Mérési útmutató a Mobil Távközlési és Informatikai Laboratórium méréseihez RFID mérés Mérés helye: Mobil Innovációs Központ (MIK) Z.301. Laboratórium (Bertalan L. u. 2., Z. épület 3. emelet) Összeállította: Schulcz Róbert Rácz Gábor Utolsó módosítás: 2010. február 18.
RFID tesztkörnyezet A környezet hardver és szoftver komponensekbıl áll, emellett ismertetjük még a fontosabb beállításokat. Az olvasó Az RFID méréseket egy Sirit Infinity 510 RFID olvasó segítségével végezzük el, mely a 860 960 Mhz-es frekvenciatartományban üzemel. A következı ábrán a készülék elı-és hátlapját láthatjuk, kerettel kiemelve azokat a csatlakozópontokat, melyeket a mérés során igénybe veszünk. Tápcsatlakozó A tápellátáshoz egy 15 V-os DC adaptert alkalmazunk 10/100BaseT Ethernet Az eszközzel többféle módon is kommunikálhatunk, mi az Ethernet csatlakozást választjuk, aminek több elınye is van a másik -soros porti- kapcsolattal szemben: -a laborban rendelkezésünkre áll az Ethernet hálózat, nincs szükség külön kábel beszerzésére -mivel a routerre kapcsoljuk az eszközt, a laborban lévı összes számítógéprıl el lehet érni, így egyszerre többen is dolgozhatnak vele, és pl. olyan laptopról is lehet vezérelni, amin nincs is soros port. Az eszköz tetején 4 db visszajelzı LED-et láthatunk:
Ezek funkciója a következı: Sense Transmit Fault Power az eszköz tag-et észlelt valamely antenna terében a rádófrekvenciás adó be van kapcsolva hiba történt a mőködés során feszültség alatt van a készülék Feszültség alá helyezés után teszt céljából az összes LED világít pár másodpercig, majd a Power LED továbbra is fényes marad. Antennák Az eszközre összesen 4 Tx/Rx antennát köthetünk, melyek egyszerre funkcionálnak adóként és vevıként is. A következı ábra a mérési elrendezést mutatja:
Az antennák közül nem szükséges egyszerre mind a 4-et bekötni, azonban fontos, hogy az összes aktív rádiófrekvenciás csatlakozón legyen 50Ω -os lezárás! További használt eszközök a Rafsec és ALIEN tag-ek. Szoftver A Sirit Infinity 510 olvasó felhasználói szoftvere kényelmes megoldást nyújt a konfigurálásra, és az üzemeltetésre egyaránt. Megadhatjuk, hogy mely csatlakozópontokra kötöttünk antennát, beállíthatjuk, hogy mekkora teljesítménnyel sugározzon. A tag-ek olvasásánál egyszerő szőrıket állíthatunk be (tulajdonképpen bináris maszkot adhatunk a tag-ek azonosítójára nézve), illetve azt is megadhatjuk, hogy mely paramétereket írja ki a szoftver (pl. tag azonosítója, jel erıssége stb.). Ha komolyabb adatfeldolgozásra van szükségünk valós idıben, az eszközhöz tartozó rapid.dll fájl felhasználásával egyszerő mód nyílik a programozásra c# nyelven. Az olvasó beállítása 1. Elindítjuk az RST (Reader Startup Tool) programot. Ez alapesetben a Start Programs Sirit INfinity510 Reader Startup Tool helyen található.
A program kilistázza a hálózaton észlelt olvasókat. Mi egy olvasót használunk, ezért egy sort látunk. Ha üres a lista, a jobb oldalon található Refresh gomb nyomogatásával próbálhatjuk felismertetni az olvasót. Elıfordulhat, hogy bizonyos számítógépeken nem mőködik ez a funkció, de az IP cím ismeretében, már használható az eszköz. 2. Kiválasztjuk az olvasónkat a listából, majd megnyomjuk a Setup gombot. Ekkor megjelenik a Reader Setup Wizard ablak.
