Vì vậy, để đạt được sự hài lòng cao nhất của người tham gia giao thông và cácdoanh nghiệp vận tải, giảm ùn tắc giao thông tại các trạm thu phí, giảm thiểu ô nhiễmmôi trường, đáp ứng yêu
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GIAO THÔNG THÔNG MINH (ITS) 3 1.1 Lịch sử ra đời và phát triển
Khái niệm hệ thống giao thông thông minh
Hệ thống giao thông thông minh (ITS – Intelligent Transport System) là giải pháp ứng dụng công nghệ bao gồm cảm biến, thiết bị điều khiển, điện tử, tin học và viễn thông nhằm nâng cao hiệu quả quản lý và vận hành hệ thống giao thông ITS giúp đảm bảo an toàn giao thông, giảm thiểu thời gian và chi phí đi lại, đồng thời góp phần bảo vệ môi trường Hệ thống này tích hợp cơ sở hạ tầng giao thông tiên tiến để điều hành giao thông một cách thông minh và hiệu quả hơn.
Hệ thống ITS là công nghệ tiên tiến đang được phát triển trên toàn cầu để giải quyết các vấn đề tồn tại của hệ thống giao thông đường bộ Công nghệ này nhằm nâng cao hiệu quả và an toàn trong các dịch vụ giao thông hiện tại ITS giúp tối ưu hóa quản lý giao thông, giảm thiểu ùn tắc và tăng cường trải nghiệm người dùng trên các tuyến đường.
Hệ thống ITS (Hệ thống Giao thông Thông minh) giúp nâng cao tính hữu ích của các tiến bộ công nghệ thông tin, truyền thông công nghiệp và viễn thông trong việc kết nối con người, hệ thống giao thông và phương tiện lưu thông trên đường Nhờ đó, ITS tạo thành một mạng lưới thông tin và viễn thông hiệu quả, hỗ trợ các cơ quan quản lý giao thông trong việc giảm tai nạn, chống ùn tắc giao thông và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
Hệ thống giao thông thông minh ra đời nhờ vào sự tối ưu của các thiết bị truyền thông, công nghệ thông tin và viễn thông, giúp giảm đáng kể vai trò của con người trong việc điều hành giao thông Tuy nhiên, hệ thống vẫn đảm bảo tính an toàn cao cho người tham gia giao thông.
Hệ thống ITS gồm ba thành phần chính: con người, phương tiện tham gia giao thông và cơ sở hạ tầng giao thông, tạo thành một hệ sinh thái liên kết chặt chẽ nhằm nâng cao hiệu quả lưu thông Các yếu tố này phối hợp đồng bộ để cải thiện an toàn giao thông, giảm ùn tắc và tối ưu hóa quản lý giao thông đô thị Việc tích hợp con người, phương tiện và hạ tầng giúp đạt được các mục tiêu phát triển bền vững và nâng cao trải nghiệm người dùng trong hệ thống giao thông thông minh.
Quản lý khai thác hạ tầng giao thông hiệu quả giúp giảm ùn tắc và tiết kiệm chi phí đi lại Việc này tạo điều kiện tối đa cho hoạt động vận chuyển và di chuyển của người dân Cung cấp thông tin giao thông chính xác đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả sử dụng hạ tầng Ngoài ra, khai thác tối ưu hệ thống hạ tầng giao thông hiện tại giúp giảm chi phí và nâng cao năng lực vận hành Tất cả những biện pháp này đều góp phần nâng cao chất lượng dịch vụ và phát triển bền vững hệ thống giao thông đô thị.
+ Bảo đảm an toàn khi tham gia giao thông, xây dựng văn hóa giao thông, giảm thiểu tại nạn.
Nâng cao quản lý chính xác và nhanh chóng thông tin giữa các ban ngành giúp thúc đẩy khả năng phối hợp liên ngành trong xử lý các vấn đề, từ đó nâng cao hiệu quả công tác và đảm bảo thông tin chính xác cho quá trình xây dựng chính sách.
+ Thân thiện với môi trường: Giảm thiểu khí thải ra môi trường, giảm thiểu tiếng ồn.
Hệ thống ITS bao gồm cảm biến gắn trên tuyến đường nhằm thu thập dữ liệu về lưu lượng giao thông, khí hậu, thời tiết và các yếu tố khác Các thông tin này sau đó được phân tích và xử lý để cung cấp tới người tham gia giao thông, giúp họ đưa ra các quyết định lưu thông tối ưu nhất Công nghệ này góp phần nâng cao hiệu quả giao thông, giảm ùn tắc và đảm bảo an toàn cho người đi đường.
Hệ thống ITS (Hệ thống Giao thông Thông minh) bao gồm các phương tiện truyền hình, mạng lưới quản lý toàn quốc, giúp theo dõi và điều phối giao thông hiệu quả Nhờ vào các camera giao thông và hệ thống thiết bị ngoại vi như biển báo điện tử, công nghệ thông tin mang lại lợi ích lớn trong quản lý và điều hành giao thông đô thị Nhà quản lý có thể dễ dàng lấy thông tin toàn cảnh hệ thống giao thông quốc gia chỉ từ một chỗ Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong giao thông là xu hướng chung của thế giới, đặt ra nhu cầu cấp thiết phát triển hệ thống giao thông thông minh.
Mục tiêu của hệ thống giao thông thông minh
Hệ thống giao thông thông minh (ITS) gồm có con người, phương tiện tham gia giao thông và cơ sở hạ tầng giao thông được liên kết chặt chẽ nhằm tối ưu hóa hoạt động, tăng cường an toàn và hiệu quả của hệ thống giao thông Các thành phần trong ITS phối hợp nhịp nhàng để đạt mục tiêu chính là giảm thiểu ùn tắc, nâng cao an toàn cho người tham gia giao thông và thúc đẩy phát triển bền vững Việc tích hợp công nghệ hiện đại vào hệ thống giao thông giúp cải thiện quản lý phương tiện, thông báo kịp thời về tình hình giao thông và nâng cao trải nghiệm cho người dùng.
+ Giúp hoàn thiện kết cấu hạ tầng đường bộ và xử lý khẩn cấp các sự cố giao thông.
+ Hiện đại hoá các trạm thu phí tự động và trạm cân điện tử…
+ Giảm tai nạn, ùn tắc giao thông và giảm ô nhiễm môi trường…
+ Tiết kiệm thời gian, tiền bạc và nhiên liệu, tạo điều kiện thuận lợi tối đa cho việc đi lại và vận chuyển hàng hóa.
+ Quản lý các đường trục giao thông chính, điều tiết việc đi lại của phương tiện trên đường bằng biển báo điện tử.
Hệ thống thông tin dành cho người đi đường giúp phổ cập văn hóa giao thông, nâng cao ý thức của người dân về luật lệ và quy tắc an toàn Đồng thời, hệ thống này hỗ trợ quá trình khai thác, điều hành hệ thống giao thông công cộng, giúp cải thiện chất lượng dịch vụ và tăng tính hiệu quả Việc xây dựng hệ thống thông tin đồng bộ còn góp phần giảm thiểu tình trạng kẹt xe, mang lại lợi ích lớn cho hệ thống giao thông đô thị.
+ Góp phần trong việc sản xuất các phương tiện thông minh, nâng cao hiệu quả của thiết bị an toàn giao thông.
Đặc điểm và vai trò
Đặc điểm của hệ thông giao thông thông minh:
Hệ thống giao thông thông minh là một ứng dụng tiên tiến của khoa học công nghệ, thể hiện tính đa dạng và mức độ tích hợp cao trong lĩnh vực giao thông Các công nghệ được sử dụng bao gồm hệ thống quản lý cơ bản như định vị ô tô, điều khiển tín hiệu giao thông, quản lý container, và các hệ thống cảnh báo biến Ngoài ra, còn có các hệ thống nhận dạng biển số tự động, camera tốc độ giám sát an ninh, phát hiện sự cố tự động, và hệ thống phát hiện phương tiện đang dừng Những ứng dụng hiện đại hơn tích hợp dữ liệu trực tiếp và phản hồi từ nhiều nguồn, như thông tin hướng dẫn đỗ xe, dự báo thời tiết, hệ thống khử băng cầu (US deicing), góp phần nâng cao hiệu quả và an toàn giao thông.
Hệ thống giao thông thông minh đóng vai trò quan trọng trong việc giám sát các tuyến đường, góp phần tăng cường an ninh nội địa Sự phát triển của hệ thống này thường đi đôi với nhu cầu về an ninh quốc gia, đặc biệt ở các nước đang phát triển Trong quá trình đô thị hóa nhanh chóng, nhiều khu vực vẫn chưa có động cơ rõ ràng dẫn đến hình thành các vùng ngoại ô không đồng đều Mặc dù chỉ một phần nhỏ dân số sở hữu ô tô, nhưng việc sở hữu phương tiện này góp phần làm tăng ùn tắc giao thông trong các hệ thống đa phương thức.
