RFID干貨專欄概述

經過20多年的努力發(fā)展，超高頻RFID技術已經成為物聯(lián)網的核心技術之一，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標簽產品的主要生產國，在國家對物聯(lián)網發(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，至今國內還沒有一本全面介紹超高頻RFID技術的書籍。

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

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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的認證。在現(xiàn)今社會，越來越多的無線設備問世，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品可以穩(wěn)定工作且不干擾其它設備，需要對無線電子產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，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，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)調國內和國際的通信。涉及美國50多個州、哥倫比亞以及美國所屬地區(qū)為確保與生命財產有關的無線電和有線通信產品的安全性，F(xiàn)CC的工程技術部（Office of Engineering and Technology）負責委員會的技術支持，同時負責設備認可方面的事務。許多無線電應用產品、通訊產品和數字產品要進入美國市場，都要求FCC的認可。FCC委員會調查和研究產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。

根據美國聯(lián)邦通信法規(guī)（CFR Part 47）的相關規(guī)定，所有進入美國的電子產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內容。FCC認證的內容與CE和SRRC類似，只是針對頻率和雜散的要求略有不同。

向FCC提交的技術報告中，包括了射頻輸出功率、調制特征、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：按照功率的調節(jié)程序，調節(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，功率調節(jié)的方法將會有所不同，在技術報告中應對此作詳細說明。

調制特征：對語音調制的通信產品，需測定100-5000Hz頻率范圍內音頻調制電路的頻率響應曲線，如果產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；對采用調制限制處理的產品，需測定在整個調制的頻率和信號功率級范圍內的調制百分比—輸入電壓的關系曲線；對采用限制峰值包絡功率電路的單邊帶、獨立邊帶的無線電話發(fā)射機，需測定峰值包絡輸出功率—輸入電壓之間的關系曲線；其它類型的產品將根據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，對采用不同調制方式的產品，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制信號做詳細說明。

天線端口的雜散發(fā)射：除了產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)射點需要重點關注。

雜散輻射場強：該項測試主要檢測產品機殼端口、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，將依據產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過適宜的符合性評定程序的產品皆可加貼CE標識。

CE認證是歐盟有關安全管控的認證，確保產品最基本的安全保障，即只限于產品不危及人類、動物和貨品的安全方面的基本安全要求，而不是一般質量要求，協(xié)調指令只規(guī)定主要要求，一般指令要求是標準的任務。CE認證管控產品安全，不管控產品質量，CE標識也是一種安全認證標志，產品貼有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，不論是歐盟內部企業(yè)生產的產品，還是其他國家生產的產品，要想在歐盟市場上自由流通，就必須加貼“CE”標志，以表明產品符合歐盟《技術協(xié)調與標準化新方法》指令的基本要求。這是歐盟法律對產品提出的一種強制性要求。

CE認證可在歐洲32個經濟特區(qū)，包含：EU歐盟28個、EFTA、土耳其。產品有了CE標識可在歐洲經濟區(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（所以也沒有統(tǒng)一的查詢渠道/網站），不同機構頒發(fā)的CE證書含金量是不同的。權威國際知名機構如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出具的報告證書。一般需求的也可以選擇國內機構，價格適中，并且國內的機構一般以客戶為導向，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，產品使用說明書和技術文件。2、機構評估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、實驗室進行產品測試安排及對技術文件審核評估完整性。6、產品測試符合要求后，向申請公司提供產品測試報告或技術構造文件，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，并在產品上貼附CE標示。

CE認證要準備的技術文件：1、制造商（歐盟授權代表（歐盟授權代理））的名稱、地址，產品的名稱、型號等；2、產品使用說明書；3、安全設計文件（包括關鍵結構圖，即能反映爬申距離、間隙、絕緣層數和厚度的設計圖）；4、產品技術條件（或企業(yè)標準），建立技術資料；5、產品電器原理圖、方框圖和線路圖等；6、關鍵元部件或原材料清單（請選用有歐洲認證標志的產品）；7、測試報告 (Testing Report）；8、歐盟授權認證機構NB出具的相關證書（對于模式A以外的其它模式）；9、產品在歐盟境內的注冊證書（對于某些產品比如：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，中國信息產業(yè)部（Ministry of Information Industry，MII） 強制規(guī)定，所有在中國境內銷售及使用的無線電組件產品，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可測試及認證無線電型號核準規(guī)定的機構。中國已針對不同類別的無線電發(fā)射設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，所有在其境內銷售或使用的無線電發(fā)射設備會規(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。

2007年我國已經發(fā)布了對RFID讀寫設備射頻指標進行型號核準測試的技術規(guī)范。另外RFID設備的性能測試標準、空中接口協(xié)議標準、數據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，《關于發(fā)布800/900MHz頻段射頻識別(RFID)技術應用試行規(guī)定的通知》。具體的測試內容和要求如表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。

發(fā)射功率（E.R.P.）：根據國家規(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，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：確保機箱內的雜散較少輻射到外部，從硬件設計的角度考慮，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，影響外部電子設備，因此也有一定的要求。

駐留時間：根據標準和規(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，手持機設備的認證就復雜很多。除超高頻RFID測試外，其內部的藍牙、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)射設備型號核準證，而國產品牌只有少數公司會去做SRRC認證。相反凡是出口歐洲和美國的國產品牌閱讀器，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技術的普及，越來越多的項目落地，沒有通過認證的設備會對周邊電子產品產生不小的影響，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認證的閱讀器產品。