tóm tắt luận án nâng cao hiệu quả mã hóa tần số cho thẻ tag định danh bằng sóng điện từ không chip

Để đánh giá hiệu quả mã hóa của một dạng thẻ tag định danh bằng sóng điện từ không chip, bên cạnh dựa trên số lượng dữ liệu mà thẻ tag đó có thể mã hóa được thì còn đánh giá dựa trên nhi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Lê Công Cường

NÂNG CAO HIỆU QUẢ MÃ HÓA TẦN SỐ CHO THẺ TAG ĐỊNH DANH BẰNG SÓNG ĐIỆN TỪ KHÔNG CHIP

Ngành: Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa Mã số: 9520216

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỀU KIỂN

VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

Hà Nội – 2024

Công trình được hoàn thành tại: Đại học Bách khoa Hà Nội

Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Phạm Thị Ngọc Yến PGS.TS Đào Trung Kiên

Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3:

Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Đại học Bách khoa Hà Nội họp tại Đại học Bách khoa Hà Nội

Vào hồi …… giờ, ngày … tháng … năm ………

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:

1 Thư viện Tạ Quang Bửu - Đại học Bách khoa Hà Nội 2 Thư viện Quốc gia Việt Nam

MỞ ĐẦU 1 Lý do chọn đề tài nghiên cứu

Đối với công nghệ định danh bằng sóng điện từ truyền thống, trên thẻ tag cần tích hợp một vi mạch tích hợp (IC - Chip) để thực hiện chức năng lưu trữ dữ liệu Bên mạch đó, vi mạch này còn có chứng năng điều chế dữ liệu mã hóa điện từ bằng cách thay đổi trở kháng của ăng-ten trên thẻ tag Khi trở kháng của ăng-ten thay đổi làm cho công suất phản hồi mà đầu đọc nhận được cũng thay đổi theo, tương ứng với dữ liệu mà thẻ tag mã hóa Trong thực tế, thành phần chip này chiếm phần lớn giá thành của một thẻ tag, làm cho giá của thẻ tag cao hơn nhiều khi so với giá thành của mã vạch hay mã QR Ngoài ra, việc chế tạo thẻ tag bao gồm thành phần chip và ăng-ten cũng phức tạp hơn Đây là các nguyên nhân chính làm cho công nghệ định danh bằng sóng điện từ truyền thống không thể thay thế được công nghệ định danh bằng quang học trong lĩnh vực bán lẻ Để khắc phục điều này, công nghệ định danh bằng sóng điện từ không sử dụng chip cho mục đích lưu trữ dữ liệu và điều chế tín hiệu được đề xuất và được tập trung nghiên cứu trong những năm gần đây Bản chất của công nghệ này vẫn là công nghệ mã hóa dữ liệu thông qua giao tiếp trường điện từ Do vậy, nó vẫn kế thừa các ưu điểm vượt trội của công nghệ định danh bằng sóng điện từ truyền thống khi so sánh với công nghệ định danh bằng quang học Đồng thời với việc không sử dụng chip thì công nghệ này giúp giải quyết được vấn đề giảm giá thành của thẻ tag Ngoài ra, việc loại bỏ đi thành phần chip và thay thế bằng các phần tử thụ động để mã hóa dữ liệu còn giúp cho thẻ tag định danh bằng sóng điện từ không chip bền hơn và dễ chế tạo hơn Hơn nữa, một số trúc thẻ tag không chip được đề xuất có dạng phẳng nên có thể sản xuất dễ dàng bằng công nghệ in sử dụng mực in dẫn điện