+ Hệ thống giao thông thông minh bao gồm những hệ thống chính như sau: Hệ thống phần mềm quản lý và điều hành giao thông (Traffic Management System – TMS),
Hệ thống điều khiển đèn tín hiệu giao thông và dòng lưu thông (Traffic Flow Control System – TFC) đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa lưu lượng phương tiện, giảm ùn tắc và nâng cao an toàn giao thông Bên cạnh đó, hệ thống bảng quang báo hiển thị thông tin giao thông trực tuyến cung cấp dữ liệu cập nhật để người lái xe dễ dàng nắm bắt tình hình giao thông Các hệ thống thu phí không dừng giúp giảm thiểu thời gian dừng đỗ, nâng cao hiệu quả thu phí và giảm ùn tắc tại các trạm thu phí Hệ thống đo đếm và phân tích lưu lượng xe lưu thông cung cấp số liệu chính xác để hoạch định và điều chỉnh chính sách giao thông phù hợp Hệ thống cân tự động đảm bảo cân bằng tải trọng phương tiện, giảm thiểu các tai nạn do quá tải Quản lý xe buýt được tích hợp giúp nâng cao chất lượng dịch vụ vận tải công cộng Cuối cùng, hệ thống giám sát trật tự an toàn giao thông bao gồm việc giám sát tốc độ phương tiện, phát hiện vi phạm hiệu lệnh đèn tín hiệu, lỗi lấn làn, vượt tuyến hay đi ngược chiều, góp phần duy trì trật tự và an toàn trên các tuyến đường.
Về vai trò của hệ thống giao thông thông minh:
Hệ thống giao thông thông minh ngày càng đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao an ninh nội địa Nhờ tích hợp các công nghệ tiên tiến, hệ thống này có thể hỗ trợ sơ tán hàng loạt người dân nhanh chóng và hiệu quả tại các trung tâm đô thị sau các sự kiện khẩn cấp hoặc thảm họa tự nhiên Điều này giúp giảm thiểu thiệt hại về người và tài sản, đồng thời tăng cường khả năng ứng phó khẩn cấp của các thành phố hiện đại.
Hiện nay, sự phát triển của các phương tiện giao thông với mật độ ngày càng nhiều là nguyên nhân chính gây ô nhiễm không khí, rủi ro an toàn và gia tăng cảm giác bất bình đẳng xã hội Hệ thống đa phương thức bao gồm đi bộ, đi xe đạp, xe máy, xe buýt và tàu lửa đang được phát triển để phù hợp với mật độ dân số cao, đặc biệt tại các khu vực đang đô thị hóa nhanh như Trung Quốc, Ấn Độ và Brazil Tuy nhiên, do chênh lệch tài sản lớn, phần lớn dân số nghèo chỉ có thể sử dụng các phương tiện nhỏ, trong khi hệ thống giao thông cơ giới hóa cao dành cho giới giàu có, gây ra sự mất cân đối trong cơ sở hạ tầng Trong bối cảnh đó, việc ứng dụng hệ thống giao thông thông minh là một giải pháp tối ưu để giảm thiểu ô nhiễm môi trường, ô nhiễm không khí và hiệu ứng nhà kính.
Các ứng dụng Hệ thống Giao thông Thông minh (ITS) di động nhằm mục đích cung cấp tuyến đường ngắn nhất giữa các điểm đi và điểm đến, xem xét các yếu tố như khoảng cách, thời gian và mức tiêu thụ năng lượng trong môi trường du lịch giàu dữ liệu Chúng giúp giám sát và quản lý hiệu quả hệ thống giao thông bằng cách điều chỉnh tín hiệu đèn giao thông, điều phối các hoạt động chuyển tuyến hoặc điều động dịch vụ bảo trì khẩn cấp Đồng thời, các ứng dụng ITS an toàn giảm thiểu tai nạn và sự cố bằng cách cung cấp các cảnh báo và lời khuyên an toàn, bao gồm các ứng dụng quản lý khẩn cấp và an toàn xe.
Ưu điểm của hệ thống giao thông thông minh
Hệ thống Giao thông Thông minh (ITS) phát triển nhờ vào các công nghệ thông tin và truyền thông tiên tiến, giúp nâng cao hiệu quả và an toàn cho hệ thống giao thông ITS mang lại nhiều lợi ích đáng kể như giảm ùn tắc, tối ưu hóa luồng xe cộ và cải thiện quản lý giao thông đô thị Việc ứng dụng các công nghệ này giúp phát hiện sớm các vấn đề về giao thông, từ đó đưa ra các giải pháp phù hợp nhanh chóng và chính xác hơn Nhờ các giải pháp công nghệ, hệ thống ITS còn góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường và nâng cao trải nghiệm của người tham gia giao thông.
Có thể giám sát lưu lượng giao thông bằng các phương tiện như bộ dò vòng quy nạp và cảm biến lưu lượng Các máy dò giao thông phổ biến gồm sóng siêu âm, radar, máy dò hình ảnh video (VID) và hình ảnh trực quan từ hệ thống CCTV, cung cấp hình ảnh trực tiếp để giúp trung tâm kiểm soát giao thông giám sát các tình huống phức tạp và đưa ra quyết định phù hợp.
Thông tin thu thập tại trung tâm quản lý dữ liệu cần được xử lý, xác minh và hợp nhất thành dạng dữ liệu hữu ích cho người vận hành thông qua quy trình tổng hợp dữ liệu Công nghệ phát hiện sự cố tự động (AID) giúp tự động xử lý dữ liệu một cách nhanh chóng và chính xác Ngoài ra, hệ thống định vị toàn cầu (GPS) trên phương tiện hỗ trợ trong việc xử lý dữ liệu vị trí để nâng cao hiệu quả quản lý và giám sát.
Các phương pháp truyền tải thông điệp phổ biến bao gồm đường dây có dây và không dây, cáp quang, hệ thống thu phí điện tử (ETC), và hoạt động của xe thương mại (CYO) Ngoài ra, quản lý bãi đậu xe, ưu tiên tín hiệu, ký tên trong xe, thông tin khách hàng trên xe và hệ thống đèn hiệu dựa trên hướng dẫn tuyến đường cũng được sử dụng để nâng cao hiệu quả giao thông Một số công nghệ truyền dữ liệu này được tích hợp vào trung tâm quản lý dữ liệu, trong khi các công nghệ khác được sử dụng trực tiếp từ phía phương tiện để tối ưu hóa hoạt động và an toàn giao thông.
Giao thông và các thông tin liên quan có thể được phân phối qua nhiều phương pháp khác nhau nhằm nâng cao hiệu quả vận chuyển, đảm bảo an toàn và cải thiện chất lượng môi trường Việc tối ưu hóa các hình thức phân phối thông tin không chỉ giúp giảm thiểu ùn tắc giao thông mà còn góp phần bảo vệ môi trường, nâng cao trải nghiệm người dùng Đẩy mạnh các giải pháp về truyền thông trong lĩnh vực giao thông là chìa khóa để nâng cao hiệu quả hoạt động, đảm bảo an toàn cho phương tiện và người tham gia giao thông, đồng thời thúc đẩy phát triển bền vững.
Các thiết bị truyền thông ngày nay đa dạng như điện thoại, đài phát thanh, truyền hình, máy tính để bàn, máy fax và hệ thống tin nhắn thay đổi (VMS) Ngoài ra, còn có radio trên ô tô, điện thoại di động, máy tính để bàn và các thiết bị kỹ thuật số cầm tay, đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao khả năng liên lạc và truyền thông của chúng ta.
Việc đo lường độ dốc đường giúp kiểm soát lưu lượng phương tiện vào tuyến cao tốc và tối ưu hoá quản lý giao thông trong các đô thị lớn Trung tâm quản lý giao thông sử dụng hệ thống này để phối hợp điều chỉnh luồng xe một cách hiệu quả Hướng dẫn tuyến đường năng động cung cấp khả năng đưa ra quyết định chiến lược theo thời gian thực, trong khi hệ thống kiểm soát hành trình thích ứng cho phép xe tự động giảm tốc để duy trì khoảng cách an toàn, nâng cao an toàn và tiết kiệm nhiên liệu.
