Nghiên cứu công nghệ RFID và ứng dụng

Công nghệ nhận dạng bằng tần số vô tuyến (Radio Frequency Identification RFID) đã được phát minh và đưa vào sử dụng ngày càng đa dạng, rộng rãi trong khoa học và đời sống và có chỉ tiêu kỹ thuật ngày càng hoàn hảo. RFID được đánh giá là một trong những công nghệ thần kỳ bởi nó hứa hẹn kết nối mọi vật dụng hàng ngày thông qua một mạng không dây, và trên lý thuyết, có thể tìm lại những đồ dùng từng được sản xuất. Các nhà khoa học máy tính gọi RFID là Internet của hàng hóa. Công nghệ RFID đã trở nên thiết thực trong nhiều ứng dụng trong đó có việc nhận dạng đồ vật. RFID có thể cảnh báo các máy tính và con người một cách chính xác mà không gây ra tiếng động, theo đó máy tính và con người có thể xử lý công việc dựa trên các thông tin đó. Việc nghiên cứu tìm hiểu và khai thác ứng dụng các chủng loại đối tượng RFID này đã trở nên hết sức cấp thiết nhằm tiếp thu kịp thời các tiến bộ mới của công nghệ, cũng như triển khai các ứng dụng dùng cho đời sống và phục vụ khoa học. Ngoài ra, được sự định hướng của thầy giáo, em đã chọn nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu công nghệ RFID và ứng dụng. Đề tài này nhằm bước đầu tiến hành tìm hiểu căn bản về công nghệ RFID, các hướng ứng dụng của nó trong thực tiễn. Khả năng phát triển ứng dụng của công nghệ RFID là tích hợp vào trong nhiều dạng đối tượng khác nhau tùy vào mục đích sử dụng. Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, em hạn chế ở mức độ nghiên cứu tham khảo, thăm dò định hướng tạo tiền đề cho các bước nghiên cứu triển khai tiếp theo, theo hướng thiết kế lắp ráp thành phẩm và phát triển ứng dụng cụ thể.

sự đơn giản, tiện lợi và một đặc trưng quan trọng nữa là khả năng khôngdây (wireless) Thiết bị không dây trong một thế giới di động làm cho conngười được giải phóng, tự do và thoải mái hơn Một thiết bị chủ yếu tronghướng phát triển này là “Bộ định dạng bằng tần số vô tuyến”

Công nghệ nhận dạng bằng tần số vô tuyến ( Radio Frequency Identification - RFID) đã được phát minh và đưa vào sử dụng ngày càng

đa dạng, rộng rãi trong khoa học và đời sống và có chỉ tiêu kỹ thuật ngàycàng hoàn hảo RFID được đánh giá là một trong những "công nghệ thầnkỳ" bởi nó hứa hẹn kết nối mọi vật dụng hàng ngày thông qua một mạngkhông dây, và trên lý thuyết, có thể tìm lại những đồ dùng từng được sảnxuất Các nhà khoa học máy tính gọi RFID là "Internet của hàng hóa".Công nghệ RFID đã trở nên thiết thực trong nhiều ứng dụng trong đó cóviệc nhận dạng đồ vật RFID có thể cảnh báo các máy tính và con ngườimột cách chính xác mà không gây ra tiếng động, theo đó máy tính và conngười có thể xử lý công việc dựa trên các thông tin đó

Việc nghiên cứu tìm hiểu và khai thác ứng dụng các chủng loại đốitượng RFID này đã trở nên hết sức cấp thiết nhằm tiếp thu kịp thời các tiến

bộ mới của công nghệ, cũng như triển khai các ứng dụng dùng cho đờisống và phục vụ khoa học Ngoài ra, được sự định hướng của thầy giáo, em

đã chọn nghiên cứu đề tài: "Nghiên cứu công nghệ RFID và ứng dụng".

Đề tài này nhằm bước đầu tiến hành tìm hiểu căn bản về công nghệ RFID,các hướng ứng dụng của nó trong thực tiễn Khả năng phát triển ứng dụngcủa công nghệ RFID là tích hợp vào trong nhiều dạng đối tượng khác nhautùy vào mục đích sử dụng Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, em hạnchế ở mức độ nghiên cứu tham khảo, thăm dò định hướng tạo tiền đề chocác bước nghiên cứu triển khai tiếp theo, theo hướng thiết kế lắp ráp thànhphẩm và phát triển ứng dụng cụ thể

Nội dung của đồ án gồm 3 chương:

Chương 1: Khái quát về công nghệ RFID

Chương 2: Cấu trúc và nguyên lý hoạt động của hệ thống RFID Chương 3: Những ứng dụng của công nghệ RFID

Chương 1 giới thiệu tổng quan về công nghệ nhận dạng nói chung vàcông nghệ RFID, lịch sử phát triển, các pháp chế và các tiêu chuẩn quyđịnh công nghệ này Chương 2 trình bày cụ thể về cấu trúc và nguyên lýhoạt động của các hệ thống RFID Chương 3 giới thiệu một số ứng dụng cụthể của công nghệ RFID trong thực tiễn Cuối cùng là các kết luận và phácthảo định hướng nghiên cứu phát triển tiếp sau

Mặc dù đã được nghiên cứu và phát triển suốt 50 năm qua nhưngtrong những năm gần đây công nghệ RFID mới thực sự bước vào thực tiễn

- Cuộc cách mạng RFID trên toàn thế giới mới chỉ được bắt đầu Côngnghệ RFID là một công nghệ thực sự mới đối với Việt Nam, đặc biệt là đốivới sinh viên như em Hơn nữa, do giới hạn về thời gian, nguồn tài liệu thuthập - chủ yếu được giới thiệu trên các tạp trí Viễn thông Quốc tế chứ chưa

có tài liệu phân tích đầy đủ và hệ thống - và còn hạn chế về mặt nhận thức;nên trong khuôn khổ đồ án em chưa thể đề cập các vấn đề có liên quan mộtcách sâu sắc Với khả năng của mình, được sự hướng dẫn của giáo viên vànguồn tài liệu thu thập được, em đã cố gắng nghiên cứu để hiểu được mộtcách tổng quan nhất về công nghệ RFID cũng như khả năng ứng dụng của

nó trong thực tế Hơn nữa, qua đề tài em đã thu được một số kết quả nhấtđịnh và giúp em có thể tiếp tục nghiên cứu sâu hơn Em rất mong nhậnđược các ý kiến nhận xét, góp ý của các thầy cô giáo để đề tài đạt đượcchất lượng tốt hơn

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ RFID

1.1 Khái quát chung về công nghệ RFID

Tên thông dụng của công nghệ này là “Nhận dạng bằng tần số vô

tuyến” - RFID (Radio Frequency Identification) Là một dạng của công

nghệ nhận dạng tự động Nhận dạng tự động (Automatic Identification) gọingắn là "Auto-ID" là một thuật ngữ chỉ các công nghệ chủ dùng để giúpcác máy nhận dạng các đối tượng Nhận dạng tự động thường được thựchiện bằng tự động bắt dữ liệu Đó là cách mà các công ty muốn nhận dạngcác món đồ, bắt thông tin về chúng và bằng cách nào đó thu nhận dữ liệuđưa vào máy tính mà không cần nhập dữ liệu vào bằng nhân công Mụctiêu của "Auto-ID" là tăng tính hiệu quả, giảm lỗi dữ liệu đầu vào và sửdụng lao động dư thừa cho các chức năng giá trị gia tăng như cung cấp dịch

vụ cho khách hàng Các công nghệ chủ được xếp dưới dạng "Auto-ID"như: Các mã vạch (Bar Codes), các thẻ thông minh, nhận dạng tiếng nói,một số công nghệ sinh trắc học (Biometric), nhận dạng ký tự quang học(Optical character Recognition - OCR) và nhận dạng bằng tần số vô tuyến(Radio Frequency Identification - RFID)

Một hệ thống RFID có thể gồm một số phần tử: thẻ, bộ đọc thẻ, máychủ, phần trung (middleware) và phần mềm ứng dụng Mục đích của một

hệ thống RFID là cho phép dữ liệu được truyền bởi một thiết bị di động thẻ đến được một bộ đọc RFID và bộ đọc xử lý thông tin theo yêu cầu củaứng dụng cụ thể Hệ thống thu dữ liệu và nhận dạng tự động không dây nàyrất chú trọng đến việc đọc và ghi thông tin mà không cần tiếp xúc và là mộtloại công nghệ rất hiệu quả trong môi trường sản xuất cũng như các môitrường không thân thiện khác khi mà Mã vạch không còn phát huy tác dụngđược nữa Là một phương pháp nhận dạng tự động dựa trên việc lưu trữ dữliệu từ xa và được đưa vào sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực như: Quản lý

-đối tượng, quản lý nhân sự, quản lý hàng hóa bán lẻ trong siêu thị, nghiêncứu động thực vật học, quản lý hàng hóa trong xí nghiệp hay nhà kho, quản

lý xe cộ qua trạm thu phí, làm thẻ hộ chiếu …

Đặc tính chính của công nghệ RFID là khả năng xác định, định vịcủa nó, kiểm tra và theo dõi những người và những đối tượng không có tầmnhìn thẳng trong suốt giữa thẻ và đầu đọc Định địa chỉ một vài hay tất cảnhững khả năng thiết thực đó mà cuối cùng vạch rõ ứng dụng RFID sẽđược phát triển trong mọi công nghiệp, thương mại, dịch vụ nơi mà dữ liệucần được tập hợp

Hiệu lực của một ứng dụng RFID trong định địa chỉ theo chức năngmong muốn phụ thuộc vài nhân tố quan trọng ở trên, bao gồm:

 Nguồn - Thẻ chứa đựng một nguồn năng lượng gắn sẵn hay phảichăng chỉ được hoạt động "bị động " bởi miền được phát ra bởi đầu đọc?

