Luận văn tìm hiểu công nghệ rfid và Ứng dụng

Bởi do công nghệ được sử dụng để truyền năng lượng và dữ liệu, một hệ thắng nhận đạng không tiếp xúc như vậy được gọi là hệ thông nhận dạng nhờ sóng vô tuyển RULD-Radio l'requency Identi

1.4.1 ‘Thé nho (memory card) ¬— —-

CHƯƠNG 2 CÔNG NGITE REID

3.1.3.4 Dãi tân viba ¬—

2.1.3 Các quy chuan vé RFID Teeerrrre.c 2Ó

2.2 Các thành phần của hệ thống RELU

2.3 Phân loại và nguyên ly heat ding cia RFID 2 3D,

2.3.1 Phân loại theo phương pháp cấp nguồn cho thé 32

2.3.1.1 Thé thu déng (Passive tap) "¬- BB

3.3.1.3 Thẻ bán chủ động (Semi-active tag) cceceeeeeeee 3S 3.3.2 Phân loại theo phương thức truyền dữ liệu giữa thẻ và đầu đọc 36

3.3.2.1.1 Thể 1 bít sử dụng lần sé vé inyén 37 2.3.2.1.2 Thể 1 bít sử dựng sóng viba

2.3.21.3 Thé t bị sử dụng phương pháp chía lẫn 41 2.3.2.14 Tha | bit sử dụng phương pháp âm từ (Acoustomaganetic) 12 2.3.2.2 Hệ thống RFID song can va bin song ong 43

tạ

2.3.22.1 Hệ thống ghép diện cảm _ A

3 Ghép điện từ tin xa nguge (backscatter)

2.3.2.2.3 Hé thong RFID ghép gin (Close coupling) 50

2.3.3.3.1 Hệ thống REID tuần tự ghép điện cảm 52 2.3.2.3.2 Hệ thông REID tuần tự sử đụng sóng âm bể mặt 54

2.4 Mã hóa, điều chế, bảo mật và chỗng đụng độ trong REID 57

2.4.1.2.2 Khóa dịch tân 2U8K " 1 60

2.4.2.1 Thủ tục xác thực lẫn nhau

2.4.2.2.1 Ma hoa ludng (stream ciphering) cccccccccecoooece ÔỔ 2.43 Đa truy cập, chống đụng độ ñ

2.51 Ưu điểm ¬— "5

2.5.2 Liạn chế

2.5.3 Ứng dụng của RETD

3.1 Yêu cầu kỹ thuật đặt ra của hệ thống vả giải pháp thực hiện 80

3.3.1.3 Lap tinh cho ADF 7020-] va cac phan mém hé try 94

3.2.2 Vi điều khiển ATmega8&, A‘fmegal 28

2 Kién trúc Atrnega⁄48/88/128

3.3.2.2 1 Khối xử lý trung tâm (CPU) - sec 9Ø

3.2.2.3 Các chế dộ tiếp kiệm năng lượng của Atmegn 48/88/168 105

3.2.3.3.2 Chế dộ giảm nhiều cho ADC

3.2.2.3.3 Chế độ power-down - 106 3.2.2.3.4 Chế độ tiết kiệm năng lượng (power-save) 1ÚỐ

3.3.3.1 Sơ để khối chức năng ¬ 2 109

3.3.3.2 Sơ đỏ nguyên lý Error! Bookmark not defined

CHƯƠNG 4.ỨNG DỤNG RFID TRONG QUAN LÝ KHACH SAN

4.1 Phân tích HT H1 HT KH HH2 HH ch ng ườn ¬

4.1.1 Cơ câu hành chính của một khách sạn vừa và nhỏ 112

4.1.2 Các nghiệp vu lễ tân trong khách sạn 113

4.1.3 Các thông tin cần quản lý ¬— 115

4.1.4 Các yêu cầu chức năng của ứng dụng

4.2.2.1 Sơ đỗ chức năng — Biéu dé tương tác — Biểu đồ tuẫn tự

4.2.2.2 Thiết kế cơ sở đữ HiỆU HH ng ng nước 125

Hình 1 4 Van tay và các đấu điểm dùng để nhận dạng |2J 21

Hình 1 5 kiến trúc diễn hình của thẻ nhớ [2] —

TTình 1 6 Kiến trúc điển hình của thẻ chíp [2] ¬

Hình 1 7 Thẻ sim có khả năng lưu trữ 64kbytc dữ liêu eo 2

1ỉnh 2 1 Các đãi tân dành cho ứng dung RI'ID

Hình 2 3 Thẻ thụ dộng 2.4GHz chế tạo bởi Alien Teehnolgy [1] 33 Tlinh 2 4 Thé tht dgng 915 MIIz ché tao béi Intermec Corporation [1] 33 Hình 2 5 Thẻ chủ động liên lạc theo kiểu hỏi đáp [1] -34

Hình 2 6 Thẻ chủ động liên lạc theo kiểu chủ động phát [1|

Hình 2 7 Thẻ chủ động có bộ phát hiện chuyến động chế tạo bởi RECODE [1] 35

Hình 2 8 nguyên lý hoạt động của thiết bị BAS sử dụng lẫn số võ tuyến [2] 38 Hình 2 9 Ang ten khung của đầu doc (cao 1.20 1.60m) (bái) và thể (phải)

Hình 2 16 Thể 1 bịt sử dụng sông vibø [2]

Hình 2 11 thê 1 bịt sử dụng sống viba trong vùng dọc của dầu dọc |2|

Tlinh 2 12 Hệ thống BAS sử dụng phương pháp chia tần [2]

Hình 2 13 hệ thẳng RFID sử dụng thẻ 1 bít âm từ [2] oe AB

Hình 2 14 hệ thông rñd ghép điện cảnm [

Ilinh 2 15 Các thiết kế khác nhau của thẻ ghép điện cảm [2] 44

Hình 2 16 Đầu đọc RETD ghép điển cảm hoại động ö tần số

TTình 2 17 Hệ thống RTID truyền đữ liệu bằng phương pháp điều chế

19 Thé RFID tan xa ngược có phì cấp nguồn cho vi clúp |2| 49

20 Nguyên lý hoạt động của thế EI'1D tán xạ ngược [2] 50

2] Bau doc va thé trong hé théng ghép gân [2] a SI

22 ghép điện dụng giữa đầu đọc và thể trong hệ thống ghép gân |2| 32

23 Sơ để khối của thẻ trong hệ thẳng RFTD tuần tự [2] 54

34 điện áp của tụ tích điện trên thế trong một chủ kỳ phát dữ liệu [2] 54

25 Layout via thé SAW {2J

26 Cac kiéu ma héa bang co ban sur dung trong RFID [2] 58

30 Thủ tục xác thực lẫn nhau giữa dẫu đọc và thể ]2| co 42

31 Thú tục xáo thực lẫn nhau[2] HH

32 Sự tân công vào quá trình truyền đữ liêu [2] 2 64

33 Dữ liệu phát được báo vé higu qua nhd md hoa [2] 65 3⁄4 Trong thủ tục one-time pad, khóa mã [] 66

35 Pleat khoa ma bing bd tao ma gia ngau whién [2] 66

36 Phát quảng ba tix dau doc toi thé [2] SH keo

39 Bo sánh hưu lượng trong hai giao thức ALOLLA va Slotted ALOLLA [2]71

40 Một thê HE chế tạo bởi lập đoàn Maxoll ]2| a TB

41 Trạm thu phí giao thông tự dộng ở Singapore [2]

12 Vé may bay ota hing Lufthansa (Dic) [2]

43 Về xe buýt sử dụng công nghé RFID & Han Quốc (Bus Card) [21 75

44 Lệ thống RLID được gắn vào đường ray và đầu máy quản ly tau [2] 76

45 Thé RFID (thé EPC) str dung béi Wal-Mart [9] 76

46 May in thể (kiểm đầu đọc) và thẻ RETD được gắn vào hang hóa [2| 77

47 chia khỏa xe ô tô dược tích hợp thẻ RFID chống trôm |2|

48 thế ra vào của được tích hợp vào trong dang hé deo tay [2]