Hệ thống giao thông thông minh và những lợi ích thiết thực
Hệ thống giao thông thông minh (ITS) là giải pháp ứng dụng công nghệ bao gồm cảm biến, điều khiển, điện tử, tin học và viễn thông để quản lý và vận hành hệ thống giao thông hiệu quả ITS giúp đảm bảo an toàn giao thông, giảm thiểu thời gian và chi phí di chuyển, đồng thời góp phần bảo vệ môi trường Hệ thống này tích hợp cơ sở hạ tầng giao thông hiện đại nhằm tối ưu hóa hoạt động vận tải và nâng cao trải nghiệm người dùng trên các tuyến đường.
ITS là công nghệ tiên tiến giúp giải quyết các vấn đề tồn tại của hệ thống giao thông đường bộ, cải thiện chất lượng dịch vụ giao thông hiện tại Công nghệ này mang lại cái nhìn rõ nét về lợi ích của tiến bộ trong lĩnh vực công nghệ thông tin, truyền thông công nghiệp và viễn thông trong việc liên kết con người, phương tiện và hệ thống giao thông thành một mạng lưới thông tin thông minh ITS hỗ trợ ra quyết định chính xác cho người tham gia giao thông và các cơ quan quản lý, góp phần giảm thiểu tai nạn, tắc nghẽn giao thông và ô nhiễm môi trường.
Hệ thống giao thông thông minh cùng với sự tối ưu của các thiết bị truyền thông, công nghệ thông tin và viễn thông đã giảm đáng kể vai trò của con người trong công tác điều hành giao thông Tuy nhiên, nhờ đó, hệ thống vẫn đảm bảo tính an toàn cao cho người tham gia giao thông.
Hệ thống ITS chính bao gồm các thành phần chủ chốt như con người, phương tiện tham gia giao thông và cơ sở hạ tầng giao thông, nhằm tạo nên một hệ thống giao thông thông minh hiệu quả Các thành phần này được liên kết chặt chẽ với nhau để tối ưu hoá quản lý giao thông, nâng cao an toàn và giảm thiểu ùn tắc Việc tích hợp các yếu tố này giúp hệ thống ITS đạt được các mục tiêu về cải thiện hiệu suất lưu thông, giảm thiểu tai nạn và thúc đẩy phát triển bền vững trong giao thông.
Quản lý khai thác hạ tầng giao thông hiệu quả là yếu tố then chốt để giảm ùn tắc giao thông và tiết kiệm chi phí đi lại cho người dân Việc này tạo điều kiện thuận lợi tối đa cho hoạt động đi lại và vận chuyển hàng hoá, đồng thời cung cấp thông tin giao thông chính xác, giúp người dùng lên kế hoạch di chuyển hợp lý Bên cạnh đó, việc khai thác tối ưu hạ tầng giao thông hiện tại không những nâng cao hiệu quả sử dụng mà còn giảm thiểu lãng phí nguồn lực, góp phần thúc đẩy phát triển bền vững của hệ thống giao thông đô thị.
+ Bảo đảm an toàn khi tham gia giao thông, xây dựng văn hóa giao thông, giảm thiểu tai nạn.
Nâng cao năng lực quản lý giúp đảm bảo thông tin được chia sẻ chính xác và nhanh chóng giữa các ban ngành, từ đó tăng cường khả năng phối hợp liên ngành trong xử lý các vấn đề Điều này không chỉ nâng cao hiệu quả công tác quản lý mà còn cung cấp dữ liệu đáng tin cậy để xây dựng chính sách phù hợp và hiệu quả hơn.
+ Thân thiện với môi trường: Giảm thiểu khí thải ra môi trường, giảm thiểu tiếng ồn.
Hệ thống ITS bao gồm các cảm biến đặt trên đường phố để thu thập dữ liệu về luồng giao thông, khí hậu và thời tiết Thông tin này được hệ thống phân tích, xử lý để cung cấp dữ liệu chính xác và kịp thời Các thông tin đã xử lý sau đó được truyền tới người tham gia giao thông, giúp họ lựa chọn giải pháp lưu thông tối ưu nhất Công nghệ ITS góp phần nâng cao hiệu quả quản lý giao thông và giảm thiểu ùn tắc, tai nạn trên đường.
Hệ thống ITS (Hệ thống Quản lý Giao thông Thông minh) bao gồm các phương tiện truyền hình và mạng lưới kết nối toàn quốc, giúp quản lý giao thông đô thị hiệu quả Nhờ vào các camera giao thông và hệ thống thiết bị ngoại vi như biển báo điện tử, công nghệ thông tin mang lại những tiện ích vượt trội trong việc giám sát và điều phối giao thông Nhà quản lý có thể dễ dàng theo dõi toàn diện hệ thống giao thông quốc gia chỉ với một thiết bị từ xa, nâng cao hiệu quả và giảm thiểu ùn tắc.
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ RFID
Lịch sử phát triển của công nghệ RFID
Công nghệ RFID đã xuất hiện trong thương mại từ những năm 1970 và ngày nay đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày RFID được sử dụng rộng rãi trong các chìa khóa xe hơi, thẻ lệ phí quốc lộ, thẻ truy cập an toàn và nhiều ứng dụng khác Công nghệ này đặc biệt hữu ích trong những môi trường mà việc gán mã số hàng hóa bằng phương pháp đánh nhãn vật lý hoặc nhìn thấy không thực tế hoặc không hiệu quả, nâng cao khả năng quản lý và bảo mật thông tin.
Kỹ thuật RFID đã bắt đầu được nghiên cứu và phát triển từ thời chiến tranh thế giới thứ II, khi sóng radio được sử dụng để xác định máy bay đối phương Trong những năm qua, kỹ thuật RFID đã phát triển mạnh mẽ, đặc biệt từ thập niên 1960 và 1970 nhờ sự đóng góp của các công ty, học viện và chính phủ Mỹ Ví dụ, hệ thống theo dõi nguyên liệu hạt nhân tại Los Alamos National Laboratory, sử dụng thẻ RFID đặt trên xe tải và reader tại các cổng bảo vệ, đặt nền móng cho các hệ thống tự động hóa như trả phí tự động hiện đại Công nghệ RFID đã được cải tiến vượt ra ngoài các phương pháp cũ như mã vạch và thẻ từ, với khả năng lưu trữ dữ liệu nhiều hơn, lập trình linh hoạt và đọc nhanh từ khoảng cách xa, giúp nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong quản lý tài sản và vận hành.
Công nghệ RFID hiện đang ngày càng hoàn thiện dựa trên các nền tảng công nghệ mới, góp phần nâng cao hiệu quả ứng dụng trong các ngành công nghiệp Các phát triển mới trong công nghệ RFID đã mở ra nhiều cơ hội thực hiện trong các quy trình sản xuất và quản lý, mang lại các đề xuất hấp dẫn cho doanh nghiệp Transponders được thiết kế phù hợp để gắn trực tiếp lên bề mặt kim loại và thùng chứa chất lỏng, nâng cao độ chính xác và linh hoạt trong quá trình theo dõi Đầu đọc RFID theo tiêu chuẩn IP 65 kết hợp với các giao diện đa dạng cho ứng dụng văn phòng và di động, mở rộng khả năng tích hợp và sử dụng trong nhiều môi trường khác nhau.
Chìa khóa dẫn đến sự phát triển này là công nghệ MID, cho phép tạo ra các cấu trúc ăng-ten 3 chiều hiệu quả, như các transponders thụ động trong dải tần UHF (868 MHz) Công nghệ này hoạt động ổn định với khoảng cách truyền tải hơn 5 mét, nâng cao hiệu suất và khả năng ứng dụng trong các hệ thống truyền thông không dây hiện đại.
502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared
1 https://tailieutuoi.com/tai-lieu/cong-nghe-rfid
Cấu trúc của một hệ thống RFID
Một hệ thống RFID thường có 3 thành phần chính:
- Những chiếc thẻ điện tử có chip và anten chứa thông tin của thẻ.
- Đầu đọc cũng chứa chip và anten để giao tiếp và đọc thông tin từ thẻ.
- Máy tính và cơ sở dữ liệu dùng để nhận, lưu trữ, xử lý các thông tin được truyền đến từ đầu đọc.
502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared
Thẻ RFID là thiết bị được gắn trên đối tượng cần nhận dạng, chứa thông tin về đối tượng đó Nó sẽ truyền thông tin này về cho đầu đọc để định danh đối tượng hoặc truyền các thông tin tùy vào mục đích sử dụng của thẻ, ví dụ như thẻ có gắn các cảm biến, khi đó nó sẽ truyền các thông tin mà các cảm biến này có được về cho đầu đọc.
Có 2 loại thẻ RFID được phân loại theo tiêu chí có năng lượng trực tiếp trên thẻ (thẻ tích cực – active tag) hoặc không có năng lượng trực tiếp trên thẻ (thẻ thụ động – passive tag) Sau đây ta sẽ xét các thành phần chính của hai loại thẻ RFID. a, Thẻ thụ động.