Tuy vậy, nhược điểm của công nghệ định danh bằng sóng điện từ không sử dụng chip đó là khả năng mã hóa thấp hơn nhiều so với công nghệ có sử dụng chip Lý do là vì dạng thẻ tag này cần sử dụng phần tử thụ động dùng để mã hóa có kích thước lớn Trong khi đó, đối với công nghệ chip bán dẫn thì dữ liệu mã hóa chỉ phụ thuộc vào dung lượng vào bộ nhớ được tích hợp bên trong, và có thể lên đến hàng triệu bit Như vậy, để có thể ứng dụng được vào các lĩnh vực cần mã hóa một lượng lớn dữ liệu thì cần phải nâng cao hiệu quả mã hóa đối với

công nghệ định danh bằng sóng điện từ không sử dụng chip Để đánh giá hiệu quả mã hóa của một dạng thẻ tag định danh bằng sóng điện từ không chip, bên cạnh dựa trên số lượng dữ liệu mà thẻ tag đó có thể mã hóa được thì còn đánh giá dựa trên nhiều yếu tố khác như: Kích thước vật lý của thẻ, dải tần số làm việc của thẻ, phương pháp mã hóa dữ liệu, phương pháp thiết kế thẻ tag, độ tin cậy của giải mã dữ liệu Hiện nay, các yếu tố này là các chủ đề nghiên cứu có tính cấp thiết cao, được nhiều nhà khoa học tập trung nghiên cứu và cải thiện Xuất

phát từ vấn đề thực tiễn này, NCS đã quyết định lựa chọn đề tài: “Nâng cao hiệu quả mã hóa tần số cho thẻ tag định danh bằng sóng điện từ không chip” để nghiên cứu cho luận án Trong đó các vấn đề, yếu

tố liên quan đến nâng cao khả năng mã hóa của thẻ tag định danh bằng sóng điện từ không chip sẽ được nghiên cứu và đề xuất giải pháp

2 Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Mục tiêu nghiên cứu:

Nghiên cứu các dạng thẻ tag định danh bằng sóng điện từ không chip và nguyên lý mã hóa dữ liệu Đánh giá khả năng mã hóa cho từng dạng thẻ tag, từ đó lựa chọn được dạng thẻ tag phù hợp cho mục tiêu đề xuất được giải pháp nâng cao hiệu quả mã hóa dữ liệu

Nghiên cứu các phương pháp mã hóa dữ liệu cho thẻ tag định danh bằng sóng điện từ không chip hiện nay, từ đó nghiên cứu đề xuất được giải pháp mã hóa mới có khả năng mã hóa dữ liệu cao hơn

Nghiên cứu và đề xuất được giải pháp thiết kế thẻ tag định danh bằng sóng điện từ không chip có tính tổng quát và có tính thực tiễn cao, đồng thời áp dụng để thiết kế được thẻ tag mã hóa dữ liệu theo giải pháp mã hóa nâng cao đề xuất

Đối tượng nghiên cứu:

Các dạng thiết kế thẻ tag định danh bằng sóng điện từ không chip và phương pháp mã hóa dữ liệu tương ứng, khả năng nâng cao số dữ liệu mã hóa của dạng thẻ tag đó

Các phương pháp mã hóa dữ liệu cho thẻ tag định danh bằng sóng điện từ không chip và khả năng nân cao số dữ liệu mã hóa theo các phương pháp đó Ngoài ra, các yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy đối với dữ liệu mã hóa của thẻ tag cũng là đối tượng được nghiên cứu

Các phương pháp thiết kế, chế tạo thẻ tag định danh bằng sóng điện từ không chip có khả năng nâng cao hiệu quả mã hóa và độ tin cậy của dữ liệu mã hóa

Phạm vi nghiên cứu:

Các kiểu thẻ tag định danh bằng sóng điện từ không chip mã hóa dữ liệu trong miền tần số Các yếu tố ảnh hưởng đến việc mã hóa dữ liệu và các phương pháp khắc phục hiện nay

Các phương pháp mã hóa dữ liệu cho thẻ tag trong miền tần số có khả năng nâng cao hiệu quả mã hóa cho thẻ tag định danh bằng sóng điện từ không chip

Các phương pháp thiết kế thẻ tag định danh bằng sóng điện từ không chip trong miền tần số có khả năng nâng cao hiệu quả mã hóa cũng như độ tin cậy của dữ liệu

