国家标准 GB/T31101一2014 信息技术自动识别和数据采集技术实时定位系统性能测试方法 nformaionteehnology一Automaticidentifieationamddatacapturetechmiques- Real-timeloeatingsystemperforancetestmethods 2014-09-03发布 2015-02-01实施国家质量监督检验检疫总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/I31101一2014 目次前言范围规范性引用文件术语和定义符号缩略语测试要求 6.1 测试对象 6.2测试环境 6.3测试布置 6.测试设备 6.5默认允差测试方法定位精确度 7.1 7.2定位准确度 7.3定位延时 7.4标签容量 7.5标签方向变化参考文献 16
GB/T31101一2014 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任本标准由全国信息技术标准化技术委员会(SAC/TC28)提出并归口本标准起草单位:电子技术标准化研究院、物品编码中心,北京航空航天大学、西安电子科技大学、中兴长天信息技术(南昌)有限公司、科学院计算技术研究所、科学院自动化研究所,西安优势物联网科技公司、北京烽火联拓科技有限公司,苏州工业园区优频科技有限公司、移动通信国家工程研究中心、深圳市阿艾夫通讯有限公司本标准主要起草人;曹国顺、杨东凯,王文峰,冯敬、高林.刘乃安,金倩,耿力、夏够娜,宋继伟,乔申杰、罗海勇,孙长征、,王晓磊、王宏刚、雷地球,谭杰,赵红胜、张波、宋伟宁、廖应成,张革军,朱宇红、陈传红蓝海盛、杨田荣,王毅,耶若掘,林强，
GB/T31101一2014 信息技术自动识别和数据采集技术实时定位系统性能测试方法范围本标准规定了实时定位系统性能的测试要求和测试方法本标准适用于实时定位系统的设计,测试和使用规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T29261.3一2012信息技术自动识别和数据采集技术词汇第3部分:射频识别 Iso/IEC19762-3;2008,NEQ) GB/T29261.42012信息技术自动识别和数据采集技术词汇第4部分:无线电通信 (ISO/IEC19762-4:2008,NEQ GB/T29261.5一2014信息技术自动识别和数据采集技术词汇第5部分;定位系统 Iso/IEc19762-5;2008,IDT) 术语和定义 GB/T29261.5一2014,GB/T29261.3一2012和GB/T29261.4一2012中界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 定位误差指标locatingerrorindex 系统期望的定位系统标准差的闽值 4 符号下列符号适用于本文件 ;标签第i次定位横坐标; .Z 》，;标签第i次定位纵坐标 ;标签多次定位横坐标均值 ;标签多次定位纵坐标均值，标签定位横坐标标准差; 标签定位纵坐标标准差; ;标签定位精确度; d:d，的最大值;
GB/T31101一2014 ;标签定位横坐标误差; A.工 Ay;标签定位纵坐标误差; Ar;标签定位距离误差 &r.:r的最大值; T.;标签在位置m时,对被动标签为系统发送定位指令时的时间,对主动标签为标签开始发送定位信号时的时间 K ”g.;标签在位置m时,系统给出标签位置时的时间 AT;标签在位置m时的定位延时; :T的最大值 AT Ii，x 缩略语下列缩略语适用于本文件 RTLS;实时定位系统(RealTimeL.oceatingSsystem) 测试要求测试对象 6.1 测试对象应为一个完整的实时定位系统，一般由定位标签、读写器,天线和定位软件等组成 6.2测试环境 6.2.1 -般要求测试宜在符合6.2.2和6.2.3要求的实验室环境进行,也可根据用户要求在被测系统实际应用场所进行 6.2.2气候环境除非另有规定,测试应在下列标准大气条件下进行温度:l5C35C; a b)相对湿度(RH);25%75%; 大气压;86kPa一106kPa c 6.2.3射频环境测试应在可控的射频环境中进行测试前应对射频环境进行测量被测系统工作频段内的噪声水平应低于一80dBm 6.3 测试布置按照被测系统实际应用时的配置进行测试场景的布置,如果系统没有具体要求,按照图1进行布置将4个读写器天线分别布置在矩形的4个角,读写器天线的高度以及天线之间的距离应根据被测系统的标称值或性能进行布置标签应安装在对电磁信号影响较小的材料上(例如,木板、泡沫、塑料等),也可单独放置