49 Thẻ REID được cây vào gia súc [2]

30 Hệ thống tự động vắt sữa bỏ với sự hỗ trợ của RETD |2]

5} Chip RFID được cây dưới da [2]

của ADF 7020-1 [3]

2 8ơ dỗ khối chứa năng của ADEF7020-1 ]3J

3 Mạch tạo đao động tham chiều [3]

4 Mạch lọc [3]

5 VCO, mạch lọc và bộ chúa N [3] "—

1 Cân trúc

6 quan hệ giữa tân số hoạt động với tổng cảm kháng [3]

ộ dao dộng diều khiển bởi điện ap (VCO) [3]

8 Cầu hình của bộ PA trong chế độ điều chế ESK/GISK [3]

9 Câu hình bộ PA trong chế độ điều chê ASK/OOK [3]

10 Thực hiện điều chế ESK [3] "

11 Bộ khuảch đại tạp âm thấp và bộ trộn tản [3]

12 Khối đo RSSI [3]

13 Giải diéu ché FSK tuong quan [3]

14 Giải điều chế FSK tuyén tinh [3]

15 So đỗ thời gian của giao diện nói tiếp

16 So đồ thời gian của tín hiệu readback [3]

17 Sơ để thời gian của đữ liệu thụ

18 So dỗ thời gian của dữ liệu phát [3]

19 Câu hình chân của Atmega8B với

20 So để khối cửa AVTR [5]

2† Kiến trúc khối xứ lý trung tâm (CPU) [S]

22 Câu trúc thực hiện lệnh song song |5]

lều đóng gói TQFP [5]

33 Sơ để thời gian thực hiện phép tĩnh của ATU |5

9

Hình 3 24 Tẻ chức tô nhớ chương trình trong atracesf8/128 |5| 104

linh 3 25 tổ chức bộ nhở dữ liệu [S]

Hình 3 26 Sơ đỗ khối chức năng của thẻ - 107

Hình 4.1 Cơ câu của một khách sạn .113

Hình 4.2 Sơ đỗ khối hệ thống ¬ 118 Hình 4.3 Sơ đỏ khối mạng RS485 TH 119 TTình 4.4 Sơ đỗ nguyên lý bộ điều khiển mạng -.119

Tình 4.5 Sơ đổ nguyên lý khối nguên của khóa 120

Hình 4.6 Sơ dỗ nguyên lý của mạch hiển thị và mạch công suất 121 1ình 4.7 Sơ để chức năng của khách sạn 122 Hình 4.8 Biểu đỗ trường tắc xem thông tím _ .122 Hình 4,9 Biểu đỏ tương tác cập nhật thông tỉn

TTình 4 L0 Biểu đồ tương tác tra cứu thông tin 123 Hình 4.11 Biểu đề tuần tự xem thông tin

TTình 4.12 Biểu đề tuần tự cập nhật thông tin — LOA Hình 4.L3 Biểu đồ tuần tự tra cứu thông tin 135

Hình 4.14 Sơ đồ ERD của cơ sở đữ liệu — _

Danh sách các bang biểu

Bang 1 l Sơ sánh các hệ phương pháp nhận đạng,

Bang 2 1 Quy định về tân số sử dụng cho RITD trên thể giới 28

Bang 4 1 Danh sách các thuộc tính

DANH SACH CAC TU VIET TAT

A

AFC — Automatic Friquency Control

ALU Arithmetic and Logic Unit

ASK_ Amplitude Shift Keying

ADC Analog to Degital Converter

AGC Automatic Gain Control

B

Bit rate

c

cP Charge Pump

CPU Central Processing Unit

CDMA Code Division Multiple Access

Differential

Deviation

F

FSK Frequency Shift Keying

FDMA Frequency Division Multiple Acces

Khoi xử lý trung tâm

Đa truy cập phân chia theo mã

Giao điện 2 dây trong đỏ tín hiệu trên

2 dây bù nhau

Tân số lệch

Khóa dịch tân

Đa truy nhập phân chúa theo tân số

Khóa dịch tan- Gaussian

Kiến trúc tỏ chức bộ nhớ chương trình

tách biệt với bộ nhở đữ liệu

Low Noise Amplifier Layout

Million Instructions Per Second

Multiplexer

Mixer

On-Off keying

Power Amplifier Phase locked loop Phase Fryquency Detector

Reduced instruction set computer

Giao dién 2 day

Nhiều liên ký tư

Bo khuéch dai tap am tháp

Bồ trí linh kiên và đi day trên mạch in

Triệu lệnh trên một giây

Bộ phát hiện sai pha

Điều khiển tỷ lệ tích phân Chuối đầu của luông dữ liệu Điều chẻ độ rộng xung

Bộ đếm chương trình

Tự động nhận dạng sử dung sóng vô

tuyển Tin hiệu số phản hỏi

Chỉ thị mức tin hiệu thu

Bộ điều khiển điện áp

Số lần lặp lại của 1 bít trong luỗng bit

May tinh ding tap lệnh rút gọn

Reset

Single-ended

Stream Ciphering

SPI Serial Peripheral Interface Bus

SDMA Space Division Multiple Access

VŒO Voltage-controlled oscillator

Khởi đông lại

Giao điện 2 dây trong đó một dây tín

hiệu và 1 đây đất

Mã hỏa luỗng

Giao diện bus ngoại vi nói tiếp

Đa truy cập phân chia theo không gian

Đa truy cập phân chia theo thời gian

Tân số siêu cao

Bộ dao động điều khiên bởi điện áp

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập — Tự do— Lạnh phúc

LỜI CAM DOAN

Téi xin cam doan luận văn này lả do tôi tự thiết kế dưới sự hưởng dẫn cia Thay

giáo TS Phạm Ngạc Nam Cáo số liệu, kết quả trong luận văn là hoàn toàn trung thực

Để hoàn thành bài luận văn này, tôi chỉ sử dụng những tài Hệu tem khảo đã được ligt kẻ trong bảng Các tải liệu tham khảo, không sử dụng tải liệu khác không ghi trong,

bảng liệt kế

Lọc viên

Phạm Văn Tranh

14

MO DAU

‘Trong nhiing năm gân đây, phương pháp rự động nhận dạng (Auto-1D) trở nên rất phổ biên trong rất nhiều lĩnh vực trong cuộc sông và sản xuất Thủ tục tự động nhận dang xuất hiện sẽ phục vụ việc cung cấp thông tí, nhận diện, theo dõi, bám sat người, động,

vật, hay sản phẩm hàng hóa trong lưu thông

Mã vạch có mặt ở khắp mọi nơi là sự khởi đầu cho công nghệ nhận đạng tự động, được xuất hiện từ khá lâu và dang thẻ hiện sự hạn chế của nó Mã vạch có thể rất rủ, nhưng hạn chẻ lớn của nó là dung hượng lưu trừ thông tin thập không dap ứng nhu cầu về lưu trữ thông tin (thông tình về nhận dạnh, thông thì về đối tượng được gắn nhân ) trong nên sắn xuất và thương mại hiện đại

