(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế, thi công khóa điện tử thông minh sử dụng RFID giám sát hành trình CONTAINER

(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế, thi công khóa điện tử thông minh sử dụng RFID giám sát hành trình CONTAINER(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế, thi công khóa điện tử thông minh sử dụng RFID giám sát hành trình CONTAINER(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế, thi công khóa điện tử thông minh sử dụng RFID giám sát hành trình CONTAINER(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế, thi công khóa điện tử thông minh sử dụng RFID giám sát hành trình CONTAINER(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế, thi công khóa điện tử thông minh sử dụng RFID giám sát hành trình CONTAINER(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế, thi công khóa điện tử thông minh sử dụng RFID giám sát hành trình CONTAINER(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế, thi công khóa điện tử thông minh sử dụng RFID giám sát hành trình CONTAINER(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế, thi công khóa điện tử thông minh sử dụng RFID giám sát hành trình CONTAINER(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế, thi công khóa điện tử thông minh sử dụng RFID giám sát hành trình CONTAINER(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế, thi công khóa điện tử thông minh sử dụng RFID giám sát hành trình CONTAINER(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế, thi công khóa điện tử thông minh sử dụng RFID giám sát hành trình CONTAINER(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế, thi công khóa điện tử thông minh sử dụng RFID giám sát hành trình CONTAINER(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế, thi công khóa điện tử thông minh sử dụng RFID giám sát hành trình CONTAINER(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế, thi công khóa điện tử thông minh sử dụng RFID giám sát hành trình CONTAINER(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế, thi công khóa điện tử thông minh sử dụng RFID giám sát hành trình CONTAINER(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế, thi công khóa điện tử thông minh sử dụng RFID giám sát hành trình CONTAINER(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, thiết kế, thi công khóa điện tử thông minh sử dụng RFID giám sát hành trình CONTAINER

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tp.Hồ Chí Minh, ngày 02 tháng 09 năm 2015 (Ký tên ghi rõ họ tên) Phạm Công Trang ii LỜI CẢM ƠN Xin chân thành gửi lời cảm ơn đến PGS TS Trần Thu Hà tận tình hướng dẫn tơi thực luận văn Xin chân thành gửi lời cảm ơn đến tồn thể q thầy cô trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh giảng dạy, hướng dẫn tạo điều kiện, môi trường học tập tốt cho Xin kính chúc sức khỏe chân thành cảm ơn Học viên Phạm Công LỜI CẢM ƠN Trang iii MỤC LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN .iii MỤC LỤC iv DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH SÁCH CÁC HÌNH vii DANH SÁCH CÁC BẢNG viii TÓM TẮT LUẬN VĂN ix Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Tình hình nghiên cứu nƣớc 1.3 Tình hình nghiên cứu nƣớc 1.4 Mục tiêu nhiệm vụ đề tài 1.4.1 