RFID干貨專欄概述

經(jīng)過20多年的努力發(fā)展，超高頻RFID技術(shù)已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)之一，每年的出貨量達到了200億的級別。在這個過程中，中國逐步成為超高頻RFID標簽產(chǎn)品的主要生產(chǎn)國，在國家對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的大力支持下，行業(yè)應用和整個生態(tài)的發(fā)展十分迅猛。然而，至今國內(nèi)還沒有一本全面介紹超高頻RFID技術(shù)的書籍。

為了填補這方面的空缺，甘泉老師花費數(shù)年之功，撰寫的新書《物聯(lián)網(wǎng)UHF RFID技術(shù)、產(chǎn)品及應用》正式出版發(fā)布，本書對UHF RFID最新的技術(shù)、產(chǎn)品與市場應用進行了系統(tǒng)性的闡述，干貨滿滿！RFID世界網(wǎng)得到了甘泉老師獨家授權(quán)，在RFID世界網(wǎng)公眾號特設(shè)專欄，陸續(xù)發(fā)布本書內(nèi)容。

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6.2.2射頻指標認證

在超高頻RFID系統(tǒng)中射頻指標認證是對于閱讀器的輸出射頻參數(shù)的認證。在現(xiàn)今社會，越來越多的無線設(shè)備問世，無線電頻率資源的供需矛盾日趨加劇，電磁環(huán)境日益復雜，為了保證每個無線產(chǎn)品可以穩(wěn)定工作且不干擾其它設(shè)備，需要對無線電子產(chǎn)品的射頻指標進行管理和認證。各個國家和地區(qū)有不同的認證機構(gòu)，其中最常見的是美國的FCC認證，歐盟的CE認證和中國的SRRC認證。

01、FCC認證

FCC全稱是Federal Communications Commission，中文為美國聯(lián)邦通信委員會。于1934年由Communications Act建立，是美國政府的一個獨立機構(gòu)，直接對國會負責。FCC通過控制無線電廣播、電視、電信、衛(wèi)星和電纜來協(xié)調(diào)國內(nèi)和國際的通信。涉及美國50多個州、哥倫比亞以及美國所屬地區(qū)為確保與生命財產(chǎn)有關(guān)的無線電和有線通信產(chǎn)品的安全性，F(xiàn)CC的工程技術(shù)部（Office of Engineering and Technology）負責委員會的技術(shù)支持，同時負責設(shè)備認可方面的事務。許多無線電應用產(chǎn)品、通訊產(chǎn)品和數(shù)字產(chǎn)品要進入美國市場，都要求FCC的認可。FCC委員會調(diào)查和研究產(chǎn)品安全性的各個階段以找出解決問題的最好方法，同時FCC的職能也包括無線電裝置、航空器的檢測等等。

根據(jù)美國聯(lián)邦通信法規(guī)（CFR Part 47）的相關(guān)規(guī)定，所有進入美國的電子產(chǎn)品都需要電磁兼容性認證（FCC認證）。所有的超高頻RFID閱讀器進入美國前都應該進行FCC認證，認證部分為FCC Part 15.247內(nèi)容。FCC認證的內(nèi)容與CE和SRRC類似，只是針對頻率和雜散的要求略有不同。

向FCC提交的技術(shù)報告中，包括了射頻輸出功率、調(diào)制特征、占用帶寬、天線端口的雜散發(fā)射、雜散輻射場強、頻率穩(wěn)定性和頻譜特征等方面的性能指標，F(xiàn)CC法規(guī)原則上規(guī)定了每種性能指標的限值和測試要求，這里僅對相應的測試方法做簡單的介紹。

射頻輸出功率：按照功率的調(diào)節(jié)程序，調(diào)節(jié)饋入到射頻放大電路的電壓和電流值，使其處于最大額定功率發(fā)射狀態(tài)，并在射頻輸出端口加上合適的負載，從而測試得到最大射頻輸出功率。對不同的發(fā)射類型，功率調(diào)節(jié)的方法將會有所不同，在技術(shù)報告中應對此作詳細說明。

