NGHIÊN cứu và THIẾT kế TRẠM THU PHÍ tự ĐỘNG kết hợp cân điện tử

Trên cơ sở kiến thức đã học trong môn học : Vi Điều Khiển – Vi Xử Lý , Ghép Nối Điều Khiển Thiết Bị Ngoại Vi… cùng với những hiểu biết về các thiết bị điện tử, chúng em đã quyết định thự

KHOA CNKT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

trong khoa Điện – Điện Tử, nhất là quý Thầy cô thuộc bộ môn Điện Tử đã giảng dạy

và truyền đạt kiến thức chuyên ngành cho nhóm thực hiện đề tài trong thời gian vừaqua

Đặc biệt nhóm thực hiện xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Thầy Lê Viết Vĩnh vì

sự tận tình hướng dẫn giúp đỡ cũng như đã tạo những điều kiện thuận lợi nhất giúpnhóm có thể thực hiện và hoàn thành tốt đề tài này

Nhóm thực hiện đề tài cũng không quên cảm ơn các bạn trong lớp đã trao đổi,góp ý để nhóm thực hiện hoàn thành đề tài này một cách tốt đẹp và đúng thời gian

Mặc dù đã có nhiều cố gắng và nỗ lực thực hiện, nhưng do kiến thức cũng nhưkhả năng bản thân còn nhiều hạn chế nên trong quá trình thực hiện đề tài không thểtránh khỏi những sai phạm, thiếu sót…Rất mong nhận được sự góp ý, chỉ dẫn từ nơiquý thầy cô và các bạn sinh viên

Xin chân thành cảm ơn!

Nhóm thực hiện đề tài

TÓM TẮT

Ngày nay khoa học công nghệ ngày càng phát triển, vi điều khiển AVR và viđiều khiển PIC ngày càng thông dụng và hoàn thiện hơn , nhưng có thể nói sự xuấthiện của Arduino vào năm 2005 tại Italia đã mở ra một hướng đi mới cho vi điềukhiển Sự xuất hiện của Arduino đã hỗ trợ cho con người rất nhiều trong lập trình vàthiết kế, nhất là đối với những người bắt đầu tìm tòi về vi điều khiển mà không có quánhiều kiến thức, hiểu biết sâu sắc về vật lý và điện tử Phần cứng của thiết bị đã đượctích hợp nhiều chức năng cơ bản và là mã nguồn mở Ngôn ngữ lập trình trên nền Java

Trên cơ sở kiến thức đã học trong môn học : Vi Điều Khiển – Vi Xử Lý , Ghép Nối Điều Khiển Thiết Bị Ngoại Vi… cùng với những hiểu biết về các thiết bị điện tử,

chúng em đã quyết định thực hiện đề tài : “NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ TRẠM THU PHÍ TỰ ĐỘNG KẾT HỢP CÂN ĐIỆN TỬ ” được thiết kế gồm có phần cứng

và phần mềm Phần mềm được thiết kế bằng công cụ Microsoft Visual Basic 2010 giaotiếp với phần cứng bằng Arduino mega 2560 kết nối với modul đọc thẻ từ RFID

RC522 Ứng dụng có thể thực hiện một số chức năng như phần cứng có thể nhận diện thẻ RFID, từ đó quản lý xe trong bãi một cách dễ dàng có độ an toàn tuyệt đối thời gian xử lý nhanh chóng, tránh được sự ùn tắc của các bãi giữ xe thông thường Đề tài này có tính thực tiễn cao vì vậy nếu như được nghiên cứu và phát triển thêm thì đề tài

có thể được ứng dụng ngoài thực tế trong tương lai

MỤC LỤC

Bên cạnh đó, công cụ lập trình Microsoft Visual Basic 2010 rất được ưachuộng cho việc lập trình trên máy tính, giao diện đẹp dễ sử dụng

1.2 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Hiện nay trên quốc lộ nước ta có 60 trạm thu phí các loại.Trong đó 45 trạm do các khu quản lý đường bộ trực thuộc cục đường bộ VIỆT NAM quản lý 6 trạm do Cục ủy quyền cho các cơ sở GTVT/GTCC quản lý, 2 trạm do UBND tỉnh quản lý và 9 trạm

do các doanh nghiệp BOT quản lý.Trong số đó có 14 trạm đã tự động hóa ở các khâu thu phí và kiểm soát như ( 3 trạm trên QL5,3 trạm QL1,trạm cầu Mỹ Thuận, Trạm Cỏ May, trạm trên QL13, 3 trạm trên QL10,trạm xa lộ Hà Nội, trạm cầu Cần Thơ )

Một thực trạng hiện nay là thiết bị các trạm thu phí ở mỗi nơi một kiểu, không có tiêu chuẩn chung về thiết bị và công nghệ đẫn đến quy trình thu khác nhau gây phức tạp cho công tác quản lý và không thuận tiện cho phương tiện qua lại, hơn nữa một số không phù hợp với chế độ tài chính Việt Nam nên buộc các đơn vị sử dụng phải vận dụng những biện pháp vận hành khác với thiết kế ban đầu đẫn đến hậu quả là hiệu quả đầu tư thấp, khó kiểm soát được số thu thực tế,không hạn chế được số nhân công và tiềm ẩn nhiều phát sinh tiêu cực

Vì vậy việc xác định, lựa chọn các công nghệ phù hợp với điều kiện kinh tế việt nam nhằm làm cơ sở cho việc xây dựng quy trình thu phí thuận tiện, an toàn và hiệu quả cần phải được tiến hành ngay Căn cứ vào đó triển khai việc thống nhất và đồng bộhóa thiết bị công nghệ cũng như quy trình thu trên toàn bộ mạng lưới trạm thu phí quốc lộ,đặc biệt là tuyến đường quan trọng và tuyến đường đối ngoại, giúp cho thu phíViệt Nam văn minh hiện đại Ngoài ra còn tạo điều kiện đưa các ứng dụng công nghệ mới vào thực tế hiện đại hóa công tác thu phí, cho phép ứng dụng phương thức thu hiện đại, thuận tiện cho người sử dụng, bảo đảm an toàn giao thong, hỗ trợ quản lý tốt tiền thu phí, chống thất thu và giảm nhân lực

Đề tài này có một số ưu điểm như:

 Giá thành, chi phí lắp đặt rẻ

 Phần cứng sử dụng ARDUINO được hỗ trợ nhiều thư viện.