Đa số những ứng dụng hiện thời thì dạng bị động là phổ biến vì những sựxem xét chi phí và dạng bị động ở những hệ thống đủ cho nhiều ứng dụng

 Phạm vi đọc - Bởi đa số RFID là dạng bị động, nên phạm vi củanhững đa số thẻ rất hạn chế Điều này giới hạn tiện ích của những ứng dụngđối với những nơi mà những tài sản, hàng hóa, những người, hay nhữngđộng vật phải ở trong trạng thái gần miền đọc

 Dung lượng lưu trữ - Những thẻ chi phí thấp nhất có một số lượnghạn chế khả năng lưu trữ (chỉ đọc) Sự tiến bộ gần đây trong công nghệRFID đã tăng khả năng và cho phép khả năng đọc/ghi nhiều lần, do đó mở

ra cho công nghệ RFID tới một sự đa dạng nhiều ứng dụng năng động hơn

Sự ra đời công nghệ nhận dạng tần số vô tuyến thật sự là cuộc cáchmạng trong quản lý tài sản nói chung và công nghệ đeo bám phục vụ mụcđích quản lý trở thành mối quan tâm của thế giới thương mại Hình thức

được triển khai ban đầu là Mã sản phẩm điện tử (Electronic Product Code)

và nó hoàn chỉnh là RFID được Symbol Technology - một trong nhữngcông ty đầu tiên nghiên cứu phát triển và triển khai công nghệ RFID thựchiện và ngày càng được ứng dụng rộng rãi

Công nghệ RFID đang được xem xét như nhiều công nghệ trong hệthống kinh tế toàn cầu như một công nghệ làm biến đổi xã hội với một số

vô tận những ứng dụng tiềm tàng Những sự tiến bộ gần đây theo khuônkhổ của sự phát triển công nghệ RFID gợi ý rằng công nghệ đang bắt đầuvượt ra ngoài những ranh giới thương mại truyền thống của nó và ứng dụngtrong các lĩnh vực kinh doanh thương mại sẽ là trọng điểm cho sự tăngtrưởng Thí dụ, bạn vào trong một siêu thị để mua đồ, mọi hàng hóa đềuđược gắn với một thẻ RFID, thay vì việc đứng hàng giờ chờ thanh toán bạn

có thể nhấc túi hàng vừa chọn và thanh thản đi ra khỏi siêu thị Một đầuđọc RFID sẽ ghi lại mọi thông tin về giá sản phẩm khi bạn đi qua

1.2 Lịch sử và sự phát triển của công nghệ RFID

Để dò theo lịch sử công nghệ RFID trở lại để xác định một điểm xuấtphát thì thật là khó; đó là hàng loạt sự phát triển RFID không rõ ràng quathời gian Đúng hơn, lịch sử công nghệ RFID được hòa trộn trong nhiềucông nghệ truyền thông đã phát triển suốt thế kỷ 20 Những công nghệ đógồm có máy vi tính, công nghệ thông tin, điện thoại di động, mạng LAN

không dây, thông tin vệ tinh, hệ thống định vị toàn cầu GPS (Globle

Positioning System), v.v Khi vừa mới bắt đầu xuất hiện thì RFID có vẻ là

một công nghệ riêng biệt, nhưng đó chỉ ở trong tầm nhận thức mà chúng tabiết nhiều sự phát triển RFID đã tạo nên trong những công nghệ khác,ngoài ra các công nghệ đó còn được tạo nên trong những phát triển trongnghiên cứu, phát triển và triển khai công nghệ RFID

 RFID có thể được coi là sự hội tụ của 3 lĩnh vực:

 Điện tử cao tần

Sự nghiên cứu trong lĩnh vực này, như đã áp dụng đối vớiRFID, đã được bắt đầu trong chiến tranh thế giới thứ 2 (WWII) vàliên tục xuyên suốt những năm 1970 Hệ thống Anten và điện tử caotần đã triển khai bằng các đầu đọc và các thẻ RFID đã có thể đượchoàn thành bởi sự nghiên cứu và phát triển điện tử cao tần

 Công nghệ thông tin

Sự nghiên cứu trong lĩnh vực này đã bắt đầu từ giữa nhữngnăm 1970 và liên tục xuyên suốt khoảng giữa những năm 1990 Hoạtđộng mạng của các đầu đọc RFID và của các hệ thống RFID (mạngEPC là một ví dụ) cũng đã có thể được hoàn thành bởi nghiên cứutrong lĩnh vực này

 Khoa học vật liệu

Những đột phá trong công nghệ khoa học vật liệu trong nhữngnăm cuối thập kỷ 90 của thế kỷ 20 đã làm cho các thẻ RFID đượcsản xuất với giá rẻ, và hiện nay, các thẻ 0.05 USD sắp xuất hiện.Vượt qua chướng ngại về chi phí này đã là một tiến bộ đáng kể làmcho công nghệ RFID có thể phát triển về phương diện thương mại

 Để xác định tốt hơn sự phát triển của công nghệ RFID, những bảntóm tắt sự phát triển dựa trên thời gian sau đây cho thấy điều đó:

 Thiết bị đầu tiên được biết tới là một công cụ sử dụng tronghoạt động tình báo được phát minh bởi Léon Theremib cho chínhphủ Xô viết vào năm 1945 dùng phương thức truyền các sóng vôtuyến phụ với tin tức tiếng nói Nhưng thiết bị của Thereminb chỉ làthiết bị nghe trộm thụ động, không phải là một thẻ định danh, nhưng

nó đã được coi là thiết bị chủng loại đầu tiên và là việc mở đầu choứng dụng công nghệ RFID Theo một nguồn tin, công nghệ được sửdụng trong RFID có từ đầu những năm 1920.

 Một công nghệ tương tự là bộ phát đáp IFF đã được phát minh

ở Anh vào năm 1939 và được dùng làm thủ tục của quân đồng minhtrong thế chiến thứ II để nhận ra máy bay ta hay địch

 Một mốc phát triển của RFID nữa là bài báo có khai thácRFID là đánh dấu lãnh thổ được công bố năm 1948 của HarryStockman với tiêu đề “Truyền thông bằng năng lượng bức xạ” (biênbản lưu của IRE, trang 1196-1204, tháng 10/1948) Stockman đã dựđoán rằng “ các nghiên cứu và công trình phát triển phải được thựchiện trước khi các vấn đề cơ bản còn tồn tại trong việc truyền thông

sử dụng năng lượng bức xạ được giải quyết, và trước khi các ứngdụng hữu ích được khám phá ”

 Việc khảo sát tỉ mỉ kỹ thuật vô tuyến được đem ra nghiên cứu

và phát triển trong các hoạt động thương mại cho đến thập niên

1960 Chẳng hạn, Phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos đã pháttriển hệ thống theo dõi nguyên liệu hạt nhân bằng cách đặt thẻ vào

xe tải và đặt các đầu đọc tại các cổng của bộ phận bảo vệ Nhữngnăm 1960 cũng được coi là mở đầu cho một sự bùng nổ RFID.R.F.Harrington đã tiến hành nhiều nghiên cứu về lý thuyết trường

điện từ như nó đã áp dụng đối với RFID, như đã diễn tả trong "Field

Measurement Using Active Scatterers" và "Theory of Loaded Scatterers".

 Trong những năm 1970 đã chứng kiến nhiều sự phát triểntrong công nghệ RFID Các công ty, các cơ quan thuộc các trường

sự quan tâm vào RFID Mario Cardullo tuyên bố là mẫu patent3,713,148 đăng ký ở Mỹ năm 1973 của ông ta mới là RFID hiện đạithực sự đầu tiên, đó là bộ phát đáp vô tuyến thụ động có bộ nhớ Cácđối tượng RFID kiểu phản xạ năng lượng đã được thực hiện vào năm

1973 tại Phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos

 Ứng dụng thu thuế đầu tiên trên thế giới đã được thực thi ởNorway vào năm 1987, đã được tiếp tục bởi Dallas vào năm 1989.Chính quyền hải cảng New York và New Jersey đã thi hành một dự

án thương mại đối với các xe buýt đi qua đường hầm Lincoln

 Những năm 1990 là những năm đầy ý nghĩa bởi vì RFID cuốicùng đã bắt đầu trở thành xu thế chủ đạo trong kinh doanh và kỹthuật Vào giữa thập kỷ này, các hệ thống thu phí RFID đã có thểhoạt động tại các đường cao tốc, nghĩa là các tài xế có thể đi qua cácđiểm thu phí mà không bị cản trở bởi các trạm thu phí hay cácchướng ngại vật

 Năm 2003 là một trong các sự kiện quan trọng đối với RFID

Cả Wal-Mart và DoD, hãng bán lẻ lớn nhất thế giới và chuỗi cungứng lớn nhất thế giới, lần lượt đưa ra các ủy quyền RFID yêu cầu cácnhà cung ứng để bắt đầu sử dụng công nghệ RFID vào năm 2005

 Kỹ thuật RFID hiện đang được sử dụng trong cả khu vực kinh

tế tư nhân và nhà nước, từ việc theo dõi sách trong thư viện đến việcxác nhận một chiếc chìa khóa khởi động xe Cùng với những tiến bộ

kỹ thuật và giảm giá cả đã thúc đẩy sự phát triển kỹ thuật này

1.3 Tiềm năng sử dụng

Các thẻ RFID thường được hình dung như là sự thay thế cho mãvạch UPC hoặc EAN và có một số ưu điểm so với công nghệ mã vạch

trước đây Chúng không hoàn toàn thay thế được mã vạch một phần là dogiá thành quá cao và phần còn lại là do có nhiều nguồn dữ liệu độc lập chocùng một đối tượng để khai thác chúng Hơn nữa, EPC kiểu mới cùng vớimột số nguyên lý khác hiện rất phổ biến mà lại có giá thành hợp lý.