調(diào)制特征：對語音調(diào)制的通信產(chǎn)品，需測定100-5000Hz頻率范圍內(nèi)音頻調(diào)制電路的頻率響應曲線，如果產(chǎn)品使用了音頻低通濾波器，還要測定該音頻濾波器的頻率響應曲線；對采用調(diào)制限制處理的產(chǎn)品，需測定在整個調(diào)制的頻率和信號功率級范圍內(nèi)的調(diào)制百分比—輸入電壓的關(guān)系曲線；對采用限制峰值包絡(luò)功率電路的單邊帶、獨立邊帶的無線電話發(fā)射機，需測定峰值包絡(luò)輸出功率—輸入電壓之間的關(guān)系曲線；其它類型的產(chǎn)品將根據(jù)申請的認證類型及相應的法規(guī)進行處理。

占用帶寬：測量占用帶寬時，對采用不同調(diào)制方式的產(chǎn)品，測量方法將有所不同，但基本原則是選擇典型業(yè)務模式下調(diào)制信號具有最大幅度的情況來進行測試，并且在報告中對輸入的調(diào)制信號做詳細說明。

天線端口的雜散發(fā)射：除了產(chǎn)品有用頻點處的射頻功率或電壓外，還需要對無用的雜散頻率進行測量。測量時，可以在天線輸出端口加上合適的假天線；諧波和一些比較顯著的雜散發(fā)射點需要重點關(guān)注。

雜散輻射場強：該項測試主要檢測產(chǎn)品機殼端口、控制電路模塊和電源端口的諧波和一些較顯著的雜散發(fā)射頻點的場強。工作頻率低于890MHz的產(chǎn)品，測量需要在開闊場或者電波暗室中進行。對于現(xiàn)場測試，需要對測量現(xiàn)場附近的射頻源及明顯的反射物體做詳細的調(diào)查分析與說明。

頻率穩(wěn)定性：需要考查的頻率穩(wěn)定性包括環(huán)境溫度和輸入電壓變化時，產(chǎn)品頻率確定和穩(wěn)定電路的頻率的變化情況，在特殊情況下，還可能包括產(chǎn)品配用不同的天線或在較大的金屬物體附近移動時的頻率穩(wěn)定性。溫度變化的范圍是-30℃～+50℃，測量的溫度間隔不大于10℃。測量每個溫度點的頻率時，都需要等待足夠長的時間以使諧振電路相關(guān)的元件達到穩(wěn)定狀態(tài)。電壓變化的范圍是額定工作電壓的85%～115%，對依靠電池工作的便攜產(chǎn)品，最低電壓可以是截止電壓。

頻譜特征：對雜散發(fā)射和輻射場強評估和測量的頻譜范圍，將依據(jù)產(chǎn)品的工作頻率來確定。進行頻譜特征研究的最低頻率可以選擇產(chǎn)品實際使用的最低頻率點；如果最低頻率低于9kHz，則選擇9kHz作為研究的最低頻率點。最高頻率的選擇遵循以下原則：（1）對于工作頻率在10GHz以下的產(chǎn)品，選擇最高基頻的10次諧波作為評估的最高頻率，如果10次諧波的頻率大于40GHz，則選擇40GHz作為評估的最高頻率。（2）對于工作頻率在10GHz和30GHz之間的產(chǎn)品，選擇最高基頻的5次諧波作為評估的最高頻率，如果5次諧波的頻率大于100GHz，則選擇100GHz作為評估的最高頻率。（3）對于工作頻率在30GHz以上的產(chǎn)品，選擇最高基頻的5次諧波作為評估的最高頻率，如果5次諧波的頻率大于200GHz，則選擇200GHz作為評估的最高頻率。

