Tổng quan về hệ thống
Giới thiệu chung
1.1.1: Lịch sử phát triển sóng vô tuyến
Công nghệ sóng vô tuyến đã xuất hiện trong thương mại từ những năm 1970 và hiện nay trở thành một phần quan trọng trong cuộc sống hàng ngày Nó được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị như chìa khóa xe hơi, thẻ lệ phí quốc lộ và thẻ truy cập an toàn Công nghệ này cũng rất hữu ích trong những trường hợp mà việc sử dụng mã vạch để đánh nhãn hàng hóa không thực tế hoặc kém hiệu quả.
Kỹ thuật sóng vô tuyến bắt đầu phát triển trong thời kỳ Chiến tranh Thế giới thứ II và đã có những bước tiến đáng kể trong những năm qua Trong thời gian này, sóng radio được sử dụng để xác định máy bay đồng minh và kẻ thù Việc nghiên cứu và phát triển công nghệ radio đã được mở rộng trong các hoạt động thương mại từ thập niên 1960, với sự tiến bộ rõ rệt vào những năm 1970 nhờ vào sự đóng góp của các công ty, học viện và chính phủ Mỹ Hơn nữa, công nghệ sóng vô tuyến đã tiến xa với sự ra đời của các thẻ không cần nhìn thấy để đọc như mã vạch, cho phép đọc nhanh và từ khoảng cách xa Công nghệ này đang ngày càng hoàn thiện dựa trên nền tảng của những công nghệ mới.
Hiện nay, công nghệ sóng vô tuyến đã có những bước tiến đáng kể, nhưng việc áp dụng thực tế trong các ngành và quy trình sản xuất vẫn đang mở ra nhiều cơ hội hấp dẫn hơn.
Hình 1.1: Ứng dụng của sóng vô tuyến trong cuộc sống.
Công nghệ RFID (Radio Frequency Identification) là công nghệ nhận dạng đối tượng thông qua sóng vô tuyến, cho phép đọc thông tin từ chip ở khoảng cách xa mà không cần tiếp xúc trực tiếp Công nghệ này mang lại nhiều lợi ích trong việc quản lý và theo dõi hàng hóa mà không cần giao tiếp vật lý giữa các thiết bị.
Trang 5 pháp truyền, nhận dữ liệu từ một điểm đến một điểm khác 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).
Thẻ (tag) có thể được gắn vào các đối tượng như sản phẩm, hộp hoặc giá kê (pallet) Bộ đọc sẽ quét dữ liệu từ thẻ và truyền thông tin đó đến cơ sở dữ liệu nơi lưu trữ thông tin của thẻ.
Dạng thông dụng nhất được ứng dụng hiện nay là hệ thống RFID bị động làm việc như sau:
-Bộ đọc (Reader) truyền một tín hiệu tần số vô tuyến điện từ qua anten của nó đến một con chip.
-Bộ đọc (Reader) nhận thông tin trở lại từ chip và gửi nó đến máy tính điều khiển đầu đọc và xử lý thông tin lây được từ chip.
Chip RFID không tiếp xúc hoạt động mà không cần tích điện, sử dụng năng lượng từ tín hiệu của bộ đọc để phát hiện và giám sát điện tử Đây là một phương pháp truyền thông tin vô tuyến đáng tin cậy, tương tự như mã vạch điện tử, trong đó dữ liệu được mã hóa dưới dạng bít và truyền đi qua sóng vô tuyến.
Thẻ RFIDcó hai loại: tích cực và thụ động :
Các bộ thu phát tích cực sử dụng nguồn nuôi riêng, trong khi bộ thu phát thụ động lại thu năng lượng từ tín hiệu sóng vô tuyến mà chúng nhận được từ máy dò hoặc máy đọc Thẻ thụ động đang được ứng dụng rộng rãi hơn cả.
Hình 1.2:Phòng thí nghiệm về công nghệ sóng vô tuyến
Thẻ RFID thụ động sử dụng năng lượng sóng vô tuyến thu được qua ăng-ten mà không cần nguồn nuôi Năng lượng này được cảm ứng qua điện thê AC và sau đó được chỉnh lưu để cung cấp nguồn cho thiết bị.
Thiết bị hoạt động khi điện thế DC đạt một giá trị nhất định, cho phép máy đọc cung cấp tín hiệu RF mang năng lượng để giao tiếp từ xa với thiết bị không có nguồn nuôi.
Hình 1.3: Thẻ RFID chủ động
Các yêu cầu cơ bản
- Hệ thống nhận diện đúng ID của thẻ đã được cấp.
- Hiển thị thời gian và ngày hiện tại trên màn hình LCD
- Hệ thống có nút vật lý để chọn chương trình làm việc.