 Phần mềm sử dụng công cụ Microsoft Visual Basic 2010 được Microsoft

hỗ trợ và ngôn ngữ Visual Basic được sử dụng phổ biến, nguồn tài liệu phong phú

Vì vậy, nhóm thực hiện đề tài đã quyết định chọn đề tài tốt nghiệp là

NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ TRẠM THU PHÍ TỰ ĐỘNG KẾT HỢP CÂN ĐIỆN TỬ

1.3 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

Nhóm thực hiện đề tài đã chọn đồ án theo hướng NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ TRẠM THU PHÍ TỰ ĐỘNG KẾT HỢP CÂN ĐIỆN TỬ để phát triển ứng dụng trongthực tế

1.4 MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Sau khi được chấp nhận đề tài nghiên cứu của cô hướng dẫn, nhóm thực hiện

đề tài đã đặt ra mục tiêu nghiên cứu cụ thể như sau: tìm hiểu về nguyên tắc hoạt độngcủa công nghệ RFID trên module RC 522, biết cách thiết kế ứng dụng trên MicrosoftVisual Basic 2010 và phần cứng phải giao tiếp được với phần mềm thông qua

ARDUINO.

Do giới hạn về thời gian nghiên cứu cũng như kiến thức chuyên ngành nênnhóm thực hiện đề tài chỉ tập trung nghiên cứu một số vấn đề chính xoay quanh đề tài

như: tìm hiểu và cài đặt các công cụ hỗ trợ lập trình ARDUINO và Visual Basic 2010,

xây dựng giao diện trên Microsoft Visual Basic 2010 đóng vai trò kết nối với phầncứng thực hiện chức năng đọc thẻ RFID từ module đọc thẻ RC 522

1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Chúng tôi khi thực hiện đề tài đã sử dụng các phương pháp để nghiên cứu đềtài như sau:

 Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết

 Phương pháp tham khảo tài liệu

 Phương pháp thực nghiệm

Cụ thể:

 Tìm hiểu Arduino phần cứng và tập lệnh

Bao gồm các phần chính:

 Động cơ

 Tìm hiểu về mạch Arduino mega 2560

 Tìm hiểu phần mềm Arduino để viết chương trình

 Ý nghĩa đề tài:

Đề tài Nghiên cứu và thiết kế trạm thu phí tự động kết hợp cân điện tử bằng RFID làmột ứng dụng thực tế mà hiện nay đang phát triển mạnh mẽ, đa dạng và sinh động, nóđược ứng dụng nhiều trong cuộc sống nhằm giảm bớt sức lao động của con người.1.7 BỐ CỤC ĐỀ TÀI

Đề tài bao gồm những nội dung sau:

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

Chương này giới thiệu chung về đề tài, lý do chọn đề tài, mục tiêu của đề tài

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT

Chương này giới thiệu khái quát về Arduino Mega 2560 và công nghệ RFID

CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ

Chương này nói về việc thiết kế tổng quan cho hệ thống

CHƯƠNG 4: CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN

Chương này mô tả quy trình hoạt động của toàn bộ hệ thống

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Chương này tóm tắt lại thành phần của hệ thống, những hạn chế cần khắc phục vànhững cái chưa làm được

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT2.1 GIỚI THIỆU VỀ ARDUINO

2.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển

Arduino thực sự đã gây sóng gió trên thị trường người dùng DIY (là nhữngngười tự chế ra sản phẩm của mình) trên toàn thế giới trong vài năm gần đây, gầngiống với những gì Apple đã làm được trên thị trường thiết bị di động, số lượngngười dùng cực lớn và đa dạng với trình độ trải rộng từ bậc phổ thông lên đến đại học

đã làm cho ngay cả những người tạo ra chúng phải ngạc nhiên về mức độ phổ biến

Hình 2.1 Những thành viên khởi xướng Arduino.

Arduino là gì mà có thể khiến ngay cả những sinh viên và nhà nghiên cứu tạicác trường đại học danh tiếng như MIT, Stanford, Camegie Mellon phải sử dụng;hoặc ngay cả Google cũng muốn hỗ trợ khi cho ra đời bộ kit Arduino Mega ADKdùng để phát triển các ứng dụng Android tương tác với cảm biến và các thiết bị khác

Arduino thật ra là một bo mạch vi xử lý được dùng để lập trình tương tác vớicác thiết bị phần cứng như cảm biến, động cơ, đèn hoặc các thiết bị khác Đặc điểmnổi bật của Arduino là môi trường phát triển ứng dụng cực kỳ dễ sử dụng, với mộtngôn ngữ lập trình có thể học một cách nhanh chóng ngay cả với người ít am hiểu vềđiện tử và lập trình Và điều làm nên hiện tượng Arduino chính là mức giá rất thấp

và tính chất nguồn mở từ phần cứng tới phần mềm Chỉ với khoảng $30, người

người dùng đầu tiên Hiện nay Arduino nổi tiếng tới nỗi có người tìm đến thị trấnIvrea chỉ để tham quan nơi đã sản sinh ra Arduino

2.1.2 Giới thiệu về board arduino mega 2560

Hình 2.2 Board Arduino Mega 2560.

Arduino Mega 2560 là 1 bo mạch thiết kế với bộ xử lý trung tâm là vi điểukhiển AVR Atmega2560 Cấu tạo chính của Arduino Mega 2560 bao gồm các phầnsau:

- Cổng USB: đây là loại cổng giao tiếp để ta upload code từ PC lên vi điều

khiển Đồng thời nó cũng là giao tiếp serial để truyền dữ liệu giữa vi điều khiển vàmáy tính

- Jack nguồn: để chạy Arduino thỉ có thể lấy nguồn từ cổng USB ở trên,

nhưng không phải lúc nào cũng có thể cắm với máy tính được Lúc đó ta cần mộtnguồn từ 9V đến 12V

- Có 54 chân vào/ra, ngoài ra có một chân nối đất (GND) và một chânđiện áp tham chiếu (AREF)

- Vi điều khiển AVR: đây là bộ xử lí trung tâm của toàn bo mạch Với mỗi

mẫu Arduino khác nhau thì con chip là khác nhau Ở con Arduino Mega2560 này thì

sử dụng ATMega2560

Arduino Mega 2560 có 16 đầu vào tương tự, mỗi ngõ vào tương tự đều có độphân giải 10 bit (tức là 1024 giá trị khác nhau).Theo mặc định đo từ 0 đến 5 volts,mặc dù là nó có thể thay đổi phần trên của phạm vi bằng cách sử dụng chân Aref vàanalogReference) chức năng

Các Atmega 2560 có 256 KB bộ nhớ flash để lưu trữ mã (trong đó có 8 KBđược sử dụng cho bộ nạp khởi động), 8 KB SRAM và 4 KB của EEPROM