Một giải pháp công nghệ tối ưu hơn sẽ có khá năng lưu trữ đữ liệu vào chip

silicon Thiết bị thông dụng, nhất thuộc loại có thẻ lưu trữ thông tin dược sử dụng trong, cuộc sống hang ngay 14 thé thong minh tiếp xúc (smart card) ( như thế điện thoại, thẻ ngân hang) Tuy nhiên, cơ chế tiêp xúc sử đụng trong loại thế thông minh nảy đôi khi không thích hợp trong thực tế Sự truyền dữ liệu theo cách không tiếp xúc giữa thiết bị mang dữ liêu và đầu đọc của nó sẽ lrở rên mễm đếo hơn nhiều! Trong trường hợp lý tuổng, răng lượng cung cấp cho hoạt động của thiết bị cũng có thể truyền bir dau doc thông qua công nghệ không tiếp xúc Bởi do công nghệ được sử dụng để truyền năng lượng và dữ liệu, một hệ thắng nhận đạng không tiếp xúc như vậy được gọi là hệ thông nhận dạng nhờ sóng vô tuyển (RULD-Radio l'requency Identification)

Số lượng lớn các công ty trên toàn thế giới về cả phát triển lẫn kinh doanh trong Bình vực REID đã chứ ra rằng thị trường RETD là rất đăng chú ý Trong khi đoạnh sé kin doanh trong lĩnh vục liên quan đến REID xắp xi 900 triệu USD trong nằm 2000, con số

nây được đự đoán lä 2650 triệu USD trong năm 2005 và 97 tỷ USD trong năm 2013 Thị trường REID như vậy trở thành khu vực tầng trưởng nhanh nhất trong công nghiệp vô

tuyển Những điều này phần nào thể biện sức hứt lớn và tiêm năng phát triển của công nghệ RETD Ngoài ra, trong những nằm gần đây, nhận đựng không tiếp xúc đang phát

15

triển như một lĩnh vực nghiên cửu độc lập Nó là sự kết hợp của nhiều lĩnh vực khác nhau như: công nghệ vô tuyển, công nghệ bản dẫn, báo vệ và mã hóa dữ liệu, truyền thông, công nghệ chế tạo và nhiều lĩnh vực liên quan khác

Ö Việt Nam, là nước đang phải triển và đang tỉmg bước hội nhập, đầu tư phát triển

về khoa học công nghệ, từng bước tiếp thu và làm chủ nên công nghệ tiên tiền của nhân loại là một hướng đã cần thiết và đúng đấn để đưa đất nước ta tiên lên thành một nước công nghiệp biên dại Không dimg ngoài xu thể phát triển của thể giới, công nghệ REID

đang được phát triển, ứng đụng và từng bước xâm nhập vào nên sản xuất cũng như đời

sống của nước ta, tuy nhiên, phải thừa nhận rằng so với thể giới và những kự ích tuyết vời ma RFLD có thể mang Iai thi co thé noi ching ta dang biét vé RFID quá it Nhận thức

được những lợi ích to lớn của REID, xu hướng phát triển của nó cũng như thực trạng img

dung RFID 6 nước ta, trong dẻ luận văn tốt nghiệp nay tôi tập trung, vào tìm hiểu công, nghệ tiên tiến nảy Ngoài tìm hiểu về lý thuyết R.LID tôi cũng cổ gắng thiết kế một hệ thông REID chủ động hoạt động ở tân số 433MHz Nội dung chỉ tiệt sẽ được lần lượt giới thiệu ở các chương tiếp theo của luận văn, cụ thể

Chương 1: Téng quan về các công nghệ nhận đạng- chương này giới thiệu

sơ lược về các công nghệ nhận dang đã và đang được sử dụng nửnz mã vạch, nhận dang bằng ký tự quang, nhận dạng vân tay , dông thời cũng, trình bày các ưu nhược diễm của các hệ thống nay dé qua do thay duoc ưu điểm vượt trội của công nghé RFID

Chương 2: Công nghệ REID- chương này lập trưng trính bảy các vẫn đề

liên quan đến RIID như: REID là gì, hoạt động như thế nảo, phân loại hệ thống RI'LD, giao thức và phương thức báo mật, tần số được sử dụng và cáo quy định cần quan tâm khi thiết kế hệ thẳng REI2 Tuy nhiên, RFID la mét công nghệ nên di kẽm với nó là rất nhiều vấn để liên quan, trong khuôn khổ huận văn tép nghiệp em chỉ xin giới thiệu một số van

để chính đề có thế có được cái nhìn khái quất nhất về RFT

Chương 3: Thiết kế hệ thống RUID chủ động hoạt động ở tần số 433MI1z-

chương này tôi đành để giới thiệu vẻ IC thu phat cao tin ADF7020-1, vi điển khiến

16

Atmega88 và tính toán, thiết kế hệ thông REID chủ dộng (gm dau doc va thé) boat dong

ở tân số 433MI1z dựa trên việc sử dụng két hop hai IC nay

Chương 4: Ứng dụng RFID treng quản lý khách sạn - chương này trình bảy

việc ứng dung hệ thẳng RETD thiết kế trong chương trước vào việc quản lý khách sạn

CHƯƠNG 1 TỎNG QUAN VẺ CÔNG NGHỆ NHẬN DẠNG TỰ

DỌNG

Chương đầu này được đành dễ giới thiệu tổng quan về các công nghệ riậu dạng tự động được sử dụng trên thể giới Từ công nghệ nhận dang đã chiêm vị trí “thống tì”

trong một thời gian đài như mã vạch tới cáo công nghệ cao như nhận dạng vân tay, giọng,

tiôi và cuối cùng là công nghệ RFTD sẽ được lần lượt trình bày trong chương này, Môi sự

so sánh mang tỉnh tổng kết cũng sẽ được trình bảy ở phần cuối của chương

1.1 Mã vạch (Barcode)

Mã vạch đã giữ vị trí thống trị của nó so với các hệ thông nhận dạng khác ong, vòng, hơn 20 năm qua Người t2 đã thống ké rang tổng, doanh thu của của hệ thông mã

vạch vào đầu những năm 1990 là khoảng 3 tỹ đồ la Mỹ

Mã vạch là một loại mã nhị phân bao gồm một trường các vạch (bar) và các khe

hở (gap) được sắp xép song song với nhau Chúng được sắp xếp theo các mẫu xác định trước va thé hiện các phân tử đữ liệu tương ứng với các ký tự Chuối hình được tạo ra từ

các vạch rộng hẹp, cac khe hở có thể được hiểu dưới dạng số hoặc đạng chữ số (alphanumerical) Mã vạch có thể được đọc bởi các máy quét laze băng cách phát hiện sự

khác nhau của chùm tia laze phầu xã từ các vạch ruâu đen và các khe hỗ màu trắng, Tuy

nhiên, mặc dủ đồng, dạng vẻ thiết kế vật lý, vẫn có sự khác biệt đáng kể về mặt sắp xếp

:nã trong khoảng 10 loại mã vạch khác nhau đang được sử đụng ngảy nay

Mã vạch thông dụng nhất lá ma HAN (Huropean Article Number), no duge thiết

kẻ một cach chuyén biệt dễ dap ứng yêu cầu của ngành công nghiệp thực phẩm vào năm

1976 Mã vạch BVN là một sự phát triển cia ma UPC (Universal Product Cade), da duge giới thiệu ở Mỹ vào dâu năm 1973 Ngày nay, mã UPC la tap con cla ma EVN do dé nd hoàn toản tương thích với mã BVN

Ma EVN được tạo ra từ 13 chữ số, gồm : mã nhận điện quốc gia, mã nhận điện công ty, số hiệu của sản phẩm và một số dùng để kiểm tra mã (Hình 1,2)

18

Ngoài mã BVN, còn có cáo mã thông dụng trong các lĩnh vực khác nhau như (hình

1.3):

- Mã Codabar: sử dụng trong ngành được phẩm và y tế, trong các lĩnh vực yêu cầu

6 an loan cao

- Mã 2⁄5 xen kẽ: sử dụng trang công nghiệp tự động hóa, lưu trữ hàng hóa, các

cdng-lé-no vận chuyển hang và ngành công nghiệp năng,

- Mã 39: sử dụng trong công nghiệp chế biến thực phẩm, sản xuất hàng tiêu đừng,

trong các trường học và thư viện

identer|_ Company identfier Nnmiber cD

Mhan dang ky tu quang hoc (OCR-Oprical character recognition) duoc si dung

lần đầu tiên váo năm 1960 Một loại phông chữ đặc biệt đã được phát triển riêng cho img,

dung này, chứng đã được biến điện để có thể được đọc theo cách thông thường bỏi con

người hoặc được đọc tự động bởi máy Một ưu điểm quan trọng nhất của hệ thống mã OCR là lưu trữ được thông tin với mật dộ cao và khả năng dọc bằng mắt thường trong,

19

trường hợp dự phòng (hoặc đơn giản là đẻ kiểm tra) Ngày nay, mã OCR được sử dụng

trong ngành sân xuất, dich vu, trong lĩnh vực hành chính hay trong lĩnh vực ngân hàng

(như sử dụng trong tờ sec: các dữ liệu cá nhân như tên, số tải khoản được in trên tờ séc

dưới dạng mã OCR ),

personali Match fonts to your message to

1.3 Phương pháp sinh trắc hoc (Biometric)

Sinh trắc học (Biometric) được định nghĩa là ngành khoa học tính toán và đo đạc

các đặc tỉnh của cơ thẻ sông Khi xét về khia cạnh nhận dạng, sinh trắc học là khái niệm chung cho tat ca các phương pháp nhận dạng con người bằng cách so sảnh những đặc điểm vật lý riêng biệt không thé nhằm lần của các cá nhân khác nhau Trong thực tẻ, có

các phương pháp sinh trắc học là: nhận dạng vân tay, nhận dạng giọng nói, nhận dạng võng mạc

1.3.1 Nhận dạng giọng nói

Gan đây, đã có các hệ thông chuyên dụng nhận dang người bằng giọng nói Trong,

hệ thông như vậy, người sử dụng (người cần được nhân dạng) nói vào một micorophone

được kết nổi với máy tỉnh Thiết bị nảy sẽ chuyên đổi giọng nói thành tín hiệu số, sau đỏ

tín hiệu số sẽ được phân tích bởi một phân mêm nhận dạng

Mục đích của nhận dạng bằng giọng nói là kiểm tra nhận dạng của một người dựa

trên giong nói của người đó Dieu này đạt được bằng cách kiểm tra đặc tỉnh giọng nỏi

dựa vào các mẫu tham chiều có sẵn.

1.3.2 Nhận dạng vân tay

Ngành tội phạm học đã sử dựng phương pháp nhận dạng vân tay để nhận đạng lội pham từ đầu thế kỷ XX Quá trình nảy đựa trên sự so sánh cáo nhủ và các đường vân trên đầu ngôn tay, được thực hiện không chỉ trực tiếp trên các ngón tay mà còn có thê thông qua các đỗ vật mà người cân nhận dang cham vào (ví đụ nhận dạng đổi tượng nghỉ vẫn

thông qua các dâu vân tay thu duoc tir hién trường các vụ án),

Khi nhân đang vân tay được sử dụng cho nhận người, thường trong các thủ tục

nhận dang ra vào cửa, đầu ngón tay của người cân nhận đạng phải được đất trên một đầu

đọc chuyên dụng Hệ thắng sẽ tính toán dữ liệu Lhu được từ mẫu vân tay đọc được và so

sánh nó với các mẫu tham chiếu được lưu trữ Các hệ thông nhận dạng vân tay hiện đại

yêu câu ít hơn nửa giây để nhận đạng một vân tay Dễ chồng lại sự giả mạo, hệ thông

nhận dạng vân tay thậm chỉ còn được phát triển để có thể phát hiện dược ngón tay dang đặt trên dâu đọc có phải lá của người đang sống hay không

1.4 Thể thông mình (Smart card)

Thé thông mình (smart card) là thiết bị điện tử có khá năng lưu trữ dữ

thê có khả năng tính Lain (như thẻ chíp- mieroprocessor card), thường được gắn vào

trong các thế plastie có kích thước bằng thẻ tia dụng Thẻ thông, mình đưới dạng thẻ diện

thoại trả trước được đua ra vào năm 1984 Thẻ thông minh được đặt vào một đầu đọc, đầu đọc tạo ra một kết nối điện với các điểm tiếp xúc của thế Thể được cung cập ning lượng và xung nhịp từ đầu đọc thông qua các điểm tiếp xúc (điểm tiếp điện) Dữ liệu

21

truyền giữa dầu doc va thể sử dụng giao diện nối tiếp hai chiều (cổng vào/rz) Có thé

phân biệt hai loại cơ bán của thế thông mình đựa trên chúc năng của chúng: thé nhớ (memory card) va thé chip (microprocessor card)

Một trong những ưu điểm chính của thể thông mìmh là đữ liệu lưu trữ có thể được bảo vệ chống lại các truy nhập không mong muốn Thẻ thông minh làm cho tất cả các

dich vu liên quan đến thông lần, các giao dịch tải chính ở nên đơn giản hơn, an toàn và chỉ phí rẻ hơn Vì lý do dó, khoảng 200 triệu thể thông mình đã được phát hành trên toàn

thể giới vào năm 1992 Năm 1995 con số đó đã tăng lên 600 triệu trong đó S00 triệu thẻ

nhớ vẻ 100 triệu thể chíp Vì vậy, thị tương thể thông mình thể biện là thị trường lớn

mạnh nhanh nhất trong, ngành công nghiệp vị điện tứ

Một nhược điểm của thẻ thông minh là tính để hỏng đo các tiếp xúc điện trên thẻ

dé bị mòn hoặc bắn Đầu dọc được sử dụng thường tốn nhiễu chi phi bảo dưỡng do nó

hay bị lỗi Thêm váo đó, những đầu đọc cho phép truy cập cổng công (như box điện thoại thể) không được bảo về chống lại các hành động phá hoại

1.4.1 Thể nhớ (memory card)

Trong thế nhó, bộ nhớ- thường là một eeprom- được truy cập bằng việc sử dụng

logie tuân tự (máy trạng thái) (hình 1.5) Nó cũng có thể được kết hợp với môi thuật toán bao mật, như thuật toán mã hóa luồng Chức năng của thế nhớ thường dược tôi ưu hỏa cho các ứng đụng riêng biệt Tính mêm đẻo của thé nhớ là cực kỳ hạn chế nhưng đổi lại

nó rất liệu quả vẻ kinh tế, Vì lý do dó, thê nhớ chủ yếu dược sử dụng trong các ứng dung

nhạy căm về giá thành và cho phép kích thước lớn Một ví dụ của ứng dụng nảy lá thể báo

nem được sử dựng cho việo thanh toán tiên trợ cấp hưa trí ở nước Đức,

tạ là)

Aetirsea nnủ ‘Saaur ly Logic

Hinh 1 5 Kiến trúc điển bình của thẻ nhớ [ 2]

1.4.2 Thé chip (microprocessor card)

Như gợi ÿ của tên thé, thẻ chíp bao gồm một chíp dược nỗi với các bộ nhớ (RAM ROM, BEPROM) ROM được ghi sẵn kết hợp với một hệ điêu hành cho chip được cải vào chúp trong quả trình sản xuất Nội dụng của ROM được xác định trong quá trình chế