- Lưu chi tiết thời gian đến và đi của người dùng trong EEPROM của vđk.
- Tính toán và lưu trữ tổng số giờ làm việc của mỗi người và cung cấp các tùy chọn trong menu để truy xuất qua may tinh.
- Cung cấp tùy chọn để xóa dữ liệu mà quản trị viên chỉ có thể truy cập bằng ID của mình trên may tinh.
Thiết bị Loại sử dụng
Module quet the Cam biên RFID
Mạch chuyển đổi xử lí tín hiệu ADC ngoài hoặc trong chíp
Bộ điều khiển Vi điều khiển/ PLC/PC
Hiện thị LCD /LED/Monitor
Phím chức năng nhập dữ liệu Nút bấm / Màn hình chạm
Tín hiệu cảnh báo Trên LCD/ Đèn/Còi
Bảng 1-1: Cấu trúc thiết bị.
Tân sô hoat đông 13.56 MHZ
Khoang cach đo LCD báo “Không tồn tại sinh viên”.
Nếu ID được nhận dạng có sẵn trong bộ nhớ thì đèn sẽ nháy :
Nếu ID là thẻ admin thì sẽ xóa toàn bộ bộ nhớ được lưu trong EEPROM.
Nếu ID là thẻ thành viên thì lưu số lần quẹt thẻ (x) vào bộ nhớ:
Nếu số lần quẹt thẻ là lẻ (x%2!=0) thì sẽ lưu thời gian đến của người dùng vào bộ nhớ EEPROM và hiển thị thông báo trên LCD.
Nếu số lần quét thẻ là chẵn (x%2==0), hệ thống sẽ lưu lại thời gian di chuyển của người dùng, đồng thời ghi nhận thời gian đi và đến của người dùng trong EEPROM Số lần điểm danh sẽ được tính là x/2 và hiển thị trên màn hình LCD.
Thời gian đi, đến và số lần điểm danh của mỗi thành viên được lưu vào những vị trí khác nhau trong EEPROM.
Chương trình điều khiển được xây dựng trên phần mềm Arduino IDE (Intergrated Development Environment) - là một trình soạn thảo có thể viết code và nạp vào arduino.
Arduino ide được viết bằng ngôn ngữ lập trình Java là ứng dụng đa nền tảng (cross-platform) Ngôn ngữ code cho các chương trình của arduino là bằng
Arduino IDE tích hợp thư viện phần mềm "wiring", giúp đơn giản hóa quá trình lập trình với C hoặc C++ Thư viện này hỗ trợ người dùng thực hiện các thao tác code một cách dễ dàng và hiệu quả hơn.
Hình 3.25: Giao diện Arduino IDE
Hình 3.26: Giao diện Arduino IDE
Thử nghiệm và đánh giá hệ thống
Sau khi nhóm lên ý tưởng thực hiện đã tiến hành thử nghiệm và gặp một số lỗi khi tiến hành:
Khi hàn I2C vào Arduino, việc chạm hai chân của I2C với nhau có thể gây ra hiện tượng cháy, làm cho LCD không hoạt động Sau khi xác định nguyên nhân, nhóm đã tiến hành thay thế I2C và thực hiện hàn lại.
- Tính toán sai thời gian làm việc +Nguyên nhân: do thuật toán câu lệnh.
Khắc phục: Nhóm đã tính toán lại và điều chỉnh câu lệnh
- Khi lưu trữ vào bộ nhớ EEPROM chỉ lưu được thời gian không lưu được
+Nguyên nhân của lỗi do sai câu lệnh trong khi code.
- Hiển thị sai thời gian thực.
+Nguyên nhân do quá trình code hệ thống.
- Không đọc được nhiều thẻ cùng 1 lúc +Nguyên nhân: Do sai code.
+Khắc phục: sau nhiều lần chạy thử nhóm đã tim ra nguyên nhân và code lại
Kết quả thực nghiệm hệ thống:
Hình 3.27: Kết quả thử nghiệm trên máy tính.
Hình 3.28: Thử nghiệm trên thực tế.
Sau qua nhiều lần thử nghiệm và sửa đổi, nhóm đã hoàn thành được sản phẩm theo các tiêu chí đã nêu ở mục 1.2.1
Mặc dù hệ thống đã hoàn thiện và đáp ứng các tiêu chí hiện có, nhóm nhận thấy vẫn còn nhiều cơ hội để phát triển hơn nữa Dưới đây là một số hướng phát triển mà nhóm đề xuất.
Thêm thẻ admin có thể thêm, xóa các thẻ có thể điểm danh.
Thêm còi báo động khi có thẻ lạ được nhận dạng.
Tải dữ liệu lên cloud để tránh trường hợp hệ thống xảy ra lỗi.
