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(dá)到了200億的級(jí)別。在這個(gè)過程中，中國逐步成為超高頻RFID標(biāo)簽產(chǎn)品的主要生產(chǎn)國，在國家對(duì)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的大力支持下，行業(yè)應(yīng)用和整個(gè)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(bǔ)這方面的空缺，甘泉老師花費(fèi)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(yīng)用》正式出版發(fā)布，本書對(duì)UHF RFID最新的技術(shù)、產(chǎn)品與市場應(yīng)用進(jìn)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(dú)家授權(quán)，在RFID世界網(wǎng)公眾號(hào)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(biāo)認(rèn)證

在超高頻RFID系統(tǒng)中射頻指標(biāo)認(rèn)證是對(duì)于閱讀器的輸出射頻參數(shù)的認(rèn)證。在現(xiàn)今社會(huì)，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(fù)雜，為了保證每個(gè)無線產(chǎn)品可以穩(wěn)定工作且不干擾其它設(shè)備，需要對(duì)無線電子產(chǎn)品的射頻指標(biāo)進(jìn)行管理和認(rèn)證。各個(gè)國家和地區(qū)有不同的認(rèn)證機(jī)構(gòu)，其中最常見的是美國的FCC認(rèn)證，歐盟的CE認(rèn)證和中國的SRRC認(rèn)證。

01、FCC認(rèn)證

FCC全稱是Federal Communications Commission，中文為美國聯(lián)邦通信委員會(huì)。于1934年由Communications Act建立，是美國政府的一個(gè)獨(dú)立機(jī)構(gòu)，直接對(duì)國會(huì)負(fù)責(zé)。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(gè)州、哥倫比亞以及美國所屬地區(qū)為確保與生命財(cái)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(fù)責(zé)委員會(huì)的技術(shù)支持，同時(shí)負(fù)責(zé)設(shè)備認(rèn)可方面的事務(wù)。許多無線電應(yīng)用產(chǎn)品、通訊產(chǎn)品和數(shù)字產(chǎn)品要進(jìn)入美國市場，都要求FCC的認(rèn)可。FCC委員會(huì)調(diào)查和研究產(chǎn)品安全性的各個(gè)階段以找出解決問題的最好方法，同時(shí)FCC的職能也包括無線電裝置、航空器的檢測(cè)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(jìn)入美國的電子產(chǎn)品都需要電磁兼容性認(rèn)證（FCC認(rèn)證）。所有的超高頻RFID閱讀器進(jìn)入美國前都應(yīng)該進(jìn)行FCC認(rèn)證，認(rèn)證部分為FCC Part 15.247內(nèi)容。FCC認(rèn)證的內(nèi)容與CE和SRRC類似，只是針對(duì)頻率和雜散的要求略有不同。

向FCC提交的技術(shù)報(bào)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(qiáng)、頻率穩(wěn)定性和頻譜特征等方面的性能指標(biāo)，F(xiàn)CC法規(guī)原則上規(guī)定了每種性能指標(biāo)的限值和測(cè)試要求，這里僅對(duì)相應(yīng)的測(cè)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(fù)載，從而測(cè)試得到最大射頻輸出功率。對(duì)不同的發(fā)射類型，功率調(diào)節(jié)的方法將會(huì)有所不同，在技術(shù)報(bào)告中應(yīng)對(duì)此作詳細(xì)說明。

調(diào)制特征：對(duì)語音調(diào)制的通信產(chǎn)品，需測(cè)定100-5000Hz頻率范圍內(nèi)音頻調(diào)制電路的頻率響應(yīng)曲線，如果產(chǎn)品使用了音頻低通濾波器，還要測(cè)定該音頻濾波器的頻率響應(yīng)曲線；對(duì)采用調(diào)制限制處理的產(chǎn)品，需測(cè)定在整個(gè)調(diào)制的頻率和信號(hào)功率級(jí)范圍內(nèi)的調(diào)制百分比—輸入電壓的關(guān)系曲線；對(duì)采用限制峰值包絡(luò)功率電路的單邊帶、獨(dú)立邊帶的無線電話發(fā)射機(jī)，需測(cè)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(qǐng)的認(rèn)證類型及相應(yīng)的法規(guī)進(jìn)行處理。