Loại thẻ này không có nguồn năng lượng nhưng nó hoạt động dựa vào năng lượng sóng điện từ mà nó nhận được từ đầu đọc Loại thẻ này có cấu trúc đơn giản, chịu được các điều kiện khắc nghiệt, chịu ăn mòn Vì năng lượng kích hoạt thẻ hoạt động lấy từ đầu đọc nên bắt buộc đầu đọc phải chủ động giao tiếp trước.
Thẻ thụ động có những nhược điểm như sau:
• Khung truyền của một gói dữ liệu là cố định
• Giao thức truyền không thay đổi dẫn đến tính bảo mật kém, Bù lại thẻ thụ động có giá thành rẻ hơn.
Các thành phần chính của một thẻ thụ động bao gồm:
• Bộ chỉnh lưu: chuyển nguồn AC từ anten của đầu đọc thành nguồn DC.
• Bộ điều chế: điều chỉnh các tín hiệu nhận được từ đầu đọc.
• Đơn vị luận lý: cung cấp giao thức truyền của thẻ và đầu đọc.
• Bộ nhớ vi mạch: bộ nhớ dữ liệu (rất nhỏ). b, Thẻ tích cực.
Khác với thẻ thụ động, thẻ tích cực được trang bị thêm một nguồn năng lượng như pin Nên loại thẻ này có thể khắc phục được một số nhược điểm của thẻ thụ động: Cho phép truyền xa hơn, lên đến vài chục mét tùy theo thiết kế, khung truyền có thể do người dùng tự định nghĩa giúp nâng cao tính bảo mật, giao thức truyền có thể tùy biến trong quá trình sử dụng, dữ liệu truyền nhận phong phú.
Các thành phần chính của một thẻ tích cực bao gồm:
• Vi điều khiển, vi mạch: Kích cỡ cũng như khả năng làm việc lớn hơn so với thẻ thụ động.
• Nguồn cung cấp năng lượng.
• Ngoại vi: Tùy theo mục đích sử dụng mà ta có thể kết hợp với các ngoại vi, như các cảm biến. Ở thẻ tích cực có một điều mà các nhà sản xuất rất quan tâm đó là thời lượng pin của thẻ, điều này phụ thuộc vào năng lượng tích được cũng như chất lượng của pin Tuy nhiên ảnh hưởng bởi công suất truyền cũng như khoảng cách truyền là không nhỏ Một giây truyền vài lần hay vài giây truyền 1 lần, khoảng cách xa đòi hỏi việc tiêu thụ điện năng của thẻ càng lớn.
Việc trang bị thêm pin, những vi mạch tốt hơn và bộ nhớ lớn hơn làm thẻ tích cực có kích thước lớn hơn và giá thành cao hơn.
Thành phần quan trọng nhất của hệ thống RFID là đầu đọc Cần tối thiểu một đầu đọc để giao tiếp, đọc thẻ và giao tiếp với máy tính Về cơ bản, đầu đọc phải được tích hợp các module như: Module giao tiếp vô tuyến sử dụng anten, module mã hóa và giải mã, module xử lý tín hiệu từ thẻ, module truyền thông (hỗ trợ các kết nối như RS232, USB…)
Hình 4 Các thành phần của đầu đọc RFID
• Phát và thu sóng RF: Máy phát đầu đọc truyền xung tín hiệu tần số cao đến anten, cũng như thẻ đầu đọc luôn bảo đảm tốt hai nhiệm vụ, phát và thu sóng Có nghĩa là nó có thể chuyển đổi và giải mã qua lại giữa tín hiệu tương tự và sóng RF.
• Vi mạch: Đầu đọc luôn được trang bị những chip vi điều khiển mạnh hơn so với thẻ vì nó cần xử lý nhiều công việc trong một khoảng thời gian hơn, giao tiếp với nhiều ngoại vi hơn.
• Bộ nhớ: Chúng ta có thể chọn bộ nhớ dữ liệu trên PC, tuy nhiên nếu được trang bị thêm bộ nhớ (ví dụ như thẻ nhớ SD) đầu đọc có thể lưu trữ dữ liệu tạm thời khi máy tính không sử dụng được.
• Cảm biến và các tín hiệu ngoài: Nếu đầu đọc luôn hoạt động, sẽ gây lãng phí và tốn năng lượng vì không phải lúc nào cũng có thẻ giao tiếp trong quá trình hoạt động Vì thế chúng ta có thể trang bị thêm cho đầu đọc các cảm biến như: cảm biến ánh sang, cảm biến âm thanh… Chúng sẽ báo cho đầu đọc biết khi nào cần giao tiếp, chúng tùy thuộc vào hệ thống RFID mà ta sử dụng.
• Nguồn năng lượng: Đầu đọc bắt buộc phải có nguồn năng lượng, lấy từ lưới điện là tốt nhất, tuy nhiên nên trang bị thêm pin để đề phòng trường hợp mất điện.
Hình 5 Minh họa một đầu đọc RFID thực tế
Phần loại RFID
Hệ thống RFID có thể phân loại dựa trên tần số hoạt động, nguồn cung cấp cho thẻ và giao thức truyền dữ liệu giữa thẻ và đầu đọc Dựa trên phương pháp cấp nguồn cho thẻ thì có thể phân loại thành hệ thống RFID thụ động, tích cực Dựa trên giao thức truyền dữ liệu giữa thẻ và đầu đọc thì có thể phân thành “thẻ nói trước – tag talksfirst” và “đầu đọc nói trước – Reader talks first”.
Dựa theo tần số hoạt động thì ta có hình ảnh sau thể hiện dải tần số hoạt động của một hệ thống RFID:
Hình 6 Các dải tần số hoạt động của RFID
Tần số làm việc là tần số của sóng điện từ phát ra từ các anten trên đầu đọc và thẻ Tần số ảnh hưởng đến tốc độ truyền thông và khoảng cách giao tiếp giữa các anten Tần số cao cho biết phạm vi đọc xa hơn, tốc độ nhanh nhưng tốn năng lượng hơn Mỗi ứng dụng phù hợp với một kiểu tần số cụ thể do đặc điểm của sóng điện từ ở mỗi dải tần là khác nhau, ví dụ sóng có tần số thấp có khả năng truyền xuyên qua tường tốt hơn sóng có tần số cao hơn nó, nhưng tần số cao có tốc độ đọc nhanh RFID sử dụng sóng từ 30 KHz đến 5,8GHz Có thể thấy 4 dải tần chính được sử dụng ở các hệ thống RFID.
+ Low – Frequency: 125 KHz – 134 KHz, phù hợp với các ứng dụng phạm vi ngắn như hệ thống chống trộm, khóa tự động.
+ High – Frequency: Băng tần 13,65 MHz, với phạm vi quét khoảng 1m, thích hợp cho các ứng dụng đọc các item như quản lý hiệu sách, theo dõi hành lý trên máy bay. + Ultrahigh – Frequency: Tần số khoảng từ 860 MHz– 960 MHz, cho phép khoảng cách đọc lên đến vài mét, thích ứng cho các ứng dụng dây chuyền vì tốc độ và phạm vi của nó, được ứng dụng trong quản lý hàng tại các nhà kho, các dây chuyền sản xuất tự động.
+ Microware – Frequency: Tần số trong khoảng 2.45 GHz- 5,8 GHz Cho phép khoảng cách truyền xa hơn, lên đến vài chục mét.
Việc phân chia các dải tần là tương đối, lưu ý là ở mỗi quốc gia, tần số hoạt động của hệ thống cần được sự cho phép của nhà nước Ví dụ, đối với các thẻ RFID UHF, ở Hoa Kì, chúng làm việc từ 902 MHz – 928 MHz Ở Ấn Độ chấp nhận phạm vi tần số từ 865 MHz – 867MHz.
Phương thức làm việc của RFID
Một hệ thống RFID có ba thành phần cơ bản: tag, đầu đọc và một máy chủ Mỗi tag được lập trình với một nhận dạng duy nhất cho phép theo dõi không dây đối tượng hoặc con người đang gắn tag đó Bởi vì các chip được sử dụng trong tag RFID có thể giữ một số lượng lớn dữ liệu, chúng có thể chứa thông tin như chuỗi số, thời dấu, hướng dẫn cấu hình, dữ liệu kỹ thuật, sổ sách ý học và lập trình Cũng như phát sóng tivi hay radio, hệ thống RFID cũng sử dụng bốn băng thông tần số chính: tần số thấp (LF), tần số cao (HF), siêu cao tần (UHF) hoặc sóng cực ngắn (viba) Các hệ thống trong siêu thị ngày nay hoạt động ở băng thông UHF, trong khi các hệ thống RFID cũ sử dụng băng thông LF và HF Băng thông viba đang được để dành cho các ứng dụng trong tương lai.