Mã nhận dạng duy nhất trong bất kỳ trường hợp nào là một yêu cầucần thiết đối với thẻ RFID bất kể lựa chọn nguyên lý đánh số nào Dunglượng dữ liệu thẻ RFID cần phải đủ lớn để đảm bảo bất kỳ thẻ nào cũng chỉ

có một mã duy nhất, trong khi đó mã vạch hiện tại giới hạn là một mã loạiđơn cho tất cả các loại sản phẩm Sự duy nhất của thẻ RFID có nghĩa làmột sản phẩm có thể được theo dõi một cách độc lập khi nó được chuyển từ

vị trí này đến vị trí khác và cuối cùng là đến tay khách hàng Điều này giúpcác công ty chống lại kẻ trộm và các hình thức mất mát sản phẩm khác.Hơn nữa, việc theo dõi sản phẩm như thế cũng là một đặc điểm quan trọng

mà RFID hỗ trợ không chỉ gồm thông tin nhận dạng duy nhất mà còn gồm

cả số hiệu (serial number) của sản phẩm Và điều này giúp cho các công tykhông chỉ đối phó với sự thiếu chất lượng mà còn góp phần tìm theo dõi vàtìm hiểu khách hàng sau bán hàng

RFID còn được đề xuất cho kiểm tra kho POS thay thế cho máy kiểmtiền tự động mà cần quét vạch Tuy nhiên, nó gần như không thể giảm đáng

kể chi phí các thẻ hiện tại và thay đổi quá trình vận hành của POS ThẻRFID tích cực cũng có tiềm năng thực hiện chức năng như những cảm biến

từ xa giá thành thấp dùng để loan báo thông tin từ một trạm gốc Các ứngdụng có thể gồm: Cảm biến về tình trạng đường nhờ các đèn báo, bản tinthời tiết, giám sát mức ồn

1.4 Một số vấn đề còn đang tranh luận

Việc dùng công nghệ RFID đã gây tranh cãi đáng kể và thậm chínhững việc tẩy chay bởi các luật sư bảo vệ quyền riêng tư của khách hàng

như Kathozin Albrecht người sáng lập Caspian, đã đề cập tới các thẻ RFIDnhư là các Chip gián điệp Bốn mối quan ngại riêng tư chính liên quan tớiRFID là:

 Người mua 1 sản phẩm không thể ý thức về sự có mặt của thẻ hay có

thể bỏ nó đi

 Thẻ có thể được đọc từ xa không cần thông tin về cá nhân đó

 Nếu 1 mặt hàng gắn thẻ được trả bằng credit card hay có liên quan tới

việc dùng 1 thẻ tín dụng nào đó, khi đó nó có thể coi số ID của mặthàng đó là số nhận dạng người mua

 Các hệ thống thẻ EPC toàn cầu tạo ra, hoặc được đề nghị để tạo ra, các

số serial độc nhất toàn cầu cho tất cả các sản phẩm, mặc dù việc nàytạo ra các vấn đề quyền cá nhân và nó hoàn toàn không cần thiết chohầu hết các ứng dụng

Hầu hết các mối quan ngại xoay quanh thực tế là các thẻ RFID đượcgắn vào các sản phẩm vẫn duy trì chức năng hoạt động thậm chí sau khisản phẩm đã được mua và mang về nhà và như vậy có thể được dùng choviệc điều tra và các mục đích khác không liên quan tới các chức năng banđầu Mặc dù các thẻ RFID chỉ được chỉ định dùng chính thức trong cự lyngắn, chúng nó thể được thấy từ các khoảng cách xa hơn bởi bất cứ ai cómột thiết bị Anten có độ khuếch đại lớn, có thể cho phép toàn bộ nội dungcủa một ngôi nhà sẽ được quét từ một khoảng cách xa Thậm chí việc quétkhoảng cách ngắn cũng là một mối lo ngại nếu như mã của tất cả các mặthàng được đưa vào cơ sở dữ liệu mỗi lần một cá nhân đi qua đầu đọc, haynếu nó được thực hiện vì các lý do (ví dụ một tên tội phạm có thể dùng mộtmáy quét cầm tay để có được một đánh giá tức thời về sự giàu có của cácnạn nhân tiềm năng)

Vào năm 2004, Lukas Grunwald đã phát hành một chương trình máytính RF Dump mà với một phần cứng phù hợp cho phép đọc và lập chương

trình lại các số liệu ảo chứa trong một thẻ RFID Ông đã nói rằng nhữngnhà tiêu dùng có thể dùng chương trình này để bảo vệ chính họ, mặc dùcũng có thể có những sử dụng sai.

1.5 Thế hệ thứ 2 (Gen 2)

Một tổ chức gọi là GS1 (EPCglobal) (http://www.gs1.org/) - do GS1

và GS1 Us đã hợp nhất thành - đang vận hành EPC liên doanh toàn cầu(http://www epcglobalinc.org), EPCglobal đang làm việc về các chuẩnquốc tế về việc dùng RFID và EPC trong việc nhận dạng cho bất cứ vật gìnằm trong chuỗi cung ứng cho các công ty trong bất kì ngành công nhiệpnào, bất cứ nơi nào trên thế giới Ban lãnh đạo của tổ chức này gồm các đạibiểu từ GS1, GS1-US, EAN, UCC, công ty Gillette, Procter và Gamble,Wal-Mart, Hewlett-Packard, Johnson and Johnson, các hệ thống kiểm tra

và các phòng thí nghiệm Auto-ID và các tổ chức khác

Chuẩn EPCglobal thế hệ 2 (EPC Gen2) được đệ trình tháng 12/2004,

và gần như là nền tảng cho các chuẩn thẻ RFID khác phát triển lên Chuẩnnày được đề xuất sau một cuộc tranh cãi từ Intermec do nó có thể xâmphạm đến một số chuẩn tiền thân của RFID Cuối cùng người ta quyếtđịnh: chuẩn này bản thân nó không xâm phạm đến các chuẩn tiền thân,nhưng nó cần thiết phải trả tiền bản quyền cho Intermec nếu như thẻ loạinày được ở theo một cách cụ thể Việc chuẩn hoá EPC dẫn đến được chấpnhận là ISO, cùng với các chuẩn bổ sung dựa trên chuẩn ISO 18000-6

1.6 Điều lệ và chuẩn hoá

Không có tổ chức toàn cầu nào quản lý tần số sử dụng cho RFID Vềnguyên tắc, mọi quốc gia đều có thể thiết lập các quy định cho riêng mình.Các thẻ RFID tần số thấp (125 - 134.2 kHz và 140 - 148.5 kHz) và tần sốcao (13.56 MHz) có thể được sử dụng toàn cầu mà không cần cấp phép.Các tần số UHF (868 MHz-928 MHz) không được sử dụng toàn cầu do nó

không có chuẩn toàn cầu riêng Ở Bắc Mỹ, UHF có thể được sử dụngkhông cần cấp phép băng tần từ 908 - 928 MHz nhưng bị hạn chế công suấtphát Ở châu Âu, UHF được cho phép trong khoảng 865.6 - 867.6 MHz.Nhưng chỉ sử dụng giải không cấp phép từ 869.40 - 869.65 MHz, và bị hạnchế công suất phát Chuẩn UHF cho Bắc Mỹ không được chấp nhận ở Pháp

do nó ảnh hưởng tới dải tần số của quốc phòng Đối với Trung Quốc vàNhật, không có quy định nào cho UHF, mỗi ứng dụng cho UHF ở hai quốcgia này đều yêu cầu được cấp phát thông qua uỷ ban địa phương Còn đốivới Úc và Newzealand, băng tần 918 - 926 MHz không cần xin cấp phép,nhưng bị hạn chế về công suất phát

1.7 Một số tiêu chuẩn xây dựng và pháp chế cho công nghệ RFID

 ISO 11784 & 11785 - Các chuẩn này quy định nhận dạng tần số vô

tuyến cho động vật đưa ra khái niệm kỹ thuật và cấu trúc mã

 ISO 14223/1 - Nhận dạng tần số vô tuyến với động vật, bộ thu phát

cao cấp - giao diện vô tuyến

 Các tiêu chuẩn: ISO 10536, ISO 14443, ISO 15693, ISO 18000

 EPCglobal - Đây là nền tảng chuẩn nó gần như được chuẩn hóa quốc

tế theo quy tắc của ISO

Một số pháp chế cho RFID

 Missouri - SB 128

Mục đích: Yêu cầu một ghi nhãn rõ ràng trên các kiện hàng tiêudùng có sự hiện diện của thẻ RFID mà có thể truyền một ID duy nhất trướckhi được bán đi

 Rhode Island - H 5929

Mục đích: Ngăn cấm chính quyền địa phương hoặc nhà nước sửdụng RFID để theo dõi sự di chuyển hoặc nhận dạng người lao động, sinhviên, khách hàng hoặc hình thức tương tự cho mục đích lợi ích nào đó

CHƯƠNG 2 CẤU TRÚC VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

CỦA HỆ THỐNG RFID

2.1 Cấu trúc của hệ thống RFID

Một hệ thống RFID sử dụng công nghệ thông tin vô tuyến để nhậndạng các đối tượng hay người đã được gắn thẻ Có ba thành phần cơ bảncấu tạo nên một hệ thống RFID, như được thể hiện trên hình 2.1:

 Một thẻ (đôi khi còn được gọi là một bộ phát đáp) được tạo thành từ

một con Chip bán dẫn, một Anten, và đôi khi là cả một nguồn Pin

 Một đầu đọc (đôi khi còn được gọi là một thiết bị đọc hay một thiết

bị ghi đọc) được tạo thành từ một Anten, một môđun điện tử vôtuyến, và một môđun điện tử điều khiển

 Một bộ điều khiển (đôi khi còn được gọi là một máy chủ), thực hiện

thường xuyên nhất dưới dạng một máy tính cá nhân hay một trạmlàm việc tự động vận hành cơ sở dữ liệu và phần mềm điều khiển(phần mềm chuyên dụng)

Hình 2.1 Những khối xây dựng cơ bản của một hệ thống RFID

Thẻ và đầu đọc giao tiếp với nhau thông qua các sóng vô tuyến Khimột đối tượng đã được gắn thẻ di chuyển vào miền đọc của một đầu đọc,đầu đọc báo hiệu cho thẻ để được truyền dữ liệu đã được lưu trong nó Các

thẻ có thể giữ nhiều dạng thông tin về đối tượng mà nó đã được gắn vàochúng, bao gồm các số hiệu, các dấu hiệu đặc trưng cho thời gian, các chỉthị hình dạng, và còn nhiều hơn nữa Mỗi lần đầu đọc nhận dữ liệu từ thẻ,thông tin đó lại được chuyển tiếp tới bộ điều khiển thông qua giao diện nútmạng chuẩn, tương tự như mạng cục bộ Ethernet hay thậm chí Internet Bộđiều khiển có thể sau đó sử dụng thông tin đó cho một loạt các mục đích.

