TÌm hiểu hệ thống RFID

TÌm hiểu hệ thống RFID

http://www.ebook.edu.vn LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay nghành công nghệ thông tin đã có những bước phát triển vượt bậc.Chỉ từ việc phát minh ra con transistor đầu tiên năm 1947,cho đến nay các sản phẩm công nghệ thông tin đã len lỏi đến tất cả các nghành nghề trong xã hội từ nghành ngân hàng,tài chính đến các nghành bán lẻ .Không những vậy chúng cũng đã len lỏi vào mọi gia đình từ các sản phẩm gia dụng như máy giặt,tủ lạnh .đến các thiết bị giải trí truyền thông như ipod, .Trong tương lai, bên cạnh việc phát triển công nghệ vi điện tử để chế tạo ra các thế hệ bộ vi xử lý với tốc độ xử lý ngày càng nhanh,thì các hệ thống ứng dụng vẫn sẽ phát triển rất mạnh. Chính vì lẽ đó,tôi đã chọn đề tài về, Thiết kế hệ thống quản lý bệnh nhân dùng công nghệ RFID. Công nghệ này đã xuất hiện khá lâu nhưng cho đến nay các ứng dụng của nó vẫn chưa được triển khai rộng rãi. Với việc chọn đề tài này ,tôi hi vọng mình sẽ góp phần công sức bé nhỏ của mình vào công việc triển khai nó.Tuy nhiên ,ở mức độ một đồ án tốt nghiệp và cũng do thời gian có hạn, nên ở đây tôi chỉ thiết kế và thi công hệ thống ở mức kiểm thử. Còn để có thể triển khai áp dụng nó vào thực tế thì sẽ phải đầu tư thêm nhiều thời gian và tiền bạc. Song với việc thiết kế thành công hệ thống này, tôi đã thu được thêm khá nhiều kinh nghiệm làm bước đệm cho tôi trở thành kỹ sư sau khi ra trường. Qua đây tôi xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn Trần Hải Lưu cùng các thầy cô khác đã giúp đỡ tận tình để tôi hoàn thành đề tài này. Hà Nội ngày 26/5/2010 Trần Phan Bình http://www.ebook.edu.vn MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 3 CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ RFID .13 1.1 Lịch sử công nghệ RFID .13 1.2 Các khái niệm cơ bản 14 1.3 Các đặc điểm của một hệ thống RFID 17 1.3.1 Tần số hoạt động 17 1.3.2 Phạm vi đọc 17 1.3.3 Phương pháp ghép nối vật lý 18 1.4 Các thành phần hệ thống RFID .18 1.4.1 Thành phần thẻ .20 1.4.1.1 Thẻ thụ động .20 1.4.1.1.1 Thành phần vi chip .21 1.4.1.1.2 Thành phần anten .22 1.4.1.2 Thẻ tích cực 24 1.4.1.2.1 Khối nguồn .25 1.4.1.2.2 Các thành phần điện tử .26 1.4.1.3 Thẻ bán tích cực 26 1.4.1.4 Thẻ chỉ đọc .27 1.4.1.5 Thẻ ghi một lần-đọc nhiều lần 28 1.4.1.6 Thẻ đọc-ghi 28 1.4.2 Thiết bị đọc thẻ 28 1.4.2.1 Khối truyền tín hiệu 29 1.4.2.2 Khối nhận tín hiệu .29 1.4.2.3 Khối vi xử lý .29 1.4.2.4 Khối bộ nhớ 29 1.4.2.5 Các kênh vào/ra cho cảm biến,bộ truyền động,bộ báo hiệu .29 1.4.2.6 Khối điều khiển 30 1.4.2.7 Khối giao tiếp truyền thông 30 1.4.2.8 Khối nguồn .30 1.4.2.9 Phân loại thiết bị đọc thẻ 30 1.4.2.9.1 Thiết bị đọc thẻ nối tiếp .31 1.4.2.9.2 Thiết bị đọc thẻ mạng 31 1.4.2.9.3 Thiết bị đọc thẻ cố định .32 1.4.2.9.4 Thiết bị đọc thẻ cầm tay 34 1.4.3 Giao tiếp giữa thiết bị đọc thẻ và thẻ .34 1.4.3.1 Kiểu điều chế backscatter .35 1.4.3.2 Kiểu transmitter 36 1.4.3.3 Kiểu transponder .36 1.4.4 Anten của thiết bị đọc thẻ 37 1.4.4.1 Vùng phủ sóng của anten 38 1.4.4.2 Sự phân cực của anten 39 1.4.4.3 Năng lượng của anten .41 2 http://www.ebook.edu.vn 1.4.5 Máy chủ và hệ thống phần mềm .41 1.4.6 Cơ sở hạ tầng truyền thông .44 1.4.7 Các thành phần phụ khác 44 1.5 Các