占用帶寬：測(cè)量占用帶寬時(shí)，對(duì)采用不同調(diào)制方式的產(chǎn)品，測(cè)量方法將有所不同，但基本原則是選擇典型業(yè)務(wù)模式下調(diào)制信號(hào)具有最大幅度的情況來進(jìn)行測(cè)試，并且在報(bào)告中對(duì)輸入的調(diào)制信號(hào)做詳細(xì)說明。

天線端口的雜散發(fā)射：除了產(chǎn)品有用頻點(diǎn)處的射頻功率或電壓外，還需要對(duì)無用的雜散頻率進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量時(shí)，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(diǎn)需要重點(diǎn)關(guān)注。

雜散輻射場強(qiáng)：該項(xiàng)測(cè)試主要檢測(cè)產(chǎn)品機(jī)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(diǎn)的場強(qiáng)。工作頻率低于890MHz的產(chǎn)品，測(cè)量需要在開闊場或者電波暗室中進(jìn)行。對(duì)于現(xiàn)場測(cè)試，需要對(duì)測(cè)量現(xiàn)場附近的射頻源及明顯的反射物體做詳細(xì)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(shí)，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(dòng)時(shí)的頻率穩(wěn)定性。溫度變化的范圍是-30℃～+50℃，測(cè)量的溫度間隔不大于10℃。測(cè)量每個(gè)溫度點(diǎn)的頻率時(shí)，都需要等待足夠長的時(shí)間以使諧振電路相關(guān)的元件達(dá)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(duì)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(duì)雜散發(fā)射和輻射場強(qiáng)評(píng)估和測(cè)量的頻譜范圍，將依據(jù)產(chǎn)品的工作頻率來確定。進(jìn)行頻譜特征研究的最低頻率可以選擇產(chǎn)品實(shí)際使用的最低頻率點(diǎn)；如果最低頻率低于9kHz，則選擇9kHz作為研究的最低頻率點(diǎn)。最高頻率的選擇遵循以下原則：（1）對(duì)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(píng)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(píng)估的最高頻率。（2）對(duì)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(píng)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(píng)估的最高頻率。（3）對(duì)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(píng)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(píng)估的最高頻率。

對(duì)于超高頻RFID手持機(jī)等設(shè)備，還需要增加SAR測(cè)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(duì)手機(jī)輻射SAR的衡量有兩種標(biāo)準(zhǔn)，一種是美國FCC采用的標(biāo)準(zhǔn)1.6W/Kg，另一種是歐洲CE采用的標(biāo)準(zhǔn)2.0W/Kg。對(duì)于美國標(biāo)準(zhǔn)，其具體含義是指，以6分鐘為計(jì)時(shí)，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(rèn)證的產(chǎn)品會(huì)獲得一個(gè)FCC認(rèn)證證書和一個(gè)FCC ID，其商品上需要貼上該標(biāo)志，如圖6-33所示為一個(gè)FCC認(rèn)證標(biāo)簽。

圖6-33FCC認(rèn)證標(biāo)簽

02、CE認(rèn)證

CE標(biāo)識(shí)是歐盟法律對(duì)產(chǎn)品提出的一種強(qiáng)制性安全標(biāo)識(shí)，它是法語“Conformite Europeenne”（歐洲合格評(píng)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(píng)定程序的產(chǎn)品皆可加貼CE標(biāo)識(shí)。

CE認(rèn)證是歐盟有關(guān)安全管控的認(rèn)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(dòng)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(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)。CE認(rèn)證管控產(chǎn)品安全，不管控產(chǎn)品質(zhì)量，CE標(biāo)識(shí)也是一種安全認(rèn)證標(biāo)志，產(chǎn)品貼有CE標(biāo)志，即可進(jìn)入歐洲市場。

在歐盟市場“CE”標(biāo)志屬強(qiáng)制性認(rèn)證標(biāo)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(biāo)志，以表明產(chǎn)品符合歐盟《技術(shù)協(xié)調(diào)與標(biāo)準(zhǔn)化新方法》指令的基本要求。這是歐盟法律對(duì)產(chǎn)品提出的一種強(qiáng)制性要求。

