Tải bản đầy đủ

tổng quan về dịch vụ ADSL và quy trình khai thác, lắp đặt thuê bao ADSL tại Trung Tâm Viễn thông Thanh Oai - Công ty Điện thoại 3 Hà Nội

ĐAMH1-RFID ĐHBK TP.Hồ Chí Minh
Phần 1:Tổng quan về công nghệ RFID
1. Lịch sử phát triển của hệ thống RFID
Thế giới ta trong giai đoạn đổi mới và phát triển mà trong đó nền công nghiệp hóa,
tự động hóa ngày càng được ứng dụng nhiều và đặc biệt nền công nghệ tự động hóa
nhận dạng (Auto-ID) đang trở nên phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp dịch vụ,
công nghiệp thương mại và trong nhiều nhà máy sản xuất. Công nghệ nhận dạng tồn tại
giúp cho chúng ta có thể nhận được các thông tin về đối tượng nhận dạng : con người,
tài sản,vật nuôi, …
Công nghệ mã vạch (Barcode) đã mang lại sự thay đổi đáng kể, nhưng nó chỉ mang
là bước đầu của một ngành công nghệ và còn có nhiều thiếu sót khi mà số lượng đối
tượng cần nhận dạng ngày một tăng lên. Ưu điểm của công nghệ mã vạch là giá thành
thấp, khuyết điểm là khả năng lưu trữ thấp, không có khả năng lập trình lại.
Các thiết bị mang dữ liệu điện tử phổ biến nhất trong cuộc sống hàng ngày là loại
thẻ thông minh dựa trên một môi trường tiếp xúc (ví dụ: thẻ điện thoại, thẻ tín dụng, thẻ
ngân hàng …).Tuy nhiên thiết bị tiếp xúc với thẻ thông minh thường không linh hoạt .
Hệ thống RFID ( RFID : Radio Frequency Identification) ra đời nhằm khắc phục những
nhược điểm trên. Sự truyền dữ liệu không cần phải tiếp xúc giữa thiết bị mang dữ liệu
và đầu đọc của nó trong hệ thống RFID sẽ linh hoạt hơn.
Kỹ thuật RFID ngày càng được nhiều người biết đến trong những thập niên 60 và
70, bắt đầu xuất hiện nhiều hơn ứng dụng này trong nhiều mặt của cuộc sống. Kỹ thuật này

ngày càng được hoàn thiện, từ nhận biết trở thành nhận dạng (from detection to unique
identification). RFID tiên tiến vào đầu những năm 80, có những ứng dụng rộng rãi trong
việc kiểm soát xe tại Mỹ hay đánh dấu đàn gia súc ở Châu Âu. Hệ thống RFID cũng đựơc
ứng trong đời sống hoang dã, các thẻ RFID được gắn vào con vật, nhờ thế mà có thể lần
theo dấu vết của chúng trong môi trường thiên nhiên hoang dã.
Hệ thống RFID là hệ thống nhận dạng dữ liệu tự động và không dây, cho phép việc
đọc và ghi dữ liệu và không cần tiếp xúc trực tiếp với hệ thống. Chúng tỏ ra rất hữu ích
trong sản xuất và hoạt động được trong những điều kiện môi trường mà kỹ thuật khác
không thể làm được.
Tại Việt Nam, nhu cầu sử dụng các hệ thống RFID ngày càng nhiều và mở ra một
thị trường đầy tiềm năng cho các nhà nghiên cứu và sản xuất. Tuy nhiên, để đón nhận , vận
dụng và phát triển 1 hệ thống mới này, chúng ta cần có sự hiểu biết nhất định về chúng.
GVHD: PGS.TS Hoàng Đình Chiến SV:Nguyễn Minh Cường
1
ĐAMH1-RFID ĐHBK TP.Hồ Chí Minh
Ngày nay các công nghệ mới đều hướng đến sự giản đơn, tiện lợi và một cách đặc
trưng quan trọng là khả năng không dây (wireless). Một thiết bị chủ yếu trong hướng phát
triển này là “Bộ nhận dạng tần số bằng sóng vô tuyến:RFID” (RFID: Radio Frequency
Identification) làm cho con người được giải phóng, tự do và thỏa mái hơn về khả năng tự
động của nó.
2. Phân loại các hệ thống nhận dạng
2.1 Hệ thống nhận dạng bằng mã vạch (Barcode system)
Mã vạch là một chuỗi mã nhị phân gồm có các vạch và các khoảng trống được
sắp xếp song song. Chúng được sắp xếp theo mẫu định trước và tương ứng với dữ liệu
cơ sở.
