ung dung cong nghe rfid vao quan ly nhan su , đếm số người ra bào công ti

ung dung cong nghe rfid vao quan ly nhan su , đếm số người ra bào công ti,ung dung cong nghe rfid vao quan ly nhan su , đếm số người ra bào công ti,ung dung cong nghe rfid vao quan ly nhan su , đếm số người ra bào công tiung dung cong nghe rfid vao quan ly nhan su , đếm số người ra bào công ti,ung dung cong nghe rfid vao quan ly nhan su , đếm số người ra bào công ti,ung dung cong nghe rfid vao quan ly nhan su , đếm số người ra bào công ti,ung dung cong nghe rfid vao quan ly nhan su , đếm số người ra bào công ti,ung dung cong nghe rfid vao quan ly nhan su , đếm số người ra bào công ti,ung dung cong nghe rfid vao quan ly nhan su , đếm số người ra bào công ti,

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

-ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CNKT ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

THIẾT KẾ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ RFID VÀO HỆ

MỤC LỤC

Contents

MỤC LỤC i

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv

DANH MỤC HÌNH VẼ v

DANH MỤC BẢNG BIỂU vi

MỞ ĐẦU 7

Chương 1 - TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 8

1.1 Lý do chọn dề tài 8

1.2 Phân loại hệ thống RFID 9

1.2.1 Phân loại theo tần số 9

1.2.2 Phân loại theo các tiêu chuẩn 12

1.3 RFID và các hệ thống nhận dạng 13

1.3.1 Ưu và nhược điểm của hệ thống RFID 13

1.4 Một số ứng dụng của RFID 15

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 17

2.1 các loại thẻ từ hiện nay 17

2.1.1 Thẻ (tag) 17

2.1.2 Thẻ thụ động 17

2.1.3 Thẻ tích cực 18

2.1.4 Thẻ bán thụ động 19

2.1.5 Mã hóa dữ liệu trên thẻ 19

2.1.7 Máy phát 22

2.1.8 Máy thu 22

2.1.9 Vi mạch 22

2.1.10 Bộ nhớ 22

2.1.11 Các kênh nhập – xuất của cảm biến, cơ cấu chấp hành và bảng tín hiệu 23 2.1.12 Mạch điều khiển 23

2.1.13 Giao diện truyền thông 23

2.1.14 Nguồn năng lượng 23

2.1.15 Các thành phần logic 24

2.1.16 Cơ chế truyền dữ liệu giữa thẻ và reader 25

2.1.17 Điều chế tán xạ ngược 25

2.1.18 Kiểu máy phát 26

2.2 Giới thiệu về vi điều khiển Arduino 26

2.2.1 Cấu tạo của arduino 27

2.2.2 Nguồn (USB / Đầu cắm nguồn cái) 27

2.2.3 Chân (5V, 3.3V, GND, Analog, Kỹ thuật số, PWM, AREF) 27 2.2.4 Nút reset 28

2.2.5 Đèn LED báo nguồn 29

2.2.6 Đèn LED RX TX 29

2.2.7 Mạch tích hợp - IC 29

2.2.8 Điều chỉnh điện áp 29

2.2.9 Các loại arduino 30

2.2.10 Arduino Uno (R3) 30

2.2.12 Lilypad Arduino 30

2.2.13 RedBoard 31

2.2.14 Arduino Mega (R3) 32

2.2.15 Arduino Leonardo 32

2.2.16 Ứng dụng của arduino 33

2.3 Màn hình TFT 1.8 34

2.4 Còi chip 5v 35

2.5 Real Time Clock DS1307(RTC) 36

CHƯƠNG 3: Thiết kế hệ thống 38

2.1 Yêu cầu của hệ thống 38

2.2 Sơ đồ khối hệ thống 39

2.3 Lưu đồ thuật toán và giải thuật chính 40

2.4.Thiết kế phần cứng 42

3.5 Thiết kế phần mềm 43

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1 1: Then gỗ 3

Hình 1 2: Khóa cửa bằng đồng 3

Hình 1 3: Khóa cửa hiện đại 4

Hình 1 4: Sơ đồ hệ thống RFID 5

Hình 1 5: Cấu trúc của hệ thống RFID 6

Hình 1 6: Những ứng dụng trong thực tế của RFID 6

Hình 1 7: Ứng dụng về hệ thống đếm hàng 7

DANH MỤC BẢNG BIỂU

MỞ ĐẦU

Chương 1 - TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Lý do chọn dề tài

