BÁO cáo đồ án CHUYÊN NGÀNH NGHIÊN cứu mô PHỎNG KHẢO sát đặc TÍNH ANTEN VI dải đơn BĂNG áp DỤNG CHO CÔNG NGHỆ RFID

Báo cáo đồ án chuyên ngành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN TỬ-VIỄN THÔNG - - BÁO CÁO ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH NGHIÊN CỨU MƠ PHỎNG KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH ANTEN VI DẢI ĐƠN BĂNG ÁP DỤNG CHO CÔNG NGHỆ RFID GVHD : TS VÕ DUY PHÚC SVTH : LÊ THỊ MỸ LINH DƯƠNG THỊ THU THẢO LỚP : 18DT1 MSSV : 106180028 106180050 Đà Nẵng, 2022 GVHD: TS Võ Duy Phúc SVTH: Lê Thị Mỹ Linh – Dương Thị Thu Thảo Báo cáo đồ án chuyên ngành MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN LỜI NÓI ĐẦU LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH ẢNH DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT Chương 1: Tìm hiểu công nghệ RFID 1.1 Giới Thiệu hệ thống nhận dạng tự động .1 1.1.1 Hệ thống mã vạch ( Barcode) .1 1.1.2 Nhận dạng ký tự quang học 1.1.3 Quy trình sinh trắc học 1.1.4 Thẻ thông minh 1.1.5 Hệ thống RFID .5 1.2 Tìm hểu cơng nghệ RFID 1.2.1 Cơng nghệ RFID ? 1.2.2 Thành phần nguyên lý hoạt động hệ thống RFID 1.2.3 Đặc điểm hệ thống RFID 1.2.4 Một số ứng dụng công nghệ RFID 1.3 Yêu cầu chung 1.4 Kết luận .10 Chương 2: Tổng quan anten 11 2.1 : Sơ lược anten .11 2.1.1 Định nghĩa 11 2.1.2 Các tham số đặc trưng anten .12 2.2 : Phân loại loại anten 14 2.2.1 Monopole antenna – Anten đơn cực 14 2.2.2 Microstrip Antenna -Anten vi dải 15 Chương 3: Mô Anten phần mềm HFSS 19 3.1 Giới thiệu phần mềm mô HFSS 19 3.2 Mơ hình anten đề xuất thông số .20 GVHD: TS Võ Duy Phúc SVTH: Lê Thị Mỹ Linh – Dương Thị Thu Thảo Báo cáo đồ án chun ngành 3.2.1 Mơ hình anten đề xuất 20 3.2.2 Các thơng số mơ hình .22 3.3 Kết mô anten vi dải HFSS 23 3.3.1 Mơ hình anten vi dải HFSS 23 3.3.2 Kết mô 24 3.4 Kết luận 25 KẾT LUẬN 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO 27 GVHD: TS Võ Duy Phúc SVTH: Lê Thị Mỹ Linh – Dương Thị Thu Thảo Báo cáo đồ án chuyên ngành NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN Nhiệm vụ đồ án tìm hiểu tổng quan anten vi dải, cơng nghệ RFID, qua thiết kế, mô anten vi dải dùng công nghệ RFID GVHD: TS Võ Duy Phúc SVTH: Lê Thị Mỹ Linh – Dương Thị Thu Thảo Báo cáo đồ án chuyên ngành LỜI NĨI ĐẦU Trong thời kì khơng thể phủ nhận vai trị quan trọng truyền thơng vơ tuyến thiết bị liên quan, gắn liền với sống ngày phủ sóng khắp toàn cầu, năm gần bùng nổ nhu cầu thông tin vô tuyến thúc đẩy phát triển công nghệ truyền thông vô tuyến, với phát triển anten- thành phần khơng thể thiếu hệ thống viễn thơng không ngừng quan tâm nghiên cứu phát triển để phù hợp thiết bị thông tin vô tuyến đại Những nghiên cứu anten mang ý nghĩa hiệu truyền thông vô tuyến quan tâm phải kể đến anten vi dải Nhờ ưu điểm bật như: có kích thước mỏng, nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ, dễ dàng sản xuất, dễ phối hợp trở kháng dễ tích hợp