LUẬN VĂN:CÔNG NGHỆ RFID pot

 TRƯỜNG …………………. KHOA………………………. [\[\ Báo cáo tốt nghiệp Đề tài: CÔNG NGHỆ RFID  Lời cảm ơn Em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới Ths. Hồ Đắc Phương về sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình, cùng với những lời khuyên quý giá của thầy trong quá trình em học tập cũng như thực hiện khóa luận. Em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giảng dạy tại Đại học Công nghệ - Đại học Quốc Gia Hà Nội nói chung cũng như các thầy cô trong bộ môn Mạng truy ền thông nói riêng đã trang bị cho em những kiến thức quý báu trong thời gian em học tại trường. Đó cũng là tiền đề cơ sở để em có thể thực hiện được tốt khóa luận của mình. Dù đã rất cố gắng hoàn thành khóa luận nhưng không thể tránh khỏi những sai xót vì vậy e rất mong nhận được ý kiến đánh giá của các thầy cô và các bạn để em có thể hoàn thiện đề tài khóa luận của em mộ t cách tốt nhất. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện Nguyễn Hải Triều  Danh mục hình ảnh Hình 1 Các loại thẻ RFID 5 Hình 2: Định dạng thẻ RFID 21 Hình 3: Kiến trúc đa tầng của hệ thống eHealthCare 23 Hình 4: Kiến trúc hệ thống eHealthCare 25 Hình 5: Cơ sở dữ liệu tại bệnh viện 27 Hình 6: Vùng phạm vi đọc của antena 32 Hình 7 Reader Utility 37 Hình 8 Thông tin bệnh nhân 40 Hình 9 Chương trình tại bệnh viện 41  TÓM TẮT NỘI DUNG Nội dung cơ bản của khóa luận gồm hai nội dung chính: tổng quát công nghệ RFID và triển khai một ứng dụng đơn giản. Phần thứ nhất giới thiệu về công nghệ RFID (nhận dạng sóng vô tuyến từ xa), các thành phần của một hệ thống RFID, nền tảng của công nghệ này, các thành phần liên quan trong một hệ thống RFID, những ứng dụng đang được áp d ụng trong thực tiễn và tiềm năng phát triển của RFID. Phần thứ hai trình bày quá trình xây dựng một hệ thống đơn giản sử dụng công nghệ RFID – hệ thống eHealthCare, hệ thống chăm sóc, theo dõi bệnh nhân của bệnh viện nhằm mục đích xử lý sự cố khi xảy bệnh nhân một cách nhanh chóng và hiệu quả nhất.  Mục lục CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 5 1.1 Tính năng và tiềm năng 5 1.2 Định hướng sử dụng 2 1.3 Đề xuất ứng dụng eHealthcare 2 1.4 Mục lục 3 CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU RFID 4 2.1 Lịch sử và nền tảng công nghệ 4 2.2 Các loại thẻ RFID 5 2.3 Hệ thống RFID 6 2.4 Hiện tại sử dụng 7 2.4.1 Thanh toán di động 7 2.4.2 Quản lý giao thông 9 2.4.3 Quản lý kho và quản lý chuỗi cung ứng 12 2.4.4 Thư viện 13 2.4.5 Nhận dạng ng ười 14 2.5 Tiềm năng sử dụng 16 2.5.1 Thay thế mã vạch 16 2.5.2 Xác định các bệnh nhân và nhân viên bệnh viện 17 2.6 Thách thức 18 2.6.1 Các chuẩn RFID chưa thống nhất 18 2.7 Riêng tư 19 2.8 Bảo mật 20  CHƯƠNG 3 KIẾN TRÚC HỆ THỐNG eHealthCare 20 3.1 Mô tả tình huống 20 3.2 Kiến trúc hệ thống eHealthcare 20 3.2.1 Yêu cầu của hệ thống 20 3.2.2 Kiến trúc đa tầng của hệ thống E-healthcare 21 3.3 