Công nghệ RFID (Radio Frequency Identification – nhận dạng đốitượng bằng sóng radio) cho phép một thiết bị đọc thông tin chứa trong chipkhông tiếp xúc trực tiếp ở khoảng cách xa, không thực hiện bất kỳ giao tiếpvật lý nào hoặc giữa hai vật không nhìn thấy Công nghệ này cho taphương pháp truyền nhận dữ liệu từ một điểm đến điểm khác

Kỹ thuật RFID sử dụng truyền thông không dây trong dải tần sóng vôtuyến để truyền dữ liệu từ các tag (thẻ) đến reader (bộ đọc) Tag có thể đượcđính kèm hoặc gắn vào đối tượng được nhận dạng chẳng hạn sản phẩm, hộphoặc giá kệ (pallet) Reader quét dữ liệu của tag và gửi thông tin đến cơ sở dữliệu có lưu trữ dữ liệu của tag Chẳng hạn các tag có thể được đặt trên kínhchắn gió xe hơi để hệ thống thu phí đường có thể nhanh chóng nhận dạng vàthu tiền trên các tuyến đường

Hình 1 1: hệ thống rfid thực tế

Dạng đơn giản nhất được sử dụng hiện nay là hệ thống RFID bị độnglàm việc như sau: reader truyền một tín hiệu tần số vô tuyến điện từ quaanten của nó đến một con chip Reader nhận thông tin trở lại từ chip vàgửi nó đến máy tính điều khiển đầu đọc và xử lý thông tin lấy được từchip Các chip không tiếp xúc không tích điện, chúng hoạt động bằng cách sửdụng năng lượng nhận từ tín hiệu được gửi bởi reader.

Tại Việt Nam hiện nay, nhu cầu sử dụng RFID ngày càng nhiều và mở

ra một thị trường vô cùng tiềm năng cho các nhà nghiên cứu, sinh viên và cácnhà sản xuất Một số doanh nghiệp Việt Nam đã bắt đầu ứng dụng các tiện íchcủa công nghệ RFID

1.2 Phân loại hệ thống RFID

Một hệ thống RFID bao gồm một đầu đọc (Reader), một bộ phát đáp haycòn gọi là thẻ RFID (RFID Tags), và hệ thống anten Thẻ RFID được gắnvào vật thể cần nhận dạng, chứa thông tin của vật thể đó và giao tiếp với đầuđọc bằng sóng vô tuyến, thu phát qua hệ thống anten Người dùng có thể xử

lý trực tiếp thông tin trên đầu đọc, hoặc thông tin này được này đầu đọc đưa

về bộ xử lý trung tâm, tự động xử lý Anten của đầu đọc có thể được tíchhợp trên nó hoặc có thể là tách biệt dùng cáp để kết nối Trong khi anten củathẻ phải được tích hợp ngay trên thẻ Hầu hết thẻ RFID có một chipIC( silicon chip), thường chứa đựng thông tin nhận dạng thẻ đồng thời xử lýcác thông tin đến từ đầu đọc

1.2.1 Phân loại theo tần số

Người ta phân loại hệ thống RFID chủ yếu dựa vào tần số hoạt động, bởicách cung cấp năng lượng cho thẻ RFID hoặc bởi các giao thức sử dụng đểliên lạc giữa thẻ và đầu đọc Sự lựa chọn tần số, công suất nguồn và giao thứctruyền dữ liệu phụ thuộc cơ bản vào dải tần cho phép, chi phí và đặc trưng củaứng dụng cụ thể

Khóa cửa chỉ thực sự bước vào một cuộc các mạng với sự xuất hiện của

đồ đồng Lúc này các loại khóa với chốt, lẫy và chìa bằng đồng bắt đầu xuất hiện Khóa cửa thời kỳ này xuất hiện chủ yếu ở các cung điện của vua chúa, nhà của các quan lại