3 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu của luận án được thực hiện theo các bước như sau: Tổng hợp và phân tích kết quả của các nghiên cứu đã được công bố cho lĩnh vực công nghệ định danh bằng sóng điện từ không chip, từ đó xác định các vấn đề còn hạn chế để tập trung nghiên cứu, đề xuất giải pháp, hướng đến đóng góp kết quả khoa học mới

Nguyên cứu cơ sở lý thuyết nguyên nhân dẫn đến các hạn chế trong kết quả nghiên cứu hiện tại, từ đó phân tích, tính toán các yếu tố có ảnh hưởng trực tiếp nhằm nghiên cứu đề xuất được các giải pháp cải thiện kết quả

Sau khi có được các tính toán thiết kế đề xuất, các phần mềm chuyên dụng được sử dụng để thiết kế và mô phỏng Kết quả mô phỏng được sử dụng làm yếu tố để đánh giá tính khả thi của nghiên cứu đề xuất Ngoài ra, kết quả mô phỏng còn được sử dụng để điều chỉnh, cải thiện đề xuất nghiên cứu ban đầu

Chế tạo mẫu thử sau khi có được phương pháp thiết kế đề xuất, thực hiện đo đạc thực nghiệm trong điều kiện sử dụng thực tế để đánh giá sự phù hợp với kết quả mô phỏng Các sai lệch nếu có sẽ được phân tích nguyên nhân, và so sánh với các kết quả được công bố bởi các nghiên cứu khác để xác định tính mới, tính vượt trội của phương pháp thiết kế đề xuất

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Như đã trình bày ở mục lý do chọn đề tài nghiên cứu, công nghệ định danh bằng sóng điện từ không chip là một công nghệ mới, có thể thay thế cho định danh bằng sóng điện từ truyền thống có chip trong các ứng dụng thực tế, đồng thời có thể thay thế công nghệ định danh bằng quang học như mã vạch, mã QR bởi vì có nhiều ưu điểm và giá thành sản xuất rẻ hơn Tuy vậy, nhược điểm lớn của công nghệ này là khả năng mã hóa thấp và độ tin cậy về dữ liệu chưa cao Do đó, với kết quả của luận án đề xuất được giải pháp nâng cao hiệu quả mã hóa dữ liệu cho nhiều dạng cấu trúc thẻ tag định danh bằng sóng điện từ không chip mã hóa tần số, thì kết quả này có đóng góp lớn về tính mới và ý nghĩa khoa học

Bên cạnh đó giải pháp thiết kế thẻ tag mà luận án đề xuất có tính tổng quát, có thể áp dụng để thiết kế cho nhiều kiểu thẻ tag định danh bằng sóng điện từ không chip khác nhau với độ tin cậy cao về đáp ứng dữ liệu mã hóa tần số Các sản phẩm thẻ tag mẫu thử đã kiểm chứng kết quả này trong điều kiện thực tế, do vậy phương pháp thiết kế đề xuất này có ý nghĩa lơn về thực tiễn

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ĐỊNH DANH

BẰNG SÓNG ĐIỆN TỪ 1.1 Giớithiệu về công nghệ định danh bằng sóng điện từ

Hệ thống ứng dụng công nghệ định danh bằng sóng điện từ bao gồm hai phần chính là: (i) Thẻ tag – Lưu trữ và mã hóa dữ liệu, và (ii) Đầu đọc – Phát ra sóng điện từ để trích xuất dữ liệu từ thẻ tag Sơ đồ khối chức năng cơ bản của hệ thống sử dụng công nghệ này được thể hiện ở Hình 1.1 Trong đó, thẻ tag sẽ được gắn lên đối tượng cần định danh

Hình 1.1: Sơ đồ khối của hệ thống định danh bằng sóng điện từ

1.2 Nguyênlý định danh bằng sóng điện từ có sử dụng chip

Định danh bằng sóng điện từ có sử dụng chip được thực hiện theo hai nguyên lý cơ bản sau:

(i) Nguyên lý thứ nhất áp dụng cho định danh trong trường gần, là nguyên lý là trao đổi công suất giữa đầu đọc và thẻ tag thông qua hiện tượng cảm ứng điện từ giữa hai cuộn dây Trở kháng của các cuộn dây được chip thay đổi để điều chế dữ liệu Dữ liệu được mã hóa và giải mã thông qua công suất mà thẻ tag và đầu đọc nhận được Chính vì vậy ăng-ten dạng vòng được sử dụng cho cả đầu đọc và thẻ tag trong trường hợp này

(ii) Nguyên lý thứ hai áp dụng cho định danh trong trường xa, là nguyên lý truyền sóng điện từ từ đầu đọc đến thẻ tag với dữ liệu được điều chế tín hiệu theo phương pháp phổ biến là ASK Chip trên thẻ tag có chức năng giải điều chế tín hiệu để nhận thông tin từ đầu đọc và gửi dữ liệu cho đầu đọc bằng cách thay đổi trở kháng của ăng-ten Điều này làm thay đổi công suất mã đầu đọc nhận lại được, cũng chính là dữ liệu được mã hóa

1.3 Nguyênlý định danh bằng sóng điện từ không sử dụng chip

Có hai nguyên lý chính trong định danh bằng sóng điện từ không sử dụng chip đó là: sử dụng độ trễ theo thời gian của các xung phản hồi, hoặc sử dụng các tần số cộng hưởng được tạo ra để mã hóa dữ liệu cho thẻ tag Trong đó, giải pháp mã hóa trong miền tần số có hiệu quả mã hóa cao hơn Mã háo trong miền tần số cũng chia ra làm hai loại, mã hóa theo kiểu truyền lại sóng điện từ và mã hóa bằng tín hiệu tán xạ ngược lại đầu đọc

Hình 1.2: Cấu trúc thẻ tag tán xạ ngược sóng điện từ

Loại thẻ tag tán xạ ngược sóng điện từ có kích thưởng nhỏ do không cần tích hợp ăng-ten mà chỉ tích hợp các phần tử tạo tần số cộng hưởng mã hóa như mô tả ở Hình 1.2 Do vậy, kiểu thẻ tag mã hóa theo nguyên lý này có khả năng mã hóa cao hơn và được luận án sử dụng cho các nghiên cứu nhằm nâng cao hiệu quả mã hóa

1.4 Phương pháp mã hóa dữ liệu đối với thẻ tag định danh bằng sóng điện từ không chip trong miền tần số

Có hai phương pháp chính được sử dụng để mã hóa dữ liệu cho thẻ tag định danh bằng sóng điện từ không chip trong miền tần số:

(i) Phương pháp mã hóa OOK (On-Off Keying) áp dụng cho thẻ tag mã hóa bằng sóng điện từ không chip theo nguyên lý tạo ra cộng hưởng hoặc không cộng hưởng tại các tần số mã hóa Việc tạo tần số cộng hưởng này được thực hiện bằng cách sử dụng các phần tử cộng hưởng hoặc phần tử lọc chặn dải tại tần số tương ứng

(ii) Phương pháp mã hóa FSC (Frequency Shift Coding) cho phép sử dụng ít phần tử cộng hưởng hơn phương pháp OOK để mã hóa dữ liệu với cùng một bộ tần số cộng hưởng mã hóa Để thực hiện phương pháp này, các phần tử cộng hưởng trên thẻ tag được thay đổi với nhiều bộ thông số thiết kế khác nhau nhằm tạo ra cộng hưởng ở nhiều tần số mã hóa khác nhau

1.5 Các thách thức trong nâng cao hiệu quả mã hóa cho thẻ tag định danh bằng sóng điện từ không chip

Thách thức thứ nhất đó là độ phức tạp của tín hiệu mã hóa dữ liệu tần số của thẻ tag, đặc biệt đối với kiểu thẻ tag tán xạ ngược sóng điện từ Ngoài ra các thành phần tín hiệu mang thông tin mã hóa có công suất rất nhỏ, do vậy việc xác định và giải mã được tín hiệu để xác định dữ liệu là không dễ dàng