CE認(rèn)證可在歐洲32個(gè)經(jīng)濟(jì)特區(qū)，包含：EU歐盟28個(gè)、EFTA、土耳其。產(chǎn)品有了CE標(biāo)識(shí)可在歐洲經(jīng)濟(jì)區(qū)(EEA)自由流通。具體EU歐盟28個(gè)國家名單為：比利時(shí)、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(rèn)證發(fā)證統(tǒng)一由CQC發(fā)證，CE沒有統(tǒng)一的發(fā)證機(jī)構(gòu)（所以也沒有統(tǒng)一的查詢渠道/網(wǎng)站），不同機(jī)構(gòu)頒發(fā)的CE證書含金量是不同的。權(quán)威國際知名機(jī)構(gòu)如TUV、SGS、ITS等頒發(fā)的CE證書市場認(rèn)可度肯定是更高的，當(dāng)然價(jià)格也比較昂貴，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)流程也相對(duì)嚴(yán)格，適合高要求的客戶選擇。有些國外客戶也會(huì)指定這些大機(jī)構(gòu)出具的報(bào)告證書。一般需求的也可以選擇國內(nèi)機(jī)構(gòu)，價(jià)格適中，并且國內(nèi)的機(jī)構(gòu)一般以客戶為導(dǎo)向，服務(wù)較好，包括預(yù)測(cè)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(rèn)證費(fèi)用在幾千到上萬元不等。CE認(rèn)證辦理時(shí)間大概為3周左右。

CE認(rèn)證流程：1、申請(qǐng)公司填寫申請(qǐng)表，提供資料，申請(qǐng)表，產(chǎn)品使用說明書和技術(shù)文件。2、機(jī)構(gòu)評(píng)估CE認(rèn)證檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及CE認(rèn)證檢驗(yàn)項(xiàng)目并報(bào)價(jià)。3、申請(qǐng)公司確認(rèn)項(xiàng)目，送樣。5、實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行產(chǎn)品測(cè)試安排及對(duì)技術(shù)文件審核評(píng)估完整性。6、產(chǎn)品測(cè)試符合要求后，向申請(qǐng)公司提供產(chǎn)品測(cè)試報(bào)告或技術(shù)構(gòu)造文件，測(cè)試通過后頒發(fā)CE證書。7、申請(qǐng)公司簽署CE保證自我聲明，并在產(chǎn)品上貼附CE標(biāo)示。

CE認(rèn)證要準(zhǔn)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(hào)等；2、產(chǎn)品使用說明書；3、安全設(shè)計(jì)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(jì)圖）；4、產(chǎn)品技術(shù)條件（或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)），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(qǐng)選用有歐洲認(rèn)證標(biāo)志的產(chǎn)品）；7、測(cè)試報(bào)告 (Testing Report）；8、歐盟授權(quán)認(rèn)證機(jī)構(gòu)NB出具的相關(guān)證書（對(duì)于模式A以外的其它模式）；9、產(chǎn)品在歐盟境內(nèi)的注冊(cè)證書（對(duì)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(rèn)證部分為ETSI EN 302-208-1條款，測(cè)試內(nèi)容與FCC類似，有興趣的讀者可以自行學(xué)習(xí)。

03、SRRC認(rèn)證

SRRC是國家無線電管理委員會(huì)強(qiáng)制認(rèn)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(qiáng)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(hào)的核準(zhǔn)認(rèn)證（Radio Type Approval Certification）。

SRMC認(rèn)證又稱SRRC認(rèn)證，前身為國家無線電管理委員會(huì)（State Radio Regulation Committee，SRRC） 的中國國家無線電監(jiān)測(cè)中心（State Radio Monitoring Center，SRMC） 為中國大陸唯一獲得授權(quán)可測(cè)試及認(rèn)證無線電型號(hào)核準(zhǔn)規(guī)定的機(jī)構(gòu)。中國已針對(duì)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(huì)規(guī)定不同的頻率。此外，申請(qǐng)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(qǐng)「無線電型號(hào)核準(zhǔn)認(rèn)證」，同時(shí)也必須申請(qǐng)中國強(qiáng)制認(rèn)證（CCC）及/或進(jìn)網(wǎng)許可證（MII）的核準(zhǔn)。國家無線電監(jiān)測(cè)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(dān)無線電監(jiān)測(cè)和無線電頻譜管理工作，是中國無線電管理的支撐機(jī)構(gòu)。