Khoảng tần

số

Khoảng cách đọc

Tốc độ truyền dữ liệu

Ứng dụng

120 – 150 kHz

Nhận diện thôngthường

13.56 MHz

Thấp đếntrung bình

Thẻ thông minh(MIFARE, ISO/IEC)

433 MHz

Trungbình đến cao

Dùng trong quânsự

Yêu cầu thẻ tíchcực

Bảng 1 1: chuẩn hoạt động của RFID

Có 4 loại tần số chính được sử dụng cho hệ thống RFID:

 Tần số thấp LF (Low Frequency): băng tần từ 125 – 150 kHz.Băng tần này phù hợp với phạm vi ngắn như hệ thống chống trộm,nhận dạng động vật, hệ thống khóa tự động

 Tần số cao HF (High Frequency): băng tần 13,56 MHz Tần sốcao cho phép độ chính xác cao hơn với phạm vi 3 feet (0.9m), vìthế giảm rủi ro đọc sai thẻ Vì vậy nó thích hợp với việc đọc item.Các thẻ thụ động 13,56 MHz được đọc ở tốc độ 10 đến 100 thẻtrên giây và trong phạm vi 3 feet Các thẻ HF được dùng trong

việc theo dõi vật liệu trong các thư viện và kiểm soát hiệu sách,theo dõi pallet, truy cập, theo dõi hành lý vận chuyển trong máybay và theo dõi item đồ trang sức.

Tần số siêu cao UHF (Ultra-hight Frequency): các thẻ hoạt động ở tần số

900 MHz và có thể được đọc ở khoảng cách dài hơn các thẻ HF, phạm vi từ0.9 – 4.5m Tuy nhiên các thẻ này dễ bị ảnh hưởng bởi các nhân tố môitrường hơn các thẻ hoạt động ở tần số thấp Băng tần 900 MHz thực sự phùhợp cho các ứng dụng dây chuyền cung cấp vì tốc độ và phạm vi của nó Cácthẻ này thường được sử dụng trong việc kiểm ta pallet và container, xe chởhàng và toa trong vận chuyển tàu biển

Microwave: băng tần 2.45 – 5.8 GHz, có nhiều sóng radio bức xạ từ cácvật thể ở gần có thể cản trở khả năng truyền thông giữa reader và tag Các thẻmicrowave RFID thường được dùng trong quản lý dây chuyền cung cấp.Các tần số UHF (UHF: 868 MHz-928 MHz) không được sử dụng toàncầu do nó không có chuẩn toàn cầu riêng Ở Bắc Mỹ, UHF có thể được sửdụng không cần cấp phép băng tần từ 908 - 928 MHz nhưng bị hạn chế docông suất phát Ở châu Âu, UHF được cho phép trong khoảng 865.6 - 867.6MHz Nhưng chỉ sử dụng dải không cấp phép từ 869.40 - 869.65 MHz,nhưng bị hạn chế công suất phát Chuẩn UHF cho Bắc Mỹ không được chấpnhận ở Pháp do nó ảnh hưởng tới dải tần số của quốc phòng Đối với TrungQuốc và Nhật, không có qui định nào cho UHF Mỗi ứng dụng cho UHF ởhai quốc gia này đều yêu cầu được cấp phát thông qua uỷ ban địa phương.Còn đối với Úc và Newzealand, băng tần 918 - 926 MHz không cần xin cấpphép, nhưng bị hạn chế về công suất phát Các tần số này được xem là băngISM (Industrial Medical Scientific – Khoa học & Y học & Công nghiệp).Tín hiệu phản hồi của thẻ có thể làm nhiễu người dùng vô tuyến khác