Thách thức thứ hai là đề xuất được giải pháp mã hóa mới cho thẻ tag mã hóa tần số, cho phép mã hóa được nhiều dữ liệu hơn với một số ít các phần tử cộng hưởng được tích hợp trên thẻ tag Trong đó, yêu cầu cần giải quyết triệt để là cố định được tần số cộng hưởng mã hóa trong điều kiện hỗ cảm giữa các phần tử làm thay đổi tần số cộng hưởng

Thách thức thứ ba là thiết kế nâng cao được độ tin cậy tần số cộng hưởng của thẻ tag, thể hiện qua độ sai lệch so với tần số mã hóa và

biên độ tại tần số cộng hưởng so với ngưỡng tối thiểu mã hệ thống có thể nhận dạng được Vấn đề này là khó khăn trong điều kiện ảnh hưởng của hỗ cảm lớn và các tần số cộng hưởng mã hóa có độ chênh lệch nhỏ, cũng như phẩm chất vật liệu chế tạo thẻ tag không tốt

CHƯƠNG 2 LÝ THUYẾT MÃ HÓA TẦN SỐ TRÊN CƠ SỞ BỨC XẠ ĐIỆN TỪ CỦA THẺ TAG KHÔNG CHIP 2.1 Biểu diễn toán học trường điện từ của thẻ tag định danh bằng

sóng điện từ không chip

Mô tả về các dòng điện cảm ứng xuất hiện trên bề mặt kim loại của cấu trúc thẻ tag khi nhận sóng điện từ tới được thể hiện ở Hình 2.2

Hình 2.2: Mô tả các dòng điện cảm ứng trên thẻ tag

Bằng cách phân tích trong miền Laplace với mô hình tín hiệu theo các điểm cực, sau đó biến đổi ngược để chuyển sang miền thời gian, biểu thức điện trường bức xạ của thẻ tag được biểu diễn như sau:

( )r; ( 0) ntcos()( )r;

s

net =U t−t R e− t+  +et (2.26) Trong đóU t( −t0)là hàm bước nhảy Heaviside Vì vậy, về lý thuyết hiện tượng bức xạ điện từ gồm hai thành phần tín hiệu trong miền thời gian là: thành phần phản hồi tức thời ee( )r;t và thành phần

còn lại là tín hiệu phản hồi sau mang thông tin của các tần số cộng hưởng và giảm dần, được sử dụng làm tín hiệu mã hóa của thẻ tag

Tại tần số cộng hưởng fn=n 2 thì bức xạ điện từ đạt cực đại và được tính theo biểu thức (2.29)

Theo đó, bức xạ điện từ được tính bao gồm ba thành phần Thành

phần đầu tiên là bức xạ từ tại tần số cộng hưởng thứ n Thành phần thứ

hai chính là bức xạ điện từ hỗ cảm từ các phần tử cộng hưởng khác

gây ra đối với phần tử cộng hưởng thứ n Thành phần cuối là bức xạ

điện từ phản hồi tức thời tại tần số fn Như vậy, việc căn cứ vào cường độ bức xạ điện từ lớn nhất để xác định tần số cộng hưởng là không chính xác, điều này ảnh hưởng đến độ tin cậy của dữ liệu tần số mã hóa

2.2 Các phương pháp xác định tần số cộng hưởng mã hóa đối với thẻ tag định danh bằng sóng điện từ không chip

Có hai phương pháp để xác định tần số cộng hưởng tạo ra bởi thẻ tag mã hóa tần số theo kiểu tán xạ ngược sóng điện từ đó là:

(i) Xác định tần số cộng hưởng dựa trên biến đổi Fourier trong thời gian ngắn (STFT) Phương pháp này sẽ giải quyết được hạn chế của phép biến đổi Fourier thông thường là không có thông tin về thời gian của tín hiệu Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp STFT là có độ phân giải về tần số xác định được không cao, do vậy không phù hợp để sử dụng cho mục đích nghiên cứu nhằm nâng cao hiệu quả mã hóa tần số

(ii) Xác định tần số cộng hưởng dựa trên đại lượng diện tích phản xạ ra-đa (RCS) của thẻ tag Đại lượng này tỷ lệ thuận với công suất mà hệ thống thu nhận được, đồng thời thể hiện tính chất bức xạ công suất của thẻ tag trong dải tần số hoạt động Do vậy, tại các tần số thu được công suất là cực đại được xác định là các tần số cộng hưởng mà thẻ tag tạo ra để mã hóa dữ liệu Phương pháp này dễ thực hiện bằng các phần mềm mô phỏng, cũng như dễ đo kiểm bằng máy phân tích mạng véc-tor (VNA), có độ phân giải cao, do vậy được lựa chọn để xác định tần số cộng hưởng trong bài toán nâng cao khả năng mã hóa

2.3 Ảnh hưởng của hỗ cảm đối với đối với độ tin cậy mã hóa tần số

Khi thẻ tag nhận được sóng điện từ tới, thì bề mặt kim loại sẽ xuất hiện các dòng điện cảm ứng, các dòng điện này là lớn nhất tại tần số

xác định tương ứng với phần tử cộng hưởng cụ thể Tuy vậy dòng điện trong phần tử này tạo ra từ trường biến thiên xung quanh, kép kín qua các phần tử cộng hưởng bên cạnh, làm phát sinh cường độ điện trường và dòng điện tương ứng Các dòng điện mới sinh ra tham gia làm thay đổi tính chất bức xạ tín hiệu của thẻ tag theo tần số và làm cho tần số ứng với công suất bức xạ lớn khác với tần số của dòng điện cảm ứng lớn nhất Điều này làm thay đổi độ tin cậy dữ liệu tần số cộng hưởng mà thẻ tag mã hóa

Xem xét hiện tượng hỗ cảm trên thẻ tag mã hóa tần số với mô hình mỗi phần tử cộng hưởng tương ứng là một mạch dao động RLC nối tiếp như Hình 2.7

Hình 2.7: Hiện tượng hỗ cảm giữa các phần tử cộng hưởng theo mô

hình mạch RLC

Mối liên hệ giữa dòng điện và điện áp trong các mạch RLC được

mô tả bằng phương trình (2.55) thông qua tổng dẫn nạp Yi và hệ số hỗ cảm do các phần tử khác tác động lên ij

hiện Lý do là bởi nếu một phần tử thay đổi kích thước sẽ làm thay đổi tất cả các hệ số hỗ cảm  còn lại, dẫn đến bài toán có rất nhiều biến ijTrong khi đó, việc tính hệ số hỗ cảm giữa hai phần tử theo lý thuyết chỉ mang tính gần đúng Chính vì khó khăn này cho nên hỗ cảm chính là yếu tố làm giảm độ tin cậy của dữ liệu tần số mà thẻ tag mã hóa

CHƯƠNG 3 GIẢI PHÁP MÃ HÓA TẦN SỐ NÂNG CAO CHO THẺ TAG ĐỊNH DANH BẰNG SÓNG ĐIỆN TỪ

KHÔNG CHIP 3.1 Đặt vấn đề

Để đánh giá hiệu quả mã hóa của một thiết kế thẻ tag định danh bằng sóng điện từ không chip trong miền tần số, một hệ số có tính tổng quát được thành lập theo biểu thức (3.1)

AD

= (3.1)