Vai trò các thành phần: 23 3.4 Quan hệ giữa các thành phần 25 CHƯƠNG 4 CÀI ĐẶT HỆ THỐNG 29 4.1 Bộ toolkit 29 4.1.1 Các transponder 30 4.1.2 Antenna RI-ANT-S01C 31 4.1.3 Reader (RI-STU-MB2A) 33 4.2 Triển khai 34 4.2.1 Toolkit 34 4.2.2 Chương trình liên quan 36 CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN 44 5.1 Tổng kết 44 5.2 Phương hướng phát triển 44  CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1.1 Tính năng và tiềm năng RFID (nhận dạng tự động từ xa), là phương pháp nhận dạng tự động dựa trên khả năng lưu trữ và nhận dữ liệu từ xa bằng các thiết bị thẻ RFID. Thẻ RFID có kích thước nhỏ và có thể gắn vào sản phẩm, gắn trên người, động vật. Thẻ RFID chứa các chip silicon và các angten cho phép nhận lệnh và đáp ứng lại bằng tần s ố vô tuyến RF từ một RFID phát đáp. Đều là công cụ nhận dạng nhưng RFID đã phát triển hơn mã vạch - công cụ dùng để chứa thông tin về sản phẩm như: nước sản xuất, tên doanh nghiệp, lô hàng, tiêu chuẩn chất lượng đăng ký, thông tin về kích thước sản phẩm, nơi kiểm tra RFID sử dụng phương pháp truyền và nhận dữ liệu từ một điểm đến các điểm khác có kho ảng cách và đầu đọc không nhất thiết phải thấy thẻ; khả năng giả mạo gần như không thể (phương pháp mã vạch rất dễ giả mạo); có khả năng đọc/ghi khi cập nhật thông tin và dung lượng dữ liệu lớn; khả năng đồng thời quét nhiều thẻ một lúc. RFID tái sử dụng nhiều lần với thời gian lâu, chịu được các điều kiện khắc nghi ệt hơn mã vạch. RFID xuất hiện từ hơn 50 năm trước. Gần đây RFID nổi lên tại Việt Nam nhờ có sự hỗ trợ hữu hiệu từ công nghệ số và bán dẫn, trong đó có những con chip nhận dạng rất nhỏ được gắn vào tem thuốc, động vật, sản phẩm. Hệ thống RFID cho phép dữ liệu được truyền qua thẻ đến một hoặc nhiều bộ đọc thẻ và bộ đọc xử lý thông tin trực tiếp hoặc truyền về máy chủ để xử lý theo yêu cầu của ứng dụng cụ thể. Mô hình hoạt động như sau: khi một thẻ RFID đi vào vùng điện từ trường, nó sẽ phát hiện tín hiệu kích hoạt thẻ; Bộ đọc giải mã dữ liệu đọc thẻ và dữ liệu được đưa vào một máy chủ; Phần m ềm ứng dụng trên máy chủ sẽ xử lý dữ liệu. 2  1.2 Định hướng sử dụng Trên thực tế, RFID được ứng dụng rất nhiều như: cấy lên vật nuôi để nhận dạng nguồn gốc và theo dõi vật nuôi tránh thất lạc và bị đánh cắp; đưa vào sản phẩm công nghiệp để xác định thông tin mã số series, nguồn gốc sản phẩm, kiểm soát được sản phẩm nhập xuất Trong thư viện, các thẻ RFID được gắn vớ i các cuốn sách giúp giảm thời gian tìm kiếm và kiểm kê, chống được tình trạng ăn trộm sách. RFID còn có thể ứng dụng lưu trữ thông tin bệnh nhân trong y khoa (mang theo người bệnh nhân, đặc biệt là bệnh nhân tâm thần). Ngoài ra, kỹ thuật RFID còn xác định vị trí, theo dõi, xác thực sự đi lại của mọi người, các đối tượng giúp nâng cao an ninh ở biên giới và cửa khẩu như mô hình hệ thống quản lý bằng RFID tại sân bay được DHS (hội an ninh qu ốc gia Mỹ) áp