Mục tiêu đề tài 1.4.2 Nhiệm vụ đề tài Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Hệ thống định vị toàn cầu GPS chuẩn NMEA 2.1.1 Hệ thống định vị toàn cầu GPS 2.1.2 Chuẩn NMEA 2.2 Hệ thống thơng tin di động tồn cầu GSM 2.3 Công nghệ RFID 2.3.1 Thành phần hệ thống RFID 2.3.1.1 Thẻ (Tag) 2.3.1.2 Đầu đọc (Reader) 2.3.2 Tần số vô tuyến mà RFID hoạt động 10 Chƣơng 3: THIẾT KẾ 11 3.1 Sơ đồ khối 11 3.1.1 Sơ đồ khối hệ thống 11 3.1.2 Sơ đồ khối thiết bị 12 3.2 Tính thiết bị 13 3.2.1 Giám sát hành trình 13 3.2.2 Giám sát vị trí trạng thái hoạt động SMS 13 3.2.3 Mở khóa cơng nghệ RFID 13 3.2.4 Cảnh báo khóa bị cắt 14 3.2.5 Cập nhật firmware từ xa 14 3.2.6 Mã hóa thơng tin truyền nhận thiết bị server trung tâm 14 3.2.7 Giám sát tài khoản SIM 14 3.2.8 Cảnh báo Pin yếu 14 3.2.9 Thay đổi thông số cài đặt thông qua tin nhắn SMS 14 3.3 Giao thức truyền/nhận thiết bị server 15 Trang iv 3.3.1 Mơ hình giao thức đóng gói data 15 3.3.2 Định dạng thông điệp truyền từ thiết bị đến server 15 3.3.3 Cấu trúc (gửi theo định kỳ có kiện) 15 3.3.4 Cấu trúc (chỉ gửi dùng thẻ để mở khóa) 18 3.4 Cú pháp cấu hình thiết bị tin nhắn SMS 21 3.5 Thiết kế sơ đồ nguyên lý 24 3.5.1 Khối nguồn 24 3.5.2 Khối MCU 25 3.5.3 Khối nhớ 25 3.5.3.1 Khối EEPROM 26 3.5.3.2 Khối SD Card 26 3.5.4 Khối GSM 27 3.5.5 Khối GPS 29 3.5.6 Khối RFID 29 Chƣơng 4: LƢU ĐỒ GIẢI THUẬT 32 4.1 Chƣơng trình 32 4.2 Chƣơng trình khởi tạo hệ thống 33 4.3 Chƣơng trình quét thẻ 34 4.4 Chƣơng trình xử lý tin nhắn 38 4.5 Chƣơng trình kiểm tra tài khoản 39 4.6 Chƣơng trình kiểm tra gửi GPRS 40 Chƣơng 5: THUẬT TỐN MÃ HĨA AES 42 5.1 Khóa mã hóa phần mở rộng 43 5.2 Cấu trúc tổng quát AES 44 5.3 Bốn bƣớc vòng xử lý 45 5.4 Bƣớc Thay Byte (SubBytes) 46 5.5 Bƣớc dịch hàng (ShiftRows) 49 5.6 Bƣớc trộn cột (MixColumns) 50 5.7 Thuật tốn mở rộng khóa 51 Chƣơng 6: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC 55 6.1 Kết 55 6.2 Đánh giá 58 6.2.1 Đánh giá sai số GPS 58 6.2.2 Đánh giá sai số RFID 61 Chƣơng 7: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 63 7.1 Kết luận 63 7.2 Hƣớng phát triển 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 Trang v DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT GPS GSM GPRS RFID MCU ATQ ATQA CLn CT PCD PICC REQA S SAK SEL UID UIDn Global Positioning System Global System for Mobile Communications General packet radio service Radio-frequency identification Microcontroller Unit Answer To Request Answer To Request of Type A Cascade level n, 3≤ n ≤1 Cascade Tag, „ 88‟ Proximity Coupling Device (Reader) Proximity Card Request Command, Type A Start of communication, Type A Select AcKnowledge Select Command Unique IDentification Byte number n of unique identification, n ≥ Trang vi Hệ thống định vị toàn cầu Hệ thống thơng tin di động tồn cầu Dịch vụ vơ tuyến gói tổng hợp Nhận dạng tần số sóng vơ tuyến Đơn vị vi điều khiển Trả lời yêu cầu Trả lời yêu cầu loại A Mức độ phân tầng n, 3≤ n ≤1 Thẻ phân tầng, „88‟ Thiết bị tương tác gần (Đầu đọc) Thẻ gần Lệnh yêu cầu, loại A Bắt đầu giao tiếp, loại A Lựa chọn ACK Lệnh lựa chọn Sự nhận diện Byte số n UID, n≥0 DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1: Kết khảo sát việc sử dụng cơng nghệ RFID năm 2008 Hình 1: Sơ đồ khối hệ thống 11 Hình 