使用NI labview軟件與PXI硬件,進行、點對多點的無線電系統(tǒng)自動化測試
概述:基于NI PXI平臺、NI LabVIEW、NI TestStand、NI Switch Executive軟件創(chuàng)建測試系統(tǒng),通過氣動式測試設備連接至被測部件(UUT) - 包括射頻區(qū)域的自定義屏蔽,以實現(xiàn)的射頻測試解決方案。
測試開發(fā)進程
我們記錄了計劃中的測試目標,并需達到下列特性:
? 板卡測試需在5分鐘內(nèi)完成
? 每月需能測試3000組產(chǎn)品
? 測試期間不能有人為干預
? 即使非技術(shù)人員也能操作
? 測試針可存取板卡另一邊的所有測試點
? 包含除錯設備
? 可針對未來產(chǎn)品隨時擴充,如更多的射頻頻帶與頻寬
我們將測試分為3大塊:
這里只是簡單的宣傳,不一定符合您的要求,登錄公司網(wǎng)站,可以查看更多詳細信息。這里只是簡略的介紹,有任何關(guān)于LabVIEW、LabVIEW開發(fā)、LabVIEW編程、LabVIEW程序相關(guān)問題,請與我們聯(lián)系。
:使用NI現(xiàn)成技術(shù)的主要優(yōu)勢
以PXI與LabVIEW所構(gòu)建的MEME生產(chǎn)測試系統(tǒng),已大幅降低了設備成本、體積、重量與耗電量。
節(jié)約成本:
與PXI新系統(tǒng)的總成本相比,先前ATE系統(tǒng)的基本設置成本即已超出了許多。 PXI系統(tǒng)所占據(jù)的空間也很少。 事實上,整個系統(tǒng)的精巧體積,僅需常見的手推車即可搬運。
減少所占地面積:
基于PXI的ATE新系統(tǒng),可大幅節(jié)省廠房空間。 系統(tǒng)體積小到我們可以用手推車搬運,可省下更多廠房空間。
更小、更簡單易用的系統(tǒng):
這里只是簡單的宣傳,不一定符合您的要求,登錄公司網(wǎng)站,可以查看更多詳細信息。這里只是簡略的介紹,有任何關(guān)于LabVIEW、LabVIEW開發(fā)、LabVIEW編程、LabVIEW程序相關(guān)問題,請與我們聯(lián)系。
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以NI PXI 模組化儀器與LabVIEW 建立UHF RFID 平臺
概述:以NI PXI模組化儀器搭配NI LabVIEW軟體,建構(gòu)可重設的UHF RFID讀取器(Reader)與標簽模擬(Tag emulation)平臺,可迅速實驗新概念并制作原型。
讀取器模擬平臺
讀取器模擬平臺,可針對EPC C1G2相容的讀取器,模擬其傳輸與接收作業(yè)。傳輸作業(yè)是由1組NI PXIe-8108嵌入式控制器、1組NI PXI-5652 RF訊號產(chǎn)生器、1組NI PXIe-5450 I/Q波形產(chǎn)生器、1組NI PXIe-5611 I/Q向量調(diào)變器所進行。另一方面的接收作業(yè),則是由NI PXIe-5641R IF收發(fā)器所建構(gòu)的「RFID Tag Sniffer」所進行。此收發(fā)器可數(shù)位化已接收的訊號,并對基頻執(zhí)行相位解調(diào)與降轉(zhuǎn)換作業(yè)。系統(tǒng)亦內(nèi)建Xilinx FPGA,可呈現(xiàn)位元切割器(Slicer)與改良的FM0解碼器。平臺外接元件則有1組Alien ALR-9800 RFID讀取器,還有1組UPM Raflatac主動式RFID標簽。相關(guān)通訊作業(yè)將由讀取模擬器擷取之后接著處理。
為了控制RFID 讀取模擬器的作業(yè),我們撰寫了LabVIEW VI。VI 將搜集相關(guān)RFID 的Reader-to-Tag 輸入?yún)?shù),如開機/關(guān)機期間、前置符碼(Preamble) 值、讀取器指令序列等。這些參數(shù)將產(chǎn)生編碼序列,以建構(gòu)復數(shù)值的基頻訊息波形,再升轉(zhuǎn)換為UHF 頻帶以利傳輸。如此一來,所傳輸?shù)淖x取器波形即可符合EPC C1G2 UHF RFID 標準,還有自動化測試作業(yè)所使用的FCC Part 15 規(guī)范。
標簽模擬平臺
讀取器模擬平臺,可針對EPC C1G2 相容的讀取器,模擬其傳輸與接收作業(yè)。此篇解決方案的創(chuàng)新之處,在整合了多組天線而能建構(gòu)多樣的接收器,而能提升如SNR 的效能,并延伸RFID 標簽的讀取或涵蓋范圍。多組天線的標簽測試臺,則使用NI PXIe-8108 嵌入式控制器、NI PXI-5652 RF 訊號產(chǎn)生器、16 位元NI PXIe-5622 - IF 示波器、NI PXIe-5601 - RF 降轉(zhuǎn)換器、客制化UHF 印刷式偶極(Printed dipole) 天線。我們以NI 模組呈現(xiàn)下列UHF 主動式RFID 標簽的區(qū)塊:(1) 功率擷取器(2) 振幅移鍵解調(diào)器(3) 基頻處理器。