Arduino Mega 2560 R3 là board arduino với khả năng xử lý mạnh chip điềukhiển USB-to-serial Thay vào đó, nó có tính năng ATmega16U2 (ATmega8U2 Cáctính năng mới của Arduino mega 2560

Đầu ra : Thêm SDA và SCL chân được gần với pin Aref và hai chân mới khácđược đặt gần với pin RESET Trong tương lai sẽ tương thích với cả hai bảng sử dụngAVR hoạt động với 5V và hoạt động với 3.3v

Mạch Reset Stronger.Atmega 16U2 thay thế 8U2.Board arduino mega 2560 sửdụng chip ATmega2560 của ATmel, bộ nhớ chương trình lên đến 256KB trong đó có8KB được sử dụng bởi bootloader Với bộ nhớ chương trình lớn, người dùng có thểviết nhiều chương trình phức tạp, điều khiển được nhiều thiết bị hơn Dung lượngRAM là 8KB 4KB EEPROM

Sau đây là sơ đồ chân của Arduino Mega 2560

Hình 2.3 Sơ đồ chân của Arduino Mega 2560.

Các chân điện như sau:

- VIN Điện áp đầu vào cho Arduino khi nó sử dụng một nguồn điện bên ngoài Người dùng có thể cung cấp điện áp thông qua pin này, hoặc, nếu cung cấp điện

áp thông qua jack cắm điện

- GND Chân nối đất

- Bộ nhớ (Memory): Các ATmega2560 có 256 KB bộ nhớ flash để lưu trữ

mã (trong đó có 8 KB được sử dụng cho các bộ nạp khởi động), 8 KB của SRAM và 4

KB của EEPROM (mà có thể được đọc và ghi với các thư viện EEPROM)

- Đầu vào và đầu ra (I/O): Trong số 54 chân kỹ thuật số trên ArduinoMega 2560 có thể được sử dụng như một đầu vào hoặc đầu ra, sử dụng pinMode (),digitalWrite (), và các chức năng digitalRead () Chúng hoạt động với điện áp 5 volts.Mỗi pin có thể cung cấp hoặc nhận được tối đa 40 mA và có một điện trở kéo lên bêntrong (ngắt kết nối theo mặc định) 20-50 kOhms Ngoài ra, một số chân có chức năngriêng:

- Truyền thông (Serial): 0 (RX) và 1 (TX); Nối tiếp 1: 19 (RX) và 18(TX); Nối tiếp 2: 17 (RX) và 16 (TX); Nối tiếp 3: 15 (RX) và 14 (TX) Được sử dụng

để nhận (RX) và truyền (TX) TTL dữ liệu nối tiếp Pins 0 và 1 cũng được kết nối vớicác chân tương ứng của ATmega16U2 USB-to-TTL nối tiếp chip.

Một thư viện SoftwareSerial cho phép giao tiếp nối tiếp trên bất kỳ của cácchân kỹ thuật số của Mega2560

Các ATmega2560 cũng hỗ trợ TWI và SPI truyền thông Các phần mềmArduino bao gồm một thư viện Wire để đơn giản hóa việc sử dụng các bus TWI

- Ngắt (Interrupt): Các chân có chức năng ngắt 2, 3, 18, 19, 20 và 21 Cácchân này có thể được cấu hình để kích hoạt một ngắt trên một giá trị thấp, một góc lên

và xuống, hoặc một sự thay đổi trong giá trị

- Băm xung (PWM): 2-13 và 44 đến 46 Cung cấp 8-bit đầu ra PWM vớianalogWrite () chức năng

- SPI: 50 (MISO), 51 (MOSI), 52 (SCK), 53 (SS) Các chân này hỗ trợSPI giao tiếp bằng cách sử dụng thư viện SPI

- LED 13: Có một built-in LED kết nối với pin kỹ thuật số 13 Có giá trịHIGH/ LOW

- TWI : 20 (SDA) và 21 (SCL) Hỗ trợ TWI giao tiếp sử dụng các thư việnWire Lưu ý rằng các chân không ở cùng một vị trí như các chân TWI trênDuemilanove hoặc Diecimila

Các Mega2560 có 16 đầu vào analog, mỗi trong số đó cung cấp 10 bit độ phângiải (tức là 1024 giá trị khác nhau) Theo mặc định nhà phát triển đo từ GND đến 5volts, mặc dù là nó có thể thay đổi các đầu trên của phạm vi của nhà phát triển bằngcách sử dụng pin Aref và analogReference () chức năng

Bảng 2.1 Tóm tắt chức năng của các chân trong Arduino Mega 2560.

2 PE0 ( RXD0/PCINT8 ) Digital pin 0 (RX0)

5 PE3 ( OC3A/AIN1 ) Digital pin 5 (PWM)

6 PE4 ( OC3B/INT4 ) Digital pin 2 (PWM)

7 PE5 ( OC3C/INT5 ) Digital pin 3 (PWM)

9 PE7 ( CLKO/ICP3/INT7 )

0 PB1 ( SCK/PCINT1 ) Digital pin 52 (SCK)

1 PB2 ( MOSI/PCINT2 ) Digital pin 51 (MOSI)

2 PB3 ( MISO/PCINT3 ) Digital pin 50 (MISO)

3 PB4 ( OC2A/PCINT4 ) Digital pin 10 (PWM)

5 PB6 ( OC1B/PCINT6 ) Digital pin 12 (PWM)

6 PB7 ( OC0A/OC1C/PCINT7 ) Digital pin 13 (PWM)

3 PD0 ( SCL/INT0 ) Digital pin 21 (SCL)

4 PD1 ( SDA/INT1 ) Digital pin 20 (SDA)

5 PD2 ( RXDI/INT2 ) Digital pin 19 (RX1)

6 PD3 ( TXD1/INT3 ) Digital pin 18 (TX1)

3 PK6 ( ADC14/PCINT22 ) Analog pin 14

4 PK5 ( ADC13/PCINT21 ) Analog pin 13

1 PF6 ( ADC6 ) Analog pin 6

Các thông số cơ bản của Arduino Mega 2560

 Vi điều khiển: ATmega2560

 Điện áp làm việc: 5 V

 Điện áp đầu vào (đề nghị): 7-12 V

 Digital I / O pins: 54 (trong đó có

 15 chân có chức năng PWM)

 Chân đầu vào Analog: 16

 DC hiện nay mỗi I / O pin: 40 mA

 DC hiện tại cho 3.3V pin: 50 mA

 Bộ nhớ Flash: 256 KB trong đó 8 KB sử dụng bởi bộ nạp khởi động

 4 cổng serial (so với 1 trên Arduino Uno)

Bảng 2.2 Số chân của 4 cổng serial.