tiêu chuẩn công nghệ RFID .45 1.5.1 Tiêu chuẩn ANSI .46 1.5.2 Tiêu chuẩn EPCglobal .46 1.5.3 Tiêu chuẩn ISO 47 1.6 Quyền riêng tư và tính bảo mật trong công nghệ RFID .48 1.6.1 Quyền riêng tư .48 1.6.1.1 Các biện pháp bảo vệ quyền riêng tư dựa trên luật pháp .48 1.6.1.2 Các biện pháp bảo vệ quyền riêng tư dựa trên việc cải tiến công nghệ .49 1.6.2 Tính bảo mật 49 1.6.2.1 Vùng một : Các thẻ RF 50 1.6.2.2 Vùng hai : Thiết bị đọc thẻ RFID 51 1.6.2.3 Vùng ba : Kênh dịch vụ RFID .51 1.6.2.4 Vùng bốn : Các hệ thống thông tin doanh nghiệp .51 1.7 So sánh giữa công nghệ RFID và công nghệ mã vạch 52 1.8 Kết luận .56 CHƯƠNG 2.THIẾT KẾ HỆ THỐNG QUẢN LÝ BỆNH NHÂN 57 2.1 Giao tiếp giữa thẻ thụ động EM4100 và chip EM4095 .57 2.1.1 Hoạt động của chip EM4095 .57 2.1.2 Hoạt động của thẻ thụ động EM4100 62 2.1.2.1 Sơ đồ các khối của chip EM4100 63 2.1.2.2 Tổ chức bộ nhớ của chip EM4100 .64 2.1.2.3 Mã hóa dữ liệu trên thẻ 64 2.1.2.3.1 Mã hóa Manchester 65 2.1.2.3.2 Mã hóa hai pha .65 2.1.2.3.3 Mã hóa PSK .65 2.1.3 Sơ đồ khối mạch RF và tính toán các thông số 66 2.1.4 Thiết kế anten cho reader .68 2.1.5 Phương pháp điều chế sóng mang OOK .74 2.2 Giao tiếp chuẩn USB giữa reader và máy vi tính 77 2.2.1 Chuẩn giao tiếp USB 77 2.2.1.1 Quy trình làm việc trong giao tiếp USB .78 2.2.1.2 Các đặc trưng của giao tiếp USB 78 2.2.1.3 Chuẩn giao tiếp USB 2.0 79 2.2.1.4 Chuẩn giao tiếp USB 3.0 79 2.2.2 Lớp định nghĩa HID 80 2.2.2.1 Tổng quan về quản lý chung của lớp HID 81 2.2.2.2 Mô hình hoạt động 82 2.2.3 Vi điều khiển PIC18F2550 và sơ đồ khối mạch điều khiển .83 2.3 Thiết kế phần mềm quản lý 86 2.3.1 Xây dựng giao diện .86 2.3.2 Xây dựng cơ sở dữ liệu .91 2.3.3 Giao tiếp với cơ sở dữ liệu 93 3 http://www.ebook.edu.vn 2.3.4 Quản lý kết nối USB giữa reader và máy tính 95 2.4 Kết luận 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO .98 BẢNG ĐỐI CHIẾU THUẬT NGỮ VIỆT – ANH .99 PHỤ LỤC A 102 PHỤ LỤC B 110 PHỤ LỤC C 112 4 http://www.ebook.edu.vn CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ RFID Khoảng chục năm trở lại đây chúng ta đã bắt đầu bắt gặp nhiều ứng dụng công nghệ RFID trong thực tiễn cuộc sống hàng ngày. Đơn giản nhất có thể thấy, mỗi khi chúng ta vào chuỗi siêu thị của Walmart để mua hàng,khi ra ta chỉ cần đưa từng sản phẩm lại gần một thiết bị đọc và sau đó thực hiện trả tiền.Đó chính là một hệ thống RFID điển hình mà đã được Walmart triển khai cho chuỗi siêu thị của họ trên khắp thế giới.Từ đây chúng ta có thể thấy một điều rằng, công nghệ RFID đã giúp chúng ta tiện lợi hơn rất nhiều trong cuộc sống hằng ngày. Bây giờ chúng ta hãy cùng đi tìm hiểu một hệ thống RFID nói chung để hiểu rõ hơn hoạt động của nó. 1.1Lịch sử công nghệ RFID RFID không phải là một khái niệm mới ,mà lịch sử của nó đã bắt đầu từ thế chiến thứ II. Thời đó các nước như Mỹ, Anh, Đức và Nhật Bản đã sử dụng radar để xác định máy bay đi vào lãnh thổ của họ bởi vậy việc nhận dạng máy bay đối phương đã trở thành một nhiệm vụ tối quan trọng. Nhận thức được vấn đề này, người Đức đã tìm ra được rằng nếu như các phi công lộn vòng máy bay của họ trong khi quay trở lại căn cứ thì nó sẽ thay đổi tín hiệu phản xạ trở lại và cái này có thể coi như là hệ thống RFID thụ động đầu tiên. Bên cạnh đó ,Watson-Watt