Dãy các chữ số tạo nên các mã vạch và các khoảng trống lớn nhỏ khác nhau. Mã
vạch được đọc bởi các thiết bị quang học dựa trên phản xạ của tia laze từ các vạch đen
và các khoảng trắng. Các mã vạch là tương tự nhau nhưng chúng lại khác nhau về cách
sắp xếp và định nghĩa sẵn của người chế tạo.
Nội dung mã vạch là các thông tin về sản phẩm được định nghĩa sẵn như: tên nhà
sản xuất, nước sản xuất, vị trí để, tiêu chuẩn, thông tin về kích thước sản phẩm, nơi kiểm
tra…
Hình 1.1: Barcode
GVHD: PGS.TS Hoàng Đình Chiến SV:Nguyễn Minh Cường
2
ĐAMH1-RFID ĐHBK TP.Hồ Chí Minh
2.2 Nhận dạng bằng công nghệ sinh trắc học
Hệ thống nhận dạng trên thì thuật ngữ sinh trắc học là chỉ chung cho tất cả các
thủ tục để nhận dạng con người bằng cách so sánh các đặc điểm đặc trưng nhất của mỗi
người. Thông thường như: dấu vân tay, giọng nói, khuôn mặt, hình dáng , võng mạc mắt,


thân nhiệt và thậm chí nhịp đập tim..
Ví dụ nhận dạng dấu vân tay:
Dấu vân tay là một dạng nhận dạng phổ biến nhất được sử dụng và áp dụng
trong khoa học hình sự để tìm ra tội phạm thông qua dấu vân tay để lại hiện trường.
Về mặt công nghiệp thì dấu vân tay cũng được sử dụng nhận dạng con người
trong quản lý vào ra. Nguyên lý của hệ thống là dùng các photodiode truyền các tia hồng
ngoại tới các ngón tay đặt trên đầu đọc và chúng được hấp thụ bởi hồng cầu trong máu.
Vùng bị hấp thụ trở thành vùng tối trong hình ảnh và được chụp lại bằng camera sau đó
được quét lên máy tính và truy xuất dữ liệu trong bộ nhớ để tìm được đối tượng cần tìm.
2.3 Hệ thống RFID ( Radio Frequency Identification )
Tên thông dụng của công nghệ này là RFID (Radio Frequency Identification).
Thẻ RFID là những tấm thẻ plastic có gắn các microchip bé chỉ bằng một nửa hạt cát.
Chúng bắt được các tín hiệu sóng radio và đáp ứng bằng cách phát ra mã số nhận diện
tương ứng. Hầu như tất cả các thẻ RFID không dùng nguồn pin để cung cấp năng lượng
hoạt động mà sử dụng năng lượng từ sóng radio kích hoạt để hoạt động.
Đây là loại phương tiện để nhận diện người hoặc vật qua việc truyền sóng vô tuyến. Hệ
thống thu dữ liệu nhận diện tự động không dây này rất chú trọng đến việc đọc và ghi thông
tin mà không cần tiếp xúc và là một lọai công nghệ rất hiệu quả trong môi trường sản xuất
cũng như các môi trường không thân thiện khác khi mã vạch không còn phát huy tác dụng
được nữa.
GVHD: PGS.TS Hoàng Đình Chiến SV:Nguyễn Minh Cường
3
ĐAMH1-RFID ĐHBK TP.Hồ Chí Minh
Hình 1.2 Bảng so sánh đặc điểm 1 số hệ thống nhận dạng
3. Hệ thống RFID ( Radio Frequency Identification )
3.1 Các thành phẩn cơ bản của hệ thống RFID
Một hệ thống RFID bao gồm các bộ phận :
 Thẻ RFID (Transponder/Tag ): Đây là bộ phận quan trọng cấu thành lên hệ
thống RFID và được sử dụng trong tất cả các hệ thống RFID
GVHD: PGS.TS Hoàng Đình Chiến SV:Nguyễn Minh Cường
4
ĐAMH1-RFID ĐHBK TP.Hồ Chí Minh
Hình 1.3 các tag
 Bộ đoc (Reader): Cùng với thẻ thì nó cũng là bộ phận không thể thiếu trong
hệ thống RFID
Hình 1.4 Reader
 Reader Angten : 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
GVHD: PGS.TS Hoàng Đình Chiến SV:Nguyễn Minh Cường
5
ĐAMH1-RFID ĐHBK TP.Hồ Chí Minh
 Cảm biến (sensor), cơ cấu truyền động đầu từ (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
gần như 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
thành phần đã liệt kê ở trên với nhau để chúng truyền với nhau hiệu quả
Hình 1.5 : Sơ đồ 2 hệ thống RFID
GVHD: PGS.TS Hoàng Đình Chiến SV:Nguyễn Minh Cường
6
ĐAMH1-RFID ĐHBK TP.Hồ Chí Minh
3.2 Tần số hoạt động của hệ thống
3.2.1 Tần số hoạt động của RFID
Thẻ RFID và đầu đọc giao tiếp với nhau ở cùng một tần số. Do hệ thống RFID
truyền nhận với nhau thông qua sóng vô tuyến và khoảng cách cũng như khả năng
truyền nhận phụ thuộc rất nhiều vào tần số chính vì vậy mà các hệ thống RFID sử dụng
rất nhiều tần số khác nhau. Nhưng theo thực tiễn thì phạm vi tần số thông dụng nhất, đó
là:
• Tần số thấp ( LF ) ( khoảng 100kHz – 150 kHz )
• Tần số cao ( HF ) ( 10 – 15 MHz )
• Siêu cao tần ( UHF ) ( 850 – 950 MHz ).