Các tag có thể được cấp nguồn bởi một bộ pin thu nhỏ trong tag ( các tag tích cự) hoặc bởi reader mà nó “wake up” (đánh thức) tag để yêu cầu trả lời khi tag đang trong phạm vi (tag thụ động).
Hình 7 Hoạt động giữa tag và reader RFID
Tag tích cực đọc ca 100 feed tính từ reader và có thể là tag RW ( với nộ nhớ được viết lên và xóa như một ổ cứng máy tính) hoặc là tag RO Tag thụ động có thể được đọc xa reader 20 feed và có bộ nhớ RO Kích thước tag, giá cả, dải dọc, độ chính xác đọc/ghi, tốc độ dữ liệu và chức năng hệ thống thay đổi theo đặc điểm nêu ra trong thiết kế và dải tần hệ thống RFID sử dụng.
Reader gồm một anten liên lạc với tag và một đơn vị đo điện tử đã học được nối mạng máy chủ Đơn vị đo tiếp sóng giữa máy chủ và tất cả các tag trong phạm vi đọc của anten, cho phép một đầu đọc liên lạc đồng thời với hàng trăm tag Nó cũng thực thi các chức năng bảo mật như mã hóa/giải mã và xác thực người dùng Reader có thể phát hiện tag ngay cả khi không nhìn thấy chúng Hầu hết các mạng RFID gồm nhiều tag và nhiều đầu đọc được nối mạng với nhau bởi một máy tính trung tâm, hầu như thường là một trạm làm việc gọn để bàn Máy chủ xử lú dữ liệu mà các reader thu thập từ các tag và dịch nó giữa mạng RFID và các hệ thống công nghệ thông tin lớn hơn, mà nơi đó quản lý dây chuyền hoặc cơ sở dưx liệu quản lý có thể thực thi Middleware là phần mềm nối hệ thống RFID với một hệ thống IT quản lý luồng dữ liệu.
Ưu và nhược điểm
Bất kì kĩ thuật nào cũng có ưu, nhược điểm riêng của nó và RFID cũng không ngoại lệ.
Dưới đây là những ưu nhược điểm cơ bản nhất của kĩ thuật RFID. Ưu điểm:
- Khả năng nhận dạng một lúc nhiều đối tượng làm giảm thời gian kiểm tra, giảm ách tắc so với các hệ thống khác.
- Xử lý hoàn toàn tự động, giảm chi phí trong việc sử dụng nhân công.
- Cho phép cập nhật, thay đổi dữ liệu trực quan và dễ dàng.
- Khả năng phân biệt đối tượng chính xác, tin cậy.
- Giá thành của một hệ thống RFID còn khá cao, đây là cũng là một trở ngại của hệ thống RFID.
- Chịu ảnh hưởng lớn bởi vật cản như kim loại.
TÍNH BẢO MẬT CỦA THẺ NHẬN DẠNG VÔ TUYẾN (RFID)
Cấu tạo và đặc điểm của thẻ nhận dạng vô tuyến
Hình 8 Một số thẻ tiêu biểu
Tag (thẻ) RFID là một thiết bị có thể lưu trữ và truyền dữ liệu đến một reader trong môi trường không tiếp xúc bằng sóng vô tuyến Tag RFID mang dữ liệu về một vật, một sản phẩm (item) nào đó và gắn lên sản phẩm đó Mỗi tag có các bộ phân lưu trữ dữ liệu bên trong và cách giao tiếp với dữ liệu đó.
Thông thường mỗi tag RFID có một cuộn dây hoặc anten những không phải tất cả đều có vi chip và nguồn năng lượng riêng.
3.1.2 Các khả năng cơ bản
Với tag RFID có 2 hoạt động cơ bản là:
- Gắn tag : bất kỳ tag nào cũng được gắn lên item theo nhiều cách.
- Đọc tag : tag RFID phải có khả năng giao tiếp thông tin sóng radio Nhiều tag còn có một hoặc nhiều đặc điểm sau:
- Kill/disabel : nhiều tag cho phép bộ đọc ra lệnh cho nó ngừng các chức năng. Sau khi tag xác định chính xác “kill one”, tag sẽ không đáp ứng lại bộ đọc.
- Ghi 1 lần (write one) : với tag được sản xuất có dữ liệu cố định thì các dữ liệu này được thiết lập một lần bởi người dùng sau đó dữ liệu này không thể thay đổi.
- Ghi nhiều lần (write many) : Nhiều tag có thể được ghi dữ liệu nhiều lần.
- Anti – collision : khi nhiều tag đặt cạnh nhau, bộ đọc sẽ khó khăn để nhận biết khi nào đáp ứng của một tag kết thúc và khi nào bắt đầu một đáp ứng mới Với tag anti – collision sẽ nhận biết được thời gian đáp ứng đến bộ đọc.
- Mã hóa và bảo mật : nhiều tag có thể tham gia vào các giao tiếp có mật mã, khi đó tag đáp ứng lại bộ đọc chỉ khi cung cấp đúng password.
Tag RFID mang dữ liệu được gắn lên sản phẩm có hình dạng và kích thước khác nhau và đặt trong môi trường làm việc khác nhau, tag có thể được phân loại theo hình dạng và kích thước Hơn nữa tag có thể được tạo thành từ nhiều kiểu dữ liệu khác nhau Một vài đặc điểm vật lí:
- Tag hình cúc áo hoặc đĩa làm bằng PVC, nhực thông thường có lỗ ở giữa để móc Tag này bền và có thể sử dụng lại được.
- Tag RFID có hình dạng như thẻ tín dụng còn gọi là các thẻ thông minh không tiếp xúc.
- Tag nhỏ gắn vào các sản phẩm như : quần áo, đồng hồ, Những tag này có hình dạng chìa khóa và chuỗi khóa.
- Tag trong hộp thủy tinh có thể hoạt động trong các môi trường ăn mòn hoặc chất lỏng.
Tần số hoạt động là tần số điện tử mà tag dùng để giao tiếp hoặc thu được năng lượng Phổ điện từ mà RFID thường hoạt động là tốn số thấp (LF), tần số cao (HF),siêu cao tần (UHF) và vi sóng (Microware) Vì hệ thống RFID truyền đi bằng sóng điện từ, chúng cũng được điều chỉnh như thiết bị radio Hệ thống RFID không được gây cản trở các thiết bị khác, bảo vệ các ứng dụng như radio cho các dịch vụ khẩn cấp hoặc truyền hình.
Trong hoạt động, tần số RFID thực tế bị giới hạn bởi những mức độ tần số nằm bên phần Industrial Secientific Medical (ISM) Tần số thấp hơn 135kHz không phải là tần số ISM, nhưng trong khoảng này hệ thống RFID dùng nguồn năng lượng từ trường và hoạt động ở khoảng cách ngắn vì vậy nhiễu phát ra ít hơn tần số khác.
Gần đây tag RFID giảm giá dẫn đến việc sử dụng tag trong các ứng dụng tăng lên khi trước đó tag LF hay HF được dùng chủ yếu Tuy nhiên tag UHF không được dùng thay thể cho tag LF trong kiểu tag cấy hoặc tag vi sóng trong các ứng dụng khoảng cách lớn ( khoẳng cách đọc lớn hơn 10m).
Phân loại thẻ nhận dạng vô tuyến
Có hai loại thẻ RFID:
Active tags (tạm dịch: thẻ chủ động): là loại thể được cấp năng lượng từ pin, do đó có thể được đọc từ khoảng cách khá xa với đầu đọc RFID, có thể lên đến hàng trăm mét
Passive tags (tạm dịch: thẻ thụ động): là loại thẻ được cấp năng lượng từ sóng vô tuyến phát từ đầu đọc RFID cho việc truy vấn dữ liệu Tầm hoạt động hiệu quả của loại thể này cỡ vài cm.
Một thẻ RFID bao gồm 3 thành phần: chip để lưu và xử lí thông tin, điều chế và giải điều chế tín hiệu tần số sóng vô tuyến Ăng-ten để nhận và gởi tín hiệu, substrate (tạm dịch: chất nền) Thông tin của thẻ RFID được lưu trong bộ nhớ EEPROM.
Thẻ RFID có thể là passive, active hoặc thẻ passive có pin Thẻ active sẽ gởi dữ liệu và có một pin để cấp nguồn cho nó Với thẻ passive, antenna của nó sẽ thu năng lượng từ sóng vô tuyến để cấp cho IC, do đó thẻ passive sẽ rẻ hơn vì nó không cần pin để cấp năng lượng.