GB/T31101一2014 读写器3 读写器天线天线定位标签读写器读写器天线图1实时定位系统性能测试设备布置示意图 6.4测试设备为测出读写器天线和定位标签的实际坐标值,测距装置(如测距仪)的精度应高于被测系统定位精度至少一个数量级例如被测系统的定位精度为10n nm,则渊距装置的稍度应高于1 m) 6.5默认允差除非另作说明,系统默认允差(根据测试设备和测试方法确定)为士5% 测试方法 7.1定位精确度 7.1.1测试目的本项用于测试RTLS系统给出的定位标签坐标的标准差 7.1.2测试布置系统测试时按图1的测试场景进行布置,以四个读写器天线中的某一个作为坐标原点,以正北方向作为y轴,正东方向作为轴,建立平面直角坐标系,四个读写器天线成矩形分布,标签应置于被测系统工作范围内5个不同的位置,各位置彼此间距应不小于系统标称定位精确度,5个位置宜均匀分布，如图2所示A、B,C、D、E五点
GB/I31101一2014 北读写器4 读写器3 天线天线定位标签 o,n 读写器1 读写器2 x东 O,0 天线天线图2平面直角坐标系示意图 7.1.3测试步骤定位精确度测试步骤如下如图2所示,布置读写器和天线,记录读写器天线坐标; a b 启动定位系统; 将标签放置在如图2所示5个位置的某个位置(例如位置A); d)设置定位系统采集时间间隔为30s,采集标签的10个坐标,记为(r,,y,i=1,2,,10,为执行定位的次数); 根据式(1)计算该位置定位坐标的均值; r;，y= × -*盏根据式(2)计算该位置定位坐标的标准差; 习G (r;一工)']/N,d，- 一)']/N 根据式(3)计算该位置的定位精确度; ，=/6干 o， h)更改标签位置,重复步骤d)~),完成如图2所示5个位置的坐标采集; 以口的最大值口为系统的定位精确度 i 7.1.4测试报告测试报告中应至少包括如下信息 a)测试环境条件:温度、湿度、测试场地尺寸、电磁噪声; b 标签基本信息:型号,标识符,协议、标签方向读写器基本信息;型号、出厂序号,协议、天线数量,天线接口数,发射功率; c d 天线基本信息;型号,出厂序号、增益; 采集时间间隔、每个位置采集点数读写器天线坐标测试位置序号、标签实测坐标; 计算结果:工 h 、d,m 、y、o，、口》、o
GB/T31101一2014 7.2定位准确度 7.2.1测试目的本项用于测试RTIS系统定位准确度,即定位实测值和实际位置之间的距离 7.2.2测试布置读写器和天线布置,如图2所示 7.2.3测试步骤定位准确度测试步骤如下按图2布置谈写器和天线,记录读写器天线的坐标， a) b)启动定位系统将标签放置在如图2所示5个位置的某个位置(例如位置A),记录标签实际坐标(.r,y); c d设置定位系统采集时间间隔为30s,采集10个标签坐标,记为(.ri,y))i=1,2,,10,为采集序号); 根据式(1)计算该位置定位坐标的均值 e 根据式(4)计算该位置定位坐标的误差; r=. -y 根据式(5)计算该位置定位结果和实际位置之间的距离上r=/公r十公y 5) ( h)更改标签位置,记录标签实际坐标(.r,y),重复步骤小)g),完成如图2所示5个位置的坐标采集; 以Ar的最大值Ar为系统的定位准确度 iD 7.2.4测试报告测试报告中应至少包括如下信息测试环境条件;温度,湿度、测试场地尺寸、电磁噪声; b标签基本信息;型号、标识符,协议、标签方向读写器基本信息;型号,出厂序号,协议,天线数量,天线接口数,发射功率; 小天线基本信息:型号、出厂序号、增益; 采集时间间隔、每个位置采集点数读写器天线坐标 g)测试位置序号、标签实际坐标、标签实测坐标 h)计算结果:工、、Ar、Ay、Ar、Ar 7.3定位延时 7.3.1测试目的对于标签被动发送信号的RTLs系统,本项用于测试从系统发出定位请求到获得指定标签位置信息之间的时间差;对于标签主动发送信号的RTIS系统,本项用于测试从标签发送定位信号时刻开始至RTLS系统提供标签位置之间的时间差
GB/I31101一2014 7.3.2测试布置见6.3 7.3.3标签被动发送测试步骤标签被动发送测试步骤如下如图1布置读写器相天找; a) b)将标签置于系统覆盖范围内M个位置(M宜大于1o)的一个位置,M个不同位置的彼此间跑不小于系统或者应用所能接受的定位误差系统发出定位指令,记录发送时间T; c d 记录系统给出标签位置时的时间T 2,川; e)根据式(6)计算时间差T; 6 T2,m 重复步骤c)e)N次(N>5); g更改标签位置,重复步骤c)f),完成所有M个位置的测试; h)以AT,的最大值AT,m,.m为系统定位延时 7.3.4标签主动发送测试步骤标签主动发送测试步骤如下 a)如图1布置读写器和天线; b)将标签置于系统覆盖范围内M个位置(M宜大于10)的一个位置.M个不同位置的彼此间距不小于系统或者应用所能接受的定位误差记录标签进人定位系统工作范围的时间Ta; 