Với những tần số khác nhau thi sẽ thích hợp với những ứng dụng khác nhau.
3.2.2 Ứng dụng của hệ thống RFID trong mỗi dải tần số khác nhau
Các tần số khác nhau có các đặc tính cũng như sự tương thích khác nhau cho nên
nó phù hợp với một số lĩnh vực ứng dụng riêng.
Ví dụ: Ở tần số thấp các thẻ sử dụng công suất ít hơn và có khả năng xuyên qua
phi kim tốt hơn, nhưng chúng có nhược điểm là phạm vi đọc thẻ ngắn thường dưới
0.5m.
Các thẻ làm việc ở tần số cao thì có khả năng đi qua được những vật thể làm
bằng kim loại, nhưng phạm vi đọc của chúng cũng chỉ khoảng 1m.
Các tấn số cao tần UHF có phạm vi đọc tốt hơn cũng như có thể truyền dữ liệu
nhanh và xa hơn so với tần thấp và tần cao ( LF và HF ), nhưng chúng cần có công suất
lớn hơn và khả năng xuyên qua kim loại kém. Vì vậy giữa đầu đọc và thẻ phải không có
vật cản
GVHD: PGS.TS Hoàng Đình Chiến SV:Nguyễn Minh Cường
7
ĐAMH1-RFID ĐHBK TP.Hồ Chí Minh
Băng tần và các ứng dụng tương ứng của RFID
Tần số Đặc điểm Giá thành Ứng dụng
100-150
kHz
 Tốc độ đọc chậm
 Xuyên qua các vật liệu
phi kim dễ dàng
 Khoảng cách đọc từ
ngắn đến trung bình
 Không đắt  Điều khiển truy
nhập
 Kiểm kê
10-15
mHz
 Tốc độ đọc trung bình
 Khoảng cách đọc từ
ngắn đến trung bình
 Không
qua đắt
 Điều khiển truy
nhập
850-950mH
z
 Khoảng cách đọc lớn
 Tốc độ đọc nhanh
 Yêu cầu tầm nhìn thẳng
 Đắt  Hệ thống nhận
dạng và điều
khiển vào ra
của xe cộ.
 Kiểm kê hàng
hóa trước khi
vào kho
2.4-2.8gH
z
 Khoảng cách đọc lớn
 Tốc độ đọc nhanh
 Yêu cầu tầm nhìn thẳng
 Đắt  Hệ thống nhận
dạng và điều
khiển sự vào ra
của xe cộ
3.3 Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống RFID
3.3.1 Ưu điểm
Hệ thống RFID có những tiện lơi mang lại như :
 Không phụ thuộc vào con người các hoạt động đều được tự động
 Phạm vi hoạt động lớn có thể đến vài chục mét
GVHD: PGS.TS Hoàng Đình Chiến SV:Nguyễn Minh Cường
8
ĐAMH1-RFID ĐHBK TP.Hồ Chí Minh
 Vật có thể chuyển động nhưng vẫn có thể xác định được vật và đọc/ghi lên
thẻ nếu nó mang thẻ RFID
 Có thể đọc/ghi thẻ không cần tiếp xúc, trong hộp kín(trừ kim loại)
 Có thẻ chèn thêm hoặc xóa thông tin và ghi thông tin mới lên
 Có thể sử dụng được ở nhiều vị trí cũng như môi trường
 Các thẻ được nhận dạng không cần trong tầm nhìn thẳng
 Có thể sử dụng kết hợp với các hệ thống nhận dạng khác như mã vạch để bù
trừ, hoàn thiện lẫn nhau
 Có thể chống làm giả, chịu được bụi bẩn và sử dụng trong môi trường có
nhiệt độ cao
 Kết hợp tốt với các phần mềm ở đầu cuối với sự cung cấp đảm bảo thời gian
thực
 Ưu điểm cơ bản của RFID là an toàn, chính xác và độ tin cậy cao. Thẻ RFID
có thể được đọc hoặc ghi trong khoảng cách vài feet (1 feet= 0,3048 m) dù
trong trạng thái động hay ở bất cứ hướng nào, bất chấp bụi bẩn, xuyên giữa
các loại vật liệu như giấy, nhựa, bìa cát tông hay gỗ. Có lẽ điều rất quan trọng
là nhiều thẻ RFID có thể được đọc hoặc ghi tự động cùng một lúc, trong khi
mã vạch phải dùng đầu đọc đọc từng chiếc một.