Trong đó: - A (bit/𝜆2/GHz) là khả năng mã hóa,

- D (bit) là số bit có thể mã hóa được,

- S (𝜆2) là diện tích của cấu trúc thẻ tag tính theo bước sóng trung tâm,

- B (GHz) là dải tần số mã hóa của thẻ tag

Đánh giá chung, hệ số A có giá trị càng lớn thể hiện số bit dữ liệu

D mã hóa được càng lớn, kích thước S của cấu trúc càng nhỏ và dải

tần số mã hóa B càng hẹp Về lý thuyết, kích thước của thẻ tag phụ thuộc vào kiểu thẻ tag mã hóa được lựa chọn Trong đó, như đã trình bày ở Chương 1 thì kiểu thẻ tag mã hóa theo nguyên lý tán xạ ngược sóng điện từ có kích nhỏ hơn kiểu truyền lại sóng điện từ Trong điều kiện thực tế, kích thước của thẻ tag phụ thuộc vào độ dài bước sóng của các tần số cộng hưởng mã hóa và số phần tử có thể tích hợp được mà không làm sai lệch tần số do ảnh hưởng của hỗ cảm Đải tần số mã hóa của cấu trúc dễ thực hiện hơn ở tần số thấp, điều này sẽ làm tăng

diện tích S Do sự ràng buộc này nên S được tính theo đơn vị bình

phương bước sóng của tần số trung tâm Việc thu hẹp dải tần số mã

hóa B trong thực tế là khó khăn Vì khi đó độ sai lệch tần số cộng

hưởng mã hóa cho phép của mỗi phần tử sẽ giảm xuống, và dưới tác

động của hỗ cảm thì sẽ làm tăng nguy cơ sai dữ liệu mã hóa của thẻ

tag Giải pháp tăng số bit có thể mã hóa được D bằng cách tăng số

phần tử cộng hưởng trên thẻ tag cũng dẫn đến tăng hỗ cảm hoặc tăng kích thước thẻ tag S Do vậy vấn đề quan trọng cần đặt ra đó là xử lý được hỗ cảm để cố định được các tần số cộng hưởng theo các tần số mã hóa

3.2 Đề xuất giải pháp cố định các tần số cộng hưởng mã hóa bằng thuật toán tối ưu bầy đàn

Vì hỗ cảm sinh ra giữa các phần tử phụ thuộc vào thông số thiết kế của các phần tử cộng hưởng, do vậy vấn đề cần giải quyết là xác định lại tham số thiết kế của các phần tử cộng hưởng để bù lại ảnh hưởng sai lệch tần số do hỗ cảm gây ra Việc tính toán tham số thiết kế mới theo lý thuyết là khó khăn và mang tính gần đúng như đã trình bày Vì vậy, phương pháp tìm tham số thiết kế phù hợp là tìm kiếm tham số thiết kế tối ưu nhất dựa trên đánh giá kết quả đầu ra tương ứng với các trường hợp thay đổi của đầu vào Luận án đã nghiên cứu, khảo sát các đánh giá về các thuật toán tối ưu cho các bài toán có tính chất tương tự từ đó lựa chọn thuật toán tối ưu bầy đàn PSO để áp dụng cho vấn đề này

Việc triển khai thuật toán PSO một cách thủ công cho bài toán tối ưu tham số thiết kế thẻ tag đặt ra để cố định tần số là không khả thi Vì vậy, luận án đã thực hiện nghiên cứu triển khai với mục tiêu thực hiện tự động quá trình tối ưu với giải pháp đưa ra kết hợp sử dụng đồng thời hai phần mềm Malab và CST như Hình 3.3

Hình 3.3 Quá trình triển khai thuật toán PSO để tối ưu thiết kế

thẻ tag

Quy trình thực hiện giải pháp cố định tần số cộng hưởng của thẻ tag theo thuật toán tối ưu PSO sử dụng đồng thời hai phần mềm Matlab và CST được thể hiện tại Hình 3.4 Theo đó, bước đầu tiên là lựa chọn bộ tần số cộng hưởng tương ứng với dữ liệu tần số cần mã hóa, sau đó tính toán tham số thiết kế lý thuyết cho dạng phần tử cộng hưởng cụ thể được lựa chọn Tiếp theo là quá trình tối ưu tham số thiết kế thông