2007年我國已經(jīng)發(fā)布了對(duì)RFID讀寫設(shè)備射頻指標(biāo)進(jìn)行型號(hào)核準(zhǔn)測(cè)試的技術(shù)規(guī)范。另外RFID設(shè)備的性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)、空中接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)等都在積極研究、完善當(dāng)中。對(duì)于超高頻頻段的RFID射頻測(cè)試，我國目前的參考標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)是：信部無[2007]205號(hào)，《關(guān)于發(fā)布800/900MHz頻段射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)應(yīng)用試行規(guī)定的通知》。具體的測(cè)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(cè)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(yīng)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(cè)試的目的為確保閱讀器的發(fā)射頻率準(zhǔn)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(shí)對(duì)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(yīng)在小于工作信道能量40dB以上，相隔信道的功率泄漏能量應(yīng)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(yīng)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(diǎn)的雜散，減少對(duì)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(duì)于不同頻段有不同要求。其中最為苛刻的是對(duì)于30MHz～1GHz之內(nèi)，要求≤-57dBm/100kHz。實(shí)際上容易出現(xiàn)問題的點(diǎn)為920MHz到925MHz的二次諧波和三次諧波。

機(jī)箱端口雜散發(fā)射：確保機(jī)箱內(nèi)的雜散較少輻射到外部，從硬件設(shè)計(jì)的角度考慮，應(yīng)在射頻電路板上增加屏蔽罩。由于機(jī)箱不會(huì)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(dǎo)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(shí)間：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求，每次駐留時(shí)間小于等于2秒。

超高頻RFID閱讀器的認(rèn)證只需要測(cè)試工信部無[2007]205號(hào)即可，手持機(jī)設(shè)備的認(rèn)證就復(fù)雜很多。除超高頻RFID測(cè)試外，其內(nèi)部的藍(lán)牙、Wi-Fi、2G、3G、4G的通訊模塊和所有制式都要測(cè)試一遍。當(dāng)完成全部測(cè)試且符合規(guī)范后，會(huì)得到一個(gè)由工信部無線電管理局下發(fā)的測(cè)試報(bào)告和型號(hào)核準(zhǔn)證書，如圖3-34所示，為筆者在北京無線電管測(cè)試的ALH-90XX手持機(jī)獲得的SRRC認(rèn)證證書。

圖6-34ALH-90XX SRRC認(rèn)證證書

在國內(nèi)RFID閱讀器圈有一個(gè)很奇怪的現(xiàn)象，凡是在中國銷售的國外品牌閱讀器，每個(gè)型號(hào)都獲得了SRRC無線電發(fā)射設(shè)備型號(hào)核準(zhǔn)證，而國產(chǎn)品牌只有少數(shù)公司會(huì)去做SRRC認(rèn)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(rèn)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(jìn)行SRRC認(rèn)證，但管理起來存在困難，只有遇到投訴時(shí)才會(huì)去進(jìn)行執(zhí)法管理。另外一點(diǎn)還需要注意的是查看供應(yīng)商在SRRC認(rèn)證時(shí)獲得的測(cè)試報(bào)告。因?yàn)樵S多閱讀器供應(yīng)商的輸出功率超標(biāo)或大功率發(fā)射時(shí)雜散超標(biāo)，也可以通過SRRC認(rèn)證，只不過認(rèn)證時(shí)使用較小的功率，小功率發(fā)射時(shí)其雜散也會(huì)減小。隨著RFID技術(shù)的普及，越來越多的項(xiàng)目落地，沒有通過認(rèn)證的設(shè)備會(huì)對(duì)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(gè)閱讀器互相干擾導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。因此建議大家在項(xiàng)目選型時(shí)，優(yōu)先選擇具有SRRC認(rèn)證的閱讀器產(chǎn)品。