 Thẻ RFID có thể bao gồm chức năng chống trộm như những chiếc thẻ chống
trộm điện từ truyền thống và yếu tố an ninh của chúng có thể được trang bị tự
động ngay.
 Và cuối cùng thẻ RFID có thể cùng tồn tại với bất cứ cơ sở hạ tầng an ninh
điện từ nào, chúng liên kết được ưu điểm của hệ thống an ninh sẵn có và ưu
điểm vượt trội của hệ thống RFID.
3.3.2 Nhược điểm của hệ thống RFID
 Giá cao: Nhược điểm chính của kỹ thuật RFID là giá cao. Trong khi các đầu
đọc và bộ cảm ứng được dùng để đọc thông tin,tag là giá cao so với mã
vạch(0.6$/tag)
 Dễ bị ảnh hưởng gây tổn thương ; nếu phủ vật liệu bảo vệ từ 2 đến 3 lớp kim
loại thông thường để ngăn chặn tín hiệu radio.
GVHD: PGS.TS Hoàng Đình Chiến SV:Nguyễn Minh Cường
9
ĐAMH1-RFID ĐHBK TP.Hồ Chí Minh
 Việc thủ tiêu các thẻ phô ra: các thẻ RFID được dán bên trong bao bì và được
phô ra dễ thủ tiêu. Điều này có nghĩa là sẽ có nhiều vấn đề khi người sử dụng
biết rõ hơn về vai trò của thẻ
 Đụng độ đầu đọc: Tín hiệu từ một đầu đọc có thể giao tiếp với tín hiệu từ nơi
khác mà nơi đó tin tức chồng chéo nhau. Điều này được gọi là đụng độ đầu
đọc. Một phương pháp tránh vấn đề là sử dụng một kỹ thuật được gọi là phân
chia thời gian đa truy cập (TDTM)
 Các vấn đề đầu đọc, bộ cảm ứng cổng exit: trong khi các đầu đọc phạm vi
ngắn được sử dụng cho việc thanh toán tiền và việc kiểm kê xuất hiện để đọc
các thẻ 100 % thời gian, hiệu suất của bộ cảm ứng cổng exit thì khó giải
quyết hơn. Chúng luôn luôn không đọc thẻ quá hai lần khoảng cách của các
đầu đọc khác. Không có thư viện thực hiện một việc kiểm kê trước và sau để
xác định tỉ lệ mất mát khi RFID sử dụng cho việc bảo đảm an toàn.
 Đụng độ thẻ.
 Thiếu chuẩn
Tuy nhiên ta vẫn có thể khắc phục tốt các nhược điểm này
3.4 Các ứng dụng của hệ thống RFID
 Trong công nghiệp:
RFID rất thích hợp cho việc xác định sản phẩm có giá trị đơn vị cao
thôngqua quá trình lắp ráp chặt chẽ. Hệ thống RFID rất bền vững trong môi trường
thời tiết khắc nghiệt nên thích hợp để định danh các vật chứa, lưu giữ sản phẩm lâu
dài như container, cần cẩu, xe kéo v.v… Một mặt, các thẻ RFID cho phép xác định
sản phẩm mà nó được gắn vào (Ví dụ: part number, serial number, trong hệ thống
đọc/ghi, hướng dẫn quy trình lắp ráp xử lý sản phNm). Mặt khác, thông tin đầu vào
được nhập bằng tay (hoặc bằng các đầu đọc mã vạch) cho phép hệ thống điều khiển/
kiểm soát. Sau đó những thông tin này có thể được truy xuất bởi các đầu đọc RFID.
 Trong vận chuyển và phân phối và lưu thông:
Hệ thống RFID phù hợp nhất với phương thức vận tải đường ray. Các thẻ có
thể nhận dạng toàn bộ 12 ký tự theo chuẩn công nghiệp cho phép xác định loại
GVHD: PGS.TS Hoàng Đình Chiến SV:Nguyễn Minh Cường
10
ĐAMH1-RFID ĐHBK TP.Hồ Chí Minh
xe/toa hàng, chủ sở hữu, số xe...Các thẻ này được gắn vào gầm xe, toa hàng; Các
ăng-ten được cài đặt ở giữa hoặc bên cạnh đường ray vận chuyển, các đầu đọc và
các thiết bị hiển thị được lắp trong vòng khoảng 40 đến 100 feet dọc theo đường ray
cùng các thiết bị viễn thông và thiết bị kiểm soát khác, do vậy có thể kiểm soát được
các toa hàng trên ray. Mục đích chính trong các ứng dụng vận chuyển theo ray là cải
tiến kích thước và tốc độ vận chuyển nhanh chóng cho phép giảm kích thước xe
hàng hoặc giảm thiểu chi phí cho việc đầu tư các thiết bị mới.RFID còn được ứng
dụng trong hệ thống thu phí cầu đường bộ hay cho phép các hãng hàng không kiểm
soát hành lý của hành khách.