對于超高頻RFID手持機等設(shè)備，還需要增加SAR測試，SAR是Specific Absorption Rate的簡稱，中文通常稱為特殊吸收比率，它衡量多少能量被單位質(zhì)量人體所吸收，單位為瓦特每千克（W/Kg）。目前世界上對手機輻射SAR的衡量有兩種標準，一種是美國FCC采用的標準1.6W/Kg，另一種是歐洲CE采用的標準2.0W/Kg。對于美國標準，其具體含義是指，以6分鐘為計時，每公斤人體組織吸收的電磁輻射能量不得超過1.6瓦。

獲得FCC認證的產(chǎn)品會獲得一個FCC認證證書和一個FCC ID，其商品上需要貼上該標志，如圖6-33所示為一個FCC認證標簽。

圖6-33FCC認證標簽

02、CE認證

CE標識是歐盟法律對產(chǎn)品提出的一種強制性安全標識，它是法語“Conformite Europeenne”（歐洲合格評定）的縮寫，凡是符合歐盟指令的基本要求并且經(jīng)過適宜的符合性評定程序的產(chǎn)品皆可加貼CE標識。

CE認證是歐盟有關(guān)安全管控的認證，確保產(chǎn)品最基本的安全保障，即只限于產(chǎn)品不危及人類、動物和貨品的安全方面的基本安全要求，而不是一般質(zhì)量要求，協(xié)調(diào)指令只規(guī)定主要要求，一般指令要求是標準的任務。CE認證管控產(chǎn)品安全，不管控產(chǎn)品質(zhì)量，CE標識也是一種安全認證標志，產(chǎn)品貼有CE標志，即可進入歐洲市場。

在歐盟市場“CE”標志屬強制性認證標志，不論是歐盟內(nèi)部企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品，還是其他國家生產(chǎn)的產(chǎn)品，要想在歐盟市場上自由流通，就必須加貼“CE”標志，以表明產(chǎn)品符合歐盟《技術(shù)協(xié)調(diào)與標準化新方法》指令的基本要求。這是歐盟法律對產(chǎn)品提出的一種強制性要求。

CE認證可在歐洲32個經(jīng)濟特區(qū)，包含：EU歐盟28個、EFTA、土耳其。產(chǎn)品有了CE標識可在歐洲經(jīng)濟區(qū)(EEA)自由流通。具體EU歐盟28個國家名單為：比利時、保加利亞、捷克、丹麥、德國、愛沙尼亞、愛爾蘭、希臘、西班牙、法國、克羅地亞、意大利、塞浦路斯、拉脫維亞、立陶宛、盧森堡、匈牙利、馬耳他、荷蘭、奧地利、波蘭、葡萄牙、羅馬尼亞、斯洛文尼亞、斯洛伐克、芬蘭、瑞典、英國。

不同于中國CCC認證發(fā)證統(tǒng)一由CQC發(fā)證，CE沒有統(tǒng)一的發(fā)證機構(gòu)（所以也沒有統(tǒng)一的查詢渠道/網(wǎng)站），不同機構(gòu)頒發(fā)的CE證書含金量是不同的。權(quán)威國際知名機構(gòu)如TUV、SGS、ITS等頒發(fā)的CE證書市場認可度肯定是更高的，當然價格也比較昂貴，測試標準流程也相對嚴格，適合高要求的客戶選擇。有些國外客戶也會指定這些大機構(gòu)出具的報告證書。一般需求的也可以選擇國內(nèi)機構(gòu)，價格適中，并且國內(nèi)的機構(gòu)一般以客戶為導向，服務較好，包括預測試、協(xié)同整改等支持。一般情況下一款超高頻RFID閱讀器的認證費用在幾千到上萬元不等。CE認證辦理時間大概為3周左右。