†ạo, giống nhau cho tất cả cáo thé chíp của cùng một loại sản phẩm và giá trị của nó

không thể ghủ đè EEPROM chùa đữ liệu và mã chương trình Đọc hoặc ghủ Lit eeprom

được diễu khiến từ hệ diễu hành RAMI là bộ nhỏ làm việc tạm thời của thẻ chịp Dữ liệu được lưu trong RAM bi mat khi mal nguén (Hình 1.6) Thể chíp rất lĩnh hoạt Trong hệ thống thé théng minh hiện đại, có thể tích hợp nhiều ứng dụng khác nhau trong cùng một

thé chip Trong loại thẻ đỏ, các ứng đụng khác nhau sẽ được tái vào Li'prom thông qua

hé điều hànễ:

'Thé chịp được sử đụng trong các ứng dụng yêu cầu báo mật cao Ví dụ thé thông minh cho điện thoại đi động GSM (thê SIMD hay thẻ thanh toán điện tử ŒSC - electronic

cash) Khả răng có thể lập trình và chạy nhiều ứng dụng khác nhau làm cho thể thích

nghỉ nhanh với các ứng dụng mới,

Hình 1 7 Thẻ sim (thuộc thẻ thông minh tiếp xúc)[2]

có khả năng lưu trữ 64kbyte dữ liệu

1.5 Hệ thống RFID

Hệ thông REID có quan hệ gần gũi với thẻ thông minh Giống như thẻ thông

minh, đữ liệu được lưu trữ trong một thiết bi goi la thé (hay bé phat dap- transponder)

Tuy nhiên, không giống với thẻ thông minh, đữ liệu truyền giữa thẻ REID vả đầu đọc và

thâm chỉ cả nguồn cung cap (như trong thẻ thụ động) thực hiện không cần kết nổi điện

mà thay vào đó là trường điện từ Phương pháp kỹ thuật cơ bản được sử dụng trong hệ

thống REID dựa trên lĩnh vực vô tuyển điện và kỹ thuật ra-đa Chỉ tiết về công nghệ

Barcod | oop ¡ Nhậndạng Nhậnđạng Thẻthông | pry

Kha nang

tin (theo byte)

hướng của bụi | Rat cao | Rat cao cote | Si ng th

Giả thành Rat thap | Vira phải Rat cao Rat cao Thap "Vừa phải

CHPHYÊN | Thp | Thấp không không | Trung binh | Khéng

Kha nang sao [

doctdida | Soom | “Pom | O-S0em | tyetigp | tructigp | thẻthụ

động)

1.6 Kết luận

Trong chương này chúng ta đã có cái nhìn tổng quan về các công nghệ nhận dạng,

đã và đang được sử dụng Một sự so sánh sơ bộ mạng tỉnh chất tổng kết cfng đã được

trình bảy ở phân cuồi chương qua đó thấy được phần nào sự vượt trôi của công nghệ nhận

dang RFID,

CHUONG 2 CONG NGHE RFID

2.1 REID là gì? Tần số sử dụng va các quy chuẩn

2.1.1 RETP là gì?

Công nghệ RFTD ( Radio Frequency Tderdification) sử dụng sóng vô tuyến để tự động nhận dạng các đổi tượng ( là đổi tượng sống hoặc vật vô trị võ giác) Vì thể, phạm

vi cáo đối tượng oó thể nhận đạng được bằng công nghệ REID là hâu như mọi thử trên

hành tình này Như vậy, REID lá một lĩnh vực của công nghệ nhận dạng tự động (auto-

1D), công nghệ mà nhờ đó một đối tượng, có thể được nhận dang một cách tự động Các

vi dụ khác của công nghệ nhận dạng tự động là bao gôm mã vạch, sinh tắc học ( như

nhận dạng bằng vân tay hay võng mạc), nhận dang bằng giọng nói và hệ thống nhận dang

ký tự quang học (OCR) Ra đời sau, được phát triển vào những nam gan day nhung RFID

dã thể b ôn những ưn việt của nó và được xem là công nghệ của tương lại

Vậy công nghệ nhận dạng này hoạt động như thế nảo? Một thiết bị võ tuyển được gọi là thê (tag) được gắn vào đối tượng cần nhận đựng hay theo đối Dữ liệu nhận dang duy nhất về đối lượng gắn thể được lưu trữ trong thẻ đó Khi đối tượng như vậy xuất hiện trước một đầu đọc RIID phủ hợp, thẻ sẽ phát đữ liệu nhận dạng của nó tới đầu đọc Dau đọc sau đỏ sẽ đọc đữ liệu của thể và có thể chuyển dữ hệu 46 dén mét phần mam ứng dụng đang chạy trên máy tỉnh qua một kênh truyền phủ hợp, vi dụ như qua mạng hay qua

cáo kết nói nổi tiếp Phần mềm ứng dụng sẽ sử dụng dữ liệu nhận được để nhận dạng đối

tượng Nó cũng có thể thực hiện nhiều công việc khác nhau như cập nật thông tín về vị

trí của đổi tượng vào cơ sở đữ liệu, gửi đi một cảnh báo, hoặc hoàn toàn bỏ qua ( nều như

đọc được bản sao thông tín của thể),

Như ta có thể thấy từ phan ind tả này, RETD cũng là một công nghệ thu thập dữ

liệu Tuy nhiên, công nghệ nảy oỏ những đặc tính riêng biệt cho phép có thể ứng đụng ở pham vị rộng hơn, vượi xa các oông nghệ truyền thông như công nghệ mã vạch.

2.1.2 Tân số sử dụng và các quy chuẩn trong RFID

2.1.2.1 Tan số thấp (LF)

Phạm vì tần số từ 30 KHz đến 300 KHz được xem là thấp Một hé thong RFID điển hình hoạt động tại tân số 125 KHz hoặc 134.2 KHz Hê thống RFID hoạt động tại

tần số thấp hâu như đều sử dụng thẻ thụ động, có tốc độ truyền dữ liêu giữa đầu đọc và

thẻ thập, vả đặc biệt tốt nêu môi trường hoạt động bao gồm kim loại, chất lỏng hay bủn đất ( đây là đặc tỉnh rất quan trọng của hệ thông RETD tân sẻ thấp) Bởi vi sự hoàn thiên của loại thẻ nảy, hệ thông REID tân số thấp được sử dụng nhiều nhất, và thực tế nó được

chấp nhận trên toàn thể giới

Pham vi tần số HF tir 3 MHz dén 30 MHz, véi tan s6 13.56 MHz la tan s6 dién

hình được sử dung trong hè thong RFID tân số cao Một hé thong RFID điển hình sử

dụng thẻ thụ động, có tốc độ truyền dữ liêu thấp vả có chất lượng tốt khi hoạt động trong

môi trường kim loại vả chất lỏng Hệ théng RFID HF cũng được sử dụng rộng rãi, đặc

biệt trong các bệnh viện ( nơi không bị gây nhiều bởi các thiếp bị khác) vả nó được chấp nhận trên toàn thể giới

2.1.2.3 Tần số siêu cao (UHF)

UHF cỏ phạm vì từ 300 MHz dén 1 GHz Một hệ thông RFID thụ động điển hình

hoạt động tại tần số 915 MHz ở Mỹ và tại tần số 868 MHz ở châu Âu Một hệ thông,

REID chủ động điền hình hoạt động tại tân s6 315 MHz va 433 MHz Vi vay, hé thong

UHF sử dụng cả thẻ thụ động lần chủ động, có tốc độ truyền dữ liệu cao nhưng chất