 Trong kinh doanh bán lẻ:
RFID có thể thay thế kỹ thuật mã vạch hiện nay, vì nó không chỉ có khả năng
xác định nguồn gốc sản phẩm mà còn cho phép nhà cung cấp và đại lý bán lẻ biết
chính xác mặt hàng trên quầy và trong kho của họ. Một số siêu thị lớn đã sử dụng
các thẻ RFID mỏng dán lên hàng hóa thay cho mã vạch, giúp việc thanh toán nhanh
chóng, dễ dàng hơn. Nếu hàng hóa nào chưa thanh toán tiền đi qua cửa, máy nhận
dạng vô tuyến RFID sẽ phát hiện ra và báo cho nhân viên an ninh. Ngoài ra, các
công ty bách hóa không còn phải lo kiểm kho, không sợ giao nhầm hàng và thống
kê số đầu sản phẩm đang kinh doanh của cả tổ hợp cửa hàng. Hơn nữa họ còn có thể
biết chính xác bên trong túi khách hàng vào, ra có những gì.
 Trong lĩnh vực an ninh:
RFID không đòi hỏi tầm nhìn giữa bộ thu phát và máy đọc, hệ thống này khắc
phục được những hạn chế của các phương pháp nhận dạng tự động khác, ví dụ như
mã vạch. Điều này có nghĩa là hệ thống RFID có thể hoạt động hiệu quả trong các
môi trường khắc nghiệt những nơi bụi bẩn, ẩm ướt quá mức hay có phạm vi quan
sát bị hạn chế. Một trong các lợi ích nổi bật của RFID là khả năng đọc trong các
môi trường khắc nghiệt với tốc độ đáng chú ý: trong hầu hết các trường hợp thời
gian phản ứng dưới 100 mili giây.
GVHD: PGS.TS Hoàng Đình Chiến SV:Nguyễn Minh Cường
11
ĐAMH1-RFID ĐHBK TP.Hồ Chí Minh
 Trong công tác quản lý bảo quản sản phẩm:
Việc quản lý sách tại thư viện hiện rất vất vả, việc tìm kiếm sách thủ công làm
tốn thời gian và quản lý cũng chưa thực sự hiệu quả. Nhờ công nghệ RFID, mỗi
cuốn sách được gắn với một thẻ lưu thông tin về cuốn sách, mỗi khi cần tìm một
cuốn sách nào đó, thay vì việc dò tìm phân loại từng cuốn sách, thủ thư chỉ việc
dùng một đầu đọc có khả năng đọc các thẻ RFID từ xa có thể giúp định vị cuốn sách
cần tìm rất nhanh chóng, ngoài ra việc thống kế sách cuối ngày càng trở lên đơn
giản. Các hạt giống có giá trị, động vật thí nghiệm liên quan tới các dự án nghiên
cứu lâu dài và chi phí cao, thịt và bơ sữa động vật, thú vật hoang dã và giống động
vật quý hiếm, các loại gen...hiện nay vấn đề xác định tính duy nhất có thể được giải
quyết thông qua ứng dụng các sáng kiến của công nghệ RFID.
 Trong quản lý nhân sự và chấm công:
Khi vào, ra công ty để bắt đầu hay kết thúc một ngày hoặc ca làm việc, nhân
viên chỉ cần đưa thẻ của mình đến gần máy đọc thẻ (không phải nhét vào), ngay lập
tức máy phát ra một tiếng bíp, dữ liệu vào, ra của nhân viên đó đã được ghi nhận và
lưu trữ trên máy chấm công. Trong trường hợp nếu những nhân viên nghỉ việc, thẻ
nhân viên sẽ được thu hồi và tái sử dụng mà không ảnh hưởng đến chất lượng thẻ.
Ưu điểm nổi bật của thẻ RFID so với thẻ mã vạch (Barcode) hay thẻ mã từ
(Mag.Stripe card) là thẻ RFID không bị trầy xước, mài mòn khi dùng. Sử dụng thẻ
chấm công loại cảm ứng, người phụ trách hệ thống sẽ lấy toàn bộ dữ liệu từ
database của máy tính hoặc các máy đọc thẻ về, sau khi cập nhật dữ liệu sẽ có ngay
báo cáo thống kê nhanh để ban giám đốc biết số lượng nhân viên đang có mặt, số
nhân viên nghỉ hoặc biết được trình độ tay nghề từng nhân viên; nhân viên nào hết
hạn hợp đồng lao động; bảo hiểm xã hội, bảo hiểm y tế...