dụng từ 1/2005. Tại Mỹ từ tháng 10/2006 và tại Anh, Đức, Trung Quốc từ 2008, hộ chiếu và CMND gắn chip RFID lưu các thông tin như tên tuổi, quốc tịch, giới tính, ngày tháng năm sinh, nơi sinh, ảnh số của người sử dụng đã được áp dụng. 1.3 Đề xuất ứng dụng eHealthcare Các bệnh viện thường phải chi một khoản chi phí không nhỏ cho việc tổ chức cơ cấu và tính toán hành chính. T ừ các dịch vụ xuất viện, nhập viện, các thủ tục khác mà hiệu quả và mức độ giám sát không cao, nhất là độ chính xác và thời gian xử lý. Trong những năm gần đây, dịch vụ y tế đã nỗ lực sử dụng công nghệ thông tin để giảm thiểu chi phí, nhanh chóng các thủ tục. Để giải quyết vấn đề trên, một yêu cầu đặt ra là cần xây dựng một hệ thống linh hoạ t đóng vai trò cung cấp và cập nhật thông tin về bệnh nhân cho bác sỹ, hoặc nhân viên y tế và những người quản lý. Theo báo cáo của The U.S. Institute of Medicine (IOM http://www.iom.edu/) năm 1999, các sai sót trong y tế là nguyên nhân dẫn đến tử vong nhiều thứ 8 tại Mỹ và con số này là 100.000 người chết mỗi năm do những sai sót này. Rất nhiều sự cố bất lợi có thể xảy ra trong suốt quá trình điều trị của một bệnh nhân như sai bệnh, sai thuốc, sai thủ tục dẫn đến những hậu quả vô cùng tai hại. Ví dụ như tại hầu hết bệnh việ n hiện nay thường sử dụng công nghệ lưu trữ thông tin bệnh nhân đăng ký sẽ được cập nhật bởi các y tá và nộp lại cho những nhân viên tiếp theo 3  vào cuối mỗi ca. Mặc dù các y tá dành rất nhiều thời gian cập nhật giấy tờ tình hình của các bệnh nhân nhưng việc đó thường không chính xác bởi vì nó được thực hiện thủ công. Thời gian cũng là yêu cầu cực kỳ quan trọng. Khi có tai biến với bệnh nhân ngoài việc cơ quan cứu hộ khẩn cấp phải nhanh chóng xử lý sơ cứu thì sau khi đưa về bệnh viện nếu có đủ tất cả các điều kiện tiến hành chữa trị cũng đang là vấn đề với ngành y tế. Một tình huống cụ thể như bệnh nhân P mắc bệnh X được điều trị tại bệnh viện H dưới sự giám sát của bác sỹ D. Khi bệnh nhân P dần hồi phục, bệnh viện H cho P xuất viện và điều trị tại nhà. Trong quá trình sinh hoạt ở bên ngoài viện, bệnh X tự nhiên xuất hiện tai biến. Vấn đề ở đây làm thế nào để nhân viên cấp cứu có thể đưa bệnh nhân đến nơi có đủ điều kiện để chữa trị và bác sỹ tại bệnh viện đó có thể biết nhiều thông tin về bệnh nhân P nhất có thể. Hệ thống eHealthCare sử dụng công nghệ RFID có thể áp dụng giải quyết hầu hết các vấn đề đã đề cập ở trên. Công nghệ tiên tiến ngày nay có thể gắn kết thẻ RFID và dữ liệu trong hệ thống tích hợp đơn nhất. RFID đưa ra các biện pháp nhằm đáp ứng nhu cầu kinh doanh, nhanh chóng và chính xác của ngành y tế. Công nghệ RFID có thể tận dụng trên hạ tầng Internet nhằm phân bố các dịch vụ ở những khu vực xa xôi hẻo lánh. Ngành thương mại di động cũng được sử dụng để tự động hóa việ c phân phối thuốc, thông báo đến những người liên quan đến sức khỏe ngày càng được ứng dụng rộng rãi ở những nước phát triển. 