Việc chọn tần số radio là đặc điểm hoạt động chính của hệ thống RFID.Tần số xác định tốc độ truyền thông và khoảng cách đọc thẻ Nói chung, tần

số cao hơn cho biết phạm vi đọc dài hơn Mỗi ứng dụng phù hợp với một kiểutần số cụ thể do ở mỗi tần số thì sóng radio có đặc điểm khác nhau Chẳnghạn sóng có tần số thấp (low-frequency) có thể xuyên qua tường tốt hơn sóng

có tần số cao hơn nó, nhưng tần số cao có tốc độ đọc nhanh hơn

Hiện này không có tổ chức toàn cầu nào quản lý tần số sử dụng choRFID Về nguyên tắc, mọi quốc gia đều có thể thiết lập các qui định cho riêngmình Tại Việt Nam, các băng tần dùng cho RFID bao gồm 13.533 – 15.567MHz, 433.05 – 434.79 MHz, 866 – 868 MHz và 920 – 925 MHz

1.2.2 Phân loại theo các tiêu chuẩn

Mỗi nhà sản xuất thẻ RFID có những giải pháp khác nhau cho việc giaotiếp giữa thẻ và reader Kết quả là những thẻ và reader thuộc những nhà sảnxuất khác nhau không thể giao tiếp với nhau Do đó, một số tổ chức đã cốgắng tạo ra những chuẩn giao tiếp chung có thể được sử dụng chung

Chuẩn ISO: Các chuẩn ISO được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới Sửdụng tiêu chuẩn ISO, sản phẩm sẽ tương thích ở mọi quốc gia

ISO 14443 hỗ trợ thẻ thông minh tại tần số 13.56MHz Tiêu chuẩnnày có hai loại không tương thích là A và B Một loại sử dụng điều chế PPM(Pulse Position Modulation) độ sâu 100%, và một loại sử dụng điều chế on-off độ sâu 10% khi gửi lệnh đến thẻ Loại A sử dụng cây nhị phân (binarytree walk) để giải quyết xung đột giữa các thẻ, trong khi loại B sử dụng cáckhung Aloha

Chuẩn ISO 15693 cũng hỗ trợ thẻ thông minh tại 13 MHz, nhưng vẫncòn sử dụng các cấu trúc khung cho luồng xuống và luồng lên theo một loạikhác, cũng như việc giải quyết các xung đột

ISO 18000 sử dụng ở các tần số 135 KHz ( 18000 – 1 tần số thấp),13.56 MHz (18000 – 2 tần số cao), 860-930 MHz (18000 – 6 tần số thấp),

2.45 GHz (18000 – 4 tần số siêu cao), 5.8 GHz ( 18000 – 5), 433.92 MHz(18000 – 7)

ISO 11748/11785 cho theo dõi động vật, nhận dạng vật nuôi Một đầuđọc cấp nguồn, gần thẻ với 50ms truyền không điều chế tại tần số 134kHz,truyền bán song công Sau đó đầu đọc sẽ lắng nghe tần số điều chế đáp lại tại125/134 kHz

Nhìn chung, một thẻ chỉ hiểu được một giao thức, bởi vì cần tối thiểu chiphí cũng như độ phức tạp Khi các ứng dụng đòi hỏi khả năng tương tác đagiao thức, gánh nặng thường rơi vào đầu đọc

1.3 RFID và các hệ thống nhận dạng

Bảng 1 2: các hệ thống nhận dạng tự động

1.3.1 Ưu và nhược điểm của hệ thống RFID

So với các hệ thống tự động nhận dạng khác RFID có các ưu điểm vượttrội sau:

 Không cần tiếp xúc vật lý khi truyền nhận dữ liệu giữa thẻ và đầuđọc, điều này tránh được các hư hỏng, vết xước gặp phải khi sửdụng thẻ thông minh

 Có thể đọc và ghi dữ liệu nhiều lần Trung bình từ 10.000 đến100.000 lần tùy từng loại thẻ

 Đầu đọc có thể lấy thông tin mà không cần nhìn thấy thẻ Ưu điểm

so với công nghệ mã vạch khi ta phải tháo rời các thùng hàng, linhkiện khi nhận dạng Giảm chi phí đáng kể về thời gian và tiền bạc

 Tầm đọc của RFID linh hoạt Tùy vào các ứng dụng cụ thẻ màtầm đọc có thể thay đổi từ vài chục centimet đến vài chục mét