2: Bản đồ server giám sát hành trình Container 11 Hình 3: Sơ đồ khối khóa Container 12 Hình 4: Giao thức truyền liệu thiết bị server 15 Hình 5: Sơ đồ nguyên lý khối nguồn chuyển từ 12V – 4,2 V 24 Hình 6: Sơ đồ nguyên lý khối nguồn chuyển từ 4,2 V sang 3,3 V 24 Hình 7: Sơ đồ nguyên lý khối MCU 25 Hình 8: Sơ đồ nguyên lý khối EEPROM 26 Hình 9: Sơ đồ nguyên lý khối SD Card 26 Hình 10: Sơ đồ nguyên lý khối GSM 27 Hình 11: Sơ đồ nguyên lý đường STATUS NETLIGHT module GSM 28 Hình 12: Sơ đồ nguyên lý khối SIM HOLDER 28 Hình 13: Sơ đồ nguyên lý đường RI module GSM 28 Hình 14: Sơ đồ nguyên lý khối GPS 29 Hình 15: Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển nguồn module GPS 29 Hình 16: Sơ đồ nguyên lý khối RFID 30 Hình 17: Sơ đồ nguyên lý mạch phối hợp trở kháng module RFID 30 Hình 18: Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển nguồn module RFID 31 Hình 1: Lưu đồ hoạt động thiết bị 32 Hình 2: Lưu đồ chương trình khởi tạo hệ thống 33 Hình 3: Lưu đồ chống xung đột cho PCD 37 Hình 4: Lưu đồ chương trình xử lý tin nhắn 38 Hình 5: Lưu đồ chương trình kiểm tra tài khoản 39 Hình 6: Lưu đồ chương trình kiểm tra gửi GPRS 41 Hình 1: Một số hình ảnh thiết bị 55 Hình 2: Bản đồ server với tính giám sát 56 Hình 3: Bản đồ server với tính xem lại hành trình 56 Hình 4: Giao tiếp với thiết bị thông qua SMS 57 Hình 5: Minh họa liệu lưu SD Card 58 Hình 6: Biểu đồ biểu diễn sai số thu tín hiệu GPS thiết bị 60 Hình 7: Antenna RFID với kích thước x cm 61 Trang vii DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1: Mơ tả trường gói liệu theo cấu trúc 15 Bảng 2: Bảng mã trạng thái 17 Bảng 3: Mô tả trường gói liệu theo cấu trúc 18 Bảng 4: Bảng tóm tắt cấu trúc tin nhắn gửi/nhận từ thiết bị 21 Bảng 1: Các bước thực chống xung đột 35 Bảng 1: Bảng kết thống kê tọa độ đo từ thiết bị đặt trời 59 Bảng 2: Bảng kết thống kê tọa độ đo từ thiết bị đặt nhà 59 Bảng 3: Đánh giá độ xác RFID dựa vào khoảng cách đọc 61 Bảng 4: Đánh giá sai số RFID với khoảng cách cm 62 Bảng 5: Đánh giá sai số RFID với khoảng cách 3,5 cm 62 Trang viii TÓM TẮT LUẬN VĂN Đề tài thực thiết kế thiết bị khóa điện tử thơng minh dùng cho Container với hai chức giám sát hành trình mở khóa cơng nghệ RFID Hai thuật tốn quan trọng trình bày chi tiết luận văn thuật toán mã hóa AES dùng bảo mật liệu gửi server trung tâm thuật toán chống xung đột chuẩn ISO 14443-A dùng đọc thẻ RFID Kết thi công thiết bị với khả hoạt động xác, ổn định, bảo mật tốt Abstract This subject designs intelligent electronic lock for the container with two main functions is tracking the journey and unlocking by RFID technology Two important algorithms are presented in detail in this thesis is the AES encryption algorithm used in security and the ISO 14443-A anti-collision algorithm used in reading an RFID tag The device operates precise, stability, good security Trang ix Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Trước đổi công nghệ giới ngành vận tải hàng hóa, đồng thời Việt Nam q trình hội nhập toàn cầu nên việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ vào thực tiễn sống cần thiết phù hợp với tiến trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Nước ta có nhiều cảng, kho bãi lớn nên tiềm phát triển ngành vận