记录获得标签位置时的时间,记为T dD 2m 根据式(6)计算时间差AT,; 重复步骤c)e)N次(N>5); g更改标签位置,重复步骤c)~f),完成所有M个位置的测试; h)以AT的最大值ATm.m 为系统定位延时 7.3.5测试报告测试报告中应至少包括如下信息 a)测试环境条件温度、湿度、测试场地尺寸、电磁噪声; b) 标签基本信息;型号、标识符,协议、标签方向 c 读写器基本信息:型号,出厂序号、协议,天线数量、天线接口数、发射功率; D 天线基本信息:型号、出厂序号、增益; e 标签信号发送模式测试结果;T 门,朋、1i2,; 计算结果;AT ,T i," ！i,m,mnx" 7.4标签容量 7.4.1测试目的本项用于测试RTIs系统在给定时间内能定位的标签最大数量注;给定时间按照用户要求设置
GB/T31101一2014 7.4.2测试布置在系统所覆盖区域中均匀放置N个标签,如图3所示定位标签读写器4 读写器3 天线天线读写器2 读写器1 天线天线图3标签容量测试示意图 7.4.3测试步骤标签容量测试步骤如下 a)如图3所示,布置读写器,天线和标签; 启动定位系统; b e设置标签发送信息的时间间隔" d)开始定位测试,记录单位时间内标签定位的结果后，结束本轮定位测试利用式(5)计算标签定位准确度Ar,并记录Ar的最大值公r e max; 将Arm、与系统给出的定位准确度标称值进行比较; g)如果Ar符合要求,则增大标签数量,转到步骤a); h如果不能定位出所有标签,或者Ar不符合要求,则减少标签数量,转到步骤a); -r、符合要求的最大标签数即为标签容量 7.4.4测试报告测试报告中应至少包括如下信息: a)测试环境条件;温度,湿度、测试场地尺寸电磁噪声; b标签基本信息:型号、标识符,协议、标签方向 e读写器基本信息,型号,出厂序号,协议,天线数量.天线接口数,发射功率， d天线基本信息;型号,出厂序号、增益; 给定时间定位准确度标称值; e f 读写器天线坐标; g标签坐标实测结果:测试序号、标签实际坐标、标签实测坐标; h测试结果:标签发射时间间隔、标签实际个数、定位出标签个数计算结果;Ar、标签容量
GB/I31101一2014 7.5标签方向变化 7.5.1测试目的本项用于测试RTLs系统定位精确度和定位准确度随标签方向变化的情况 7.5.2测试布置见7.1.2 7.5.3测试步骤标签方向变化测试步骤如下如阁2所示,布置读写器和天线,记录读写器天线坐标， a b启动定位系统将标签放置在如图2所示5个位置的某个位置(例如位置A),记录标签实际坐标(a c .Z,y Gj=1,2,5，为标签位置序号); 在同一位置,标签方向随X轴,Y轴、Z轴如图4所示)依次变化包括4次水平方向沿乙轴 D 旋转的均匀变化(水平方向上以90"为步进),且每个水平方向上有3次垂直方向(0",45"，90"y 沿x轴旋转和沿Y轴旋转的均匀变化,共计36次方向变化每次变化后记录一段时间内的定位数据,以标签方向为(0",0",0")为例,记为(.ri,y))(i=1,2,,N,N取10,为执行定位的次数). 更改标签位置,记录标签实际坐标,重复步骤d),完成如图2所示5个位置的坐标采集，根据式(1)计算定位结果的均值根据式(2)计算定位结果的标准差 g h)根据式(3)计算定位精确度根据式(4)计算定位结果的坐标误差根据式(5)计算标签实测值和实际位置之间的距离标签图4标签方向坐标系 7.5.4测试报告测试报告中应至少包括如下信息:
GB/T31101一2014 测试环境条件;温度,湿度、测试场地尺寸,电磁噪声; a b)标签基本信息:型号,标识符,协议读写器基本信息;型号、出厂序号,协议,天线数量,天线接口数,发射功率; d)天线基本信息;型号,出厂序号,增益; 读写器天线坐标 f 标签坐标:实际值、实测值; g标签方向计算结果;云、了,Ar,Ay,Ar,aaa， h
GB/I31101一2014 参考文献 [1] GB/T30996.1一2014信息技术实时定位系统第1部分;应用程序接口 techmoloegy identificationforitemmanage [2]IsO/IEC15963Information Radiofrequeney identificationforRF -Umie ment tags nformation tehnology Realtimelo RTLS) [3]Iso/ICTR24770;2008(E oatingyst em deviceperformancetestmethodsTestmethodsforairinterfacecommunicationat2,4GHz 10o