 Trong y tế, giáo dục, vui chơi giải trí:
Công nghệ RFID có thể sử dụng cho người cũng như đồ vật. Vì vậy, một số
bệnh viện đang sử dụng vòng đeo tay RFID cho trẻ mới sinh và bệnh nhân cao tuổi
mất trí. Ngoài ra còn ứng dụng trong việc quản lý hồ sơ bệnh án... Học sinh một
trường đông học sinh ở Nhật dùng thẻ RFID để báo cho cha mẹ biết mình đã ra tới.
GVHD: PGS.TS Hoàng Đình Chiến SV:Nguyễn Minh Cường
12
ĐAMH1-RFID ĐHBK TP.Hồ Chí Minh
Các công viên giải trí ở Mỹ bán ra vé RFID sẽ bật-nháy báo cho khách biết đến lượt
mình vào cuộc chơi...
Phần 2 : ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG RFID
1. Các thành phần cơ bản của hệ thống RFID
Một hệ thống RFID không thể thiếu 2 thành phần quan trọng cấu tạo nên là :
 Thẻ RFID (Transponder )
 Đầu đọc (Reader)
Hình 2.1 : Transponder và Reader là hai thành phần chính của hệ thống RFID
Thẻ RFID là thành phần luôn gắn lên đối tượng cần nhận dạng .Nó bao gồm một
ăngten kết nối với đầu đọc và một vi mạch điện tử.
Khi thẻ RFID không nằm trong phạm vi dò tìm của đầu đọc thì nó không hoạt
động mà chỉ hoạt động trong phạm vi đâu đọc.
Đầu đọc là thành phần tự thiết kế và áp dụng vào tùy hoàn cảnh cũng như vị trí
có thể chỉ đọc và cũng có thể ghi/đọc tùy theo yêu cầu chế tạo.
Đầu đọc thường bao gồm module thu phát sóng vô tuyến, có một khối điều khiển
và ăngten dùng để kết nối Transponder. Ngoài ra còn được tích hợp thêm RS232 và
RS485 để truyền dữ liệu qua các hệ thống khác.
2. Thẻ RFID
GVHD: PGS.TS Hoàng Đình Chiến SV:Nguyễn Minh Cường
13
ĐAMH1-RFID ĐHBK TP.Hồ Chí Minh
2.1 Giới thiệu tổng quát thẻ RFID
Thành phần của thẻ (tag) RFID bao gồm một anten dùng kết nối với đầu đọc và
một con chip dùng để lưu trữ dữ liệu.Dữ liệu được đọc ghi thông qua một đầu đọc thẻ
(đầu đọc RFID) mà không phụ thuộc vào hướng hay vị trí chỉ cần thẻ RFID nằm trong
vùng phủ sóng (phạm vi của đầu đọc)
Hình 2.2 dạng của 1 số loại Transponder tiêu biểu
Bộ nhớ chip trong thẻ RFID có thể chứa từ 96 đến 512 bit dữ liệu nhiều gấp 64
lần mã vạch. Thông tin lưu trữ trên chip có thể thay đổi được bởi sự tương tác của bộ
đọc. Dung lượng lưu trữ cao có thể cho phép ta lưu trữ nhiều thông tin đa dạng cùng một
lúc.
GVHD: PGS.TS Hoàng Đình Chiến SV:Nguyễn Minh Cường
14
ĐAMH1-RFID ĐHBK TP.Hồ Chí Minh
Chíp trên thẻ được gắn kèm với một ăngten chuyển tín hiệu đến máy đọc và máy
này chuyển đổi sóng điện từ từ thẻ RFID cung cấp sang một dạng mã liên quan để xác
định thông tin và xử lý cơ sở dữ liệu trên máy tính do người điều hành quản lý giám sát.
Các thẻ RFID rất mỏng và có kích cỡ vừa phải tương đương như một thẻ tín
dụng bình thường vì nó đơn giản cũng chỉ cần một anten và một diode
2.2 Phân loại thẻ RFID
Tùy thuộc vào chức năng và các chuẩn mà thẻ RFID được phân loại thành nhiều
loại khác nhau :
 Thẻ thụ động ( Passive tag).
 Thẻ tích cực ( Active tag).
 Thẻ bán thụ động (Semi-Pasive tag).
Phân loại theo khả năng ghi/ đọc dữ liệu :
 Thẻ chỉ đọc ( Read Only).
 Thẻ cho phép ghi một lần, đọc nhiều lần (Write once Read many, WORM).