Cổng serial Chân RX Chân TX

Lưu ý: cổng serial 0 trên 2 chân 0 và 1 được sử dụng để upload chương trình

từ Arduino IDE vào board Arduino Mega

 6 ngắt ngoài (so với 2 trên Arduino Uno)

Bảng 2.3 Số chân 6 ngắt ngoài.

 15 chân PWM : Các chân 2-13 và chân 44, 45, 46

 16 chân analog: Từ chân 0 đến chân 15

Arduino Mega 2560 tương thích với hầu hết các Shield dành cho ArduinoUno Các Shield mở rộng tương thích với Arduino Uno có thể gắn lên Arduino Megavới thứ tự các chân không hề thay đổi

Việc cài đặt driver và sử dụng hoàn toàn tương tự board Arduino Uno Arduino Mega 2560 có sẵn thư viện Matlab Hiện tại các board arduino được Matlab

hỗ trợ gồm có Arduino Duemilanove, Arduino Uno và Arduino Mega 2560 Chínhnhờ bộ nhớ chương trình lớn, số cổng IO nhiều và giá thành không quá cao nên boardArduino Mega 2560 được dùng phổ biến với những người dùng Matlab Với việc sửdụng Matlab, người dùng chỉ cần viết chương trình trên Matlab, các cổng nhập - xuất

từ Arduino sẽ giao tiếp với máy tính thông qua giao thức Serial Việc viết code trênArduino sẽ được giảm nhẹ hoặc không cần thiết nữa

2.2 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ RFID

2.2.1 Tổng quan về ứng dụng RFID và quản lý vào/ra

a Tìm hiểu chung về ứng dụng RFID và quản lý vào/ra

Đối với những địa điểm như các cơ quan, trụ sở lớn,Trạm thu phí vấn đề vềbảo mật, kiểm soát an ninh thường rất phức tạp và đặt ra nhiều thử thách Giải quyếtvấn đề an ninh trên với công nghệ RFID sẽ là lựa chọn phù hợp cho từng đơn vị

Hệ thống quản lý kiểm soát khách vào/ra bằng công nghệ RFID có khả năngkiểm soát hoàn toàn tình hình di chuyển của con người, hàng hóa, thiết bị,… quacác khu vực khác nhau, cho phép đi qua/không đi qua, từ đó giúp cho việc giám sát anninh của lực lượng quản lý trở nên đơn giản và hiệu quả hơn

Giải pháp một thẻ sẽ mang lại tiềm năng để khách hàng quay lại trong nhữnglần sau Chiếc thẻ thông minh không tiếp xúc thể hiện tính hiện đại và sự tiện lợi.Trên thẻ là hình ảnh của khách sạn/ khu nghỉ dưỡng và những thông tin khác thay chochiếc chìa khóa thông thường và thiếu ấn tượng Thông tin của khách hàng sẽ đượclưu trữ trực tiếp vào thẻ và đồng bộ với cơ sở dữ liệu của hệ thống quản lý.

Sức hấp dẫn của giải pháp “one card solution” thể hiện từ hình ảnh riêng biệtcủa dự án được in trên thẻ, cho đến việc ứng dụng vào các dịch vụ chuyên nghiệp bởisức mạnh lưu trữ, bảo mật dữ liệu của lõi chip bên trong thẻ

Hình 2.4 Sơ đồ nguyên tắc mặt bằng làn bán tự động.

Việc điều khiển hệ thống thang máy, kiểm soát vào ra, mở cửa văn phòng…đều được ban quản lý phân quyền trên từng thẻ cá nhân của khách hàng Sự khác biệtđược thể hiện từ trong những chi tiết nhỏ nhất của chiếc thẻ thông minh, và đó là khả

năng sử dụng thẻ để mở công tắc điện, điều khiển hệ thống ánh sáng, nhiệt độ v.v…trong phòng của khách hàng.

Khách hàng sẽ ấn tượng bởi phong cách phục vụ chuyên nghiệp và hiện đạinhờ sự khác biệt của giải pháp “one card solution” Sau khi làm thủ tục check-out,chiếc thẻ còn là vật kỉ niệm của khách sạn/ khu nghỉ dưỡng dành cho khách hàng

Chiếc thẻ sẽ theo chân khách hàng đi khắp mọi nơi, và họ có thể giới thiệu với bạn bè, đồng nghiệp và gia đình của họ về khách sạn/khu nghỉ dưỡng của bạn bằng chính chiếc thẻ đó

Hình 2.5 Giải pháp one card solution

Giải pháp “one card solution” tiện ích và hiệu quả sẽ mang đến sự hài lòngcho khách hàng, giúp họ quyết định quay trở lại với khách sạn/khu nghỉ dưỡng trongcác kỳ nghỉ sau Với chiếc thẻ lần trước, khách hàng sẽ được hưởng các chương trình

ưu đãi, chăm sóc khách hàng tốt hơn dựa vào những chi tiết cá nhân và các dịch vụ đãdùng Điều này sẽ mang lại sự ngạc nhiên cho khách hàng của quý vị

Ứng dụng RFID quản lý chấm công nhân viên: Quản lý ra vào bằng thẻ cảm

ứng Proximity hoặc Mifare

Hình 2.6 Một số loại thẻ Proximity và Mifare.

Hệ thống quản lý ra vào của nhân viên trong công ty gồm:

1 Đầu đọc thẻ cảm ứng và đầu đọc phụ nếu công ty có nhiều lối ra vào cần

- Báo cáo nhân viên mới theo từng tháng:

- Báo cáo nhân viên thôi việc theo từng tháng:

- Báo cáo tình hình nghỉ phép trong tháng, trong năm:

- Các báo cáo khác theo yêu cầu………

 TRẠM THU PHÍ THÔNG MINH:

Chúng ta ai cũng biết những nhược điểm vốn có của các trạm thu phí thường:Chậm chạp gây ùn tắc nhất là ở những thời điểm lưu lượng xe ra vào lớn.Thời giankiểm tra và thông xe lâu,và phải có nhiều nhân viên hoạt động cùng lúc mới có thể đáp

ứng được lưu lượng của các dòng xe bắc nam đi

Đã bước sang thế kỷ 21, thế kỷ của kỹ thuật số, cũng là lúc chúng ta nói lời chiatay với các trạm thu phí cổ điển Thay vào đó là một hệ thống trạm thu phí hiện đạihơn, tiện lợi hơn, an toàn và thông minh hơn