tải hàng hóa cịn cao, vấn đề đặt việc đảm bảo an toàn, kiểm sốt hàng hóa chí giám sát q trình vận chuyển, cài đặt khai báo thông tin nguồn hàng nhanh chóng góp phần phát triển lĩnh vực Ngày thiết bị điện tử dần thay thiết bị truyền thống tính tiện dụng, nhanh chóng, lưu trữ thơng tin xác Và theo thị số 23/CT-TTg Thủ tướng phủ mặt hàng kinh doanh tạm nhập tái xuất quản lý Seal điện tử (Nguồn: hải quan online - Cơ quan Tổng cục hải quan) Vì việc nghiên cứu, ứng dụng ổ khóa có tích hợp chức Seal điện tử, lưu trữ nhận dạng thơng tin qua RFID, giám sát hành trình hàng hóa qua GPS… cần thiết giai đoạn Việc nghiên cứu thay đổi quan điểm vận chuyển hàng hóa, giúp cho độ tin cậy hàng hóa lộ trình cao hơn, bên cạnh giúp cho việc khai báo thủ tục hải quan nhanh chóng hơn, đồng thời phủ đảm bảo tiêu chí an ninh, bảo mật xuất nhập hàng hóa 1.2 Tình hình nghiên cứu nƣớc Container hệ thống vận chuyển hàng hóa đa phương thức sử dụng container theo tiêu chuẩn ISO để xếp tàu, toa xe lửa hay xe tải chuyên dụng Có ba loại độ dài tiêu chuẩn container 20 ft (6,1 m), 40 ft (12,2 Trang m) 45 ft (13,7 m) (hình 1.1) Sức chứa container (của tàu, cảng v.v.) đo theo TEU (viết tắt twenty-foot equivalent units “đơn vị tương đương 20 foot”) TEU đơn vị đo hàng hóa container hóa tương đương với container tiêu chuẩn 20 ft (dài) × ft (rộng) × 8,5 ft (cao) (khoảng 39 m³ thể tích) Phần lớn container ngày biến thể loại 40 ft TEU Các container 45 ft tính TEU Hai TEU quy cho FEU, hay forty-foot equivalent unit Các thuật ngữ đo lường sử dụng Các container cao (“High cube”) có chiều cao 9,5 ft (2,9 m), container bán cao, sử dụng để chuyên chở hàng nặng, có chiều cao 4,25 ft (1,3 m) Khóa container điện tử thiết bị bảo vệ đồng thời thay cho seals niêm phong thùng hàng container Tuy nhiên lĩnh vực logistics ngày Việt Nam việc sử dụng công nghệ RFID để nhận biết vị trí, thơng tin hàng hóa… qua khảo sát kết sau: Hình 1: Kết khảo sát việc sử dụng công nghệ RFID năm 2008 [11] Qua kết khảo sát ta thấy năm 2008 việc ứng dụng công nghệ RFID vận tải hàng hóa thấp so với phương thức khác, cho thấy việc ứng dụng công nghệ cao vào lĩnh vực chưa quan tâm nhiều Tuy nhiên gần việc ứng dụng công nghệ RFID hệ thống siêu thị, quản lý nhà kho… Trang Về sau thuật toán mở rộng word [w0, w1, w2, w3] thành bảng liệu kê khóa 44 word có nhãn w0, w1,w2, w3, ,w43 Những word (w0,w1,w2,w3) XOR với khối ngõ vào trước tiến trình vịng bắt đầu 40 word cịn lại bảng liệt kê khóa sử dụng word lúc lần 10 vòng Hai phát biểu cho giải mã, ngoại trừ đảo trật tự word bảng liệt kê khóa Bốn word cuối bảng liệt kê khóa XOR với khối ciphertext 128 bit trước tiến trình vịng bắt đầu Về sau, bốn word 40 word lại bảng liệt kê khóa sử dụng lần mười vòng xử lý Bây đến với phần khác biệt: Thuật tốn mở rộng khóa mở rộng bốn word w0, w1, w2, w3 thành 44 word w0, w1, w2, w3, w4, w5, ., w43 nào? Thuật toán mở rộng khóa giải thích mục phụ với giúp đỡ hình 4.4 Như hình, mở rộng khóa diễn tảng byte đến byte, nhóm bốn word định nhóm bốn word Hình 4: Sự mở rộng khóa diễn tảng word đến word Những bƣớc thuật tốn chuyển từ khóa vịng word sang khóa vịng word tiếp theo: Trang 52 Chúng ta đến với phần thuật tốn mở rộng nói phần trước – tạo word khóa mở rộng cho vịng từ word tương ứng khóa vịng cho vịng trước Chúng ta có word khóa vịng cho vịng thứ i Để đáp ứng khóa vịng cho vịng thứ i, i phải bội số Chúng khóa vịng cho vịng thứ (i/4) Ví dụ w4, w5, w6, w7 khóa vịng cho vịng 1, word w8, w9, w10, w11 khóa vòng cho vòng 2, Bây cần tạo word wi+4 wi+5 wi+6 wi+7 từ word wi wi+1 wi+2 wi+3 Từ hình 4.4 viết: (5.10) (5.11) (5.12) Chú ý ngoại trừ word nhóm word mới, word XOR word trước word tương ứng nhóm word trước Vì vậy, cần mơ tả wi+4 Nó word bắt đầu nhóm word mở rộng khóa Word bắt đầu khóa vịng đạt bởi: ( ) (5.13) Word nhóm word đạt XOR word nhóm cuối với kết trả sau áp vào hàm g() đến word cuối nhóm word trước Hàm g() bao gồm bước sau:  Biểu diễn xoay vòng trái byte tham số word byte Trang 53  Biểu diễn thay byte cho byte word trả bước trước cách sử dụng bảng tra 16x16 sử dụng bước SubBytes vịng mã hóa  XOR byte đạt từ bước trước với số vòng Hằng số vòng (round constant) word mà byte cực phải ln Vì vậy, XOR với số vịng có nghĩa XOR với byte cực trái Hằng số vòng cho vòng thứ i ký hiệu Rcon(i) Bằng đặc tả, byte cực phải số vịng 0, viết bên Bên trái phương trình bên thay cho số vòng sử dụng vòng thứ i Bên phải phương trình nói byte cực phải số vòng [] ( [] ) (5.14) Chỉ byte không số vòng, RC(i), tuân theo phép đệ quy sau: [ ] [] (5.15) [ ] (5.16) Trang 54 Chƣơng 6: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC 6.1 Kết Sau thời gian nghiên cứu, thiết kế thi công, thiết bị khóa điện tử thơng minh sử dụng RFID giám sát hành trình Container thực thành cơng, đáp ứng mục tiêu đề ban đầu a) b) c) d) Hình 1: Một số hình ảnh thiết bị a) Hình ảnh thiết bị hồn chỉnh b) Cách bố trí bên thiết bị c) Mặt trước board mạch d) Mặt sau board mạch Thiết bị thiết kế với độ tin cậy cao, thơng tin lộ trình, người mở khóa thể đầy đủ đồ giám sát Trang 55 Hình 2: Bản đồ server với tính giám sát Để tiết kiệm lượng nhằm tăng thời gian sử dụng Pin, liệu gửi lên server với chu kì 30s lần xe chạy (thời gian thay đổi thơng qua SMS) phút lần xe đứng yên Tất nhiên liệu gửi server liên tục hành trình đồ “mịn” Hình 6.3 minh họa hành trình với chu kì gửi server 30s Hình 3: Bản đồ server với tính xem lại hành trình Trang 56 Tính cấu hình thơng qua tin nhắn SMS hoạt động ổn định, độ xác đạt 100% a) b) c) Hình 4: Giao tiếp với thiết bị thơng qua SMS a) Lấy địa thiết bị thông qua SMS b) Tin nhắn kiểm tra tài khoản SIM thiết bị c) Tin nhắn lấy thơng số cấu hình thiết bị Dung lượng PIN khóa 5Ah sử dụng 8-10 ngày liên tục cho lần sạc SD Card lưu liệu hàng chục năm Tính tốn sau:  Giả sử Container di chuyển liên tục thiết bị gửi liên tục lên server với chu kỳ 30s/1 gói tin  Ta tính số gói tin ngày = 2880 gói tin  Mỗi gói tin thiết bị gửi lên server (gói định kì) có dung lượng khoảng 80 byte (một số thông tin GPS tốc độ, hướng di chuyển…thay đổi làm kích thước gói tin tăng giảm vài byte) Trang 57  Ta tính dung lượng cần lưu trữ ngày 2880*80 = 230400 byte  Thẻ nhớ sử dụng nhiều loại dung lượng khác nhau, giả sử thiết bị sử dụng thẻ nhớ 2GB thời gian lưu trữ là: ~ 9320 ngày Như vậy, thiết bị lưu liệu lên đến 25 năm với SD Card dung lượng 2GB Hình 5: Minh họa liệu lưu SD Card 6.2 Đánh giá 6.2.1 Đánh giá sai số GPS Tín hiệu GPS phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết, địa