Ví dụ, bộ điều khiển có thể sử dụng thông tin đó để kiểm kê đối tượngtrong cơ sở dữ liệu một cách dễ dàng, hay nó có thể sử dụng thông tin đó

để định vị đối tượng chuyển tiếp trên một băng truyền

Một hệ thống RFID có thể bao gồm nhiều đầu đọc trải ngang quamột thiết bị trong kho hàng hay dọc theo dây truyền lắp ráp Tuy nhiên, tất

cả các đầu đọc này có thể được nối mạng tới bộ điều khiển đơn Tương tự,một đầu đọc đơn có thể giao tiếp đồng thời với nhiều thẻ Trong thực tế,hiện trạng công nghệ, đầu đọc có thể giao tiếp đồng thời với tốc độ 1000thẻ trong một giây, với độ chính xác lớn hơn 98% Tóm lại, các thẻ RFID

có thể được gắn tới hầu hết mọi thứ, từ một Pallet, đến một trẻ sơ sinh, đếnmột cái hộp trên giá hàng

2.2 Các thẻ RFID

Hình 2.2 Các thành phần thẻ RFID

Chức năng cơ bản của một thẻ RFID là lưu dữ liệu và truyền dữ liệutới đầu đọc Về mặt cơ bản nhất của nó, một thẻ bao gồm một con Chipđiện tử và một Anten (Hình 2.2) đã gói gọn trong một hộp để tạo thành mộtthẻ tiện lợi, tương tự như một nhãn bao bì mà có thể gắn tới một cái hộp

Về tổng quát, con Chip chứa đựng bộ nhớ nơi mà dữ liệu có thểđược lưu và được đọc từ đó, và đôi khi cũng được ghi vào đó, ngoài ra nóchứa một hệ thống mạch quan trọng khác như Anten được gắn với vi mạch

để truyền thông tin từ Chip đến đầu đọc, Anten càng lớn cho biết phạm viđọc càng lớn Một vài thẻ cũng chứa đựng các nguồn Pin, và đây là những

gì cho thấy sự khác biệt giữa các thẻ tích cực và các thẻ thụ động

2.2.1 Các thẻ RFID thụ động và tích cực

 Các thẻ thụ động

Phiên bản đơn giản nhất của một thẻ là thẻ thụ động (Hình 2.3) Đốitượng RFID thụ động không có nguồn năng lượng nuôi bên trong (On-board) Cũng không thể khởi tạo việc truyền với đầu đọc Thay vào đó, thẻđáp lại các việc phát tần số vô tuyến của đầu đọc và nhận được năng lượng

từ các sóng năng lượng được truyền bởi đầu đọc để truyền dữ liệu, mặc dùnhỏ hơn nhiều nếu so với một Pin được On-board

Hình 2.3 Cấu tạo thẻ thụ động

Dòng điện cảm ứng ở Anten do các tín hiệu tần số vô tuyến truyềntới đã tạo đủ năng lượng cho vi mạch CMOS trong đối tượng để hoạt động

và phát tin trả lời Phần lớn các đối tượng thụ động được báo bằng các sóngmang rọi tới từ các bộ đọc Như vậy thì phần không gian tức là các Antenđược thiết kế cho việc nhận năng lượng từ các tín hiệu đi tới cũng như là đểphát các tín hiệu trả lời Việc trả lời của đối tượng RFID thụ động khôngchỉ gồm số nhận dạng - ID (GUID), Chip còn có bộ nhớ EFPROM để chứa

dữ liệu Thẻ thụ động chứa ít nhất là một xác thực duy nhất cho từng mụcgắn thẻ

Kết quả của điều này là, các thẻ thụ động đặc trưng nhỏ hơn và sảnxuất ra chúng rẻ hơn so với các thẻ tích cực; thiết bị thương phẩm hiện nay

có thể đặt trong tấm dán hoặc cấy dưới da Đến năm 2006, thiết bị nhỏ nhất

có kích cỡ 0,15mm x 0,15mm và nó mỏng hơn cả tờ giấy (7,5µm), mộtthiết bị như vậy cũng khó nhìn thấy bằng mắt Đơn giá rẻ nhất là 5cent Khi

có Anten thì kích thước của đối tượng cỡ bằng con tem hoặc tấm bưu thiếp.Tuy nhiên, phạm vi giao tiếp của các thẻ thụ động ngắn hơn nhiều so vớicác thẻ tích cực Hơn nữa, chúng đòi hỏi các đầu đọc có công suất lớn hơn

và dung lượng bộ nhớ của chúng nhỏ hơn, khoảng một vài Kbyte Với điềukiện hoàn hảo, các thẻ thụ động có cự li làm việc ở khoảng 10 cm (ISO14443) tới vài mét (EPC và ISO 18000-6) phụ thuộc vào tần số vô tuyếnđược chọn dùng, kích thước Anten, năng suất của đầu đọc và vật chất giữathẻ và đầu đọc Do thiết kế đơn giản nên nó cũng phù hợp với việc chế tạocùng với Anten màng Hướng phát triển tiếp là các đối tượng bán dẫnpolycarbon có thể dán được Đối tượng RFID thụ động không cần Pin và

nó còn có thể nhỏ hơn nữa và có thời hạn sử dụng vô hạn Năm 2005 cáccông ty PolyIC (Đức), Philips (Hà lan) đã lắp ráp trong phòng thí nghiệmcác đối tượng RFID kiểu màng polymer hoạt động ở tần số 13,56 MHz.Nếu trở thành thương phẩm thì các đối tượng loại polymer sẽ cho phép incuốn và có giá thành rẻ hơn loại có nền silicon

Vì đối tượng thụ động được chế tạo rẻ hơn và không có Pin, nên đa

số các đối tượng RFID hiện dùng là thuộc loại thụ động Các thẻ thụ động

có thể thực thi ở dải tần số thấp, cao, UHF hoặc vi sóng

 Các thẻ tích cực

Các thẻ được nói là tích cực (hay là đèn hiệu) nếu chúng chứa đựngmột nguồn năng lượng tích hợp trên bo mạch (On-board) cấp cho các IC vàtạo tín hiệu phát xạ, tương tự như một nguồn Pin Ngoài ra, nó đặc trưng cómột máy phát, là vật thêm vào Anten và Chip và gửi một tín hiệu liên tục.Khi thẻ này cần truyền dữ liệu tới đầu đọc, nó sử dụng năng lượng nhậnđược từ nguồn này để truyền tin, như cách thức một điện thoại cầm tay sửdụng một nguồn Pin Bởi vì điều này, nên các thẻ tích cực thường ổn địnhhơn (ít lỗi hơn) các thẻ thụ động do khả năng kết nối "luân phiên" với đầuđọc Nhờ có nguồn cung cấp On-board nên các thẻ tích cực có thể phátcông suất cao hơn các thẻ thụ động và có thể giao tiếp với các đầu đọc côngsuất thấp hơn và cho phép chúng hoạt động hiệu quả hơn trong các môitrường có "tần số vô tuyến thay đổi" (người, gia xúc) như nước, kim loạinặng (xe tải, Côngtennơ chở hàng) hoặc có thể truyền thông tin trên cácphạm vi rộng lớn hơn nhiều, có thể lên tới hàng trăm foot (một foot bằng0.3048 met); và còn có khả năng chứa các thông tin bổ sung được phát từcác bộ chuyển tiếp Hơn nữa, các loại thẻ này đặc trưng có các bộ nhớ rộnghơn, lên tới 128 Kbyte Tuy nhiên, chúng cũng lớn hơn và phức tạp hơn cácbản sao thụ động của chúng, sản xuất ra chúng cũng đắt hơn; hiện nay, đốitượng tích cực nhỏ nhất có kích thước cỡ đồng xu với giá thành cỡ vàiUSD Để tiết kiệm năng lượng, nhiều thẻ tích cực hoạt động theo chu kỳ cốđịnh; các Pin của các thẻ tích cực có tuổi thọ từ 2 đến 7 năm, nhiều đốitượng tích cực có cự li hoạt động cỡ vài chục mét và tuổi thọ Pin tới mườinăm Một số thẻ tích cực còn bao gồm các bộ cảm biến (sensor) như cảm

biến nhiệt độ dùng để giám sát độ chín hoặc giám sát nhiệt độ của các sảnphẩm dễ bị hỏng Các cảm biến khác cũng được gắn với thẻ RFID tích cựcnhư: Độ ẩm, va đập, ánh sáng, phóng xạ, nhiệt độ và không khí như etylen.