Hệ Trạm thu phí kết hợp cân điện tử là công nghệ thẻ cảm ứng.Khi người lái xe đến cáctrạm thu phí đường bộ chỉ cần đưa thẻ ra quét thẻ thì sẽ hiện ra đầy đủ các thông số mà nhân viên cần biết từ đó có thể xử lý rất nhanh và linh hoạt trong thời gian cực ngắn

Hình 2.7 Sơ đồ hệ thống trạm thu phí thông minh

Lúc xe vào trạm thu phí lái xe sẽ dùng thẻ từ quét vào hệ thống,sau khi quét xong

hệ thống sẽ nhận diện được mã số thẻ,biển số xe,trọng lượng xe thông qua locell và sốtiền còn lại trong thẻ Nhân viên giữ xe so sánh, nhận dạng và quyết định cho xe ra

Hệ thống sử dụng thẻ từ bảo đảm an toàn tuyệt đối và khách hàng không lo sợmất thẻ xe Không ai có thể giả được thẻ của bạn ngoại trừ chính bạn ! Việc dùng thẻ

từ làm cho hệ thống hoạt động hiệu quả, an toàn và tiết kiệm chi phí hơn bất kỳ hệthống trạm thu phí nào khác có trên thị trường hiện nay

 Ứng Dụng RFID Quản Lý Kho

Hiện nay vấn đề quản lý kho là một trong nhiều băn khoăn lớn nhất của các nhàquản lý như: số lượng hàng tồn kho, số liệu thiếu chính xác, quản lý thủ công, cậpnhật không kịp thời… Tất cả các yếu tố này đã đẩy giá thành sản phầm cao hơn vàảnh hưởng đến chiến lược, kế hoạch của công ty

Hình 2.8 Mô hình quản lý kho dùng công nghệ RFID.

 Ứng Dụng RFID Quản Lý Tài Sản

Tài sản trong công ty, ở đây đang nói đến tài sản cố định gồm có bàn, ghế, máy mócthiết bị Tài sản cần được quản lý và theo dõi mức độ sử dụng cũng như khả năngđáp ứng nhu cầu sử dụng của công ty, trường học, khách sạn

Giải pháp RFID có thể giúp các công ty doanh nghiệp tự động theo dõi vàbảo vệ tài sản quan trọng - với sự can thiệp của thiết bị RFID chúng ta cần rất ítngười tham gia vào quá trình Công nghệ thời gian thực này có thể quản lý tài sảntheo nhiều cấp độ khác nhau, cung cấp khả năng hiển thị số lượng, thông tin lịch sử

Hình 2.9 Mô hình quản lý tài sản dùng công nghệ RFID.

2.2.2 Cơ sở lý thuyết về công nghệ RFID

a Giới thiệu công nghệ RFID

Công nghệ RFID (Radio Frequency Identification) là phương pháp nhận dạng

tự động dựa trên khả năng lưu trữ và nhận dữ liệu từ xa Công nghệ này cho taphương pháp truyền, nhận dữ liệu từ một điểm đến điểm khác ở khoảng cách xa màkhông cần thực hiện bất kỳ tiếp xúc vật lý nào

Kỹ thuật RFID sử dụng truyền thông không dây trong dải tần sóng vô tuyến

để truyền dữ liệu từ các tag (thẻ) đến các reader (bộ đọc) Tag có thể được đính kèmhoặc gắn vào đối tượng được nhận dạng chẳng hạn sản phẩm, hộp hoặc giá kê(pallet) Reader scan dữ liệu của tag và gửi thông tin đến cơ sở dữ liệu có lưu trữ

dữ liệu của tag Chẳng hạn, các tag có thể được đặt trên kính chắn gió xe hơi để hệthống thu phí đường có thể nhanh chóng nhận dạng và thu tiền trên các tuyến đường

Tag RFID có kích thước nhỏ và có thể gắn vào sản phẩm, gắn trên người,động vật Tag RFID chứa các chip silicon và các angten cho phép nhận lệnh và đápứng lại bằng tần số vô tuyến RF từ một RFID phát đáp

Đều là công cụ nhận dạng nhưng RFID đã phát triển hơn mã vạch công cụ dùng để chứa thông tin về sản phẩm như: nước sản xuất, tên doanhnghiệp, lô hàng, tiêu chuẩn chất lượng đăng ký, thông tin về kích thước sản phẩm,nơi kiểm tra RFID sử dụng phương pháp truyền và nhận dữ liệu từ một điểmđến các điểm khác có khoảng cách và đầu đọc không nhất thiết phải thấy thẻ; khảnăng giả mạo gần như không thể (phương pháp mã vạch rất dễ giả mạo); có khảnăng đọc/ghi khi cập nhật thông tin và dung lượng dữ liệu lớn; khả năng đồng thời

-quét nhiều thẻ một lúc.

RFID tái sử dụng nhiều lần với thời gian lâu, chịu được các điều kiệnkhắc nghiệt hơn mã vạch.RFID xuất hiện từ hơn 50 năm trước Gần đây RFID nổilên tại Việt Nam nhờ có sự hỗ trợ hữu hiệu từ công nghệ số và bán dẫn, trong đó

có những con chip nhận dạng rất nhỏ được gắn vào tem thuốc, động vật, sản phẩm

Hệ thống RFID cho phép dữ liệu được truyền qua thẻ đến một hoặc nhiều

bộ đọc thẻ và bộ đọc xử lý thông tin trực tiếp hoặc truyền về máy chủ để xử lý theoyêu cầu của ứng dụng cụ thể Mô hình hoạt động như sau: khi một Tag RFID đi vàovùng điện từ trường, nó sẽ phát hiện tín hiệu kích hoạt thẻ, bộ đọc giải mã dữ liệu đọcthẻ và dữ liệu được đưa vào một máy chủ, phần mềm ứng dụng trên máy chủ sẽ xử lý

áp dụng từ những năm đầu thập niên 20 của thế kỷ trước

Một công nghệ tương tự đó là bộ tách sóng IFF, được sáng chế bởi ngườiAnh vào năm 1939 và được quân đồng minh sử dụng trong thế chiến thứ II để nhậndạng máy bay ta và địch Công trình sớm nhất về việc nghiên cứu RFID là tập tàiliệu nổi tiếng của Harry Stockman, được mang tên "Communication by Means ofReflected Power" ("Phương tiện liên lạc dựa trên năng lượng phản hồi") (tháng 10năm 1948)