Các thẻ RFID có thể là loại thẻ chỉ đọc, với số serial từ nhà sản xuất phục vụ cho việc quản lí dữ liệu, hoặc là loại thẻ hỗ trợ đọc/ghi, với các dữ liệu đặc biệt để ghi vào thẻ bởi người dùng hệ thống Các thẻ lập trình được có thể được ghi một lần và đọc nhiều lần, thẻ trống có thể được ghi với một mã code điện tử của sản phẩm bởi người dùng.
Các thẻ RFID nhận yêu cầu truy vấn và phản hồi với thông tin định danh (ID) của nó và nhiều thông tin khác Đây có thể là số series duy nhất của thẻ, hoặc các thông tin liên quan đến sản phẩm, như số kho hàng hoặc lô hàng, ngày sản xuất hoặc các thông tin đặc thù khác Do mỗi thẻ RFID có số series riêng, hệ thống RFID có thể được thiết kế để đọc được nhiều thẻ cùng lúc, miễn là chúng nằm trong tầm hoạt động của đầu đọc RFID.
An toàn các ứng dụng RFID Các vấn đề, phương pháp và kiểm soát
Nhận dạng tần số vô tuyến (Radio Frequency Identification - RFID) là một công nghệ nhận dạng tự động, được phát triển bởi Auto-ID Center tại Viện công nghệMassachusetts Nhận dạng tần số vô tuyến dựa vào việc lưu giữ và gọi từ xa các dữ liệu nhờ sử dụng các công cụ, được gọi là thẻ RFID và các đầu đọc RFID Nhờ công nghệ nhận dạng tần số vô tuyến, các tài sản hữu hình sẽ được gắn những thông tin sao cho chúng có thể liên lạc được với nhau và với các điểm dò tìm.
Một thẻ RFID là một vật thể nhỏ có thể được đính kèm hoặc tích hợp trong một tài sản hữu hình, như một quyển sách, một sinh vật hay con người Khi một thẻ RFID đi vào vùng trường điện từ, nó được phát hiện bởi các tín hiệu tích cực của đầu đọc. Đầu đọc giải mã các dữ liệu đã được mã hóa trong mạch tích hợp (chip silic) của thẻ và các dữ liệu đó được truyền đến máy chủ cho các xử lý tiếp theo.
Bảng 1 dưới đây chỉ ra có 6 loại thẻ được thiết kế cho các ứng dụng khác nhau, bao gồm các thẻ chủ động cần có nguồn điện để hoạt động và các thẻ thụ động không cần nguồn điện.
Công nghệ thẻ nhận dạng tần số vô tuyến thường được phân chia theo các tham số hoạt động của một hệ thống RFID Ngoài nguồn năng lượng của thẻ, tần số hoạt động là một yếu tố chủ yếu khác ảnh hưởng tới các dạng ứng dụng RFID Theo đó, các ứng dụng thường được chia thành những lĩnh vực sau đây:
1 Tần số thấp (LF) dùng cho việc kiểm soát truy cập hoặc các ứng dụng tại điểm bán hàng;
2 Tần số cao (HF) dùng trong xử lý hành lý hoặc các tài liệu của thư viện trong các ứng dụng quản lý tài sản;
3 Tần số siêu cao (UHF) dùng cho các ứng dụng môđun mạch dịch vụ;
4 Tần số vi sóng cho các ứng dụng thu lệ phí cầu đường điện tử.
3.3.1 Vấn đề an toàn và riêng tư trong ứng dụng RFID
Bảng 1 Đặc tính thẻ RFID theo các loại khác nhau
Dữ liệu được lưu giữ trong một thẻ RFID thường có khả năng truy cập công khai hoặc liên quan đến sản phẩm có, ví như dữ liệu mã sản phẩm điện tử (EPC) hoặc các mô tả sản phẩm, các dữ liệu như vậy yêu cầu độ an toàn thấp Tuy nhiên, các ứng dụng khác có thể yêu cầu lưu giữ dữ liệu cá nhân Dữ liệu phải được bảo vệ khi nó được truyền đi; ví dụ từ thẻ tới đầu đọc và từ đầu đọc tới mạng Chắc chắn dữ liệu kiểu này phải được bảo mật khi ghi lên thẻ Hai dạng ứng dụng RFID nổi bật nhất sẽ được lựa chọn để thảo luận ở đây.
3.3.2 Các hệ thống thông tin thư viện
RFID về bản chất là giúp cho các thư viện bảo đảm quá trình kiểm kê nhanh và vì vậy nâng cao chất lượng người dùng nhờ việc phân phát phiếu thanh toán nhanh hơn Nó cũng giúp cho các tài liệu vật lý của thư viện được an toàn Công nghệ HF RFID được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng thư viện nhờ dùng các thẻ có kích thước thẻ nhớ từ 256 bit (ISO 18000-3) đến 1024 bit (ISO 15693).
Bộ nhớ của các thẻ này được sử dụng chủ yếu để nhận dạng và dò tìm các tài liệu thư viện có trên 800 bit trống, chứa dữ liệu về người mượn và đó là cơ sở để dò tìm tham chiếu người mượn tài liệu Những người quản trị thư viện cần chú ý tới các biện pháp an toàn liên quan tới tính mật và tính riêng tư của dữ liệu này.
3.3.3 Quản lý dây chuyền cung ứng
Trong ứng dụng quản lý dây chuyền cung ứng (Supply Chain Management - SCM) chuẩn, công nghệ UHF RFID kết hợp với EPC nhằm nâng cao khả năng minh bạch dây chuyền cung ứng thông qua việc cải tiến kiểm soát bản kiểm kê và bảo đảm các điều kiện cho các sản phẩm nhận dạng Để phát huy ưu thế của việc sử dụng RFID, đòi hỏi phải xây dựng được môi trường cộng tác để trao đổi thông tin liên quan. Điều đó liên quan tới mở rộng hệ thống RFID cục bộ sang mạng EPC xuyên tổ chức để phát hiện và chia sẻ các dữ liệu EPC trên thẻ giữa các thành viên dây chuyền cung ứng Mạng EPC đưa ra 3 dịch vụ thuận tiện cho tìm kiếm và định tuyến dữ liệu EPC:
- Dịch vụ tên đối tượng (Object Name Service - ONS) là thư mục phân tán về các nguồn thông tin có sẵn để nhận dạng vùng mạng EPC của mục trong dây chuyền cung ứng ONS được thiết kế dựa trên hạ tầng DNS mạng Internet hiện có.
- Dịch vụ thông tin EPC (EPC-IS) là kho dữ liệu được dùng để lưu giữ và chia sẻ thông tin về các mục hậu cần duy nhất trong dây chuyền cung ứng.
- Dịch vụ khám phá EPC (EPC-DS) là một dịch vụ đăng ký dây chuyền chăm sóc Nó tạo khả năng dò tìm và theo dõi hiệu quả nhờ mạng EPC thông qua việc cung cấp một danh sách toàn bộ các dịch vụ thông tin có sẵn về một EPC cho trước.
Việc thực hiện kiểm soát an toàn nhằm bảo vệ các ứng dụng SCM phức tạp hơn rất nhiều so với các ứng dụng thư viện, về bản chất những ứng dụng chủ yếu là nội bộ, vì mạng hệ thống - hệ thống xuyên tổ chức là yêu cầu chuẩn đối với SCM Dữ liệu EPC/RFID được định tuyến giữa các bên nhờ các dịch vụ mạng EPC thông qua các dịch vụ ưu tiên và bộ phận trung gian RFID được đặt tại các vùng khác nhau trên dây chuyền cung ứng.
Các biện pháp an toàn hướng tới các mục tiêu bảo đảm tính bí mật, tính toàn vẹn và sẵn sàng (CIA) cần được thực hiện đối với các dữ liệu RFID/EPC và phần cứng cơ sở hạ tầng bên dưới của nó Ngoài ra, kiểm soát truy cập đúng đắn cũng cần được thực hiện kết hợp với các dịch vụ mạng EPC.
3.3.4 Các phương pháp bảo vệ tính riêng tư của dữ liệu trên thẻ RFID
Việc sử dụng các thẻ RFID vẫn tạo ra mối quan tâm rất lớn về tính riêng tư đối với khách hàng, đặc biệt là trong các ứng dụng điểm bán hàng vì chúng có chứa các dữ liệu cá nhân và có khả năng trao đổi dữ liệu Thẻ được thiết kế sao cho mỗi sản phẩm khách hàng liên quan có thể được nhận dạng duy nhất thông qua một EPC và sẽ được thông báo cho một đầu đọc gần nhất nào đó Thông tin duy nhất này được lưu giữ trên các thẻ có thể phục vụ như một con trỏ chỉ tới thông tin bổ sung được lưu giữ ở nơi nào đó khác trong một cơ sở dữ liệu, được bảo vệ an toàn Các biện pháp an toàn dưới đây thường được sử dụng trong việc bảo vệ tính riêng tư dữ liệu nhờ các công nghệ RFID hiện tại.