Đối tượng thụ động có giá rẻ hơn đối tượng tích cực nhưng cácthông số khác như là độ nhạy, đặc tính làm việc trong môi trường đặc biệtnhư nước hoặc kim loại và khả năng triển khai thực tế lại khiến đối tượngtích cực trở nên phổ biến hiện nay

Trong tương lai gần, các thẻ tích cực có thể mang các chức năng sau:

 Khả năng tư kiểm soát và theo dõi sản phẩm nó gắn vào

 Có khả năng lưu trữ dung lượng thông tin rất lớn

 Có thể được gắn với bộ phận tìm kiếm mạng lưới tự động, chophép nó lựa chọn kênh truyền thông tốt nhất

 Các thẻ bán tích cực (bán thụ động)

Đối tượng RFID bán tích cực (hay bán thụ động) có các Pin board nhưng không sử dụng các Pin này để hỗ trợ truyền tín hiệu vô tuyến,các loại thẻ này được gọi là các thẻ được hỗ trợ bằng Pin và chúng sử dụngPin chỉ để cấp nguồn điện tử On-board, nguồn Pin này cho phép IC đượccung cấp ổn định Điều này giảm yêu cầu thiết kế đối với Anten để thunăng lượng từ tín hiệu truyền tới Anten có thể được thiết kế tối ưu cho việcphát tín hiệu trả lời Đối với loại thẻ này, trong quá trình truyền giữa thẻ vàđầu đọc thì đầu đọc luôn truyền trước rồi đến thẻ Tại sao sử dụng thẻ bántích cực mà không sử dụng thẻ thụ động? Bởi vì thẻ bán tích cực không sửdụng tín hiệu của đầu đọc như thẻ thụ động, nó tự kích động, nó có thểđược đọc ở khoảng cách xa hơn và nhanh hơn thẻ thụ động Bởi vì khôngcần thời gian tiếp sinh lực cho thẻ bán tích cực, thẻ có thể nằm trong phạm

On-vi đọc của đầu đọc ít hơn thời gian đọc quy định (không giống như thẻ thụ

động) Vì vậy nếu đối tượng được gắn thẻ đang di chuyển ở tốc độ cao, dữliệu thẻ có thể vẫn được đọc nếu sử dụng thẻ bán tích cực Thẻ bán tích cựccũng cho phép đọc tốt hơn (mặc dù kém ổn định và không hiệu quả bằngcác thẻ tích cực) ngay cả khi gắn thẻ bằng những vật liệu chắn tần số vôtuyến (RF-opaque và RF-absorbent) Sự có mặt của những vật liệu này cóthể ngăn không cho thẻ thụ động hoạt động đúng dẫn đến việc truyền dữliệu không thành công Tuy nhiên, đây không phải là vấn đề khó khăn đốivới thẻ bán tích cực Phạm vi đọc của thẻ bán tích cực có thể lên đến 100foot (xấp xỉ 30.5 m) với điều kiện lý tưởng bằng cách sử dụng mô hình tán

xạ ngược được điều chế (modulated backscatter) (trong dải tần UHF và visóng)

Các thẻ RW (Read/Write) thường được gọi là các thẻ “Thông minh”.Hiện tại người ta sử dụng các thẻ thông minh với tính mềm dẻo hơn nhiều

so với các thẻ RO Chúng có thể lưu những lượng dữ liệu lớn và có một bộnhớ có khả năng định vị mà được thay đổi một cách dễ dàng Thẻ RW cóthể ghi dữ liệu được nhiều lần, khoảng từ 10.000 đến 100.000 lần hoặc cóthể hơn nữa Việc này đem lại lợi ích rất lớn vì dữ liệu có thể được ghi bởiđầu đọc hoặc bởi thẻ (nếu là thẻ tích cực) Thẻ RW gồm thiết bị nhớ Flash

và FRAM để lưu dữ liệu Bởi vì điều này, nên thẻ có thể hoạt động nhưmột trong các loại cơ sở dữ liệu “Lưu động”, trong đó thông tin có độnglực quan trọng được mang bởi thẻ, đúng hơn là được tập trung ở trong bộđiều khiển Các khả năng ứng dụng cho các thẻ thông minh có vẻ là vô tận.Ngoài điều này, sự an toàn dữ liệu là một thách thức đối với thẻ RW và loạithẻ này thường đắt nhất; những tiến bộ gần đây trong công nghệ thẻ thôngminh đã làm cho chi phí giảm xuống dưới 1 USD/thẻ, giải thích phần lớn

sự quan tâm hiện nay vào trong các hệ thống RFID

Có một vài biến đổi trên hai loại bộ nhớ này mà cần nói đến Trước

tiên, có loại bộ nhớ khác được gọi là Ghi một lần đọc nhiều lần (Write

Once Read Many - WORM) Nó tương tự như bộ nhớ RO vì nó được dùng

để được lập chương trình với thông tin tĩnh Nhờ đến sự so sánh trên, nếu

bộ nhớ RO tương tự như một CDROM thì WORM sẽ na ná một CDRW.Thẻ WORM có thể được ghi dữ liệu một lần, mà thường thì không phảiđược ghi bởi nhà sản xuất mà bởi người sử dụng thẻ ngay lúc thẻ cần đượcghi Tức là, ghi chương trình vào một CD trống, bộ nhớ loại này có thểđược sử dụng trên một dây chuyền lắp ráp để đánh dấu vào ngày sản xuấthay trên vị trí một thẻ sau khi quy trình sản xuất hoàn thành Tuy vậy, trongthực tế thì có thể ghi được vài lần (khoảng 100 lần) Loại thẻ này có giá cảthấp, hiệu suất tốt, có an toàn dữ liệu và là loại thẻ phổ biến nhất ngày nay

Ngoài ra, một vài thẻ có thể chứa đồng thời cả hai bộ nhớ RO và

RW Ví dụ, một thẻ RFID đã gắn tới một Pallet có thể được đánh dấu vớimột chuỗi số cho Pallet tại giao diện của bộ nhớ RO, cái mà sẽ giữ nguyêntrạng thái tĩnh suốt thời gian tồn tại của Pallet Giao diện RW có thể sau đóđược sử dụng để biểu thị các nội dung của Pallet vào bất kỳ lúc nào, và khimột Pallet được bốc sạch và chất lại với hàng hóa mới, giao diện của bộnhớ RW có thể được ghi để phản ánh sự thay đổi

2.2.3 Thẻ sóng âm bề mặt (Surface Acoustic Wave - SAW)

 Thẻ SAW bắt đầu xuất hiện trên thị trường và có thể được sử dụngrộng rãi trong tương lai Hiện tại thì thiết bị SAW được sử dụng trong cácmạng điện thoại tế bào, tivi màu, v.v…

 Thẻ SAW khác với các thẻ khác dựa trên vi mạch Thẻ SAW sửdụng sóng RF năng lượng thấp hoạt động trong băng tần ISM 2.45 GHz,thẻ SAW không cần nguồn một chiều (DC) để hỗ trợ cho nó truyền dữ liệu

 Thẻ SAW bao gồm một Anten lưỡng cực được gắn vào máy biếnnăng interdigital (IDT) được đặt trong nền áp điện (piezoelectric substrate)được làm bằng lithium niobate hoặc lithium tantalate Một dòng điện cựcriêng lẻ như những dòng phản xạ (được làm bằng nhôm hoặc khắc axit trênnền) được đặt trên nền Anten đặt một xung điện vào IDT khi nó nhận tínhiệu RF của đầu đọc SAW Xung này phát sinh sóng bề mặt còn gọi làsóng Raleigh, thường đạt được vận tốc 3.000 m/s đến 4.000 m/s trên nền

đó Một số sóng này được phản xạ trở lại IDT bởi những dòng phản xạ(reflector) Các sóng phản xạ tạo thành một mô hình duy nhất, được xácđịnh bởi các vị trí phản xạ Các sóng này thường được chuyển đổi thành tínhiệu cao tần trong IDT và được truyền lại đầu đọc qua Anten của thẻ Đầuđọc giải mã tín hiệu nhận được để đọc dữ liệu của thẻ

 Thẻ SAW có các ưu điểm sau đây:

 Sử dụng năng lượng rất thấp vì nó không cần nguồn DC đểtiếp sinh lực hoạt động

 Có thể gắn thẻ vào những vật liệu chắn sóng vô tuyến opaque và RF-absorbent), như kim loại hoặc nước

(RF- Có phạm vi đọc lớn hơn thẻ vi mạch hoạt động trong cùngbăng tần (tức là băng tần 2.45 GHz)

 Hoạt động tín hiệu vô tuyến ngắn, trái ngược với thẻ dựa trên

vi mạch (cần thời hiệu tín hiệu từ đầu đọc đến thẻ dài hơn)

 Việc đọc có tỉ lệ chính xác cao

 Thiết kế đơn giản

 Không cần giao thức chống xung đột (anti-collision protocol).Giao thức chống xung đột chỉ cần được thực hiện ở đầu đọc thay vì

ở cả đầu đọc và thẻ như thẻ vi mạch (vì vậy giảm chi phí thẻ SAW)

 Các đầu đọc SAW ít gây ra nhiễu với các đầu đọc SAW khác

 Thẻ SAW rất tốt, là sự lựa chọn duy nhất trong các hoàn cảnh nào đó

và cũng được sử dụng rộng rãi trong tương lai Một số thẻ có thể truyền dữliệu đến đầu đọc mà không sử dụng sóng vô tuyến

2.2.4 Thẻ Non - RFID

 Khái niệm gắn thẻ và truyền vô tuyến ID duy nhất của nó đến đầuđọc không phải là vùng sóng dành riêng Có thể sử dụng các loại truyền vôtuyến khác cho mục đích này Chẳng hạn có thể sử dụng sóng siêu âm hoặcsóng hồng ngoại đối với việc truyền thông giữa thẻ với đầu đọc

 Việc truyền siêu âm có ưu điểm là không gây ra nhiễu với thiết bịđiện hiện có và không thể xuyên qua tường Vì thế những hệ thống gắn thẻ

siêu âm có thể được triển khai trong bệnh viện mà nơi đó kỹ thuật như thếnày có thể cùng tồn tại với thiết bị y tế hiện có Thêm nữa là đầu đọc siêu

âm và thẻ phải nằm cùng phòng thì đầu đọc mới đọc được dữ liệu của thẻ

 Thẻ hồng ngoại sử dụng ánh sáng để truyền dữ liệu đến đầu đọc Vìánh sáng không thể xuyên qua tường nên thẻ và đầu đọc hồng ngoại phảiđặt trong cùng phòng để truyền với nhau Nếu có vật cản nguồn sáng củathẻ thì thẻ không còn truyền với đầu đọc nữa (đây là một nhược điểm)

2.2.5 Các nhân tố hình dạng thẻ

Các thẻ RFID có thể thấy trong nhiều hình dạng và có thể khônggiống hoàn toàn một thẻ nào trong thực tế (Hình 2.4) Bởi quá trình lắp rápcon Chip/Anten trong một thẻ RFID đã được làm rất nhỏ, chúng có thểđược kết hợp chặt chẽ vào hầu hết nhân tố hình dạng nào hiện nay:

 Một vài hệ thống RFID sớm nhất được sử dụng trong quản lý vậtnuôi, các thẻ giống các “viên đạn” nhựa dẻo được gắn vào tai của vật nuôi

 Các thẻ RFID đã sử dụng trong các hệ thống kết nối thu phí cầuđường tự động không phải là các thẻ thực mà là các thẻ nhựa hay các bútquang điện kiểu dây khóa

Hình 2.4 Một số hình dạng thẻ RFID thực tế

 Trong kinh doanh dược đang kết hợp chặt chẽ các thẻ RFID vào cácthành của các Côngtennơ đã phun phủ bằng chất dẻo, vì thế tạo thànhđường mờ giữa thẻ và bao bì.