cấu trúc bề mặt, mà anten vi dải lựa chọn làm anten hệ thống thông tin vô tuyến như: điện thoại di động cầm tay, kỹ thuật lường từ xa, mạng wifi… Tuy nhiên anten vi dải lại có hạn chế lớn mặt băng thông, băng thông hẹp nhiều ứng dụng địi hỏi anten phải có kích thước nhỏ, băng thơng rộng đồng thời lại có khả hoạt động nheiefu dải tần khác Với yêu cầu thực tế trên, em lựa chọn đề tài “ Nghiên cứu mô khảo sát đặc tính anten vi dải đơn bang áp dụng cho cơng nghệ RFID” làm đồ án chuyên ngành mình, đồ án sử dụng phần mền HFSS để mô anten Nội dung báo cáo đồ án chia làm ba chương: Chương 1: Tìm hiều cơng nghệ RFID Chương 2: Anten Vi dải Monopole Chương 3: Mô anten phần mềm HFSS Bản báo cáo nhóm em tồn nhiều hạn chế Chúng em mong muốn có đóng góp ý kiến thầy cô bạn để báo cáo chúng em hoàn thiện GVHD: TS Võ Duy Phúc SVTH: Lê Thị Mỹ Linh – Dương Thị Thu Thảo Báo cáo đồ án chuyên ngành LỜI CẢM ƠN Trước tiên, chúng em muốn bày tỏ biết ơn sâu sắc tới giáo viên hướng dẫn chúng em thầy Võ Duy Phúc- giảng viên khoa Điện tử - Viễn thông, trường Đại học Bách Khoa- Đại Học Đà Nẵng tận tình hướng dẫn chúng em suốt trình thực đồ án chuyên ngành Chúng em xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới thầy cô khoa Điện tử Viễn thông, thầy cô môn trường Đại học Đà Nẵng giảng dạy cho chúng em năm qua, kiến thức kinh nghiệm quý báu mà thầy cô truyền đạt cho chúng em giảng đường đại học tảng giúp chúng em hoàn thành báo cáo tảng cho báo cáo đồ án tốt nghiệp tới, hành trang vững cho chúng em bước đường tương lai Trong trình báo cáo khó tránh khỏi sai sót, chúng em mong nhận góp ý thầy cô bạn Em xin chân thành cảm ơn GVHD: TS Võ Duy Phúc SVTH: Lê Thị Mỹ Linh – Dương Thị Thu Thảo Báo cáo đồ án chuyên ngành DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH ẢNH Bảng 1: Các thông số đầu vào anten vi dải 22 Bảng 2: Các thơng số anten ứng với hình 17 .22 Hình 1: Tổng quan thủ tục Auto – ID quan trọng .1 Hình 2: Ví dụ mã vạch Hình 3: Tài liệu cứng sử dụng OCR để chuyển thành file pdf mềm dễ dàng chỉnh sửa Hình 4: Lấy dấu vân tay để làm cước công dân Hình 5: Hình ảnh thẻ thông minh dạng thẻ ngân hàng .4 Hình 6: Đầu đọc phát đáp thành phần hệ thống RFID .6 Hình 7: Đầu đọc RFID thẻ thơng minh khơng tiếp xúc sử dụng thực tế Hình 8: Cách bố trí thiết bị mang liệu RFID, phát đáp Bên trái, phát đáp ghép cảm ứng với cuộn dây anten; bên phải, phát đáp vi sóng với anten lưỡng cực .7 Hình 9: Ứng dụng cơng nghệ RFID để nhận diện phương tiện giao thơng Hình 10: Anten thiết bị truyền sóng 11 Hình 11: Hình ảnh anten 12 Hình 12: Băng thơng anten 14 Hình 13: Đồ thị xạ Monopole Antenna 15 Hình 14: Anten vi dải hệ trục toạ độ 16 Hình 15: Các dạng anten vi dải thông dụng 16 Hình 16: Giao diện HFSS .19 Hình 17: Mơ hình anten đề xuất 21 Hình 18: Mặt anten vi dải 23 Hình 19: Mặt anten vi dải .23 Hình 20: Mơ hình 3D anten vi dải 24 Hình 21: Hệ số phản xạ S11 