hình Tiến hành thực nghiệm đánh giá sai số việc thu tín hiệu định vị GPS thiết bị nhằm kiểm tra độ xác thiết bị Người thực xác định vị trí thiết bị đồ google map (một cách tương đối cách xem đồ chế độ vệ tinh), lấy tọa độ làm tọa độ gốc Tiến hành tính khoảng cách tọa độ mà thiết bị gửi so với tọa độ gốc Trong đó, cơng thức tính khoảng cách hai điểm theo kinh độ vĩ độ: Trang 58 Dist=6378000*acos(sin(latA)*sin(latB)+cos(latA)*cos(latB)*cos(lonB-lonA)) (6.1) Với: Dist: khoảng cách hai điểm latA, lonA: Vĩ độ, kinh độ điểm A latB, lonB: Vĩ độ, kinh độ điểm B Bán kính trái đất là: 6378000m Sau 20 lần thực hiện, với 10 lần đặt thiết bị trời 10 lần đặt thiết bị nhà, thu kết sau: Bảng 1: Bảng kết thống kê tọa độ đo từ thiết bị đặt trời Vĩ độ gốc: 10.836283 Kinh độ gốc: 106.772808 Lần Vĩ Độ Kinh Độ Sai số (m) 10.836305 106.772838 0.144 10.836852 106.771914 3.74 10.836402 106.770356 2.593 10.836216 106.773654 0.957 10.836256 106.772913 0.202 10.836759 106.772996 3.042 10.836135 106.772335 1.058 10.836345 106.772449 0.537 10.836001 106.772436 1.838 10 10.836289 106.772567 0.247 Sai số trung bình: 1.4358 Bảng 2: Bảng kết thống kê tọa độ đo từ thiết bị đặt nhà Vĩ độ gốc: 10.836273 Kinh độ gốc: 106.772829 Lần Vĩ Độ Kinh Độ Sai số (m) 10.835305 106.772568 6.179 10.835962 106.773589 2.135 10.836062 106.769523 3.588 Trang 59 10.836938 106.77059 4.796 10.836468 106.77796 5.356 10.836759 106.772996 3.106 10.83589 106.773033 2.453 10.837029 106.774689 5.182 10.836001 106.772436 1.775 10 10.835169 106.772956 7.043 Sai số trung bình: 4.1613 Dựa vào bảng số liệu thu trên, người thực vẽ lại biểu đồ thể sai số thiết bị trường hợp: đặt thiết bị nhà đặt thiết bị trời sau: Sai số nhà Sai số trời 1 10 Hình 6: Biểu đồ biểu diễn sai số thu tín hiệu GPS thiết bị hai trường hợp Từ cho thấy rằng: • Sai số lần thiết bị thu tín hiệu GPS khơng đáng kể • Sai số trung bình trường hợp thiết bị đặt ngồi trời tương đối nhỏ Do độ xác tín hiệu GPS thiết bị thu đáng tin cậy Trang 60 6.2.2 Đánh giá sai số RFID Hình 7: Antenna RFID với kích thước x cm Vì tất board mạch antenna RFID đặt bên vỏ hộp kim loại nên tầm đọc RFID bị hạn chế nhiều Hơn nữa, khoảng cách đọc thẻ phụ thuộc vào kích thước antenna Trong trường hợp kích thước antenna x cm Sau vài thống kê từ thực nghiệm Trƣờng hợp 1: Khoảng cách đọc thay đổi, số lần đọc cố định 20 lần Bảng 3: Đánh giá độ xác RFID dựa vào khoảng cách đọc Khoảng cách đọc Số lần đọc thành công Hiệu suất cm 20 100% cm 20 100% cm 17 85% 3,5 cm 30% >=4 cm 0% Nhận thấy với khoảng cách = cm hiệu suất đọc thẻ thành công 0% nên người thực tiến hành khảo sát với khoảng cách cm 3,5 cm, số lần đọc thay đổi 20, 30, 40 50 lần Trƣờng hợp 2: Khoảng cách đọc cố định, số lần đọc thay đổi Trang 61 Bảng 4: Đánh giá sai số RFID với khoảng cách cm Số lần đọc Số lần đọc thành công Hiệu suất 20 16 80% 30 25 83,3% 40 31 77,5% 50 42 84% Bảng 5: Đánh giá sai số RFID với khoảng cách 3,5 cm Số lần đọc Số lần đọc thành công Hiệu suất 20 40% 30 10 33,3% 40 15 37,5% 50 17 34% Trang 62 Chƣơng 7: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 7.1 Kết luận Với đề tài “nghiên cứu, thiết kế, thi công khóa điện tử thơng minh sử dụng RFID giám sát hành trình Container”, người thực hồn thành