CE認證流程：1、申請公司填寫申請表，提供資料，申請表，產(chǎn)品使用說明書和技術(shù)文件。2、機構(gòu)評估CE認證檢驗標準及CE認證檢驗項目并報價。3、申請公司確認項目，送樣。5、實驗室進行產(chǎn)品測試安排及對技術(shù)文件審核評估完整性。6、產(chǎn)品測試符合要求后，向申請公司提供產(chǎn)品測試報告或技術(shù)構(gòu)造文件，測試通過后頒發(fā)CE證書。7、申請公司簽署CE保證自我聲明，并在產(chǎn)品上貼附CE標示。

CE認證要準備的技術(shù)文件：1、制造商（歐盟授權(quán)代表（歐盟授權(quán)代理））的名稱、地址，產(chǎn)品的名稱、型號等；2、產(chǎn)品使用說明書；3、安全設(shè)計文件（包括關(guān)鍵結(jié)構(gòu)圖，即能反映爬申距離、間隙、絕緣層數(shù)和厚度的設(shè)計圖）；4、產(chǎn)品技術(shù)條件（或企業(yè)標準），建立技術(shù)資料；5、產(chǎn)品電器原理圖、方框圖和線路圖等；6、關(guān)鍵元部件或原材料清單（請選用有歐洲認證標志的產(chǎn)品）；7、測試報告 (Testing Report）；8、歐盟授權(quán)認證機構(gòu)NB出具的相關(guān)證書（對于模式A以外的其它模式）；9、產(chǎn)品在歐盟境內(nèi)的注冊證書（對于某些產(chǎn)品比如：Class I醫(yī)療器械，普通IVD體外診斷醫(yī)療器械）；10、CE符合聲明（DOC）。

超高頻RFID的CE認證部分為ETSI EN 302-208-1條款，測試內(nèi)容與FCC類似，有興趣的讀者可以自行學習。

03、SRRC認證

SRRC是國家無線電管理委員會強制認證要求，自1999年6月1日起，中國信息產(chǎn)業(yè)部（Ministry of Information Industry，MII） 強制規(guī)定，所有在中國境內(nèi)銷售及使用的無線電組件產(chǎn)品，必須取得無線電型號的核準認證（Radio Type Approval Certification）。

SRMC認證又稱SRRC認證，前身為國家無線電管理委員會（State Radio Regulation Committee，SRRC） 的中國國家無線電監(jiān)測中心（State Radio Monitoring Center，SRMC） 為中國大陸唯一獲得授權(quán)可測試及認證無線電型號核準規(guī)定的機構(gòu)。中國已針對不同類別的無線電發(fā)射設(shè)備訂定特殊的頻率范圍，且并非所有頻率皆得以在中國合法使用。換句話說，所有在其境內(nèi)銷售或使用的無線電發(fā)射設(shè)備會規(guī)定不同的頻率。此外，申請者必須注意某些無線電發(fā)射設(shè)備的規(guī)定范疇，不但要申請「無線電型號核準認證」，同時也必須申請中國強制認證（CCC）及/或進網(wǎng)許可證（MII）的核準。國家無線電監(jiān)測中心是中華人民共和國信息產(chǎn)業(yè)部的直屬事業(yè)單位，主要承擔無線電監(jiān)測和無線電頻譜管理工作，是中國無線電管理的支撐機構(gòu)。

2007年我國已經(jīng)發(fā)布了對RFID讀寫設(shè)備射頻指標進行型號核準測試的技術(shù)規(guī)范。另外RFID設(shè)備的性能測試標準、空中接口協(xié)議標準、數(shù)據(jù)格式標準等都在積極研究、完善當中。對于超高頻頻段的RFID射頻測試，我國目前的參考標準編號是：信部無[2007]205號，《關(guān)于發(fā)布800/900MHz頻段射頻識別(RFID)技術(shù)應用試行規(guī)定的通知》。具體的測試內(nèi)容和要求如表6-6所示：