 Thẻ ghi – đọc (Write - Read)
2.2.1 Thẻ thụ động (Passive tag)
 Không có nguồn điện bên trong. Sóng vô tuyến phát ra từ đầu đọc sẽ
truyền một dòng điện nhỏ đủ để kích hoạt hệ thống mạch điện trong
thẻ giúp nó gửi lại tín hiệu hồi đáp. Có thể truyền mã số nhận dạng
và lưu trữ một số thông tin về đối tượng được nhận dạng.
 Có kích thước rất nhỏ và mỏng hơn một tờ giấy bình thường, do vậy
nó có thể được cấy vào dưới da.
 Có tuổi thọ rất cao vì không dùng pin.
 Tầm hoạt động : từ 10 cm đến vài mét, tùy theo tần số sử dụng.
2.2.2 Thẻ chủ động (Active tag)
GVHD: PGS.TS Hoàng Đình Chiến SV:Nguyễn Minh Cường
15
ĐAMH1-RFID ĐHBK TP.Hồ Chí Minh
 Được tích hợp một nguồn giúp nó tự gửi tín hiệu đến đầu đọc.Cường
độ tín hiệu của loại thẻ này, do vậy mạnh hơn tín hiệu của thẻ thụ
động, cho phép nó hoạt động có hiệu quả hơn trong môi trường nước
(trong cơ thể con người hay động vật) hay kim loại (xe cộ, container).
 Một số thẻ còn được tích hợp các bộ cảm biến để đo độ ẩm, độ rung,
độ phóng xạ, ánh sáng, nhiệt độ...
 Tuổi thọ của pin lên đến 10 năm.
 Tầm hoạt động: vài trăm mét, tùy theo tần số sử dụng
Thẻ thụ động Thẻ tích cực
Nguồn công suất Lấy từ bên ngoài (Do đầu đọc cung cấp) Bên trong(Pin)
Khả năng đọc
thẻ
Chỉ trong phạm vi bao phủ của bộ
đọc, thông thường có thể lên tới 3m.
Có thể phát tín hiệu qua một
khoảng cách khá xa, thường
thì có thể lên tới 100m.
Năng lượng
Một thẻ thụ động được cấp năng
lượng chỉ khi nó nằm trong phạm
vi của đầu đọc.
Một thẻ tích cực thì luôn có
năng lượng.
Cường độ
trường điện từ
Cao, khi thẻ từ lấy công suất từ
trường điện từ được cung cấp bởi
đầu đọc.
Thấp, khi thẻ cho phép tín
hiệu sử dụng nguồn pin nội
bộ.
Tuổi thọ Rất cao.
Dưới 5 năm, vì bị giới hạn
bởi tuổi thọ của pin.
Lượng dữ liệu
lưu trữ
Lưu trữ dữ liệu có giới hạn, thường
khoảng 128 bytes.
Có thể lưu trữ một lượng
dữ liệu lớn hơn.
2.2.3 Thẻ bán thụ động (Semi –Passive tag)
• Thẻ bán thụ động có một nguồn năng lượng bên trong(chẳng hạn
là bộ pin) và điện tử học bên trong để thực thi những nhiệm vụ chuyên
dụng. Nguồn bên trong cung cấp sinh lực cho thẻ hoạt động. Tuy
nhiên trong quá trình truyền dữ liệu, thẻ bán tích cực sử dụng nguồn
GVHD: PGS.TS Hoàng Đình Chiến SV:Nguyễn Minh Cường
16
ĐAMH1-RFID ĐHBK TP.Hồ Chí Minh
từ reader. Thẻ bán tích cực được gọi là thẻ có hỗ trợ pin (battery-
assisted tag).
• Đối với loại thẻ này, trong quá trình truyền giữa thẻ và reader thì
reader luôn truyền trước rồi đến thẻ. Tại sao sử dụng thẻ bán tích cực
mà không sử dụng thẻ thụ động? Bởi vì thẻ bán tích cực không sử
dụng tín hiệu của reader như thẻ thụ động, nó tự kích động, nó có thể
đọc ở khoảng cách xa hơn thẻ thụ động. Bởi vì không cần thời gian
tiếp sinh lực cho thẻ bán tích cực, thẻ có thể nằm trong phạm vi đọc
của reader ít hơn thời gian đọc quy định (không giống như thẻ thụ
động). Vì vậy nếu đối tượng được gắn thẻ đang di chuyển ở tốc độ
cao, dữ liệu thẻ có thể vẫn được đọc nếu sử dụng thẻ bán tích cực. Thẻ
bán tích cực cũng cho phép đọc tốt hơn ngay cả khi gắn thẻ bằng
những vật liệu chắn tần số vô tuyến (RF-opaque và RF-absorbent). Sự
có mặt của những vật liệu này có thể ngăn không cho thẻ thụ động
hoạt động đúng dẫn đến việc truyền dữ liệu không thành công. Tuy
nhiên, đây không phải là vấn đề khó khăn đối với thẻ bán tích cực.