thiết bị ứng dụng với độ tin cậy, ổn định bảo mật cao ứng dụng công nghệ GPS, công nghệ GSM, cơng nghệ RFID thuật tốn mã hóa AES Thiết kế độ dài khóa thuật tốn AES đủ an tồn để bảo vệ thơng tin xếp vào loại tối mật AES phủ Hoa Kỳ sử dụng cho thông tin mật Q trình thực nghiệm cho thấy độ xác GPS, khoảng cách đọc thẻ RFID mức chấp nhận với ứng dụng Độ xác GPS phụ thuộc nhiều vào điều kiện bên thời tiết (trời mây mù khó thu tín hiệu) địa hình (khó thu tín hiệu GPS tòa nhà cao tầng, hầm…) Thêm nữa, antenna GPS antenna RFID thiết kế nằm bên hộp kim loại nên làm hạn chế khả thu tín hiệu GPS khả đọc thẻ RFID 7.2 Hƣớng phát triển Thiết bị tương tự thiết bị giám sát hành trình nên tích hợp thêm Camera cịn làm thiết bị theo quy định giao thông vận tải biết lộ trình, giám sát hành trình lưu hình ảnh giúp phân tích việc xảy suốt trình giao thơng, vận chuyển hàng hóa giúp bảo vệ tài sản vận chuyển, tránh trao đổi hàng hóa Container vận chuyển Trang 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ahmed El-Rabbany, “Introduction to GPS The Global Positioning System”, Artech House, Inc.Publication, 2002 [2] Avi Kak, “Computer and Network Security, Lecture 8: AES: The Advanced Encryption Standard”, 2014 [3] Floissac, N.; L'Hyver, Y., “From AES-128 to AES-192 and AES-256, How to Adapt Differential Fault Analysis Attacks on Key Expansion” [4] Hoang Dat Pham; Drieberg, M.; Chi Cuong Nguyen, “Development of vehicle tracking system using GPS and GSM modem”, 2013 [5] Jeng, A.B.; Li-Chung Chang; Hahn-Ming Lee; Te-En Wei; Szu-Yu Lin, “How to solve collision and authentication issues using RFID protocol technology”, 2011 [6] Jianguo Hu; Ke Lin; Deming Wang; Yanyu Ding; Hongzhou Tan, “A novel anticollision algorithm for RFID system” [7] Lijuan Zhang; Jin Zhang; Xiaohu Tang; Yong Wang, “An efficient tag anticollision protocol for RFID systems” [8] Mihai (AKA NutDog), “NMEA-0183 Protocol Description, Version 2.20”, January 2004 [9] Mohinder S Grawer, Lawrence R.Weill, Angus P.Andrews; Wiley, “Global Positioning Systems, Inertial Navigation, and Integration”, 2001 [10] Working Group of Subcommittee 17 in ISO/IEC Joint Technical Committee 1, “ISO/IEC 14443 Identification cards Contactless integrated circuit cards -Proximity cards” [11] Bộ phận nghiên cứu tư vấn – Công ty SCM, “Kết khảo sát Logistics năm 2008” Trang 64 [12] Le-Pong Chin, Chia-Lin Wu, "The Role of Electronic Container Seal (E-Seal) with RFID Technology in the Container Security Initiatives", ICMENS, 2004, MEMS, NANO, and Smart Systems, International Conference 2004, pp 116120, doi:10.1109/ICMENS.2004.142 Trang 65 S K L 0 ... Đề tài thực thi? ??t kế thi? ??t bị khóa điện tử thơng minh dùng cho Container với hai chức giám sát hành trình mở khóa cơng nghệ RFID Hai thuật tốn quan trọng trình bày chi tiết luận văn thuật tốn... bảo vệ cho Container 1.4 Mục tiêu nhiệm vụ đề tài 1.4.1 Mục tiêu đề tài Mục tiêu đề tài nghiên cứu, thi? ??t kế thi công thi? ??t bị khóa điện tử sử dụng cơng nghệ GSM, GPS RFID để quản lý container. .. ứng dụng cụ thể mà chọn băng tần phù hợp Trang 10 Chƣơng 3: THI? ??T KẾ 3.1 Sơ đồ khối 3.1.1 Sơ đồ khối hệ thống Hình 1: Sơ đồ khối hệ thống Thi? ??t bị khóa điện tử thơng minh sử dụng RFID giám sát hành