đã phát triển được việc nhận dạng tích cực đối tượng bạn/kẻ thù đầu tiên hay còn được gọi là hệ thống IFF cho nước Anh trong cùng thời gian đó. Năm 1973 Mario W. Cardullo đã được nhận bằng sáng chế cho việc chế tạo thành công thẻ tích cực RFID với bộ nhớ có thể ghi được. Và cũng trong năm đặc biệt đó ở California, một doanh nhân có tên là Charles Walton đã được nhận giải thưởng nhờ việc sáng chế ra các transponder thụ động để mở cửa mà không cần sử dụng tới chìa khóa. Thời kỳ này chứng kiến các công ty phát triển các hệ thống tần số thấp với các transponder nhỏ và nó vẫn còn được sử dụng trong ngành chăn nuôi gia súc cho tới ngày nay. Các hệ thống 125 kHz đã được thương mại hóa trong khoảng thời gian đó và từ đó các công ty bắt đầu tiến tới các tần số cao hơn để có thể sử dụng được tại một vài vùng trên thế giới. Các công ty lớn bắt đầu nhận thấy tầm quan trọng của RFID là vào những năm chín mươi của thế kỷ trước,cụ thể là IBM đã phát triển và sáng chế ra các hệ thống UHF RFID. Tuy nhiên nửa đầu những năm chín mươi có thể được coi là quá trình học tập công nghệ bởi các sản phẩm sản xuất ra có giá thành rất cao và không có các tiêu chuẩn cụ thể nào. Năm 1999 có thể coi là năm vàng của công nghệ này khi mà các tổ chức như : tổ chức quốc tế EAN, Gillette, Uniform Code Council và P&G đã tạo ra một quỹ cho việc thành lập trung tâm Auto-ID tại học viện công nghệ MIT. Hai giáo sư của MIT là Sanjay Sharma và David Brock, là những người đầu tiên nghĩ ra việc đưa các mã số lên trên các thẻ RFID để cho biết giá trị của chúng và điều này có thể làm thay đổi cách thức ứng dụng công nghệ này trong một chuỗi cung ứng. Trong khoảng giữa những năm từ 1999 tới 2003 trung tâm Auto-ID đã nhận được sự trợ giúp từ hơn một ngàn công ty , các nhà cung cấp RFID chính và Bộ 5 http://www.ebook.edu.vn Quốc Phòng Hoa Kỳ. Các phòng nghiên cứu được mở ra ở nhiều nước và sau đó không lâu công nghệ đã được cấp phép cho Uniform Code Council vào năm 2003 để thực hiện thương mại hóa . Đi đầu trong việc ứng dụng công nghệ này trong thực tế có thể kể đến các tên tuổi lớn như Wal-Mart,Metro. Ngày nay công nghệ này đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như ứng dụng vào việc chấm công tại các công ty, hay ứng dụng vào việc ghi nhớ nguồn gốc thủy sản đông lạnh xuất khẩu, .Và theo nhận định của nhiều chuyên gia thì trong tương lai gần công nghệ này vẫn luôn là một lựa chọn tối ưu. 1.2Các khái niệm cơ bản Sóng là một dao động vận chuyển năng lượng từ một điểm này tới điểm khác. Sóng điện từ là sóng được tạo ra bởi các electron chuyển động và dao động điện từ trường. Các sóng này có thể đi xuyên qua một số kiểu chất liệu khác nhau. Điểm có vị trí cao nhất trên một sóng được gọi là một đỉnh sóng, và điểm thấp nhất được gọi là một lõm sóng. Khoảng cách giữa hai đỉnh sóng liên tiếp hoặc hai lõm sóng liên tiếp thì được gọi là một bước sóng. Một bước sóng hoàn chỉnh của một dao động sóng được gọi là chu kỳ. Và thời gian cần thiết để một sóng hoàn thành một chu kỳ,được gọi là chu kỳ dao động . Số các chu kỳ trong một giây được gọi là tần số của sóng. Tần số có đơn vị là hertz (ký hiệu Hz). Và nếu như tần số của một sóng là 1 Hz,thì có nghĩa là sóng đang dao động với tốc độ một chu kỳ trên giây. Các đơn vị khác thường được dùng là KHz (= 1,000 Hz), MHz (= 1,000,000 Hz), hoặc GHz (= 1,000,000,000 Hz). Hình dưới đây chỉ ra một vài bộ phận của một sóng. Hình 1.1 Các thành phần của sóng Các sóng vô tuyến hay các sóng có tần số vô tuyến (RF) là các sóng điện từ với chiều dài bước sóng ở giữa khoảng 0.1 cm và 1,000 km hoặc là có tần số nằm trong khoảng giữa 30 Hz và 300 GHz.Ngoài ra còn có nhiều kiểu sóng điện từ khác như : tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia gamma, tia x, và các tia vũ trụ. Điều chế là quá trình thay đổi các đặc tính của một sóng vô tuyến để mã hóa một vài tín hiệu thông tin mang theo . 6 http://www.ebook.edu.vn Công nghệ RFID chủ yếu dùng ba loại tần số là : tần số thấp LF, tần số cao HF, tần số siêu cao UHF .Còn loại tần số rất cao VHF thì chưa thấy có hệ thống RFID sử dụng, do vậy tôi không đề cập đến ở đây. Tần số thấp LF: là các tần số nằm trong khoảng giữa 30 KHz đến 300 KHz ,hệ thống RFID thông thường chỉ sử dụng các tần số trong phạm vi từ 125 KHz tới 134 KHz.Còn với một hệ thống LF RFID điển hình thì thường hoạt động tại tần số là 125 KHz hoặc là 134.2 KHz. Hệ thống RFID hoạt động tại tần số thấp thường sử dụng các thẻ thụ động, nên tốc độ truyền dữ liệu từ thẻ tới thiết bị đọc thẻ là rất thấp. Song tuy nhiên, các thẻ tích cực LF cũng có thể được sử dụng bởi các nhà cung cấp. Ngày nay phạm vi tần số LF được chấp nhận sử dụng ở khắp mọi nơi trên thế giới. Tần số cao HF:là các tần số nằm trong phạm vi từ 3 MHz tới 30 MHz, trong đó 13.56 MHz là tần số điển hình thường được sử dụng cho các hệ thống RFID. Hệ thống HF RFID thường sử dụng các thẻ thụ động,nên có tốc độ truyền dữ liệu khá thấp từ thẻ tới thiết bị đọc thẻ. Ngày nay các hệ thống HF được sử dụng rộng rãi, đặc biệt là trong các bệnh viện (vì ở đó nó không gây nhiễu cho các thiết bị y tế đang hoạt động khác). Và có lẽ do vậy mà phạm vi tần số HF đã được chấp nhận sử dụng hầu như khắp thế giới. Tần số siêu cao UHF: là các tần số nằm trong khoảng từ 300 MHz tới 1 GHz .Hệ thống UHF RFID thụ động thường hoạt động tại tần số 915 MHz tại Hoa Kỳ và tại 868 MHz ở các nước Châu Âu. Còn hệ thống UHF RFID tích cực hoạt động tại tần số 315 MHz và 433 MHz.Và vì vậy hệ thống UHF có thể sử dụng được cả hai loại thẻ tích cực và thụ động và có thể đạt được một tốc độ truyền dữ liệu khá nhanh giữa thẻ và thiết bị đọc thẻ. Các hệ thống UHF RFID hiện tại đã bắt đầu được triển khai rộng rãi trong các tổ chức chính phủ các nước như bộ quốc phòng Mỹ và các tổ chức quốc tế, . Tuy nhiên phạm vi tần số UHF vẫn không được chấp nhận sử dụng trên toàn thế giới. Dưới đây hình ảnh minh họa phạm vi các tần số mà ta đã nói ở trên Hình 1.2 Phổ tần số vô tuyến Bây giờ ta sẽ nói thêm về các nguyên nhân gây nhiễu cho sóng điện từ.Nói chung, sóng điện từ thường bị nhiễu từ nhiều nguồn khác nhau, song chủ yếu là các nguồn dưới đây: 7 http://www.ebook.edu.vn • Các điều kiện thời tiết như mưa ,tuyết, . Tuy nhiên, như đã nói trước đó,nguồn nhiễu này ít ảnh hưởng với các phạm vi tần số LF và HF. • Sự có mặt của một vài nguồn sóng vô tuyến khác chẳng hạn như cell phone, mobile radio, . • Các dòng tĩnh điện (ESD). ESD là một luồng dòng điện bất ngờ đi qua một chất liệu trong tình