37

lượng kém khi có sự hiện diện của kim loại và chất lỏng trong môi trường hoạt động ( tuy

nhiên, điều nảy không đúng với hệ thông hoạt déng 6 tan sé 315 MHz va 433 MHz) Hệ thong RFID tan số siêu cao bắt đầu được triển khai rộng rãi, tuy nhiên, nó chưa được

chấp nhận trên phạm vi toản thê giới

Bang 2 1 Quy định về tàn số sử dụng cho RFID trên thế giới

ERP

57255850 MHz, 4W

2.45 GHz

2.1.2.4 Dai tan viba

Phạm vị tần số vibz từ 1G11z trở lên Miột hệ thống RI'ID viba didn hinh hoat dang hoặc ở tân số 2.45 GHz hoặo ở tin s6 5.8 GHz ( 2.45 GHz duoc str dung phỏ biến hơn),

có thể sử dụng cä thể bán chủ động và thể thụ động, có tốc độ truyền đữ liệu cao nhất tuy

nhiên nẻ lại hoạt động rất kém trong môi trường kăm loại và chất lông, Bởi vi kích thước anten tỷ lệ nghịch với lấn số hoại động niên aruen của thể thụ động hoạt động ở đãi tần viba có kich thước nhỏ nhất ( diều này dẫn dến thẻ có kích thước nhỏ vì vị chíp của thẻ

có kích thước rất nhỏ) Bang tan 2.1 GHz duoe goi la bang tan ISM (Industry, Scientific, and Medical band) va duoc chap nhận trên toạn thế giới

2.1.3 Các quy chuẩn về REID

Không có một tố chức toàn cầu nao quy định việc sử đạng tần số trang RPID Về

cơ bản, mỗi quốc gia có thể tự tạơ cho minh các quy định cho việc dỏ Các tổ chức chính cấp phát tân số sử dụng trong RUID 14:

« USA: FCC (Federal Communications Commission) - Uy ban viễn thông liên

bang

« Canada; CRTC (Canadian Radio-television and Telecommunications

Comrnission)- Bộ viễn thông

« Châu âu ERO, CEPT, ETSI, và các uỹ ban quốc gia (các uỷ bạn quốc gia phải

phê chuẩn một tân số xác dịnh đẻ sử dụng trước khi nó có thể sử dụng ở quốc gia này),

« Whit ban: MPIIPT (Ministry of Public Management, [ome Affair, Post and

Telecommunication) - BS quan ly van déu chung trong nước và công đồng về

bưu chính viễn thông)

«Trung Quốc: Bộ công nghệ thông tin

* Pai loan: NCC (National Communications Commission)

« Nam phi: FCASA (Regulator for the South Afican communications sector)

« Tan Quéc: Ministry of Commarce, Industry and Energy

® Austraha: Australhian Ởonnntmiealions and Media Autiordty

« = NewZealand: B6 phat triển kinh tế

«_ Úc: Uý ban tuyền thông đa phương tiện Úu

Thẻ tần số thắp (LE: 125-134.2 kHz và 140-148 5 kHz) và thẻ tân số cao (HE:

13.5S6MH% có thể sử dụng trên toàn cầu mà không cần sự cấp phép Cáo lần số UHF (UHE: 868MHz 928 MHz) không được sử dụng toàn cầu do nỏ không có chuẩn toàn cầu riêng Ở Bắc Mỹ, UUF có thể được sử dụng không cần phép với khoảng tần số 908 - 928MH+ nhưng bị hạn chế vẻ công suất phát Ở Châu Âu, RETD và các ứng dụng công

suất thấp được quy định bởi ETSI với các khuyến cáo EN 300 220 và BN 302 208, và ERO với khuyên cáo 70 03 Đầu đọc được yêu cầu phải quan sát kênh truyền trước khi

phat (listen before talk); yéu cầu này dẫn đến một số hạn chế về chất lượng Chuẩn UHE

ở Đắc Mỹ không được chấp nhận ở Pháp vì nó gây nhiễn cho cho bang tin ding trong quân sự Đối với Trung Quốc và Nhật Bản, không có một quy dịnh nào chơ việc sử đụng, UHE Mỗi ứng dụng cho UHF ở hai quốc gia này dêu yêu cầu được cấp phát thông qua

xử ban địa phương, và sau đó có thế bị thu hồi, Còn đổi với Ức và Newzealand, bang tn 9]8 - 926 MHz không cần xin cấp phép, nhưng bị bạn chế về công suất phát

Mắt số chuân vé RFID:

® 1SO 14223/1; Chuan cho RELD sử dụng trong các ứng dụng liên quan đến động

vat (theo d6i động vật hoang đã )

e ISO 14443: Ja chuẩn HF (1356 MH2) phổ biển được sử dựng cho hộ chiếu

(ứng dụng công nghệ RETD)-tuân thủ chẩn TCAO 9303 (TCAO- Tổ chức hàng,

không dân dụng quốc tế)

© 1O 15693: là chuân HE (13.56 MHz) phổ biển được sử dụng rộng rãi cho các thế thanh toàn thông rainh không tiếp xúc

® ISO/IEC 18000: chuẩn RELD cho việc quản lý các đối tượng, gồm

> Phin 1: Kiến trúc tham khảo và định nghĩa các tham số

30

Phân 2: các tham số của giao điện liên lạc không đây (air mtcrfacc) ở

® 1SO 18185 là chuẩn cho các thiết bị điện tử phục vụ việc theo đổi các

container hãng, sử đụng tần số 433 MITz và 2.4 GI1z

© EPCglobal:

® ASYM D7434, D7435: Chuẩn kiểm tra chất lượng của bộ phat dap REID thu

động

2.2 Các thành nhần của hệ thong RFID

Một hệ thông RFID bạo gồm các thành phần dược kết hợp với nhau cùng thực hiện giải pháp nhận dạng bằng sóng điện từ Thông thưởng, hệ thống REID gồm những thành phần chính sau

œ Thể: là thiết bị nhỏ gọn được gắn vào đổi tượng cân nhận đạng, thường Ìtm trữ

số TD và có thể mội số thông tin khác về đối tượng

» Bau doc: duge dùng để kích hoạt và thu nhận thông tăn phát ra từ thể Trong hệ thống thụ động và bán thụ động đâu đọc còn được đúng để cắp năng lượng cho

thể thông qua ghép nổi điện từ

œ Anten đâu đọc: đổi với đầu doc cam tay hoạt động ở tân số cao ăng ten đầu doc

có thể được tích hợp vào dau đọc (do kích thước nhỏ)

31

chủ và hệ thống phần méim: với các hệ thống RFTD phức tạp (khác với hệ

thống 1-bi), khi đữ liệu truyền giữa thế và đầu đọc là khá lớn và dẫn phải được

xử lý cũng như quản lý thì hệ thống máy chú và phần mém phụ trợ trở nên không thể thiếu Trong các hệ thống lớn, các máy chủ này có thể được nổi

ifinh 2 2 11@ théng REID điển hình[1]

2.3 Phân loại vả nguyên lý hoạt động của RFID

2.3.1 Phân luại theo phương nháp cấp nguẫn chủ thể

Theo cách phân loại này hệ thẳng REID được chia thành 3 loại sau:

© Hệ thống RFID chủ dộng

© Hé théng RFID thy déng

© Hé théng RELD bán chủ dòng (hay bán thụ dộng)

32

Vi 6 day hệ thông REID được phân loại theo cách cap nguồn cho thẻ nên tương,

ứng với mỗi loại hê thống ta chỉ xét nguyên lý hoạt vận hành của thẻ

2.3.1.1 Thẻ thụ động (Passive tag)

Loại thẻ này không cỏ nguồn cung cấp thay vào đó nỏ sử dụng năng lượng phát ra

từ đầu đọc dé cấp nguồn cho chính nó vả để phát đữ liệu tới đâu đọc Thẻ thụ động đơn

giản về cau tao, vỉ thế, một thẻ như vây cỏ thê tổn tại lâu và bẻn vững với các điều kiện

khắc nghiệt của môi trường, Ví dụ, một số thẻ thụ đồng cỏ thẻ chịu dung được sự ăn môn

hóa học như axit và nhiệt đồ lên tới 400°F ( xấp xi 204°C) hoặc hơn

Hinh 2 3 Thé thu déng 2.4GHz ché tao bai Alien Technology [1]