thay đổi chiều rộng lớp điện mơi 24 Hình 22: Hệ số phản xạ S11 thay đổi độ dày lớp điện môi .25 Hình 23: Thơng số S11 f=2.48GHz, W2 =7.5mm & h2 =0.045mm 25 Hình 24: Tỷ số sóng đứng VSWR 26 Hình 25 Đồ thị xạ 26 GVHD: TS Võ Duy Phúc SVTH: Lê Thị Mỹ Linh – Dương Thị Thu Thảo Báo cáo đồ án chuyên ngành DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT RFID: Radio Frequency Identification GSM: Global System for Mobile Communication GPS: Global Positioning System OCR: Optical Character Recognition HFSS: Hight Frequency Structure Simulator GVHD: TS Võ Duy Phúc SVTH: Lê Thị Mỹ Linh – Dương Thị Thu Thảo Báo cáo đồ án chuyên ngành 1.1 Chương 1: Tìm hiểu công nghệ RFID Giới Thiệu hệ thống nhận dạng tự động Cùng với phát triển công nghiệp hóa đại hóa ngày nay, cơng nghệ nhận dạng tự động (Auto-ID) trở nên phổ biến nhiều ngành dịch vụ, công nghiệp thương mại, vận chuyển phân phối hàng hóa, Các hệ thống nhận dạng tự động cung cấp cho thông tin đôi tượng nhận dạng như: người, động vật, hàng hóa hay sản phẩm vận chuyển,… Một số hệ thống nhận dạng tự động: Hệ thống mã vạch, nhận dạng ký tự quang học, quy trình sinh trắc học, thẻ thơng minh hệ thống RFID Hình 1: Tổng quan thủ tục Auto – ID quan trọng 1.1.1 Hệ thống mã vạch ( Barcode) Mã số mã vạch xuất đưa vào sử dụng giới từ năm thập kỷ 70 kỷ 20 Mã vạch mã nhị phân bao gồm khoảng trống xếp theo cấu hình song song.Chúng xếp theo mẫu định sẵn đại diện cho phần tử liệu tham chiếu đến ký hiệu liên kết Chuỗi mã vạch, tạo thành từ khoảng trống rộng hẹp, GVHD: TS Võ Duy Phúc SVTH: Lê Thị Mỹ Linh – Dương Thị Thu Thảo Báo cáo đồ án chuyên ngành giải thích số chữ số.Nó đọc cách quét laser quang học, tức phản xạ khác chùm tia laser từ đen khoảng trống trắng Công nghệ mã vạch (Barcode) ứng dụng việc phân loại hàng hóa, quản lý kho, phân biệt hàng thật, hàng giả, tốn giao dịch Cơng nghệ mang lại thay đổi đáng kể, mang tính thời cịn nhiều thiếu sót khơng đáp ứng nhu cầu sử dụng đối tượng cần nhận dạng ngày tăng lên Tuy với ưu điểm giá thành thấp khuyết điểm lớn lại khả lưu trữ thấp khơng có khả lập trình lại Hình 2: Ví dụ mã vạch 1.1.2 Nhận dạng ký tự quang học Nhận dạng ký tự quang học (OCR) lần sử dụng vào năm 1960 Các phông chữ đặc biệt phát triển cho ứng dụng này, ký tự cách điệu hóa để chúng đọc theo cách bình thường người tự động máy móc Ưu điểm quan trọng hệ thống OCR mật độ thông tin cao khả đọc liệu trực quan trường hợp khẩn cấp (hoặc đơn giản để kiểm tra) (Virnich Posten, 1992) Ngày nay, OCR sử dụng lĩnh vực sản xuất, dịch vụ hành chính, ngân hàng để đăng ký séc (dữ liệu cá nhân, chẳng hạn tên số tài khoản, in dòng loại séc OCR) Tuy nhiên, hệ thống GVHD: TS Võ Duy Phúc SVTH: Lê Thị Mỹ Linh – Dương Thị Thu Thảo Báo cáo đồ án chuyên ngành 2.2.2 Microstrip Antenna -Anten vi dải 2.2.2.1 Giới thiệu anten vi dải: Anten vi dải đơn giản cấu tạo gồm: Radiating Patch( mặt xạ) mỏng với bề dày t