huống chất liệu đó có sự cách điện ở dưới mức chuẩn. Nếu như có một sự khác nhau lớn về điện áp tồn tại giữa hai điểm trên chất liệu, thì các nguyên tử ở giữa hai điểm này có thể trở thành các điện tích và tạo thành dòng điện. Ngoài ra chúng ta cũng cần biết thêm các khái niệm khác dưới đây có liên quan đến hệ thống RFID. Sự xung đột thẻ : Một reader chỉ có thể liên lạc được với một thẻ tại một thời điểm. Khi có nhiều hơn một thẻ cố gắng liên lạc với reader, thì lúc đó xuất hiện hiện tượng có tên gọi là “sự xung đột thẻ”. Trong trường hợp này, để đáp lại truy vấn từ reader, nhiều thẻ sẽ phản hồi các tín hiệu của chúng tới reader tại cùng một thời điểm. Reader cần thiết phải liên lạc sau đó với các thẻ bằng cách sử dụng một giao thức có ứng dụng một thuật toán đặc biệt. Thuật toán mà được sử dụng để hòa giải các xung đột thẻ thì được gọi với cái tên là “các thuật toán chống xung đột”. Hiện tại, hai kiểu thuật toán chống xung đột dưới đây là được sử dụng rộng rãi nhất: • ALOHA cho các kiểu tần số HF • Tree Walking cho các kiểu tần số UHF Bằng cách sử dụng một trong các thuật toán chống xung đột ở trên, một reader có thể nhận dạng được vài thẻ trong vùng đọc của nó với một chu kỳ thời gian rất ngắn. Chính vì vậy, mà nó khiến cho ta có cảm giác reader đó liên lạc với các thẻ gần như là đồng thời. Sự xung đột reader :Khi vùng đọc (hoặc là cửa sổ đọc) của hai hoặc nhiều reader chồng lên nhau, thì tín hiệu từ một reader có thể giao thoa với tín hiệu từ các reader khác, gây ra nhiễu tín hiệu. Hiện tượng này được gọi “sự xung đột reader”. Tình trạng này có thể phát sinh nếu như các anten hai reader này được cài đặt theo cách thức nào đó mà dẫn đến sự can thiệp phá hoại lẫn nhau (ví dụ như, vùng phủ sóng của anten). Dẫn đến một hệ quả là, năng lượng RF từ một trong các anten của một reader sẽ bị loại ra ngoài vì năng lượng RF từ một trong các anten của reader khác. Để tránh vấn đề này, ta phải điều chỉnh lại vị trí các anten của các reader để sao cho anten của một reader không đối diện trực tiếp với anten của reader khác. Nếu như không thể tránh khỏi việc có hai anten đối diện nhau, thì giải pháp nên làm là phân chia khoảng cách hiệu quả cho chúng để vùng đọc của chúng không chồng lên nhau. Ngoài ra, hai anten của cùng một reader cũng có thể tạo ra sự chồng lấp lên nhau nhưng nó không tạo sự xung đột reader, bởi vì năng lượng đi tới các anten là các chuyển dịch vật 8 http://www.ebook.edu.vn lý được thực hiện bởi reader theo cách mà chỉ có một anten hoạt động tại một thời điểm. Điều đó dẫn đến, sẽ không có cơ hội để hai hay nhiều anten của reader này phát ra các tín hiệu cùng lúc. Chúng ta cũng có thể sử dụng kỹ thuật khác, có tên gọi là TDMA ,để tránh sự xung đột reader. Trong kỹ thuật này, các reader sẽ được hướng dẫn để đọc tại các thời điểm khác nhau chứ không phải tất cả cùng đọc một lúc. Và như vậy, chỉ có anten của một reader là được hoạt động tại một thời điểm. Nhưng có một vấn đề phát sinh với phương pháp này là, một thẻ có thể được đọc nhiều hơn một lần bởi các reader khác nhau trong vùng đọc chồng chéo lên nhau. Do đó, cần phải áp dụng một vài cơ chế lọc thông minh bởi khối điều khiển để lọc ra các thẻ đã được đọc. Khả năng đọc thẻ: của một hệ thống RFID