 Thẻ RFID có thể lưu trữ thông tin đang dạng Từ những thôngtin đơn giản như mã vạch ( nông sản, loại sản phẩm…) đến nhữngthông tin phức tạp như: tài khoản cá nhân, thông tin chi tiết cánhân… như các thẻ thông minh khác

 Khi được áp dụng những giải thuật chống đụng độ Các đầu đọc

có thể đọc được nhiều thẻ trong phạm vi quản lý của nó trongkhoảng thời gian rất ngắn

 RFID có thể hoạt động trong nhiều môi trường khắc nghiệt nhưnóng ẩm, hóa chất ăn mòn Tùy vào những ứng dụng cụ thể mà

hệ thống sẽ được thiết kế theo môi trường đó

Song song với các ưu điểm trên, công nghệ RFID vẫn còn tồn tại nhữngkhuyết điểm cần được nghiên cứu và khắc phục:

 Giá cả vẫn còn khá cao Những thẻ RFID giá rẻ thường đi đôivới việc có rất nhiều lỗ hổng về bảo mật, ngược lại những thẻ cóbảo mật tốt thì lại khá đắt Vì thế ta phải cân đối giữa 2 vấn đềbảo mật và giá cả Ta không thể gắn 1 chip RFID có giá 5USD lên

thể "tiếp tay" cho những kẻ bất lương đánh lừa người bán hàng chỉbằng cách đơn giản là thay đổi mã hàng, giá sản phẩm

 Đụng độ đầu đọc: Tín hiệu từ một đầu đọc có thể giao tiếp với tínhiệu từ nơi khác mà nơi đó tin tức chồng chéo nhau Điều nàyđược gọi là đụng độ đầu đọc Một phương pháp tránh vấn đề này

là sử dụng kỹ thuật phân chia thời gian đa truy cập (TDMA)

 Thiếu chuẩn chung Tại thời điểm hiện tại công nghệ RFID có xuhướng sử dụng chuẩn Electronic Product Code Generation 2(EPC Generation 2) Chuẩn EPC Generation 2 được thiết kế đểnâng cao khả năng tương thích của RFID được xuất phát từ cácnhà cung cấp khác nhau Giao thức EPC Generation 2 được cấpbằng sáng chế của hãng thiết bị RFID Intermec Technologies(Mỹ) Tuy nhiên RFID Intermec Technologies giữ bản quyềnsản phẩm và yêu cầu phải trả phí nếu sử dụng công nghệ của họlàm cho chi phí cho hệ thống RFID tăng cao, cản trở quá trìnhphát triển ứng dụng RFID Hiện nay một chuẩn RFID EPCGlobal miễn phí đang được xây dựng trên phạm vị toàn cầu đểgiải quyết vấn đề trên

1.4 Một số ứng dụng của RFID

 Quản lý kho, quản lý đăng nhập ra/vào cho nhân viên tại xí nghiệp, nơi công sở.

 Mua hàng hóa trong siêu thị, thẻ thanh toán điện tử.

 Ứng dụng trong y tế: bệnh án điện tử, quản lý thuốc, quản lý thông tin bệnh nhân.

 Ứng dụng trong hệ thống bảo mật, cảnh báo: thẻ ra vào, thẻ giữ xe, cảnh báo mất đồ vật.

 Ứng dụng trong lĩnh vực bưu điện, hàng không: quản lý, theo dõi bưu phẩm, hàng hóa, trạm thu phí và kiểm soát giao thông

Bảng 1 3: một số ứng dụng trong thực tế

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 các loại thẻ từ hiện nay

2.1.1 Thẻ (tag)

Thẻ RFID là một thiết bị có thể lưu trữ và truyền được được dữ liệu tớireader không phải theo cách tiếp xúc trực tiếp mà bằng cách sử dụng cácsóng vô tuyến Các thẻ RFID có thể được phân loại theo hai cách khác nhau.Dưới đây là cách phân loại thứ nhất, dựa trên cơ sở thẻ đó có chứa nguồnnăng lượng ngay trên bảng mạch thẻ hay không hoặc dựa trên cơ sở các chứcnăng đặc biệt mà nó cung cấp:

Thẻ thụ động được đọc ở khoảng cách từ 11cm ở trường gần (ISO 14443) đến 10m ở trường xa (ISO 18000-6), và có thể lên đến 180m khi kết hợp ma trận Giá thành thẻ khác nhau dựa trên tần số radio được sử dụng, bộ nhớ, việc thiết kế anten và bộ tách sóng với những yêu cầu thẻ khác nhau (khoảng 0,2 USD).

