物聯(lián)網(wǎng)點(diǎn)火，無線測(cè)試如何顛覆？

　　1.物聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)介

　　物聯(lián)網(wǎng)IOT（Internet of Things）技術(shù)是一項(xiàng)復(fù)雜的應(yīng)用技術(shù)，它不僅涵蓋了微波技術(shù)與電磁學(xué)理論，而且還涉及通信原理以及半導(dǎo)體集成電路等技術(shù)，是一項(xiàng)多學(xué)科融合的新興應(yīng)用技術(shù)。目前，IOT技術(shù)已成為一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，它廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)輸控制管理等眾多領(lǐng)域。因此，研發(fā)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有著巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)意義，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)測(cè)試技術(shù)的研究也是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不可或缺的一個(gè)環(huán)節(jié)。

　　2.物聯(lián)網(wǎng)原理及應(yīng)用

　　目前，根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，物聯(lián)網(wǎng)涵蓋的無線技術(shù)包括射頻識(shí)別RFID、近場(chǎng)通信NFC、ZigBee、WLAN、車聯(lián)網(wǎng)802.11p等。

　　2.1 RFID

　　RFID射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。

　　RFID按應(yīng)用頻率的不同分為低頻（LF）、高頻（HF）、超高頻（UHF）、微波（MW），相對(duì)應(yīng)的代表性頻率分別為：低頻135KHz以下、高頻13.56MHz、超高頻860M~960MHz、微波2.4G，5.8G ；RFID按照能源的供給方式分為無源RFID、有源RFID以及半有源RFID。無源RFID讀寫距離近，價(jià)格低；有源RFID可以提供更遠(yuǎn)的讀寫距離，但是需要電池供電，成本要更高一些，適用于遠(yuǎn)距離讀寫的應(yīng)用場(chǎng)合。

　　RFID技術(shù)的基本工作原理并不復(fù)雜：電子標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收讀寫器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息；讀寫器讀取信息并解碼后，送至計(jì)算機(jī)控制端進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

　　圖 1 RFID系統(tǒng)工作原理圖

　　2.2 NFC

　　NFC（Near Field Communication）由RFID及互聯(lián)互通技術(shù)整合演變而來，主要推廣公司有NOKIA、SONY和NXP。近場(chǎng)通信是一種短距高頻的無線電技術(shù)，在13.56MHz頻率運(yùn)行于20厘米距離內(nèi)。其傳輸速度有106 Kb/s、212 Kb/s或424 Kb/s三種。

　　NFC將非接觸讀卡器、非接觸卡和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)功能整合在一起，為消費(fèi)者的生活方式開創(chuàng)了不計(jì)其數(shù)的全新機(jī)遇。這是一個(gè)開放接口平臺(tái)，可以對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行快速、主動(dòng)設(shè)置，也是虛擬連接器，服務(wù)于現(xiàn)有蜂窩狀網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙及無線802．1l設(shè)備。

　　NFC具有三種工作模式：

　　1） 卡模擬模式；

　　2） 讀寫模式；

　　3） 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模式。

　　NFC具有兩種通信方式：被動(dòng)通信和主動(dòng)通信。值得注意的是，通信方式與工作模式?jīng)]有必然的關(guān)系。

　　1） 被動(dòng)通信

　　被動(dòng)通信是指由NFC通信的一方產(chǎn)生射頻場(chǎng)，另一方從射頻場(chǎng)中獲取能量，并通過負(fù)載調(diào)制的方式與產(chǎn)生射頻場(chǎng)的一方通信。被動(dòng)通信方式常用于卡模擬模式和讀寫模式中。

　　2） 主動(dòng)通信

　　主動(dòng)通信方式是指射頻場(chǎng)由NFC通信雙方交替產(chǎn)生，即通信雙方在需要通信時(shí)產(chǎn)生自己的射頻場(chǎng)。主動(dòng)通信方式主要用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模式中。

　　2.3 ZigBee

　　ZigBee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，ZigBee技術(shù)是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。這一名稱來源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（bee）是靠飛翔和“嗡嗡”（zig）地抖動(dòng)翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。其特點(diǎn)是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗及低數(shù)據(jù)速率。主要適合用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。簡(jiǎn)而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)。

　　根據(jù)IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，ZigBee工作的頻段是免費(fèi)開放的，分別為2.4GHz（全球）、915MHz（美國(guó)）和868MHz（歐洲），根據(jù)頻段不同，采用了不同的技術(shù)，如下表所示：

　　表 1IEEE 802.15.4頻帶寬度、調(diào)制類型和脈沖成型濾波器

　　在3個(gè)不同頻段，都采用相位調(diào)制技術(shù)，2.4GHz采用較高階的OQPSK調(diào)制技術(shù)以達(dá)到250kbit/s的速率，并降低工作時(shí)間，以減少功率消耗。相比較2.4GHz頻段，868MHz/ 915MHz為低頻段，采用BPSK的調(diào)制技術(shù)，無線傳播的損失較少，傳輸距離較長(zhǎng)。

——本文選自電子發(fā)燒友網(wǎng)11月《測(cè)試測(cè)量特刊》Change The World欄目，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處！
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　　3. 物聯(lián)網(wǎng)測(cè)試需求

　　根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)使用的無線技術(shù)，目前其測(cè)試需求主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

　　· RFID測(cè)試

　　· NFC測(cè)試

　　· Zigbee測(cè)試

　　由于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品是一種無線電收發(fā)設(shè)備，所以在實(shí)際測(cè)試過程中需要采用一些專用的測(cè)試來進(jìn)行測(cè)試工作。對(duì)于無線電收發(fā)設(shè)備來說，常用的測(cè)試設(shè)備主要包括測(cè)量接收機(jī)、頻譜分析儀、信號(hào)源、綜測(cè)儀和示波器等。另外，測(cè)試天線在無線電發(fā)射設(shè)備的測(cè)試過程中具有重要的作用，離開了天線的輔助，就無法進(jìn)行正常的測(cè)試工作，可見測(cè)試天線也是非常重要的一種測(cè)試輔助設(shè)備。概括說來，物聯(lián)網(wǎng)的測(cè)試需求主要包括如下幾個(gè)方面。