A továbbiakban a varázsló sorban megkérdezi a fontosabb beállításokat, amik az induláshoz kellenek. Elıször be kell jelentkeznünk az admin/readeradmin felhasználónév/jelszó párossal. A következı ablakban a régiót kell beállítani. Region: etsi (amúgy sincs más választásunk ), a Sub Region pedig en302208_no_lbt kell, hogy legyen. Ezután a szoftver az antennák elrendezésére kérdez rá. Itt Portal-t használunk. A protokoll beállításánál pedig az ISOC EPC1 Gen2-t választjuk ki, mivel a mi tag-jeink is eszerint kommunikálnak. A következı oldalon az antennák bekötését kell megadni. Nagyon fontos, hogy csak azt a bemenetet pipáljuk ki, ahova tényleg kötöttünk antennát! (megjegyzés: mindig az 1-essel kezdjük a feltöltést, tehát olyat ne csináljunk, hogy pl. csak a 4-esen van antenna). Az olvasó, ha elıre tudja a tag-ek hozzávetıleges mennyiségét, akkor optimálisabb leolvasást biztosít. Ezért a megjelenı Tag volume beállításánál próbáljuk azt az értéktartományt
kiválasztani, ahány tag-et egyszerre akarunk elhelyezni az antennák mezejében. Esetünkben állítsuk be a very low (2-10) értéket. Ezzel véget is ért a kezdeti beállítás. A Finish gombbal visszajutunk az RST programba. Tag-ek leolvasása Miután elvégeztük a beállítást az elızı pont szerint, az RST programban rákattintunk a Test gombra. Kis várakozás után megjelenik a Reader Test Tool (RTT) ablak (a várakozás alatt nincs homokóra-kurzor, de ez ne tévesszen meg minket, a gép dolgozik) Az ablak jobb felsı sarkban van egy Login mezı, itt az admin/readeradmin párossal belépünk. Az Operating Modes mezıben kiválasztjuk a Polled módot (ekkor az olvasón elkezd világítani a Transmit LED), ami lehetıvé teszi a Tag-ek folyamatos leolvasását. Átmegyünk a Tag Performance fülre, és megnyomjuk a Start gombot. Tag-eket teszünk az antennák mezejébe, és jó esetben láthatjuk ezeknek az adatait a képernyın.
Ebben a módban sajnos semmiféle szőrést és egyéb feltételt nem adhatunk meg, ez a funkció tulajdonképpen az olvasó gyors tesztelésére ad lehetıséget. Ha a Start gomb megnyomása elıtt beikszeljük a Purge every poll -t, akkor mindig csak az éppen leolvasott tag-eket írja ki, a régieket törli a listából. Amikor már nem akarunk több tag-et leolvastatni, a Stop gombot megnyomjuk, és az olvasót a General Page-n visszaállítjuk Standby módba, hogy ne sugározzon feleslegesen. Méréshez szükséges olvasási módok beállítása A leolvasási módok alkalmazásához azonban meg kell ismerkednünk a készülék fontosabb parancsaival, azok struktúrájával, szintaktikájával, és kiadási módjával. Az utasításokat az RTT program General Page fülének Command mezejébe írva adhatjuk meg. Az INfinity 510 parancsai alapvetıen három kategóriába sorolhatóak: -Get: lekérdezi az olvasó valamely konfigurációs változóját beírni: változó_neve eredmény: kiírja a változó értékét -Set: beállítja az olvasó valamely konfigurációs változóját (ezeket az olvasó tárolja, nem a PC, ezáltal a programból való kilépés után is megmaradnak)
beírni: eredmény: változó_neve = érték ha létezik a változó, és az érték is helyes, akkor válaszul megjelenik az ok felirat, egyébként hibaüzenetet kapunk -Exec: végrehajt egy funkciót az eszköz beírni: eredmény: függvény_neve(param1=érték1,param2=érték2 ) ha létezik az adott függvény, akkor lefuttatja, különben hibaüzenetet kapunk megjegyzés: paraméter nélküli függvény esetben a függvény_neve() szintaktikát kell alkalmazni. Az üres zárójelbıl tudja a szoftver, hogy függvényhívásról és nem változólekérdezésrıl van szó. Tag-ek leolvasása eseményvezérelt alapon A módszer lényege a következı: regisztrálunk egy eseményt, ami az lesz, hogy egy tag van a térben. Ezen események hatására automatikusan meg fognak jelenni az antennák közelébe helyezett tag-ek adatai. A frissítés folyamatos, a rég nem olvasott tag-ek kifutnak a képernyırıl. Ennek megvalósításához a következı lépéseket kell végrehajtanunk: Elıször beállítjuk, hogy milyen tag-paramétereket akarunk látni. A következık közül válogathatunk: -tag_id (Tag ID or EPC) -tid -user_data -type (protocol type) -time -antenna -freq -rssi -tx_power A lényegesebbek a tag_id (tag azonosítója), az antenna (hányas számú antenna bemeneten érzékelte a tag-et), time (mérés ideje) és az rssi (mekkora a jelerısség). Miután kiválasztottuk, hogy melyekre van szükségünk, a tag.reporting.report_fields változó beállításával adhatjuk meg ezt az eszköznek. Írjuk be a command mezıbe az alábbi utasítást: tag.reporting.report_fields = time tag_id tx_power rssi Ezután jön az esemény regisztrálása. Eseményünk neve event.tag.report. Hogy ezt regisztrálni tudjuk, át kell mennünk az RTT program Event Handling fülére, ahol az Events mezıbe beírjuk: event.tag.report A Register gomb megnyomásától kezdi figyelni a szoftver ezt az új eseményt. Ha véletlen elrontottuk volna, a jobb oldalon levı Registered Events listából törölni tudjuk a nem kívánatos bejegyzést az Unregister gombbal.