 Trong các ứng dụng quản lý trại giam, các thẻ được kết hợp chặt chẽvào những dải buộc ở cổ tay áo của các tù nhân hay những người canh gác.Tương tự, Một tài xế của hãng Fed Ex mang những dải buộc ở cổ tay áothay cho dây khóa để vào các xe tải của họ qua cửa vào và các hệ thốngđánh lửa không cần chìa khóa

Tóm lại, hình dạng một thẻ phụ thuộc nhiều vào sự ứng dụng Mộtvài thẻ cần được chế tạo theo hướng chịu đựng được hơi nóng cao, hơi ẩm

và sự ăn mòn hóa học, và cũng được bọc kín trong các vật liệu bảo vệ Cácthẻ khác được làm theo hướng rẻ và dùng một lần, giống như các nhãn

“thông minh”, Một nhãn thông minh là một dạng của thẻ “thông minh”,trong đó một nhãn RFID được kết hợp chặt chẽ vào một nhãn bọc bằnggiấy, trong khi có nhiều ứng dụng trong bất kỳ các nhãn RFID nào nhưng

xu hướng chung trong công nghiệp là hướng tới làm dẹt, nhỏ nhãn này mà

có thể được áp dụng nhanh và rẻ cho một cái hộp hay Pallet

2.3 Đầu đọc RFID (RFID Reader)

Một đầu đọc (Reader) RFID hoạt động như một cầu nối giữa thẻ và

bộ điều khiển (Hình 2.5)

Hình 2.5 Đầu đọc hoạt động như một cầu nối giữa thẻ và bộ điều khiển

Đầu đọc bản chất là các máy tính nhỏ, là hệ thần kinh trung ương củatoàn hệ thống phần cứng RFID thiết lập việc truyền với thành phần này vàđiều khiển nó, là thao tác quan trọng nhất của bất kỳ thực thể nào muốnliên kết với thực thể phần cứng này.

Đầu đọc có một vài chức năng cơ bản:

 Đọc các nội dung dữ liệu của một thẻ RFID

 Ghi dữ liệu tới thẻ (Trong trường hợp các thẻ tích cực)

 Chuyển tiếp dữ liệu tới bộ điều khiển và từ bộ điều khiển

 Cấp nguồn cho thẻ (Trong trường hợp các thẻ thụ động)

Thêm vào đó, để thực hiện bốn chức năng cơ bản trên, nhiều đầu đọcphức tạp có thể thực hiện thêm ba chức năng chủ yếu:

 Thực hiện các biện pháp chống xung đột để đảm bảo đồng thời giao

tiếp RW với nhiều thẻ

 Xác thực các thẻ để ngăn cản sự gian lận hay sự truy nhập trái phép

vào hệ thống

 Mã hóa dữ liệu để bảo vệ nguyên vẹn dữ liệu

Hoạt động ghi dữ liệu lên thẻ bằng đầu đọc được gọi là tạo thẻ Quátrình tạo thẻ và kết hợp thẻ với một đối tượng được gọi là đưa thẻ vào hoạtđộng (commissioning the tag) Decommissioning thẻ có nghĩa là tách thẻ rakhỏi đối tượng được gắn thẻ và tùy ý làm mất hiệu lực hoạt động của thẻ.Thời gian mà đầu đọc có thể phát năng lượng RF để đọc thẻ được gọi làchu kỳ làm việc của đầu đọc

Đầu đọc cũng gồm ba thành phần (Hình 2.6): Một Anten, một Modulđiện tử RF, có nhiệm vụ giao tiếp với các thẻ RFID; và một Modul điện tửđiều khiển, có nhiệm vụ giao tiếp với bộ điều khiển

 Mạch điều khiển (có thể nó được đặt ở bên ngoài)

 Mạch truyền thông

 Nguồn năng lượng

Hình 2.7 Cấu tạo bên trong đầu đọc

2.3.1 Máy phát của đầu đọc RFID

Máy phát của đầu đọc truyền nguồn xoay chiều (AC) và chu kỳ xungđồng hồ qua Anten của nó đến thẻ trong phạm vi đọc cho phép Đây là mộtphần của máy thu phát, thành phần chịu trách nhiệm gửi tín hiệu của đầuđọc đến môi trường xung quanh và nhận lại đáp ứng của thẻ qua Anten củađầu đọc Số cổng Anten của đầu đọc được kết nối với thành phần máy phátcủa nó Anten của đầu đọc có thể được gắn với mỗi cổng Anten đó Hiệntại thì một số đầu đọc có thể hỗ trợ đến 4 cổng Anten

2.3.2 Máy thu của đầu đọc RFID

Thành phần này cũng là một phần của máy thu phát Nó nhận tínhiệu tương tự từ thẻ qua Anten của đầu đọc Sau đó nó gửi những tín hiệunày cho vi mạch của đầu đọc, tại đây nó được chuyển thành tín hiệu sốtương đương (dữ liệu mà thẻ truyền cho đầu đọc được biểu diễn ở dạng số)

2.3.3 Bộ vi xử lý của đầu đọc RFID

Thành phần này chịu trách nhiệm cung cấp giao thức cho đầu đọc để

nó truyền thông với thẻ tương thích với nó Nó thực hiện việc giải mã vàkiểm tra lỗi tín hiệu tương tự nhận từ máy thu Thêm nữa là bộ vi xử lý cóthể chứa luận lý để thực hiện việc lọc và xử lý dữ liệu đọc được từ thẻ

2.3.4 Bộ nhớ của đầu đọc RFID

Bộ nhớ dùng lưu trữ dữ liệu như các tham số cấu hình đầu đọc vàmột bản kê khai các lần đọc thẻ Vì vậy nếu việc kết nối giữa đầu đọc và hệthống mạch điều khiển/phần mềm bị hỏng thì tất cả dữ liệu thẻ đã được đọckhông bị mất Tuy nhiên, tùy thuộc vào dung lượng của bộ nhớ, có mộtgiới hạn liên quan đến việc nhiều lần đọc thẻ, nếu việc kết nối xuống dướivượt quá thời gian mở rộng cho phép thì một phần dữ liệu đã lưu bị mất (cónghĩa là bị ghi đè bởi các thẻ khác được đọc sau đó)

2.3.5 Mạch điều khiển của đầu đọc RFID

Mạch điều khiển là một thực thể cho phép con người hoặc chươngtrình máy tính giao tiếp, điều khiển các chức năng của đầu đọc, điều khiểnbảng tín hiệu điện báo và cơ cấu truyền động đầu từ kết hợp với đầu đọcnày Thường thì các nhà sản xuất hợp nhất thành phần này vào đầu đọc(như phần mềm hệ thống chẳng hạn) Tuy nhiên, có thể đóng gói nó thànhmột thành phần phần cứng/phần mềm riêng phải mua chung với đầu đọc

2.3.6 Giao diện truyền thông của đầu đọc RFID

Thành phần này cung cấp các lệnh truyền đến đầu đọc, nó cho phéptương tác với các thực thể bên ngoài qua mạch điều khiển, để truyền dữliệu của nó, nhận lệnh và gửi lại đáp ứng Thành phần này cũng có thể xem

là một phần của mạch điều khiển hoặc là phương tiện truyền giữa mạchđiều khiển và các thực thể bên ngoài Nó có các đặc điểm quan trọng nêncần xem nó như một thành phần độc lập Đầu đọc thường có một giao diệntuần tự, là giao diện phổ biến hiện nay Nhưng các đầu đọc thế hệ sau sẽđược phát triển giao diện mạng thành một tính năng chuẩn Các đầu đọcphức tạp có các tính năng như tự phát hiện bằng chương trình ứng dụng, cógắn các Web server cho phép đầu đọc nhận lệnh và trình bày kết quả dùngmột trình duyệt Web chuẩn

2.3.7 Các kênh nhập/xuất của các cảm biến, cơ cấu truyền động đầu từ

và bảng tín hiệu điện báo bên ngoài

Các đầu đọc không cần bật suốt Các thẻ có thể chỉ xuất hiện lúc nào

đó và rời khỏi đầu đọc mãi cho nên việc bật đầu đọc suốt sẽ gây lãng phínăng lượng Hơn nữa, giới hạn vừa đề cập ở trên cũng ảnh hưởng đến chu

kỳ làm việc của đầu đọc Thành phần này cung cấp một cơ chế bật và tắtđầu đọc tùy thuộc vào các sự kiện bên ngoài Có một số loại cảm biến như

cảm biến về ánh sáng hoặc sự chuyển động để phát hiện các đối tượngđược gắn thẻ trong phạm vi đọc của đầu đọc Cảm biến này cho phép đầuđọc bật lên để đọc thẻ Thành phần này cũng cho phép đầu đọc cung cấpxuất cục bộ tùy thuộc vào một số điều kiện qua một bảng tín hiệu điện báo(ví dụ, báo bằng âm thanh) hoặc cơ cấu truyền động đầu từ (ví dụ, mở-đóngvan an toàn v.v…).