Các thẻ thụ động có thể thực thi ở tần số LF, HF hoặc UHF.

Hình 2 1: cơ cấu RFID thụ động

2.1.3 Thẻ tích cực

Các thẻ RFID tích cực có nguồn cấp bên trong để cung cấp cho các IC tạo thành tín hiệu đầu ra Các thẻ tích cực thường ổn định hơn (ít lỗi hơn) các thẻ thụ động do khả năng kết nối "phiên" với đầu đọc.

Nhờ có nguồn cung cấp onboard nên các thẻ tích cực có thể phát công suất cao hơn các thẻ thụ động, cho phép chúng hoạt động hiệu quả hơn trong các môi trường có "tần số vô tuyến thay đổi" (người, gia xúc) như nước, kim loại nặng (xe tải, container chở hàng) hoặc ở các khoảng cách xa hơn Nhiều thẻ tích cực có khoảng cách hoạt động vài trăm mét ( tùy vào tần số sử dụng ) và thời gian pin nên tới 10 năm.

Đối với loại thẻ này, trong quá trình truyền giữa thẻ và reader, thẻ luôn truyền trước, rồi mới đến reader Vì sự hiện diện của reader không cần thiết cho việc truyền dữ liệu nên thẻ tích cực có thể phát dữ liệu của nó cho những vùng lân cận ngay cả trong trường hợp reader không có ở nơi đó.

Một số thẻ loại này còn được tích hợp các bộ cảm biến để đo độ ẩm, độ rung, độ phóng xạ, ánh sáng, nhiệt độ

Hình 2 2: Thẻ RFID thụ động

2.1.4 Thẻ bán thụ động

Thẻ bán thụ động RFID là rất giống với thẻ thụ động trừ phần thêm một pin nhỏ Pin này cho phép IC của thẻ được cấp nguồn liên tục, giảm bớt sự cần thiết trong thiết kế anten thu năng lượng từ tín hiệu quay lại Các thẻ này không tích cực truyền một tín hiệu đến bộ đọc Nó không chịu hoạt động (mà nó bảo tồn pin) cho tới khi chúng nhận tín hiệu từ bộ đọc Thẻ bán thụ động RFID nhanh hơn trong sự phản hồi lại và vì vậy khỏe hơn trong việc đọc số truyền so với thẻ thụ động Phạm vi đọc của loại thẻ này có thể lên đến 30,5m trong điều kiện lý tưởng.

Hình 2.3 Thẻ bán thụ động

2.1.5 Mã hóa dữ liệu trên thẻ

Với mỗi loại thẻ RFID khác nhau thì có kiểu mã hóa dữ liệu của nó khác nhau Nhìn chung, trong thực tế có ba kiểu mã hóa dữ liệu hay được sử dụng nhất là: mã hóa Manchester, mã hóa hai pha (biphase), mã hóa PSK.

 Mã hóa Manchester

Đó là một kiểu mã hóa mà luôn luôn có sự chuyển đổi từ ON tới OFF hoặc từ OFF tới ON ở chính giữa chu kì bit Tại s ự chuyển tiếp từ bit logic

“1” tới bit logic “0” hoặc từ bit logic “0” tới bit logic “1” thì có sự thay đổi

về pha Giá trị “high” của dạng dữ liệu được biểu thị chuyển mạch điều biến OFF (ở hình phía dưới), còn giá trị “low” được biểu thị bằng khóa ON.

Hình 2.4 Mã hóa Manchester

 Mã hóa hai pha (biphase)

Tại thời điểm bắt đầu của mỗi bit, một sự chuyển đổi sẽ xuất hiện Một bit logic “1” sẽ giữ trạng thái của nó trong toàn bộ khoảng thời gian bit và bit logic

“0” sẽ chỉ ra một sự chuyển đổi ở chính giữa khoảng thời gian bit.