1.4 Mục lục Chương 2 giới thiệu khái quát các vấn đề liên quan đến RFID hiện nay.Chương 3 mô tả kiến trúc của hệ thống eHealthcare và các thành phần liên quan.Chương 4 mô tả chi tiết các thành phần trong bộ toolkit, những thiết bị sử dụng và chương trình để tạo ra hệ thố ng eHealthCare. 4  CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU RFID 2.1 Lịch sử và nền tảng công nghệ Có thể cho rằng, thiết bị đầu tiên được biết tới là một công cụ tình báo và được sáng chế bởi Lev Teremin cho chính phủ Liên xô cũ vào năm 1945. Đây là một thiết bị nghe trộm chứ không phải là nhãn nhận dạng. Công nghệ RFID được bắt đầu áp dụng từ những năm đầu thập niên 20 của thế kỷ trước. Một công nghệ tương t ự đó là bộ tách sóng IFF, được sáng chế bởi người Anh vào năm 1939 và được quân đồng minh sử dụng trong thế chiến thứ II để nhận dạng máy bay ta và địch. Công trình sớm nhất về việc nghiên cứu RFID là tập tài liệu nổi tiếng của Harry Stockman, được mang tên "Communication by Means of Reflected Power" ("Phương tiện liên lạc dựa trên năng lượng phản hồi") (tháng 10 năm 1948). [...]... do đó giải pháp quản lý công nghệ RFID là một cuộc cách mạng trong quản lý RFID hoạt động trên nền tảng sóng vô tuyến kết hợp với máy tính quản lý bao gồm thẻ, đầu đọc thẻ và máy tính chủ Thẻ RFID gắn vào sản phẩm được tích hợp chip bán dẫn và ăng-ten thu sóng Đầu đọc thẻ nhận tín hiệu từ thẻ RFID từ xa, có thể lên đến 50 m tùy vào nguồn năng lượng được cung cấp cho thẻ RFID, chuyển dữ liệu đến máy... nhiều ưu điểm vượt trội so với công nghệ mã vạch Khác với công nghệ mã vạch là công nghệ định danh trực diện (line-of-sight technology), nghĩa là để nhận dạng đối tượng, máy đọc cần phải tiếp xúc trực tiếp đối tượng ở khoảng cách gần Đối với công nghệ RFID, có thể xác định đối tượng ở khoảng cách xa từ vài mét tới hàng trăm mét trong môi trường không gian 3 chiều (3D) RFID được ứng dụng lần đầu tiên trong... trên diện rộng, RFID phải vượt qua không ít trở ngại 2.6.1 Các chuẩn RFID chưa thống nhất Hiện nay công nghệ thẻ RFID có xu hướng ứng dụng chuẩn Electronic Product Code Generation 2 (EPC Generation 2) Chuẩn này được thiết kế để nâng cao khả năng tương thích RFID từ các nhà cung cấp khác nhau, đồng thời giải quyết một số cản trở về kỹ thuật khác Giao thức EPC Generation 2 có chứa công nghệ đã được cấp... phẩm được dán thẻ như giá, màu sắc, ngày mua Việc sử dụng 6    RFID trong theo dõi và trong ứng dụng truy nhập lần đầu tiên xuất hiện vào những năm 1980 RFID nhanh chóng thu hút sự chú ý bởi vì khả năng theo dõi các đối tượng chuyển động Khi công nghệ được hoàn thiện, ngày càng đã có nhiều ứng dụng sử dụng thẻ RFID Trong một hệ thống RFID điển hình, các đối tượng riêng biệt được trang bị một tem nhỏ... thông tin RFID yêu cầu các thông tin tạo ra phải hữu dụng.Có khả năng là hàng hóa sẽ được theo dõi bởi các thẻ RFID Mỗi thẻ RFID được ủy nhiệm là một đơn vị xác định duy nhất Dung lượng dữ liệu mà thẻ RFID có khả năng lưu đủ lớn cho phép mỗi mã riêng lẻ nó chứa sẽ là một mã duy nhất, trong khi đó mã vạch hiện tại được giới hạn cho một mã số duy nhất cho một loại sản phẩm cụ thể Sự độc đáo của thẻ RFID ở...2.2 Các loại thẻ RFID Hình 1 Các loại thẻ RFID Như đã đề cập, thẻ RFID có thể được phân thành các dạng: thụ động và chủ động Thẻ RFID thụ động không có nguồn điện trong Dòng điện được thu từ các tín hiệu vô tuyến, nó đảm bảo đủ năng lượng để truyền đi một phản hồi Tín hiệu phản hồi của một thẻ RFID thụ động (tín hiệu năng lượng hạn chế) có dạng giản lược... những nhà nắm giữ sáng chế có thể làm cho chi phí của thẻ RFID và các thiết bị liên quan tăng cao, làm cản trở quá trình phát triển cũng như ứng dụng RFID Trước hiện trạng đó, ông Engels, giám đốc nghiên cứu của Auto-ID Lab (thuộc Viện Công Nghệ Massachuset - MIT ), một trung tâm nghiên cứu RFID vốn đã dẫn dắt quá trình phát triển ban đầu của công nghệ này, có đề cập tới một chuẩn miễn phí bản quyền Viện... như bạn đọc của thư viện Công nghệ RFID đã và đang đáp ứng những khó khăn (cũng có thể được xem như những thách thức kể trên) Với tính năng “3 trong 1”, lưu thông - an ninh - kiểm kê, RFID không những tối ưu hóa quỹ thời gian của nhân viên thư viện mà đặc biệt là đem lại sự thuận tiện và đảm bảo tính riêng tư của bạn đọc khi họ sử dụng quầy mượn trả tự động Điểm son của RFID chính là tính năng kiểm... đã được cấp bằng sáng chế của hãng thiết bị RFID Intermec Technologies (Mỹ) Tuy nhiên hãng này giữ bản quyền sản phẩm và yêu cầu trả phí nếu sử dụng công nghệ của họ trong các hệ thống thẻ Gần đây Intermec Technologies đã đâm đơn kiện hãng Matrics, một đối thủ về thiết bị RFID, ra toà vì đã vi phạm một vài bản quyền của mình Các hãng ủng hộ cho ứng dụng RFID lo 18    ngại động thái này của những nhà... vết xước cũng có thể làm thay đổi hoàn toàn thông tin Việc ứng dụng công nghệ RFID trong quản lý bệnh nhân, nhằm thay thế mã vạch trong việc xác định đường đi của thuốc, nhận dạng bệnh nhân, nâng cao hiệu quả, tính an toàn cho công tác điều trị 17    Việc triển khai hệ thống RFID tại các BV chi phí đầu tư không cao Đầu đọc thẻ RFID và bộ cảm ứng có giá từ 1.000-3.500 USD/cái; giá mỗi thẻ vào khoảng . DUNG Nội dung cơ bản của khóa luận gồm hai nội dung chính: tổng quát công nghệ RFID và triển khai một ứng dụng đơn giản. Phần thứ nhất giới thiệu về công nghệ RFID (nhận dạng sóng vô tuyến. dụng công nghệ RFID có thể áp dụng giải quyết hầu hết các vấn đề đã đề cập ở trên. Công nghệ tiên tiến ngày nay có thể gắn kết thẻ RFID và dữ liệu trong hệ thống tích hợp đơn nhất. RFID đưa. nghiệp. 2.4.4 Thư viện RFID là một công nghệ tiên tiến để kiểm soát tài liệu, nó có nhiều ưu điểm vượt trội so với công nghệ mã vạch. Khác với công nghệ mã v ạch là công nghệ định danh trực diện