信息技术自动识别和数据采集技术实时定位系统性能测试方法GB/T31101-2014

作为一种先进的定位技术，实时定位系统（RTLS）在现代化生产、物流管理、安全监控等领域得到了广泛应用。而信息技术自动识别和数据采集技术也起到了至关重要的作用。因此，对于实时定位系统的性能测试就显得尤为重要。

在这个过程中，GB/T31101-2014标准被确定为评估实时定位系统性能的指南。该标准主要针对室内场景下的定位系统进行评估，包括定位精度、定位误差、系统响应时间、信号覆盖范围等多方面的参数。同时，该标准也规范了测试场地、测试设备、测试方法等方面的要求，确保测试结果的准确性。

具体来说，GB/T31101-2014标准对于实时定位系统的性能测试主要包括以下内容：

1.测试场地

测试场地应符合实际使用环境，尽可能避免干扰源和信号屏蔽物。同时，测试场地应满足一定的大小和形状要求，以保证测试结果的准确性。

2.测试设备

测试设备主要包括定位设备、测距设备、数据采集设备等。这些设备应满足一定的技术规格和精度要求，并且需要进行校准和检验，以确保测试结果的可靠性。

3.测试方法

测试方法是GB/T31101-2014标准中最为关键的部分。该标准规定了一系列测试方法，包括静态测试、动态测试、多点测试等。这些测试方法有助于评估实时定位系统在不同场景下的性能表现。

4.测试指标

测试指标是评价实时定位系统性能表现的关键标准。GB/T31101-2014标准中定义了多种测试指标，包括定位误差、定位精度、覆盖范围、系统响应时间等。这些指标能够客观、准确地评估实时定位系统的性能水平。

总的来说，GB/T31101-2014标准为实时定位系统性能测试提供了一套科学有效的方法和工具。在实际应用中，我们可以根据该标准对实时定位系统进行全面、准确、可靠的性能评估，为实时定位系统的优化和应用提供有力的支持。