Trên thực tế, RFID được ứng dụng rất nhiều như: cấy lên vật nuôi để nhậndạng nguồn gốc và theo dõi vật nuôi tránh thất lạc và bị đánh cắp; đưa vào sảnphẩm công nghiệp để xác định thông tin mã số series, nguồn gốc sản phẩm, kiểm

hộ chiếu và CMND gắn chip RFID lưu các thông tin như tên tuổi, quốc tịch, giớitính, ngày tháng năm sinh, nơi sinh, ảnh số của người sử dụng đã được áp dụng.

c Tiềm năng sử dụng thay thế mã vạch

Thẻ RFID thường được sử dụng thay thế cho mã vạch UPC (UniversalProduct code) hoặc EAN (European Article Number) bởi vì nó có một số lợi thếquan trọng so với các công nghệ mã vạch cũ này Chúng có thể không bao giờ thaythế hoàn toàn mã vạch, một phần do chi phí cao hơn và các dữ liệu của mã vạch đãtồn tại từ trước

Để lưu trữ dữ liệu liên quan và theo dõi chúng đòi hỏi một dung lượng lưutrữ khổng lồ Lọc và phân loại các thông tin RFID yêu cầu các thông tin tạo ra phảihữu dụng Có khả năng là hàng hóa sẽ được theo dõi bởi các thẻ RFID Mỗi thẻ RFIDđược ủy nhiệm là một đơn vị xác định duy nhất

Dung lượng dữ liệu mà thẻ RFID có khả năng lưu đủ lớn cho phép mỗi mãriêng lẻ nó chứa sẽ là một mã duy nhất, trong khi đó mã vạch hiện tại được giới hạncho một mã số duy nhất cho một loại sản phẩm cụ thể

Sự độc đáo của thẻ RFID ở chỗ một sản phẩm có thể được theo dõi khi nó dichuyển từ vị trí đến vị trí khác, cho đến khi đến tay người tiêu dùng Điều này tỏ rarất hữu ích trong việc chống thất thoát sản phẩm Khả năng tìm theo dấu vết các sảnphẩm là một tính năng quan trọng cũng được hỗ trợ bởi công nghệ RFID khi mỗiđối tượng mang một thẻ RFID được định danh duy nhất Điều này không những giúpcác công ty kiểm soát được việc thu hồi sản phẩm kém hiệu quả và lập được hồ sơkhách hàng

d Hệ thống RFID

 Các thành phần cơ bản của một hệ thống RFID

Một hệ thống RFID là một tập hợp các thành phần mà nó thực thi giải

pháp RFID Một hệ thống RFID bao gồm các thành phần sau:

Tag: là một thành phần bắt buộc đối với mọi hệ thống RFID

Reader: là thành phần bắt buộc.

Reader anten: là thành phần bắt buộc Một vài reader hiện hành ngày

nay cũng đã có sẵn anten

Mạch điều khiển (Controller): là thành phần bắt buộc Tuy nhiên, hầu hết

các reader mới đều có thành phần này gắn liền với chúng

Cảm biến (sensor), cơ cấu chấp hành (actuator) và bảng tín hiệu điện báo

 (annunciator): những thành phần này hỗ trợ nhập và xuất của hệ thống

Máy chủ và hệ thống phần mềm: Về mặt lý thuyết, một hệ thống RFID

có thể hoạt động độc lập không có thành phần này Thực tế, một hệ thống RFID gầnnhư không có ý nghĩa nếu không có thành phần này

Cơ sở hạ tầng truyền thông: là thành phần bắt buộc, nó là một tập gồm

cả hai mạng có dây và không dây và các bộ phận kết nối tuần tự để kết nối các thànhphần đã liệt kê ở trên với nhau để chúng truyền với nhau hiệuquả

Hình 2.11 Sơ đồ khối của một RFID.

 Cách thức làm việc của một hệ thống RFID

Một hệ thống RFID có ba thành phần cơ bản: tag, đầu đọc, và một máy chủ.Tag RFID gồm chip bán dẫn nhỏ và anten được thu nhỏ trong một số hình thứcđóng gói Vài tag RFID giống như những nhãn giấy và được ứng dụng để bỏ vàohộp và đóng gói Một số khác được dán vào các vách của các thùng chứa làm bằngplastic Còn một số khác được xây dựng thành miếng da bao cổ tay

Mỗi tag được lập trình với một nhận dạng duy nhất cho phép theo dõi không

Các tag có thể được cấp nguồn bởi một bộ pin thu nhỏ trong tag (các tag tíchcực) hoặc bởi reader mà nó “wake up” (đánh thức) tag để yêu cầu trả lời khi tag đangtrong phạm vi (tag thụ động).

Hình 2.12 Giao tiếp giữa reader và tag near field tần số lớn hơn 1MHz

Hình 2.13 Giao tiếp giữa reader và tag near field tần số nhanh hơn 1MHz.

Tag tích cực đọc xa 100 feet tính từ reader và có thể là tag RW (với bộnhớ được viết lên và xóa như một ổ cứng máy tính) hoặc là tag RO Tag thụ động cóthể được đọc xa reader 20 feet và có bộ nhớ RO Kích thước tag, giá cả, dải đọc, độchính 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 FRID sử dụng

Reader gồm một anten liên lạc với tag và một đơn vị đo điện tử học đã đượcnối mạng với máy chủ Đơn vị đo tiếp sóng giữa máy chủ và tất cả các tag trongphạm 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 ngườidùng Reader có thể phát hiện tag ngay cả khi không nhìn thấy chúng Hầu hết cácmạng RFID gồm nhiều tag và nhiều đầu đọc được nối mạng với nhau bởi một máytính trung tâm, hầu như thường là một trạm làm việc gọn để bàn Máy chủ xử lý dữliệu mà các reader thu thập từ các tag và dịch nó giữa mạng RFID và các hệ thốngcông nghệ thông tin lớn hơn, mà nơi đó quản lý dây chuyền hoặc cơ sở dữ liệu quản

lý có thể thực thi

Tag (thẻ) RFID là một thiết bị có thể lưu trữ và truyền dữ liệu đến mộtreader trong một 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 phận lưu trữ dữ liệu bên trong và cách giao tiếp với dữ liệu đó Hình 2.14 mô tả

sơ đồ của một số tag tiêu biểu

Tần số hoạt động là tần số điện từ mà tag dùng để giao tiếp hoặc thu đượcnăng lượng Phổ điện từ mà RFID thường hoạt động là tần số thấp (LF), tần số cao(HF), siêu cao tần (UHF) và vi sóng (Microwave) Vì hệ thống RFID truyền đibằng sóng điện từ, chúng cũng được điều chỉnh như thiết bị radio Hệ thống RFIDkhông được gây cản trở các thiết bị khác, bảo vệ các ứng dụng như radio cho cácdịch vụ khẩn cấp hoặc truyền hình.

Trong hoạt động, tần số RFID thực tế bị giới hạn bởi những mức tần số nằm

bên phần Industrial Scientific Medical (ISM) Tần số thấp hơn 135kHz không phải là

tần số ISM, nhưng trong khoảng này hệ thống RFID dùng nguồn năng lượng từtrường và hoạt động ở khoảng cách ngắn vì vậy nhiễu phát ra ít hơn tại tần số khác

Bảng 2.5 Khoảng đọc của tần số.

UH 9 mét Hộp hoặc kệ

Hình 2.14 Các loại tag RFID.

Gần đây tag UHF giảm giá dẫn đến việc sử dụng tag trong các ứng dụngtăng lên khi trước đó tag LF và HF được dùng chủ yếu Tuy nhiên tag UHF khôngđược dùng thay thế cho tag LF trong kiểu tag cấy hoặc tag vi sóng trong cácứng dụng khoảng cách lớn (khoảng cách đọc hơn 10m)

- Phân loại thẻ tag

Các tag RFID có thể được phân thành 3 loại:

- Thụ động (Passive)

Thẻ RFID thụ động không có nguồn điện trong Dòng điện được thu từ cáctín hiệu vô tuyến, nó đảm bảo đủ năng lượng để truyền đi một phản hồi Tín hiệuphản hồi của một thẻ RFID thụ động (tín hiệu năng lượng hạn chế) có dạng giản lược

- thường là một mã số đơn trị (GUID)

Do không có bộ nguồn cung cấp nên thẻ có kích thước khá nhỏ: đó là cácsản phẩm thương mại có thể được gắn dưới da Vào năm 2005, thẻ thương mại nhỏnhất chỉ có kích thước 0,4x0,4mm, mỏng hơn tờ giấy, một thiết bị có thể không nhìnthấy được Các thẻ thụ động có khoảng cách đọc thực tế trong phạm vi t ừ 10mmcho đến 6m

- Tích cực (Active)

Khác với các thẻ thụ động, thẻ RFID chủ động có nguồn cấp bên trong, và

Hình 2.15 Tag tích cực và bán tích cực.

- Bán tích cực (Semi-active)

Tag bán tích cực có một nguồn năng lượng bên trong Tuy nhiên trong quá

trình truyền dữ liệu, tag bán tích cực sử dụng nguồn từ reader Đối với loại tag này, trong quá trình truyền giữa tag và reader thì reader luôn truyền trước rồi đến tag.

Tag bán tích cực không sử dụng tín hiệu của reader như tag thụ động, nó tựkích động, nó có thể đọc ở khoảng cách xa hơn tag thụ động Bởi vì không cần thờigian t iếp năng lượng lực cho tag bán tích cực, tag có thể nằm trong phạm vi đọccủa reader ít hơn thời gian đọc quy định (không giống như tag thụ động) Vì vậy nếuđối tượng được gắn tag đang di chuyển ở tốc độ cao, dữ liệu tag có thể vẫn được đọcnếu sử dụng ta g bán tích cực

Vì các thẻ thụ động rẻ hơn đối với việc sản xuất và không có pin, nên phầnlớn các thẻ RFID là thẻ thụ động với nhiều dạng khác nhau Năm 2004, các thẻ này

có giá từ 40 cent Tạm thời thì tương đối đắt đối với việc ứng dụng đại trà, tuy nhiên với số lượng sản xuất lớn (10.000 tỷ đơn vị/năm), giá của một thẻ có thể giảm

xuống đến 5 cent Cho đến nay, đây là dự báo lạc quan nhất, các nhà phân tích củaGartner và Forrester Research đồng ý rằng các thẻ có thể giảm giá xuống đến 10cent (với số lượng sản xuất 1.000 tỷ/năm), điều này có thể đạt được sau 6 -8 năm,các nhà phân tích khác cho rằng, mức giá như vậy có thể đạt được sau 10 -15 năm

( h t t p : // ww w f o r r e s t e r c o m / r b / r e s e a r ch )

Bên cạnh các lợi thế rất lớn về giá của thẻ thụ động so với thẻ chủ động, cầnxét các yếu tố khác, bao gồm tính chính xác và ổn định khi làm việc ở một số môitrường nhất định, chẳng hạn như nước và kim loại Những yếu tố này đã làm choviệc sử dụng thẻ chủ động trở nên phổ biến

- RFID reader

Reader RFID được gọi là vật tra hỏi (interrogator), là một thiết bị đọc và ghi

dữ liệu lên tag RFID tương thích Hoạt động ghi dữ liệu lên tag bằng reader đượcgọi là tạo tag Quá trình tạo tag và kết hợp tag với một đối tượng được gọi là đưa tagvào hoạt động (commissioning the tag) Decommissioning tag có nghĩa là tách tag rakhỏi đối tượng được gắn tag và tùy ý làm mất hiệu lực hoạt động của tag Thời gian

mà reader có thể phát năng lượng RF để đọc tag được gọi là chu kỳ làm việc củareader

Tag thụ động (passive tag) được kích thích nguồn năng lượng bằng quá trìnhtruyền sóng radio và bộ phận thu sẽ lắng nghe quá trình truyền này Các tag tích cựccũng cần có giao tiếp với bộ phận thu được gắn vào hệ thống Trong quy trìnhRFID, điểm cuối của thiết bị truyền/hệ thống được gọi là bộ đọc (reader) Readerđược đặt giữa tag và bộ lọc sự kiện (event filter) trong một hệ thống RFID Readerđóng vai trò giao tiếp với tag, tạo ra các sự kiện mức năng lượng thấp từ quá trìnhđọc và gởi những sự kiện này đến bộ lọc sự kiện

Hình 2.16 Reader mạng cố định UHF của Alien Technolog.

e Những thách thức trong việc ứng dụng RFID và nhược điểm của RFID

RFID có tiềm năng ứng dụng to lớn Nhiều chuyên gia lạc quan dự đoán RFID sẽ rất phổ biến trên thế giới trong một thập kỷ nữa Tuy vậy, để đưọc triển khai trên diện rộng, RFID phải vượt qua không ít trở ngại