Miután sikeresen beállítottuk a szükséges paramétereket, a Genereal Page-n Polled módra állítjuk a készüléket. A leolvasott tag-ek listáját az Event Handling fülre visszatérve nézhetjük meg. Lehetıség van az adatok elmentésére is. Ezt kapcsoljuk be a mérések alatt, hogy az eredményeket a késıbbiekben könnyebben fel tudjuk dolgozni. Mérési feladatok 1. feladat: Végezzünk méréseket úgy, hogy az antennától fokozatosan távolodunk. Eközben figyeljük meg az RSSI érték változását. Az RSSI változásait jegyezzük fel az adott távolság függvényében, majd a mérés elvégzése után készítsünk Excel-ben grafikont az RSSI változásáról. A mérést ismételjük meg egy másik fajta tag-el is. 2. feladat: Állítsuk át az antenna teljesítményét és ismételjük meg az elızı feladatot. Ezt a feladatot 3 különbözı antennateljesítmény beállítás mellett végezzük el. Az antenna teljesítményének változtatásához az RST ablakban a Configure gombot nyomjuk meg. Ekkor egy webes adminisztrációs felületet kapunk. Jelentkezzünk be, majd válasszuk ki a Basic Configuration menübıl a Setup Antenna/Cabels almenüpontot. Válasszuk ki az aktuális antennát és a Conducted Power értékét állítsuk át. (0-310 tartományban) 3. feladat: Készítsen grafikont az antenna vízszintes sugárzási karakterisztikájáról. Ehhez állítsuk be az antenna teljesítményét (a 2. feladatban leírt módon) 200-as értékre, majd vizsgáljuk meg, hogy milyen hatótávolságban érzékeli az olvasó a tag-et. Az antennával azonos vízszintes síkban minden irányból vizsgáljuk meg, hogy hol van az olvasás határértéke. A távolságokat jegyezzük fel, majd egy grafikonon ábrázoljuk. 4. feladat: Végezzünk szőrést a tag-ekre! Ehhez állítsunk be szőrıfeltételeket az olvasón. Hozzunk létre olyan szőrıfeltételt, amivel a tag-ek egy csoportját tudjuk kilistázni. A szőrıfeltételek megadásához indítsuk el a webes adminisztrációs felületet, ahol válasszuk ki az Advanced Functions csoportból az Expert Configuration almenüpontot. Itt válasszuk ki a Tag menüt. Engedélyezzük a filtert, valamint adjuk meg a bináris maszkot és az illesztendı mintát. A maszkban 0 és 1 szerepelhet csak, ahol az 1-es jelenti azokat a helyeket, amiket meg kell vizsgálni az illesztendı mintában. Állítsuk be úgy a szőrıfeltételt, hogy a 0x00000000000000000000007A 0x00000000000000000000007B
0x00000000000000000000007C 0x00000000000000000000007D tag-ek legyenek csak olvashatóak. Milyen maszkot és illesztı mintát kell megadni, hogy a fenti tag-ek legyenek csak olvashatóak? 5. feladat Vizsgáljuk meg a különbözı anyagok jelerısségre való hatását. Állítsunk be egy fix értéket az antenna teljesítményének, majd végezzünk méréseket úgy, hogy az antenna és a tag közé valamilyen árnyékoló anyagot teszünk. Figyeljük meg azt is, hogy az árnyékoló anyag hogyan befolyásolja a jelerısséget a tag-tıl való távolság függvényében. Írják le a tapasztalatokat minden egyes árnyékoló anyag esetén!