2.3.8 Nguồn năng lượng cho đầu đọc RFID

Thành phần này cung cấp nguồn năng lượng cho các thành phần củađầu đọc Nguồn năng lượng được cung cấp cho các thành phần này quamột dây dẫn điện được kết nối với một ngõ ra bên ngoài thích hợp

2.3.9 Phân loại đầu đọc

 Phân loại theo giao diện của đầu đọc

Cũng như thẻ, đầu đọc cũng có thể được phân loại bằng hai tiêuchuẩn khác nhau Tiêu chuẩn đầu tiên là giao diện mà đầu đọc cung cấpcho việc truyền thông Trong tiêu chuẩn này, có thể phân loại đầu đọc rathành 2 loại là: Tuần tự (Serial) và Mạng (Network)

 Đầu đọc theo giao diện tuần tự (Serial reader)

Serial reader sử dụng liên kết tuần tự (Serial) để truyền với một ứngdụng Đầu đọc kết nối đến cổng serial của máy tính dùng kết nối tuần tựRS-232 hoặc RS-485 Cả hai loại kết nối này đều có giới hạn trên về chiềudài cáp dùng kết nối đầu đọc với máy tính RS-485 cho phép cáp dài hơnRS-232

 Ưu điểm của serial reader là việc truyền tin có độ tin cậyhơn network reader Vì vậy sử dụng đầu đọc loại này đượckhuyến khích nhằm làm tối thiểu sự phụ thuộc vào một kênh

 Nhược điểm của serial reader là phụ thuộc vào chiều dàitối đa của cáp sử dụng để kết nối một đầu đọc với một máytính Thêm nữa là thường thì trên một máy chủ thì số cổngserial bị hạn chế, có thể phải cần nhiều máy chủ (nhiều hơn sốmáy chủ đối với các network reader) để kết nối tất cả cácserial reader Một vấn đề nữa là việc bảo dưỡng nếu phầnmềm hệ thống cần được cập nhật chẳng hạn, nhân viên bảodưỡng phải xử lý mỗi đầu đọc Tốc độ truyền dữ liệu serialthường thấp hơn tốc độ truyền dữ liệu mạng Những nhân tốnày dẫn đến chi phí bảo dưỡng cao và thời gian chết đáng kể.

 Đầu đọc theo giao diện mạng (Network reader)

Network reader kết nối với máy tính sử dụng cả mạng dây và khôngdây Thực tế, đầu đọc hoạt động như thiết bị mạng Tuy nhiên, chức nănggiám sát SNMP chỉ sẵn có đối với một vài loại network reader Vì vậy, đa

số đầu đọc loại này không thể được giám sát như các thiết bị mạng chuẩn

 Ưu điểm của network reader là không phụ thuộc vàochiều dài tối đa của cáp kết nối đầu đọc với máy tính Sử dụng

ít máy chủ hơn so với serial reader Thêm nữa là phần mềm hệthống của đầu đọc có thể được cập nhật từ xa qua mạng Do

đó có thể giảm nhẹ khâu bảo dưỡng và chi phí sở hữu hệthống RFID loại này sẽ thấp hơn

 Nhược điểm của network reader là việc truyền khôngđáng tin cậy bằng serial reader Khi việc truyền bị rớt, chươngtrình phụ trợ không thể được xử lý Vì vậy hệ thống RFID cóthể ngừng lại hoàn toàn Nói chung, đầu đọc có bộ nhớ tronglưu trữ các lần đọc thẻ có thể làm cho thời gian chết mạngtrong ngắn đỡ hơn một ít

 Phân loại dựa trên tính chuyển động của đầu đọc

Việc phân loại thứ hai dựa trên tính chuyển động của đầu đọc

Đầu đọc cố định thường cần Anten bên ngoài để đọc thẻ Đầu đọc cóthể cung cấp đến 4 cổng Anten bên ngoài

Chi phí cho đầu đọc cố định thường ít hơn đầu đọc cầm tay Đầu đọc

cố định là loại phổ biến nhất hiện nay

Loại agile reader cố định được gọi là máy in RFID có thể in một mãvạch và tạo (nghĩa là ghi) một thẻ RFID trên nhãn thông minh (smart label)trong quá trình hợp nhất Smart label bao gồm một nhãn mã vạch có mộtthẻ RFID được gắn vào nó Các loại thông tin khác như địa chỉ người gửi,người nhận, thông tin sản phẩm và chữ cũng có thể được in lên trên nhãn.Máy in RFID đọc thẻ smart label đã được ghi để xác nhận quá trình ghi làhợp lệ Nếu việc xác nhận này thất bại thì máy in loại bỏ smart label đãđược in Thiết bị này tránh tình trạng tạo một thẻ RFID mà nơi đó mã vạchđang được sử dụng Ngày nay, một số công ty đang sử dụng mã vạch có thể

sử dụng máy in RFID như bước đầu chấp nhận kỹ thuật RFID Các hệthống hiện tại cũng có thể tiếp tục sử dụng dữ liệu mã vạch như thế với một

số thay đổi hoặc không thay đổi Thẻ RFID có thể cung cấp khả năng nhậndạng tự động vị trí đối tượng và những lợi ích khác.

Đầu đọc cố định có thể hoạt động ở hai chế độ sau đây:

Tự trị (antonomous) Tương tác (interactive)

 Chế độ tự trị

Trong chế độ này, đầu đọc đọc thẻ trong phạm vi đọc của nó Mỗilần thẻ được đọc, nó lưu vào một danh sách thường gọi là danh sách thẻ.Một mục trên danh sách thẻ được liên kết với thời gian cố chấp Nếu thẻ đãđược liên kết không được đọc trong khoảng thời gian vượt quá thời gian cốchấp thì nó bị loại khỏi danh sách thẻ Ứng dụng chạy trên máy chủ có thể

tự ghi nhận danh sách thẻ định kỳ Danh sách thẻ bao gồm các thông tinnhư sau:

 Đầu đọc cầm tay

RFID Reader RD5000 RFID Reader MC9090-G

Hình 2.8 Đầu đọc RFID di động RD5000 và cầm tay MC9090-G do

Symbol Technology sản xuất

Đầu đọc cầm tay là dạng đầu đọc di động, thường có Anten bêntrong Mặc dù những đầu đọc này đắt nhất (và ít có) nhưng những cải tiếnhiện nay trong kỹ thuật đầu đọc cho phép các đầu đọc cầm tay phức tạp cógiá thấp hơn

2.3.10 Anten của đầu đọc

Đầu đọc giao tiếp với thẻ thông qua Anten của đầu đọc, là một thiết

bị riêng mà nó được gắn vào đầu đọc tại một trong những cổng Anten của

nó bằng cáp Chiều dài cáp thường giới hạn trong khoảng 6-25 foot Tuynhiên, giới hạn này có thể khác nhau Như đã đề cập ở trên, một đầu đọc cóthể hỗ trợ đến 4 Anten nghĩa là có 4 cổng Anten Anten của đầu đọc cũngđược gọi là phần tử kết nối của đầu đọc vì nó tạo một trường điện từ để kếtnối với thẻ Anten phát tán tín hiệu tần số vô tuyến (RF) của máy phát đầuđọc ra xung quanh và nhận đáp ứng của thẻ Vì vậy vị trí của Anten (khôngphải đầu đọc) chủ yếu là làm sao cho việc đọc chính xác (mặc dù đầu đọcphải được đặt hơi gần Anten vì chiều dài cáp của Anten bị hạn chế) Thêmnữa là một số đầu đọc cố định có thể có Anten bên trong Vì vậy trongtrường hợp này vị trí của Anten đối với đầu đọc bằng 0 Nói chung Antencủa đầu đọc RFID có hình dạng hộp vuông hoặc chữ nhật

Dấu vết Anten của đầu đọc xác định phạm vi đọc (được gọi là cửa sổđọc - Read window) của một đầu đọc Nói chung, dấu vết Anten cũng đượcgọi là mô hình Anten, có 3 miền kích thước có hình dáng gần giống hìnhelip hoặc hình cầu nhô ra trước Anten Trong miền này, năng lượng củaAnten tồn tại, vì vậy đầu đọc có thể đọc thẻ đặt trong miền này dễ dàng.Trên thực tế thì do đặc tính của Anten, dấu vết của Anten không có hìnhdáng ổn định như hình elip mà luôn méo mó, có chỗ nhô ra Mỗi chỗ nhô ra

bị bao quanh bởi miền chết, miền chết này được gọi là điểm không Anten

Sự phản xạ tín hiệu Anten của đầu đọc trên đối tượng chắn sóng RFgây ra sự đa tia Trong trường hợp này, sóng RF bị phản xạ rải rác có thểtới Anten của đầu đọc không đồng thời theo những hướng khác nhau Một

số sóng đến có thể cùng pha (nghĩa là hợp với mô hình sóng của tín hiệuAnten gốc) Trong trường hợp này, tín hiệu Anten gốc tăng khi các sóngnày áp đặt với các sóng gốc làm tăng méo dạng Hiện tượng này được gọi

là nhiễu có xây dựng Một số sóng có thể đến ngược pha nhau (nghĩa làngược lại với mô hình sóng Anten gốc) Trong trường hợp này tín hiệuAnten gốc bị hủy khi hai dạng sóng này áp đặt vào nhau Hiện tượng nàyđược gọi là nhiễu tiêu cực

Thẻ được đặt tại một trong những miền nhô ra đó sẽ được đọc cònnếu thẻ di chuyển sao cho nó nằm trong miền chết bao quanh thì không thểđọc thẻ được nữa Chẳng hạn đặt thẻ xa đầu đọc thì không thể đọc thẻnhưng khi di chuyển (cùng hướng) lại đầu đọc thì có thể đọc được thẻ, tuynhiên nếu thẻ này di chuyển hướng khác thì không đọc được nó Vì vậyviệc đọc thẻ gần miền nhô ra không đáng tin cậy Do đó khi đặt Antenquanh phạm vi đọc, làm sao để không phụ thuộc vào miền nhô ra để tăngtối đa khoảng cách đọc là điều quan trọng Chiến lược tối ưu nhất là đặt bêntrong miền có hình elip dù có nghĩa là phải giảm đi phạm vi đọc vài foot

Điều quan trọng là xác định dấu vết của Anten, dấu vết Anten xácđịnh những nơi mà có thể hoặc không thể đọc thẻ Nhà sản xuất có thể quyđịnh dấu vết Anten như một đặc điểm kỹ thuật của Anten Tuy nhiên, nên

sử dụng thông tin như một nguyên tắc chỉ đạo, vì trên thực tế dấu vết sẽkhác tùy môi trường hoạt động Có thể sử dụng kỹ thuật hoàn toàn chínhxác như phân tích tín hiệu để vạch ra dấu vết Anten Phân tích tín hiệu là

đo tín hiệu từ thẻ, sử dụng thiết bị như máy phân tích phổ hoặc máy phântích mạng lưới truyền thanh ở những điều kiện khác nhau (chẳng hạn trongkhông gian không có ràng buộc, những hướng thẻ khác nhau và trên nhữngvật liệu dẫn hoặc vật liệu hút thu) Nhờ vào việc phân tích cường độ tínhiệu có thể xác định chính xác dấu vết Anten