Trong liên lac giữa thẻ va dau đọc, đầu đọc luôn liên lạc đầu tiên sau đó mới đến

thẻ, tức lá thẻ phải nhân được tin hiệu kich hoạt từ đâu đọc trước Sự hiện diện của đầu

đọc là bắt buộc cho việc thẻ truyền đữ liệu Thẻ thụ động đặc biệt nhỏ hơn so với thẻ chủ

động và bán chủ động, Nó có pham vĩ đọc từ 1 inch đến khoảng 30 feet ( xắp xỉ 9 m)

“Thẻ thụ đông cũng rẻ hơn so với thẻ chủ động và bán chủ động

Hinh 2 4 Thẻ thụ đồng 915 MHZ chẻ tạo bởi Intermec Corporation [1]

Thẻ thong minh khéng tiếp xúc( contactless smart card) là một loại đặc biệt của thẻ thụ động đang được sử dụng rộng rãi (vi dụ, các thẻ an ninh hay thé chong hang gia)

Dữ liệu trong loại thẻ này dược dọc khi nó ở gân dâu dọc chứ không cân sự tiếp xúc vật

lý náo,

2.3.1.2 Thế chủ động (Active tag)

Thẻ chủ động có một nguồn cìng cấp (ví đụ như pm hay nguồn nắng lượng khác

như năng lượng mặt trời) và một bộ phận điện tử thực thi các tác vụ olmyên dụng, Thẻ sử

đụng năng lượng từ nguôn cúng cấp (gần trên thẻ) đề phát đữ liêu cửa nó đến đầu đọc Nó không cần năng lương đo dẫu dọc phát ra dể truyền đỡ liệu Bộ phân diện tử có thể gồm

vi xử lý, cảm biến vả cáo công vào ra Bạn có thể xem thẻ chủ động giống như một máy tỉnh không đây củng với các đặc tính bố sưng như câm biển

Scan fr Proper Wakeup

for Some Time

‘Soenatia 1; Absencs of interronal on by a reader,

Scena 2: Presence of road intorrapaton

Tình 2 5 Thẻ chủ động liên lạc theo kiểu hai dap [1]

Trọng liên lạc giữa thẻ và dầu dọc, thẻ luôn bắt dẫu trước Bởi vì sự hiện điện của đầu đọc là không cần thiết cho việc truyền đữ liệu, một thẻ có thẻ phát quảng bá đử liệu cửa nó vào mỗi đường xung quanh ngay cả khi vắng rnặt đầu đọc Thế loại này liên tục

phát dữ liệu dù có mặt đầu đọc hay không, và gọi là thế chữ động phát (transraiter) Một

loại thẻ chủ động khác sẽ rơi vào trạng thái “ngủ” hoặc trạng thái công suất tiêu thụ thấp

khi đầu đọc không hỏi đến Một đầu đọc sẽ đánh thức mội thế như vậy bằng cách sử dụng, lệnh thích hợp Trạng thái này tiết kiệm năng lượng của pin, và như vậy sẽ nâng cao tuổi

34

thọ của thẻ hơn so với loại thé transmitter Ngoai ra, béi vi thẻ chỉ phát khi được hỏi nên nhiều điên từ trong môi trường được giảm Loại thẻ nảy được gọi là bộ phát đáp

(Trasponder hay transmitter/receiver) Và như vậy, chúng ta có thẻ thấy là không đúng,

thẻ hoạt động Tuy nhiên, đổi với việc truyền đữ liệu, thẻ bản chủ động sử dụng năng

lượng phát ra từ đầu đoc Thẻ thụ đồng cũng được goi là thẻ có sự hỗ trợ của pm (

battery-assisted tag) Trong cách liên lạc giữa thẻ và đầu đọc, đầu đọc luôn chủ động liên

lạc trước, theo sau là thẻ Tại sao sử dụng thẻ bản chủ động lại hơn thẻ thụ động? Bởi vì thê bán chủ động không sử dụng tín hiệu phát ra từ đầu đọc theo cách mà thê thụ đông sử

dụng, nó cỏ thẻ đọc từ một khoảng cách xa hơn so với thẻ thu động Bởi vi không can

thời gian cân thiết cho việc cấp nguồn cho thẻ bán thụ động, một thẻ như thể có thể ở

35

trong vùng dọc của dầu dục với thời gian ngắn hơn đáng kế để thực biên việc dọc thích hợp ( không giống như thé thy động) Vì vậy, ngay cả khi đối tượng được gắn thế di chuyển với tốc độ cao, đữ liệu của thẻ vẫn có thế được đọc nêu như thé bán chủ động được sử dựng Cuối cùng, thê bứn chủ động có thể có khả năng đọc tốt hơn trong các nuôi trường bị che chin hoặc hắp thu sóng vô tuyển Trong môi trường như vậy có thể ngăn can mat thé thu động được kích hoạt, dẫn đến lỗi trong việc phát đữ liệu Tuy nhiên, đó không phải là vẫn đề đối với thể bán chi dong

Khoảng cách đọc của thể bán chủ động có thế là 100 feet ( xấp xi 30.5m) dưới

& UHF va viba)

điều kiện lý tưởng và sử đựng điều chế tán xa ngược ( tân

2.3.2 Phân loại theo phương thức truyền dữ liệu giữa thẻ và đầu đọc

Phương pháp phân loại nảy dựa trên phương thức kết nối cũng, như truyền đữ liệu

giữa thể và đầu dọc Cùng với việc phân loại, nguyên lý hoạt động cụ thể của từng loại cũng được thể hiện trong mục nảy

2.3.2.1 Thé REID t bit

Bit la don vị thông tia nhỏ nhất và chí có hai trạng thải là 0 va 1 Didu đó có nghĩa

là chỉ có hai trạng thái trong, hệ thống REID sử dụng thẻ I bịt: “thẻ trong vùng hỏi" và

“không có thê trong vùng hỏi” Dù với hạn chế đó, thế 1 bút vẫn được sử dụng rất rộng, rii- lĩnh vục ứng dụng chỉnh của nó là sử dụng trong, các thiết bị chống trộm trang các cửa hàng, siêu thị (gọi là các thiết bị EAS-electronic aricle suuveillanee: thiết bị điện tử

giảm sắt hàng hóa)

Một hệ thông 11AS được tạo từ các thành phần sau: đầu đọc (hay bộ hỏi), thế (phần

tử bảo vệ) và có thể có các thiết bị vô hiệu hóa thê (đeaelHivation), lay thiết bị kích hoạt

(activation) Thiết bị vô hiệu hoa the co tac dung võ hiệu hóa thế gắn trên sản phẩm khi sản phẩm đã được mua (việc này được thực hiện tại quây thanh toán) Miột số hệ thông, cũng được kết hợp cả thiết bị kích hoạt thể, thiết bị này thường được đùng để tải kích hoạt các thể sau khi nó đã bị vô hiệu hỏa Một đặc tính chất lượng chính của tất cả các hệ

théng RFID là khả năng nhận dang hay tắc độ phát hiện đổi tượng của hệ thống

36

2.3.2.1.1 Thé 1 bit sứ dụng tần số vô tuyến

“Thẻ sử dụng tin số vô tuyển dựa trên mạch cộng hưởng LC được điều chính tới một tân số cộng hưởng xác định ƒa Cáo phiên bản trước đây thường sử dụng các điện trở

odin (mg lâm từ cáo cuộn đây đồng được sơn cách điện kết hợp với các tụ điện và được