- Phương pháp “thẻ chết”: Một thẻ RFID bị làm mất khả năng hoạt động vĩnh viễn (bị huỷ) bởi một mật khẩu huỷ 32 bit được đặt trong bộ nhớ dự trữ, sao cho thẻ không hoạt động trước khi nó bị rơi vào tay người khác.
Vấn đề bảo mật đối với thẻ RFID
Hệ thống RFID bao gồm thẻ, đầu đọc và kênh liên lạc tần số vô tuyến giữa thẻ và đầu đọc Hệ thống RFID dễ bị tấn công bởi một loạt các cuộc tấn công chủ động và thụ động Các vấn đề bảo mật của hệ thống RFID có thể được tóm tắt thành hai các khía cạnh: quyền riêng tư và xác thực: về quyền riêng tư, chủ yếu là truy xuất nguồn gốc, nghĩa là làm thế nào để ngăn chặn kẻ tấn công thực hiện bất kỳ hình thức thẻ RFID nào Theo dõi; khía cạnh chính của xác thực là đảm bảo rằng chỉ những người đọc hợp pháp mới có thể giao tiếp với các thẻ Hiện tại, có ba phương thức chính để bảo vệ chính hệ thống RFID: phương pháp vật lý (lệnh Kill, che chắn tĩnh điện, can thiệp tích cực và phương pháp Thẻ chặn) và các giao thức bảo mật (khóa băm với sự phổ biến ngày càng tăng của công nghệ IoT), sử dụng RFID quyền riêng tư của người tiêu dùng của thẻ là mối quan tâm lớn; trong kinh doanh sử dụng thẻ điện tử để giao dịch, việc sao chép và giả mạo nhãn sẽ mang lại tổn thất cho người dùng; Làm thế nào để ngăn chặn việc nghe lén và giả mạo thông tin trong chuỗi cung ứng được sử dụng rộng rãi của thẻ RFID Điều này đặc biệt quan trọng Các vấn đề bảo mật của thẻ RFID chủ yếu bao gồm các khía cạnh sau đây.
3.4.1 Vấn đề bảo mật truyền thông tin
Thiết bị đầu cuối Internet of Things thường truyền tín hiệu qua sóng radio. Thông tin cảm biến và truyền thông tin thông minh về cơ bản được thực hiện thông qua truyền dẫn không dây Những tín hiệu không dây này bị đánh cắp, theo dõi và các mối nguy hiểm khác Hiện tại, các phương thức chính được sử dụng bởi những kẻ tấn công trong việc truyền thông tin có thể được chia thành hai loại, chủ động và thụ động. Cuộc tấn công phổ biến nhất trong các cuộc tấn công chủ động là tắc nghẽn kênh, trong khi các cuộc tấn công thụ động chủ yếu dựa vào đánh chặn và nghe lén .
3.4.2 Vấn đề xác thực dữ liệu
Việc xác định các thẻ điện tử là rất quan trọng trong các hệ thống IoT Kẻ tấn công có thể có được thông tin nhạy cảm từ dữ liệu liên lạc giữa thẻ được gắn thẻ và đầu đọc và tái cấu trúc thẻ RFID để đạt được mục đích giả mạo thẻ Kẻ tấn công có thể thay thế thẻ gốc bằng thẻ giả mạo hoặc lợi ích bất hợp pháp bằng cách viết lại nội dung thẻ RFID hợp pháp và thay thế thẻ của mặt hàng giá cao bằng thẻ của mặt hàng giá thấp Đồng thời, kẻ tấn công cũng có thể ẩn thẻ theo một cách nào đó, để người đọc không thể tìm thấy thẻ, do đó thực hiện thành công việc chuyển vật phẩm Người đọc chỉ xác thực để chắc chắn rằng tin nhắn đã được gửi từ nhãn chính xác.
3.4.3 Vấn đề tiết lộ quyền riêng tư của người dùng và thông tin
Rò rỉ thông tin là việc tiết lộ thông tin được gửi bởi thẻ RFID, bao gồm thông tin về người dùng thẻ hoặc đối tượng được xác định, thường chứa một số quyền riêng tư của người dùng và dữ liệu nhạy cảm khác Ví dụ, thông tin truyền thông sản phẩm hậu cần RFID là công khai, và cả người gửi và người nhận và thông tin mục có thể được lấy Khi một thẻ điện tử được áp dụng cho một loại thuốc, nó có khả năng phơi bày bệnh lý của người sử dụng ma túy và kẻ xâm phạm quyền riêng tư có thể suy ra sức khỏe của người đó bằng cách quét thuốc Hệ thống RFID an toàn phải có thẻ RFID an toàn để bảo vệ thông tin cá nhân của người dùng hoặc lợi ích thương mại của thực thể kinh tế có liên quan.
3.4.4 Vấn đề bảo mật dữ liệu
Một giải pháp IoT an toàn phải đảm bảo rằng thông tin có trong thẻ chỉ được công nhận bởi những người đọc được ủy quyền Tuy nhiên, giao tiếp giữa đầu đọc và thẻ hiện không được bảo vệ và thẻ RFID không có cơ chế bảo mật làm rò rỉ nội dung thẻ và một số thông tin nhạy cảm cho đầu đọc liền kề Do thiếu sự hỗ trợ cho mã hóa ngang hàng và trao đổi khóa PKI, kẻ tấn công có thể có được và sử dụng nội dung trên thẻ RFID trong quá trình áp dụng hệ thống IoT.
3.4.5 Vấn đề toàn vẹn dữ liệu
Trong quá trình giao tiếp, tính toàn vẹn dữ liệu đảm bảo rằng thông tin mà người nhận nhận được không bị giả mạo và thay thế bởi kẻ tấn công trong quá trình truyền Trong các hệ thống mật mã dựa trên khóa công khai, tính toàn vẹn dữ liệu thường được thực hiện bằng chữ ký số Trong các hệ thống RFID, mã xác thực tin nhắn thường được sử dụng để xác minh tính toàn vẹn dữ liệu Nó sử dụng thuật toán băm với khóa chung, đó là kết nối khóa chung và thông điệp xác thực với nhau để băm Bất kỳ thay đổi nhỏ nào đối với dữ liệu sẽ có tác động lớn đến giá trị của mã xác thực thư Trên thực tế, ngoài hệ thống cao cấp sử dụng tiêu chuẩn ISO14443 (sử dụng mã xác thực tin nhắn), tính toàn vẹn của thông tin được truyền có thể được đảm bảo trong quá trình giao tiếp giữa đầu đọc và thẻ Phương pháp sử dụng tổng kiểm tra tại giao diện truyền thông cũng chỉ có khả năng phát hiện sự xuất hiện của các lỗi ngẫu nhiên Nếu cơ chế kiểm soát toàn vẹn dữ liệu không được sử dụng, bộ nhớ thẻ có thể ghi có thể bị tấn công Kẻ tấn công viết phần mềm, sử dụng giao diện liên lạc của máy tính, bằng cách quét thẻ RFID và trả lời truy vấn của người đọc, tìm kiếm các lỗ hổng trong giao thức bảo mật, thuật toán mã hóa và cơ chế thực hiện của nó, sau đó xóa hoặc giả mạo dữ liệu trong thẻ RFID.
Với sự phổ biến của công nghệ RFID, giá của thiết bị nhận dạng thẻ ngày càng thấp hơn Đặc biệt là sau khi RFID bước vào cuộc sống hàng ngày của mọi người,những người có độc giả có thể quét và theo dõi những người khác Hơn nữa, tín hiệu thẻ thụ động không thể bị cắt, kích thước nhỏ, dễ ẩn và có tuổi thọ dài, và dữ liệu có thể được tự động xác định và thu thập, làm trầm trọng thêm vấn đề theo dõi độc hại.