Hiện nay công nghệ thẻ RFID có xu hướng ứng dụng chuẩn ElectronicProduct Code Generation 2 (EPC Generation 2) Chuẩn này được thiết kế để nâng caokhả năng tương thích RFID từ các nhà cung cấp khác nhau, đồng thời giải quyết một

số cản trở về kỹ thuật khác Giao thức EPC Generation 2 có chứa công nghệ đãđược cấp bằng sáng chế của hãng thiết bị RFID Intermec Technologies (Mỹ)

Tuy nhiên hãng này giữ bản quyền sản phẩm và yêu cầu trả phí nếu sử dụngcông nghệ của họ trong các hệ thống thẻ Gần đây Intermec Technologies đã đâmđơn kiện hãng Matrics, một đối thủ về thiết bị RFID, ra toà vì đã vi phạm mộtvài bản quyền của mình Các hãng ủng hộ cho ứng dụng RFID lo ngại động thái nàycủa những nhà nắm giữ sáng chế có thể làm cho chi phí của thẻ RFID và các thiết

bị liên quan tăng cao, làm cản trở quá trình phát triển cũng như ứng dụng RFID

Thẻ RFID giá rẻ, đa phần có kích thước lẫn giá cả khiêm tốn hơn nhiều sovới thẻ nickel, hoàn toàn có thể bị giới hacker cũng như dân trộm cắp sànhCNTT lợi dụng! Không chỉ đe dọa riêng tư cá nhân của người tiêu dùng, các lỗhổng công nghệ của RFID còn có thể “tiếp tay” cho những kẻ bất lương đánh lừangười bán bằng cách thay đổi mã hàng, giá sản phẩm

Trang 30

 Ngoài các đặc tính kỹ thuật của các module, cần phải thiết kế sao cho tối

ưu về kích thước và chi phí cho người sử dụng

Hình 3.1 Thiết bị phần cứng.

a.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của trạm cân điện tử

Ngày nay cân điện tử đang ngày một được sử dụng rộng rãi trong các ngành

kỹ thuật , công nghiệp thay cho các loại cân cơ học Ô tô , xe tải là những máy móc cótrọng tải lớn vì vậy việc cân tải trọng của xe không thể sử dụng cân cơ học thay vào đó

là cân ô tô điện tử Cân ô tô điện tử là một thiết bị quan trọng trong các ngành công

hiện nay.

Hình 3.2 Cân ô tô - cân xe tải điện tử

 Cân ô tô điện tử, cân xe tải điện tử là gì?

Cân ô tô , cân xe tải là thiết bị để đo trọng lượng của xe khi chở hàng hóa , nó

sẽ cân toàn bộ trọng tải của xe bao gồm cả hàng hóa và sau đó trừ đi trọng lượng của

xe để tính ra trọng lượng hàng hóa Cân ô tô , cân xe tải bao gồm 3 bộ phận :

- Kết cấu xây dựng móng cân: được làm từ sắt thép, xi măng, gạch…

- Mặt bàn cân ô tô cân xe tải : được làm từ thép, hoặc bê tông cốt thép để chịulực

- Thiết bị điện cho trạm cân ô tô: Cảm biến lực, hộp cộng tín hiệu,đầu hiển thị,bảng led, và thiết bị phụ trợ khác

 Các loại cân ô tô , cân xe tải điện tử.

Cân ô tô được chia làm 3 kiểu, cân ô tô kiểu nổi (Pitless Type), cân ô tô kiểuchìm (Pit Type) , cân ô tô kiểu nửa nổi nửa chìm(Semi Pit Type) Khi chọn lắp đặt mộttrạm cân ô tô, các đơn vị công ty thường chọn cân ô tô điện tử lắp kiểu nổi vì nó dễdàng thuận tiện trong việc vệ sinh, lắp đặt, thay thế, bảo trì thiết bị trạm cân Các cảmbiến lực (Loadcell) và bàn cân nằm hoàn toàn trên mặt đất nên không bị ngập nước(thoát nước tốt nhất) Giảm thiểu tối đa sự tác động của môi trường như: độ ẩm, cácloại côn trùng phá hoại trạm cân….Thích hợp cho những nơi có diện tích rộng (do có 2đầu dốc lên xuống)….sẽ giúp cho thiết bị trạm cân ô tô có được tuổi thọ cao nhất vàcũng tránh được sự tác động của môi trường nhất Ngược lại cân ô tô loại chìm và cân

ô tô nửa nổi nửa chìm lại được các khách hàng có nhà xưởng chật, hẹp lựa chọn

Trang 32

Hình 3.3 Load Cell.

Cân khối lượng đã xuất hiện từ lâu trên thế giới với cấu tạo thăng bằng hoặc

sử dụng lò xo, tuy nhiên khi công nghệ điện tử phát triển đã xuất hiện những giải phápcân khối lượng mới chính xác hơn nhiều lần

Hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu kỹ hơn về nguyên lý hoạt động của cân điện tử

từ đó biết cách ứng dụng hiệu quả hơn cân điện tử trong công việc cũng như trong

Cân điện tử bao gồm 2 bộ phận chính là Loadcell (cảm biến tải) và mạch điện tử baogồm mạch chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số gọi là ADC ( analog to digitalconverter ) các mạch vi điều khiển phục vụ bàn phím, màn hình hiển thị và các tínhnăng khác của cân điện tử

Loadcell cũng được cấu tạo từ hai thành phần chính, là khối kim loại đồngchất thường được làm bằng hợp kim với độ đàn hồi cao, chống ăn mòn tốt và các điện

trở thay đổi giá trị bởi lực kéo và nén còn được gọi là Strain gauge hình ảnh cấu tạo

loadcell:

Cấu tạo của Strain gauge :

là thanh điện trở thấp được in zigzac sát nhau trên tấm plastic, thanh điện trở này sẽ trởnên sát hơn và giảm nội trở khi bị nén và trở nên dài hơn xa nhau hơn từ đó tăng điện

trở khi bị kéo dãn

Một loadcell sử dụng 4 Strain gauge được lắp ở 4 góc của thanh kim loại, ở những

nơi mà có độ dày mỏng hơn và có độ biến dạng lớn hơn khi chịu tải

mô hình loadcell biến dạng khi chịu tải khi bị biến dạng, 4 góc có bề dày mỏng nhất

của loadcell sẽ biến dạng giãn và nén, 2 góc chịu lực kéo giãn và hai góc chéo khác

chịu lực nén sự sắp xếp của các Strain gauge :

Trang 34

 Tốc độ lấy mẫu: 10 – 80 SPS (Tùy chỉnh)

 Độ phân giải 24bit ADC

 Độ phân giải điện áp : 40Mv

 Kích thước : 38 x 21 x 10mm

Sơ đồ kết nối với LoadCell.