless L1测试标准进行对比，判断结果是否满足认证要求。
4.根据权利要求3所述的一种射频终端性能测试方法，其特征在于：所述步骤2具体包括如下步骤：
步骤21，将示波器的触发模式配置为“脉宽触发”；
步骤22，将脉宽范围配置为“2us,6us”，根据ISO14443规范，TypeA采用了修正密勒码，1个bit使用的时间为9.44us，调制方式将产生4.72us的脉宽信号。
5.根据权利要求3所述的一种射频终端性能测试方法，其特征在于：所述步骤4具体包括如下步骤：
步骤41，将示波器的触发模式配置为“脉宽触发”；
步骤42，将脉宽范围配置为“8us,30us”，根据ISO14443规范，TypeB采用了NRZ-L编码10％ASK调制，1个bit使用的时间为9.44us，调制方式将产生9.44us的脉宽信号。
6.根据权利要求3所述的一种射频终端性能测试方法，其特征在于：所述步骤6具体包括如下步骤：
步骤61，记录未调制信号的幅度Y1，记录调制信号的幅度Y2；
步骤62，利用公式计算调制深度。
7.根据权利要求1所述的一种射频终端性能测试方法，其特征在于：所述S1具体为：通过CON3采集PCD辐射的场强信号；通过CON1信号发生器传入对应的调制信号，产生应答信号；通过CON4采集PCD发射的波形信号。
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| CN112763821A (zh) | 2021-05-07 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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