Hình 2.5 Mã hóa hai pha (biphase)

 Mã hóa PSK

Trong quá trình điều chế các chuyển mạch ON và OFF được thực hiện luân phiên cứ mỗi chu kỳ tần số sóng mang Khi một pha xuất hiện sự thay đổi, thì Bit logic "0" được đọc từ bộ nhớ Nếu không có bất cứ sự thay đổi

về pha nào sau một chu kỳ dữ liệu, thì bit logic "1" sẽ được đọc.

Hình 2.6 Mã hóa PSK

2.1.6 Reader RFID

Để hệ thống RFID hoạt động, cần có một reader (bộ đọc) hoặc thiết bị scan

có khả năng đọc các thẻ tag và chuyển kết quả đến một cơ sở dữ liệu Reader RFID được gọi là vật tra hỏi (interrogator), là một thiết bị đọc và ghi dữ liệu các thẻ RFID tương thích.

Hoạt động ghi dữ liệu lên thẻ bằng reader được gọi là tạo thẻ Quá trình tạo thẻ và kết hợp thẻ với một đối tượng được gọi là đưa thẻ vào hoạt động.

Một reader điển hình chứa một module tần số vô tuyến ( transceiver), một đơn vị điều khiển và phần tử kết nối đến Tag Ngoài ra reader còn được gắn với 1 giao diện bổ sung RS232,RS485…) để chúng có thể chuyển tiếp dữ liệu đọc được đến một hệ thống khác.

RFID reader là hệ thần kinh của toàn hệ thống RFID Việc phần cứng của reader thiết lập các việc truyền phát dữ liệu và điều khiển nó là thao tác quan rất quan trọng trong hệ thống.

Hình 2.7 Một loại reader RFID

 Các kênh nhập/xuất của các cảm biến, cơ cấu truyền động đầu từ

và bảng tín hiệu điện báo bên ngoài (I/O Interface)

 Mạch điều khiển

 Giao diện truyền thông (Communicatuon Interface)

 Nguồn năng lượng (Power)

Hình 2.8 Các thành phần vật lý của reader

2.1.7 Máy phát

Máy phát của reader truyền nguồn AC và chu kỳ xung đồng hồ qua anten của nó đến tag trong phạm vi đọc cho phép Đây là một phần của máy thu phát, thành phần chịu trách nhiệm gửi tín hiệu của reader đến môi trường xung quanh và nhận lại đáp ứng của tag qua anten của reader Anten của reader được kết nối với thành phần thu phát của nó Anten của reader có thể được gắn với mỗi cổng anten Hiện tại thì một số reader có thể hỗ trợ đến 4 cổng anten.

2.1.8 Máy thu

Thành phần này cũng là một phần của máy thu phát Nó nhận tín hiệu tương

tự từ tag qua anten của reader Sau đó nó gởi những tín hiệu này cho vi mạch của reader, tại nơi này nó được chuyển thành tín hiệu số tương đương (có nghĩa là dữ liệu mà tag đã truyền cho reader được biểu diễn ở dạng số).

2.1.9 Vi mạch

Thành phần này chịu trách nhiệm cung cấp giao thức cho reader để nó truyền thông với tag tương thích với nó Nó thực hiện việc giải mã và kiểm tra lỗi tín hiệu tương tự nhận từ máy thu Thêm nữa là vi mạch có thể chứa luận lý để thực hiện việc lọc và xử lý dữ liệu đọc được từ tag.

2.1.10 Bộ nhớ

Bộ nhớ dùng lưu trữ dữ liệu như các tham số cấu hình reader và một bản kê khai các lần đọc tag Vì vậy nếu việc kết nối giữa reader và hệ thống mạch điều

khiển/phần mềm bị hỏng thì tất cả dữ liệu tag đã được đọc không bị mất Tuy nhiên, dung lượng của bộ nhớ sẽ giới hạn số lượng tag đọc được trong một khoảng thời gian Nếu trong quá trình đọc mà việc kết nối bị hỏng thì một phần dữ liệu đã lưu sẽ bị mất (có nghĩa là bị ghi đè bởi các tag khác được đọc sau đó).