2.3.11 Đọc/ghi nhiều thẻ và chống xung đột

Các thuật toán chống xung đột được thực hiện để một đầu đọc có thểgiao tiếp với nhiều thẻ một lần Hình dung một đầu đọc mà có thể khôngbiết bao nhiêu thẻ RFID trong miền đọc của nó hay thậm chí nếu có bất kỳthẻ nào trong miền đọc của nó, nó phát ra một lệnh tổng quát để các thẻtruyền dữ liệu của chúng Hình dung có vài trăm thẻ trong miền đọc đó xảy

ra và chúng cố gắng hồi đáp lại tất cả một lần Hiển nhiên có một kế hoạchthích hợp cho sự kiện xảy ra ngẫu nhiên này Trong RFID được gọi là sựchống xung đột Có ba mô hình kỹ thuật chống xung đột: Miền không gian,miền tần số và miền thời gian Cả ba được sử dụng để thiết lập một trật tựhay một tiêu chuẩn để đánh giá phẩm chất kém trong hệ thống, để ngănchặn sự xảy ra từ vấn đề trên, hay ít nhất làm sự cố thống kê không chắcxảy ra

2.3.12 Sự nhận thực

Các hệ thống bảo mật cao cũng cần đến đầu đọc xác nhận những

tiền được trao đổi và những tài khoản được ghi lại, sẽ sảy ra gian lận nếucác biện pháp không được thực hiện Trong ví dụ về sự bảo mật rất caonày, quy trình nhận thực hầu như được xếp thành hai bậc, một phần quytrình sảy ra tại bộ điều khiển và một phần quy trình xảy ra tại đầu đọc.

Có hai kiểu nhận thực cơ bản được gọi là đối xứng lẫn nhau và các

khóa dẫn xuất Trong cả hai hệ thống này, một thẻ RFID đưa tới đầu đọc

một mã khóa, cái mà sau đó được gắn vào một thuật toán hay một “khóa”,

để quyết định nếu khóa phù hợp và nếu thẻ được phép truy nhập hệ thống

2.3.13 Sự mã hóa/sự giải mã dữ liệu

Sự mã hóa dữ liệu là biện pháp bảo mật thêm vào mà phải được thựchiện để ngăn chặn những sự tấn công từ bên ngoài vào hệ thống Ví dụ

trong POS (Point of Sale - Điểm bán hàng tự động), tưởng tượng sự tấn

công từ bên ngoài đó là một người thứ ba chặn một cái khóa của người sửdụng Thông tin đó có thể sau đó được sử dụng để thực hiện những sự muahàng gian lận, giống như là một mưu đồ bất lương thẻ tín dụng

Sự mã hóa được sử dụng để bảo vệ sự nguyên vẹn của dữ liệu đãtruyền bằng vô tuyến, và để ngăn cản sự chặn của người thứ ba Đầu đọc

bổ sung sự mã hóa và giải mã để làm điều này Sự mã hóa cũng là trungtâm chống lại hoạt động tình báo công nghiệp, sự phá hoại công nghiệp, và

sự làm giả

2.3.14 Sự phân bố và các nhân tố hình dạng đầu đọc

Các hệ thống RFID không phụ thuộc vào phạm vi hoạt động trongtầm nhìn thẳng giữa các thẻ và các đầu đọc như các hệ thống mã vạch Kếtquả của điều này là, các nhà thiết kế hệ thống có nhiều sự tự do hơn khiquyết định nơi đặt các đầu đọc (Hình 2.9, Hình 2.10) Các đầu đọc ở vị trí

cố định có thể được đặt trong những cái cửa cầu cảng, dọc theo các băng

truyền, và trong các ô cửa để kiểm tra sự di chuyển của các đối tượng chotới bất cứ thiết bị nào Vài ứng dụng xếp hàng vào kho còn treo Anten củađầu đọc theo trần nhà, dọc theo lối đi giữa các ngăn, để kiểm tra sự dichuyển của các bàn nâng và hàng hóa tồn kho.

Hình 2.9 Mô hình đầu đọc gắn

trên xe nâng hàng

Hình 2.10 Mô hình đầu đọc gắn

trên hai bên cửa ra vào chính

Các đầu đọc linh động có thể được đặt trong các xe nâng, xe đẩy tay,

và thiết bị phục vụ cho công việc mua bán khác cho tới kiểm tra các Pallet

và các phần tử khác trong khi di chuyển qua nó Có các thiết bị đầu đọccầm tay linh động, thậm chí nhỏ hơn, mà cho phép những người sử dụng điđến những vị trí xa mà không thể thực hiện lắp đặt các đầu đọc cố định.Thông thường các thiết bị linh động này được kết nối tới một máy tính cánhân (PC) hay Laptop, bằng vô tuyến hay với một sợi cáp Những chiếc PChay Laptop lần lượt được nối mạng tới bộ điều khiển cũng bằng vô tuyếnhay với một sợi cáp

2.4 Bộ điều khiển RFID

Các bộ điều khiển là “những bộ não” của bất cứ hệ thống RFID nào.Chúng được sử dụng để đồng thời nối mạng với nhiều đầu đọc RFID vàchủ yếu để xử lý thông tin Bộ điều khiển trong bất kỳ mạng nào thôngthường nhất là một PC hay một trạm làm việc vận hành cơ sở dữ liệu hay

phần mềm ứng dụng, hay một mạng của các bộ máy này Bộ điều khiển cóthể sử dụng thông tin đã được tập hợp trong một trường bởi các đầu đọc để:

 Quản lý sự kiểm kê và thông báo cho các nhà cung cấp biết khi mà

sự kiểm kê mới được yêu cầu, như trong một ứng dụng bán lẻ

 Theo dõi sự chuyển động của các đối tượng ở khắp nơi trong một hệ

thống, và có thể còn định địa chỉ mới để chuyển tiếp chúng, như vớimột băng truyền trong một ứng dụng sản xuất

 Kiểm tra nhận dạng và cấp phép, như trong các hệ thống cửa ra vào

không có chìa khóa

 Ghi một tài khoản, như trong các ứng dụng điểm bán hàng tự động

2.5 Tần số sử dụng

Một sự quan tâm chủ yếu đối với RFID là tần số sử dụng Các hệthống RFID cũng có thể sử dụng các dải khác nhau để truyền tin như thểhiện trên Hình 2.11

Hình 2.11 Phổ tần số vô tuyến và các dải tần sử dụng đối với RFID

Trong RFID đang sử dụng cả hai dải tần số thấp và tần số cao, nhưthể hiện trong danh sách sau:

Các dải RFID tần số thấp:

Tần số thấp (Low-frequency - LF): 125 - 134 KHz

Tần số cao (High-frequency - HF): 13.56 MHz

Hình 2.12 Các ứng dụng điển hình của RFID ở các dải tần khác nhau

Tần số cao: Tần số cao cho phép độ chính xác cao hơn với phạm vi

3 foot (3*0,3048m ≈ 1m), vì thế giảm rủi ro đọc sai thẻ Vì vậy nó thíchhợp với việc đọc các mặt hàng Các thẻ thụ động 13,56 MHz được đọc ởtốc độ 10 đến 100 thẻ trên giây và ở phạm vi 3 foot Các thẻ tần số caođược dùng trong việc theo dõi vật liệu trong các thư viện và kiểm soát hiệusách, theo dõi Pallet, truy cập, theo dõi hành lý vận chuyển bằng máy bay

và theo dõi mặt hàng đồ trang sức

Tần số siêu cao: các thẻ hoạt động ở 900 MHz và có thể được đọc ở

khoảng cách dài hơn các thẻ tần số cao, phạm vi từ 3 đến 15 foot Tuy

hoạt động ở các tần số khác Băng tần 900 MHz thực sự phù hợp cho cácứng dụng dây chuyền cung cấp vì tốc độ và phạm vi của nó Các thẻ thụđộng siêu cao tần có thể được đọc ở tốc độ 100 đến 1000 thẻ trên giây Cácthẻ này thường được sử dụng trong việc kiểm tra Pallet và Côngtennơ, xechở hàng và toa trong vận chuyển tàu biển Ngoài ra băng tần 433 MHzđược sử dụng để nhận dạng phần trong của các Côngtennơ vận chuyển tàubiển trong các khu vực công nghiệp và thương mại cho phép việc truyền dữliệu chính xác và đúng lúc hơn Theo FCC, nhận dạng ngay các Côngtennơ

có thể cho phép nhận ra bên trong của nó có bị lục trong suốt quá trình vậnchuyển hay không, đồng thời việc làm như thế này cũng giúp cho các nhàxuất nhập khẩu tăng lợi nhuận và góp phần tăng chứng khoán của đất nướcmột cách đáng kể

Tần số vi sóng: có nhiều sóng vô tuyến bức xạ từ các vật thể ở gần

có thể cản trở khả năng truyền thông giữa đầu đọc và thẻ Các thẻ vi sóngRFID thường được dùng trong quản lý dây chuyền cung cấp

 Tần số xác định tốc độ truyền thông và khoảng cách đọc thẻ Nóichung, tần số cao hơn cho biết phạm vi đọc dài hơn Mỗi ứng dụng phù hợpvới một kiểu tần số cụ thể do ở mỗi tần số thì sóng vô tuyến có đặc điểmkhác nhau Chẳng hạn sóng có tần số thấp có thể xuyên qua tường tốt hơnsóng có tần số cao hơn nó, nhưng tần số cao có tốc độ đọc nhanh Hệ thốngRFID dùng phạm vi tần số không có đăng ký, gồm thiết bị Y học - Khoahọc - Công nghiệp được FCC cho phép (FCC cho phép sử dụng tần số 2,4GHz và 902-908 MHz cho các thiết bị Y học - Khoa học - Công nghiệp baogồm công nghệ RFID)

Các thiết bị hoạt động trong dải tần không đăng ký này không gây ratác hại nhiễu và phải chấp nhận bất kỳ nhiễu nào nhận được FCC cũng quyđịnh giới hạn năng lượng cụ thể kết hợp với mỗi tần số Việc kết hợp giữa