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目前在倉庫與貨架上被大量使用的射頻識別(RFID)標籤技術，其測試方法可說是一種負擔──因為目前的測試方法需要對每一個標籤獨立調諧(tune)；而若能將測試流程簡化，就可加速新設計原型的誕生。為此，美國喬治亞理工學院(Georgia Institute of Technology)的工程師設計了一種新的測試平台，能在模擬新標籤設計之晶片的同時，測試數百個RFID標籤。

喬治亞理工學院電機與電腦系(School of Electrical and Computer Engineering)教授Gregory Durgin宣稱：「我們設計了一種靈活的系統，能夠允許改變調變架構(modulation scheme)、載波頻率(carrier frequency)、射頻標籤配置(RF tag configuration)、天線類型(antenna types)…等任何可以使工程師獲得更大範圍和靈活性的系統性能參數。一些公司已與我們合作，運用新的測試平台來測試新的標籤天線，並利用這些新的感測器性能來更新現有的RFID標籤。」


RFID標籤的應用十分廣泛，從存貨管理、收費系統、護照識別到行李追蹤等領域都有；大部份的標籤都是被動式的，包含一顆晶片，以及一個能接收無線電訊號、給附近的讀卡機提供身份識別的天線。


RFID標籤測試的最大的問題，是測試量往往非常大，例如倉庫和商店貨架往往包含讀卡機範圍內的數百個標籤，很多標籤隱藏在其他標籤的後面；當這些標籤都在讀卡機範圍內的時候，一般通訊協議都是先回應訊號最強的標籤，然後讓它休眠後，再處理下一個最強的訊號，過程非常耗時。


而喬治亞理工學院所研發的測試平台運用了一種防衝突(anti-collision)系統，能夠同時傳輸若干獨立訊號；這個系統允許256個標籤同時被感應，而不是要求讀卡機依次感應各個標籤。喬治亞理工學院的測試平台能與400平方英呎範圍內的RFID標籤通訊，同時收集標籤資訊，該系統還能即時追蹤它們的訊號強度。


Durgin表示：「我們還有一個自動化定位系統，可以調整標籤的距離，這樣我們可以研究空間變化和鏈接衰減的特徵。」


用新天線設計測試RFID標籤也有一個問題，即需要新的RFID標籤的實體原型用來測試天線，往往也需要昂貴的ASIC設計。為解決這一問題，喬治亞理工學院的團隊發明了一種模擬器，可代替新標籤設計?堛態SIC，因而使這種新的天線能夠很快被測試。


Durgin表示：「我們用傳統的發收器硬體來產生和接收任意波形，這樣我們能迅速的測試獨立的天線配置和若干天線，而不需要為每一個實驗創立新的標籤。同時，我們用特製的微波電路來模擬ASIC，用它可以模擬任意載頻和任意調變方法的真實RFID標籤，甚至是全新的設計。」


目前該測試平台僅適用於915MHz的測試，這也是被動式RFID應用最常見的頻率；目前研究團隊正著手將其升級至可適用2.4~5.7GHz，這些更高的頻率將使標籤可以用更小的天線，實現更廣泛的作業範圍。


這項研究由美國國家科學基金會(NSF)所贊助；由喬治亞理工學院的工程系研究生Anil Rohatgi 和 Joshua Griffin主導進行。

(參考原文：Testbed streamlines RFID development)
(R. Colin Johnson)


轉摘自電子工程專輯