2.1.11 Các kênh nhập – xuất của cảm biến, cơ cấu chấp hành và

bảng tín hiệu

Các reader không cần bật suốt Các tag có thể chỉ xuất hiện lúc nào đó và rời khỏi reader mãi mãi cho nên việc bật reader suốt sẽ gây lãng phí năng lượng Thêm nữa là giới hạn vừa đề cập ở trên cũng ảnh hưởng đến chu kỳ làm việc của reader Thành phần này cung cấp một cơ chế bật và tắt reader tùy thuộc vào các sự kiện bên ngoài Có một số loại cảm biến như cảm biến về ánh sáng hoặc chuyển động để phát hiện các đối tượng được gắn tag trong phạm vi đọc của reader

2.1.12 Mạch điều khiển

Mạch điều khiển là một thực thể cho phép thành phần bên ngoài là con người hoặc chương trình máy tính giao tiếp, điều khiển các chức năng của reader, điều khiển bảng tín hiệu điện báo và cơ cấu chấp hành kết hợp với reader này Thường thì các nhà sản xuất hợp nhất thành phần này vào reader (ví dụ như phần mềm hệ thống firmware).

2.1.13 Giao diện truyền thông

Thành phần giao diện truyền thông cung cấp các lệnh truyền đến reader, nó cho phép tương tác với các thành phần bên ngoài qua mạch điều khiển,

để truyền dữ liệu của nó, nhận lệnh và gửi lại đáp ứng Thành phần giao diện này cũng có thể xem là một phần của mạch điều khiển hoặc là phương tiện truyền giữa mạch điều khiển và các thực thể bên ngoài.Reader có thể có một giao diện tuần tự Các reader phức tạp có các tính năng như tự phát hiện bằng chương trình ứng dụng, có gắn các Web server cho phép reader nhận lệnh và trình bày kết quả dùng một trình duyệt Web chuẩn v.v…

2.1.14 Nguồn năng lượng

Thành phần này cung cấp nguồn năng lượng cho các thành phần của reader Nguồn năng lượng được cung cấp cho các thành phần này qua một dây dẫn điện được kết nối với một ngõ ra bên ngoài thích hợp.

2.1.15 Các thành phần logic

Hình 2.9 Các thành phần logic của reader

 Reader API: Mỗi Reader lập trình một giao diện ứng dụng API cho

phép các ứng dụng khác để yêu cầu kiểm tra tag, kiểm soát tình trạng của reader hoặc kiểm soát thiết lập cấu hình như mức năng lượng, thời gian hiện hành Thành phần này đề cập đến việc tạo ra mẫu tin để gởi đến hệ thống RFID và phân tích mẫu tin nhận từ hệ thống

 Communication: Hệ thống giao tiếp sẽ điều khiển việc truyền thông

của bất cứ giao thức reader nào dùng để giao tiếp với phần mềm trung gian (middleware) Đây là bộ phận có thể thực thi Bluetooth, Ethernet hoặc các giao thức cá nhân cho quá trình nhận và gởi tin đến API.

 Envent manager: Khi Reader nhận ra Tag gọi là giám sát

(observation) Khi một giám sát khác với giám sát tước đó người ta gọi là sự kiện Phân biệt giữa các sự kiện gọi là loại sự kiện Hệ thống phụ quản lý sự kiện gọi là xác định kiểu giám sát để xét xem có cần gửi sự kiện này đến các ứng dụng bên ngoài của hệ thống Với reader thông minh, chúng ta có thể ứng dụng vào các xử lý phức tạp ở mức này để tạo ra lưu thông hệ thống Về bản chất một vài phần thiết

bị quản lý sự kiện của middleware tự di chuyển và kết hợp với thành phần quản lý sự kiện của reader.

 Antenna subsystem: Anten phụ bao gồm giao diện và logic giúp

reader RFID giao tiếp với tag RFID và điều khiển các anten vật lý.