表6-6SRRC超高頻頻段的RFID射頻測試內(nèi)容

頻率范圍：市場上主流的閱讀器主要工作于中國的920MHz-925MHz頻段，只有交通等特殊應用中才使用840MHz-845MHz頻段。

載波頻率容限：頻率容限（亦稱頻率容差、頻率公差、容許頻偏），指發(fā)射所占頻帶的中心頻率偏離指配頻率（或發(fā)射的特征頻率偏離參考頻率）的最大容許偏差。測試的目的為確保閱讀器的發(fā)射頻率準確，功率全部落在指定頻帶內(nèi)。

發(fā)射功率（E.R.P.）：根據(jù)國家規(guī)定，閱讀器的最大輸出功率不超過E.R.P 2W，即33dBm。

鄰道功率泄漏比：為了控制閱讀器工作時對相鄰信道及帶內(nèi)信道的干擾，定義相鄰信道的功率泄漏能量應在小于工作信道能量40dB以上，相隔信道的功率泄漏能量應在小于工作信道能量60dB以上。

占用帶寬：根據(jù)協(xié)議要求，應小于250kHz。

天線端口雜散發(fā)射：目的為控制天線端口輸出的其它頻點的雜散，減少對其它頻帶其他電子設(shè)備的干擾。該天線端口雜散發(fā)射的規(guī)范中對于不同頻段有不同要求。其中最為苛刻的是對于30MHz～1GHz之內(nèi)，要求≤-57dBm/100kHz。實際上容易出現(xiàn)問題的點為920MHz到925MHz的二次諧波和三次諧波。

機箱端口雜散發(fā)射：確保機箱內(nèi)的雜散較少輻射到外部，從硬件設(shè)計的角度考慮，應在射頻電路板上增加屏蔽罩。由于機箱不會連接天線，就算其輻射略大也很難傳播出去，因此其在規(guī)范中比天線端口雜散發(fā)射的要求低很多。

電源端口傳導發(fā)射：電源端口同樣存在低頻震蕩，影響外部電子設(shè)備，因此也有一定的要求。

駐留時間：根據(jù)標準和規(guī)范要求，每次駐留時間小于等于2秒。

超高頻RFID閱讀器的認證只需要測試工信部無[2007]205號即可，手持機設(shè)備的認證就復雜很多。除超高頻RFID測試外，其內(nèi)部的藍牙、Wi-Fi、2G、3G、4G的通訊模塊和所有制式都要測試一遍。當完成全部測試且符合規(guī)范后，會得到一個由工信部無線電管理局下發(fā)的測試報告和型號核準證書，如圖3-34所示，為筆者在北京無線電管測試的ALH-90XX手持機獲得的SRRC認證證書。

圖6-34ALH-90XX SRRC認證證書

在國內(nèi)RFID閱讀器圈有一個很奇怪的現(xiàn)象，凡是在中國銷售的國外品牌閱讀器，每個型號都獲得了SRRC無線電發(fā)射設(shè)備型號核準證，而國產(chǎn)品牌只有少數(shù)公司會去做SRRC認證。相反凡是出口歐洲和美國的國產(chǎn)品牌閱讀器，全部通過了CE和FCC認證。雖然無線電管理局有明確要求，所有的超高頻RFID閱讀器設(shè)備都需要進行SRRC認證，但管理起來存在困難，只有遇到投訴時才會去進行執(zhí)法管理。另外一點還需要注意的是查看供應商在SRRC認證時獲得的測試報告。因為許多閱讀器供應商的輸出功率超標或大功率發(fā)射時雜散超標，也可以通過SRRC認證，只不過認證時使用較小的功率，小功率發(fā)射時其雜散也會減小。隨著RFID技術(shù)的普及，越來越多的項目落地，沒有通過認證的設(shè)備會對周邊電子產(chǎn)品產(chǎn)生不小的影響，甚至在多閱讀器場景中，幾個閱讀器互相干擾導致系統(tǒng)崩潰。因此建議大家在項目選型時，優(yōu)先選擇具有SRRC認證的閱讀器產(chǎn)品。