標簽的功率擷取器(Harvester) 包含倍壓器(Voltage multiplier) 與穩(wěn)壓器(Voltage regulator) 各1 組,可供電至標簽。振幅移鍵(Amplitude shift keying,ASK) 解調(diào)器則屬于簡易的封包偵測器,可解調(diào)RF 訊號再傳送至基頻處理器?;l處理器會接著解碼封包訊號,再粹取、解譯RFID 指令。圖2 為RFID 讀取器的程式圖,還有NI PXI 系統(tǒng)上所建置的標簽。
圖2. 建構(gòu)RFID 讀取器與標簽模擬的程式圖
提升RFID 讀取器與標簽的效能
針對UHF RFID 讀取器,我們開發(fā)并測試了新的FM0 解碼器,并于RFID 標簽中整合智慧型天線的技術(shù),如空間分集組合(Spatial diversity combining)。目前的FM0 解碼組合,易受到標簽后向散射(Back-scattered) 訊號的影響而達+/- 22% FM0 資料率變量;而普遍的相關(guān)架構(gòu)(Correlation-based) 組合尤為如此。
我們在這里布署了復雜的頻率同步化組合,用以補償此資料率變數(shù);但高度依賴FPGA 資源并忍受極長的處理延遲。為了解決此問題,我們于RFID 讀取器模擬平臺上開發(fā)創(chuàng)新的FM0 解碼組合。此解碼器是采用工作周期(Duty cycle) 的量測作業(yè),可立于資料率變數(shù)之外而作為主要的解碼參數(shù)。圖3a 即為改良后FM0 解碼器的LabVIEW VI 程式圖。
FPGA 綜合報表指出,改良之后的FM0 解碼器僅占用了5.9% 的FPGA 分割,且處理延遲僅達8 個時脈周期。透過目前通用標簽的實際后向散射標簽訊號,即可確實驗證解碼器的功能。在此設定中,我們將編碼器平臺設定為RFID Sniffer,從RFID 讀取器與標簽通訊作業(yè)中擷取后向散射訊號。圖3b 即為已接收的后向散射標簽回應,還有對應的解碼波形。來自于標簽的實際后向散射訊號,均可由改善后的FM0 解碼器完成解碼。透過位元錯誤率(BER) 量測作業(yè)可發(fā)現(xiàn),若工作周期計算所用各符碼的樣本數(shù)增加,則改善后的FM0 解碼器可達更能。
圖3. LabVIEW 中的FM0 解碼器:(a) VI 程式圖與(b) 人機介面正顯示解碼器波形
我們也整合了分集集合,進一步提升了RFID 標簽效能。另針對主動式UHF RFID 標簽,更于標簽模擬平臺上建構(gòu)了前/后封包(Pre-/Post-envelop) 偵測集合技術(shù)。此集合技術(shù)包含Selection diversity combining、Predetection direct additive combining、Predetection equal gain combining、Predetection maximal ratio combining、Postdetection direct additive combining、Postdetection ratio squared combining 等。圖4a 為RFID 標簽系統(tǒng)的LabVIEW VI,并整合了分集組合。
此系統(tǒng)所進行的測試作業(yè),可了解標簽讀取范圍所提升的程度。讀取器模擬平臺將傳送20,000 筆預先建立的讀取器指令,且均由標簽模擬平臺接收/讀取。針對不同的分集組合,均由標簽記錄成功的讀取數(shù),且讀取器與標簽將以0.3 m 為單位而區(qū)隔0.6 m ~ 6 m。圖4b 則為標簽模擬平臺人機介面顯示成功的讀取。透過實驗結(jié)果,我們的平臺可整合接收分集(Receive diversity) 至RFID 標簽中,提升主動式UHF RFID 系統(tǒng)達26.67% 讀取涵蓋效能。
圖4. LabVIEW 中的RFID 標簽模擬:(a) VI 程式圖與(b) 人機介面正顯示成功的作業(yè)
使用NI 軟硬體的優(yōu)勢
在選用了NI PXI 模組化儀器之后,將可透過模擬與實際硬體實驗,進一步提升RFID 系統(tǒng)的概念驗證(POC)。且能取得有效、有意義的數(shù)值,更逼近實際建構(gòu)的結(jié)果。NI PXI 平臺的可重設特性,可隨時因應不同的硬體設定,如多重接收器系統(tǒng)鏈與不同的空間分集;我們的案例即為UHF RFID 系統(tǒng)中的智慧型天線。此外,LabVIEW VI 的直覺式設計環(huán)境與內(nèi)建的完整函式庫,可大幅縮短系統(tǒng)開發(fā)時間(如RFID 標簽訊號的所需解碼功能)。