• Phạm vi đọc của thẻ bán tích cực có thể lên đến 100 feet (xấp xỉ
30.5 m) với điều kiện lý tưởng bằng cách sử dụng mô hình tán xạ đã
được điều chế (modulated back scatter) (trong UHF và sóng vi ba).
2.2.4 Thẻ chỉ đọc (Read Only)
Thẻ RO có thể được lập trình (tức là ghi dữ liệu lên thẻ RO) chỉ một lần. Dữ
liệu có thể được lưu vào thẻ tại xí nghiệp trong lúc sản xuất. Việc này được thực
hiện như sau: các fuse riêng lẻ trên vi mạch của thẻ được lưu cố định bằng cách sử
dụng chùm tia laser. Sau khi thực hiện xong, không thể ghi đè dữ liệu lên thẻ được
nữa. Thẻ này được gọi là factory programmed. Nhà sản xuất loại thẻ này sẽ đưa dữ
liệu lên thẻ và người sử dụng thẻ không thể điều chỉnh được. Loại thẻ này chỉ tốt
đối với những ứng dụng nhỏ mà không thực tế đối với quy mô sản xuất lớn hoặc khi
dữ liệu của thẻ cần được làm theo yêu cầu của khác hàng dựa trên ứng dụng. Loại
thẻ này được sử dụng trong các ứng dụng kinh doanh và hàng không nhỏ.
2.2.5 Thẻ cho phép ghi một lần, đọc nhiều lần (WORM)
Thẻ WORM có thể được ghi dữ liệu một lần, mà thường thì không phải được ghi
bởi nhà sản xuất mà bởi người sử dụng thẻ ngay lúc thẻ cần được ghi. Tuy nhiên trong
GVHD: PGS.TS Hoàng Đình Chiến SV:Nguyễn Minh Cường
17
ĐAMH1-RFID ĐHBK TP.Hồ Chí Minh
thực tế thì có thể ghi được vài lần (khoảng 100 lần). Nếu ghi quá số lần cho phép, thẻ có
thể bị phá hỏng vĩnh viễn. Thẻ WORM được gọi là field programmable. Loại thẻ này có
giá cả và hiệu suất tốt, có an toàn dữ liệu và là loại thẻ phổ biến nhất trong lĩnh vực kinh
doanh ngày nay.
2.2.6

Thẻ đọc-ghi(Read - Write)
Thẻ RW có thể ghi dữ liệu được nhiều lần, khoảng từ 10.000 đến 100.000 lần
hoặc có thể hơn nữa. Việc này đem lại lợi ích rất lớn vì dữ liệu có thể được ghi bởi
reader hoặc bởi thẻ (nếu là thẻ tích cực). Thẻ RW gồm thiết bị nhớ Flash và FRAM để
lưu dữ liệu. Thẻ RW được gọi là field programmable hoặc reprogrammable. Sự an toàn
dữ liệu là một thách thức đối với thẻ RW. Thêm vào nữa là loại thẻ này thường đắt nhất.
Thẻ RW không được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng ngày nay, trong tương lai có
thể công nghệ thẻ phát triển thì chi phí thẻ giảm xuống.
3. Đầu đọc (Reader)
Hình 2.4 : Tương tác giữa Application-Reader và Reader-Transponder
(mô hình Master-Slave)
Các bộ đọc trong tất cả các hệ thống RFID có thể được quy về hai khối chức
năng cơ bản:
 Đơn vị điều khiển
 Giao diện HF, bao gồm một bộ truyền và một bộ nhận dữ liệu
GVHD: PGS.TS Hoàng Đình Chiến SV:Nguyễn Minh Cường
18
ĐAMH1-RFID ĐHBK TP.Hồ Chí Minh
Hình 2.5: Các khối chức năng của một bộ đọc
Giao diện HF của đầu đọc thực hiện các chức năng sau:
 Tạo ra công suất để làm hoạt động transponder và cung cấp công suất cho nó.
 Điều chỉnh tín hiệu truyền để gửi dữ liệu đến transponder.
 Sự tiếp nhận và giải mã tín hiệu tần số cao được truyền bởi một transponder.
Hình 2.6: Cấu trúc của giao diện HF
Đơn vị điều khiển của reader thực hiện các chưc năng sau
 Thực hiện giao tiếp với phần mềm ứng dụng và thực hiện các lệnh từ phần
mềm ứng dụng.
 Điều khiển sự giao tiếp với một transponder ( nguyên lý Master – Slave ).
 Mã hóa và giải mã tín hiệu.
GVHD: PGS.TS Hoàng Đình Chiến SV:Nguyễn Minh Cường
19

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×