đặt trong cáo vỏ nhựa (thành các thẻ cứng) IIệ thống hiện đại sử dụng các cuộn cam được khắc trực tiếp trên thể

Đầu dọc phát ra một từ trường biển thiên trong đãi tản số vô tuyển (hình 2.8), Nếu mạch sông hưởng LC được di chuyển vào trong ving từ trường biển thiên, năng lưởng, của từ trường biển thiên có thé được cảm ứng vào mạch công hưởng qua cuộn cảm (thea

quy tắc Faraday) Nếu tần số ƒs của trường biến thiền tương ứng với lần số cộng hướng ƒ>

của mạch cộng hưởng LC thì mạch cộng hưởng sẽ tạo ra một đao động cổng hưởng (sympathetie oacillation) Dòng diện chảy trong mạch cộng, hưởng sẽ chống lại nguyên

nhân sinh ra nó, tức lả chống lại từ trường biển thiên ở bên ngoài Liệu ứng này là đáng chú ý bởi vì một sự thay đối nhỏ của điện áp rơi trên cuộn cảm của máy phát sẽ dẫn đến

sự yếu đi của từ trường xung quanh Một sự thay đổi trong điện áp cám ứng cũng có thé

được phát hiện bởi một cuộn cảm biển ngay khi mạch công hưởng được dua vào vùng

trường biến thiên được phát ra từ đầu dọc Sự sụt giảm biên độ tương, dối của từ trường, phụ thuộc vào khoảng cách giữa hai cuộn dây (cuộn dây dẫu dọc - cuộn dây của thẻ, cuộn đây của thể - cuôn đây cảm biến) và hệ số chất lương Q của mạch công hưởng (ở thể)

Sư biến đổi biên độ diện áp Lương dối ở đầu cuộn cảm dẫu đọc và cuộn cẩm biển

thông thường rất nhỏ và như vậy rất khó phát hiện được Như vậy tín hiệu phải rõ rằng,

đến mứu có thể để thể có thể được phát hiện một cách tín cây Điều này đụt được bằng cách sử dụng một mẹo nhỏ: tần số của trường biên thiên được tạo ra không phải lá hằng

số mà được “quét” Điều đỏ có nghĩa là tân số được phát ra liên tục trong pham vi ttt fain đến fa Phạm vi tần sẻ trong hệ thông quét thường là 8.GMHZ _LÌ 0%

Magnetic altemating field

Hình 2 8 Nguyên lý hoạt động ctia thiet bi EAS str dung tan số vô tuyến[2]

Đất cứ khi nảo tấn số quét chính xác bằng tần số công hưởng của mạch công

hưởng trên thẻ, thi đao động bắt đầu xảy ra trong mach nay, điều này tạo ra một sụt áp rõ

rệt trên cuộn cảm của đâu đọc và cuôn cảm biển Sai lệch tân số của thẻ phụ thuộc vào sai

số trong quá trình chế tạo và biển đôi trong môi trường cỏ sự hiện diện của kun loại không còn đóng vai trò quan trọng do tân số được quét trong phạm vi rộng

Bởi vì thẻ không được gỡ ra khi hảng hóa được mua, chúng phải được thay đổi đề

không còn khả năng kich hoạt hệ thông chồng trộm Đề đạt được điều đỏ, nhân viên thu

ngân đăt san pham duoc mua (va được gắn thẻ) vào một thiết vô hiệu hoa the (deactivation) , thiết bị này sẽ tạo ra một từ trưởng đủ mạnh đề điện áp cảm ứng sinh ra

trên thẻ có thể phá hủy tụ điền trên đỏ Tụ được phá hỏng không thé được phục hỏi và

như vậy sẽ phả hủy mạch công hưởng của thẻ và thẻ không còn bị kích thích bởi tin hiệu

quét phát ra tử đâu đọc nữa

Một ăng ten khung lớn được sử dụng đề tạo ra từ trường biển thiên trong vùng doc

của dau đọc Một thiết kế điển hình cỏ thể được nhìn thấy trong các cửa hàng lớn hay:

siêu thi được thể hiện trên hình 2.9

38

Tan:

‘Sit on [Back ot barcode)

BD ccs

Hình 2 9 Ang ten khung của đầu đọc (cao 1.20-1.60m) (trai) va thé (phai) [ 2]

Cáo sẵn phẩm mà tự mỏ có ruột lâm số công hưởng (ví dụ như trồng quần dây cáp- cable drum) 1a mét thách thức lớn cho thiết bị chống trộm loại nảy Nếu tân số cộng, tưởng của sản phẩm nằm Irong khoảng tân số quéi 8.2ZMH+ + 10% chúng sẽ kích hoạt tiệ thông báo động (dù thể gắn trên sản phẩm đã được vô hiệu hóa khi sản phẩm được bán)

2.3.2.1.2 Thẻ 1 bít sử dụng sóng viba

Hệ thống EAS hoạt động trong đải viba loi dung vide phái hài của các linh: kiên điện tử có dường đặc tính phì tuyển (như diode) Hải cũa tín hiện điện áp hình sim A với

tân số /2 là tín hiệu điện áp I5 mà tân số ƒz của nó bảng một số nguyên lần tân số Z4 Như

vậy các hải của tân số fy là cde 2fa 3 fa 4 fa fa cling duce gọi là hài bậc nhài

của chính nó, N ƒ+ dược gọi là hải bậc N

Về cơ bản, các mạng 2 cực với đặc tính phi tưyển sẽ tạo ra các hài của tản số cơ bản (hải bậc nhất Dưới diều kiện thích hợp, phép nhân của / thành mx ƒ có hiệu suất là 1⁄2? Tuy nhiên nêu thiết bị dự trữ năng lượng phi bưyển (như diode điện dung) được sử

dụng thì trong trường hợp lý tưởng sẽ không có tốn hao Diode điện dung là thiết bị dự

trữ năng, lượng, đặc biệt thích hợp trong nhân tân số Số lượng và cường độ các hải dược

tạo ra phụ thuộc vào độ kích tạp và đường đặc tính của điođe điện dung,

Mạch của thẻ 1 bí phát hài rất đơn giản: một diode điện đụng được nổi với một di-pôn được diễu chỉnh thích hợp với tần số sóng mang (hình 2.10) Với một tân số sóng

mang là 2 45GHz thì tổng độ đài của đị-pôn là 6em Các tản số sóng mang được sử đụng

la 9ISMHz, 2.45 GHz hay 5.6 GHz Néu thé dược dặt trong vùng dợc của dầu doc thi

39

dòng điện chảy trong diode sẽ tạo ra và phát lại các hải của sóng mang tới dau đọc Tín hiệu được phát ra gấp 2 đền 3 lần sóng mang phụ thuộc vào loại diode được sử dụng

Thẻ loại này thường được đỏng gói trong các vô nhựa (thẻ cứng) và được sử dụng

chủ yếu đề bảo vệ các sản phẩm may mặc (chống trộm trong các cửa hàng) Thẻ được

thảo ra tại quây thanh toán khi hàng đã được mua vả sau đó có thể được sử dụng lại

Nếu biên độ hoặc tân số sóng mang được điều chế (ASK, FSK) thi tất cả các tín

hiệu hải của nó cũng được điều chế củng kiểu Điều nảy có thẻ được sử dụng đề phân biết

giữa tin hiệu hữu ích và nhiêu, chồng hiện tượng chuông báo động báo sai do các nhiên

2nd harmonic

4.90 GHz

Hình 2 11 The 1 bit sử dụng sóng viba trong vùng đọc của đầu đọc[2]

40