Giải pháp vấn đề bảo mật thẻ RFID
3.5.1 Cơ chế lệnh Kill (Kill Kill)
Cơ chế lệnh Kill được đề xuất bởi Trung tâm nhận dạng tự động (Trung tâm
ID tự động) Cơ chế lệnh Kill sử dụng phương pháp phá hủy vật lý thẻ RFID Khi thẻ được thực thi, thẻ RFID sẽ bị loại bỏ vĩnh viễn Người đọc không còn có thể truy vấn và đưa ra các hướng dẫn về các thẻ bị phá hủy và bảo vệ quyền riêng tư của người tiêu dùng thông qua các phương pháp tự đánh bại Phương pháp hy sinh các chức năng thẻ RFID và các dịch vụ tiếp theo có thể ngăn chặn việc quét và theo dõi ở một mức độ nào đó Tuy nhiên, mật khẩu của cơ chế lệnh Kill chỉ có 8 bit, vì vậy kẻ tấn công độc hại chỉ có thể có quyền truy cập thẻ chỉ với chi phí tính toán là 64 Ngoài ra, vì không còn bất kỳ phản hồi nào sau khi thẻ điện tử bị phá hủy, đó là khó phát hiện liệu hoạt động Kill có thực sự được thực hiện trên thẻ hay không Do đó, thẻ Kill không phải là công nghệ ngăn chặn quyền riêng tư giúp phát hiện và chặn hiệu quả việc quét và theo dõi thẻ.
3.5.2 Cơ chế che chắn tĩnh điện
Cơ chế che chắn tĩnh điện hoạt động bằng cách sử dụng Lồng Faraday để che chắn nhãn.
Vỏ lưới Faraday là một hộp đựng được làm bằng lưới kim loại hoặc lá kim loại ngăn chặn sự xâm nhập điện từ Trước khi thêm vỏ lưới Faraday, hai vật thể có thể tạo ra phản ứng điện từ, nhưng sau khi nắp lưới Faraday được thêm vào, tín hiệu điện từ bên ngoài không thể đi vào vỏ lưới Faraday và tín hiệu điện sóng từ bên trong không thể xuyên qua Khi mọi người đặt nhãn vào thùng chứa làm bằng vật liệu dẫn điện, nó có thể ngăn không cho nhãn được quét Khi nhãn điện tử thụ động không nhận được tín hiệu, nó không thể lấy được năng lượng và tín hiệu phát ra từ nhãn hoạt động có thể được phát ra Lồng Faraday có thể ngăn kẻ theo dõi bất hợp pháp lấy thông tin về nhãn bằng cách quét Việc sử dụng lồng Faraday đòi hỏi phải bổ sung thêm một thiết bị vật lý, điều này gây bất tiện và làm tăng thêm chi phí cho thiết bị hệ thống IoT.
Chủ động can thiệp với tín hiệu vô tuyến là một cách khác để che chắn các thẻ Người dùng nhãn có thể chủ động phát tín hiệu vô tuyến thông qua một thiết bị để chặn hoặc làm gián đoạn hoạt động của các đầu đọc IoT gần đó Cách tiếp cận chính này có thể dẫn đến can thiệp bất hợp pháp Các hệ thống IoT hợp pháp khác trong vùng lân cận cũng chịu sự can thiệp và nghiêm trọng hơn là nó có thể chặn các hệ thống lân cận khác sử dụng tín hiệu vô tuyến.
Thẻ Blocker đảm bảo quyền riêng tư của người tiêu dùng bằng cách ngăn người đọc đọc thẻ Không giống như các nhãn thường được sử dụng để xác định các mục, Thẻ Chặn là một gây nhiễu thụ động Khi trình đọc đang thực hiện một thao tác tách nhất định, khi phạm vi được bảo vệ bởi Thẻ chặn được tìm kiếm, Thẻ chặn sẽ tạo tín hiệu nhiễu, do đó đầu đọc không thể hoàn thành hoạt động tách và người đọc không thể xác định liệu nhãn tồn tại hay không. Không thể giao tiếp với nhãn, do đó bảo vệ nhãn và bảo vệ quyền riêng tư của người dùng Tuy nhiên, do sự gia tăng các thẻ chặn, chi phí ứng dụng tăng theo Thứ hai, Thẻ Trình chặn có thể mô phỏng một số lượng lớn ID thẻ, ngăn người đọc truy cập các thẻ khác ngoài vùng bảo mật, do đó việc lạm dụng Thẻ chặn có thể dẫn đến các cuộc tấn công từ chối dịch vụ Đồng thời, Thẻ Chặn có phạm vi của nó và các thẻ nằm ngoài vùng bảo vệ quyền riêng tư sẽ không được bảo vệ.
3.5.5 Bảo vệ chip cho thẻ RFID
3.5.5.1 Tấn công hủy diệt và phòng chống
Các cuộc tấn công hủy diệt chủ yếu bao gồm hai loại biện pháp phòng ngừa: tái cấu trúc bố cục và công nghệ đọc bộ nhớ.
Công nghệ đọc bộ nhớ
Bộ nhớ lưu trữ nội dung như khóa, dữ liệu người dùng và những thứ tương tự không thể có được thông tin trong đó thông qua một bức ảnh quang học đơn giản. Trong quy trình xác thực an toàn, ít nhất các vùng dữ liệu này được truy cập một lần, do đó, đầu dò vi mô có thể được sử dụng để nghe tín hiệu trên xe buýt để thu được dữ liệu quan trọng Lưới dò cấp cao nhất là một trong những phương tiện hiệu quả nhất để ngăn chặn các đầu dò siêu nhỏ lấy dữ liệu bộ nhớ Nó sử dụng đầy đủ kim loại nhiều lớp được cung cấp bởi công nghệ CMOS micrô phụ sâu và lưới dò có thể được theo dõi liên tục trên đỉnh các đường tín hiệu quan trọng để liên tục theo dõi ngắn mạch và hở mạch Khi được cấp nguồn, nó ngăn chặn việc cắt laser hoặc khắc chọn lọc để nắm bắt nội dung của xe buýt Dựa trên đầu ra máy dò, chip có thể ngay lập tức kích hoạt mạch để xóa tất cả nội dung của bộ nhớ không bay hơi Những mắt lưới này cũng có ảnh hưởng đến việc tái cấu trúc các lớp kim loại bên dưới chúng, bởi vì sự ăn mòn không đồng nhất, và mô hình của kim loại phía trên có thể nhìn thấy ở lớp dưới, gây ra nhiều rắc rối cho việc tái cấu trúc tự động của bố cục Các đầu dò thủ công thường có kích thước mục tiêu khoảng 1 micron và các trạm thăm dò có mẹo nhỏ hơn 0,1 micron có giá hàng trăm nghìn đô la và cực kỳ khó lấy Một lưới được thiết kế tốt sẽ làm cho các cuộc tấn công vi mô thủ công trở nên khó thực hiện và các kỹ thuật vá FIB nói chung rất khó khắc phục.
Một bước quan trọng trong một cuộc tấn công phá hoại là tái cấu trúc bố cục của chip RFID Bằng cách nghiên cứu chế độ kết nối và theo dõi các kết nối kim loại qua ranh giới của các mô-đun có thể nhìn thấy, có thể nhanh chóng xác định một số cấu trúc cơ bản trên chip, chẳng hạn như đường dữ liệu và đường địa chỉ Để thiết kế chip thẻ RFID, Mặt trước tương tự RF cần được triển khai theo cách tùy chỉnh hoàn toàn, nhưng mô tả ngôn ngữ HDL thường được sử dụng để thực hiện logic điều khiển phức tạp bao gồm thuật toán xác thực Rõ ràng, phương thức thực hiện sử dụng tổng hợp thư viện ô tiêu chuẩn sẽ tăng tốc Quá trình thiết kế, nhưng cũng cung cấp sự thuận tiện lớn cho các cuộc tấn công phá hoại dựa trên kỹ thuật đảo ngược Thiết kế dựa trên thư viện di động tiêu chuẩn này có thể tự động thực hiện tái cấu trúc bố cục bằng máy tính Do đó, việc sử dụng một phương pháp tùy chỉnh hoàn toàn để đạt được bố cục chip RFID sẽ làm tăng khó khăn trong việc tái cấu trúc bố cục đến một mức độ nhất định Kỹ thuật tái cấu trúc bố cục cũng có thể được sử dụng để thu được nội dung của ROM chỉ đọc Mẫu bit của ROM được lưu trữ trong lớp khuếch tán và sau khi loại bỏ các lớp vỏ của chip bằng axit hydrofluoric (HF), nội dung của ROM dễ dàng được nhận ra theo cạnh của lớp khuếch tán Trong bộ vi xử lý- dựa trên thiết kế RFID, ROM có thể không chứa bất kỳ thông tin khóa được mã hóa nào, nhưng nó chứa đủ I / O, kiểm soát truy cập, chương trình mã hóa, v.v., đặc biệt quan trọng trong các cuộc tấn công không phá hủy Do đó, đối với các thiết kế RFID sử dụng bộ vi xử lý, nên sử dụng các chương trình lưu trữ bộ nhớ không bay hơi như FLASH hoặc EEPROM 1
1 http://m.vn.rfidtagcn.com/info/security-issues-and-solutions-for-rfid-tags-34307806.html
Kết luận – Đánh giá
4.3 Tổng kết công việc từng thành viên.