trong một môi trường hoạt động phổ biến có thể được định nghĩa là khả năng của hệ thống để đọc thành công dữ liệu từ một thẻ cụ thể. Khả năng đọc thẻ phụ thuộc vào một số các yếu tố. Để cung cấp khả năng đọc thẻ tốt thì hệ thống RFID cần phải đọc thành công một thẻ ít nhất một lần. Để đảm bảo điều này, thì hệ thống nên được thiết kế sao cho số lần đọc một thẻ vừa đủ để ngay cả khi thẻ đọc lỗi vài lần thì vẫn có cơ hội tốt để một trong số lần đọc đó thành công. Tức là xác suất thành công sẽ cao hơn. 1.3Các đặc điểm của một hệ thống RFID Các hệ thống RFID có thể được phân biệt với nhau theo ba cách khác nhau dựa trên các thuộc tính đặc trưng dưới đây: • Tần số hoạt động • Phạm vi đọc • Phương pháp ghép nối vật lý 1.3.1 Tần số hoạt động Tần số hoạt động là thuộc tính quan trọng nhất của một hệ thống RFID. Đó là tần số mà tại đó , reader sẽ truyền đi các tín hiệu của nó. Nó gắn kết chặt chẽ với một thuộc tính điển hình, đó là đọc từ một khoảng cách xa. Trong hầu hết các trường hợp,tần số của một hệ thống RFID được quyết định bởi khoảng cách cần thiết để việc thực hiện đọc thành công . 1.3.2 Phạm vi đọc Phạm vi đọc của một hệ thống RFID được xác định là khoảng cách giữa thẻ và reader. Từ đây ta thấy một hệ thống RFID có thể được phân chia thành ba kiểu dưới đây: • Trực tiếp : Đó là các hệ thống có phạm vi đọc thấp hơn 1 cm. Một vài hệ thống LF và HF RFID thuộc về nhóm này. • Tầm gần : Đó là các hệ thống có phạm vi đọc từ 1 cm tới 100 cm. Đa phần các hệ thống RFID hoạt động tại các dải tần LF và HF thuộc về nhóm này. 9 http://www.ebook.edu.vn • Tầm xa : Đó là các hệ thống có phạm vi đọc lớn hơn 100 cm. Các hệ thống RFID đang hoạt động trong dải tần UHF và phạm vi tần số vi ba thuộc về nhóm này. 1.3.3 Phương pháp ghép nối Việc ghép nối vật lý mà ta đề cập tới ở đây là nói tới phương pháp sử dụng để ghép nối giữa thẻ và anten (tức là, đó là một cơ chế mà theo đó năng lượng được dịch chuyển từ thẻ tới anten). Dựa trên tiêu chí này, có ba kiểu hệ thống RFID khác nhau dưới đây: • Từ trường : Đó là các kiểu hệ thống RFID được biết tới như là các hệ thống được ghép nối theo kiểu điện kháng. Một vài hệ thống RFID LF và HF là thuộc về nhóm này. • Điện trường : Đó là các kiểu hệ thống RFID được biết tới như là các hệ thống được ghép nối theo kiểu điện dung. Nhóm này cũng chủ yếu bao gồm các hệ thống RFID LF và HF. • Điện từ trường : Phần lớn các hệ thống RFID thuộc lớp này cũng được gọi là các hệ thống backscatter. Các hệ thống RFID hoạt động trong phạm vi dải tần số UHF và vi ba thuộc về nhóm này. 1.4 Các thành phần hệ thống RFID Một hệ thống RFID là một tập hợp các thành phần nhằm thực hiện một giải pháp RFID. Nói chung một hệ thống RFID bao gồm các thành phần dưới đây: • Thẻ : Đây là một thành phần bắt buộc của bất cứ hệ thống RFID nào • Thiết bị đọc thẻ: Đây cũng là một thành phần bắt buộc • Anten của thiết bị đọc thẻ : Đây là cũng là một thành phần bắt buộc phải có.Ngày nay một số reader đã được tích hợp anten lên trên nó,vì vậy kích thước của nó đã giảm đi rất nhiều. • Khối điều khiển : Đây là một thành phần quan trọng. Tuy nhiên hầu hết các reader thế hệ mới đều đã tích hợp thành phần này lên trên chúng. • Các cảm biến, bộ truyền động ,bộ báo hiệu : Đây là các thành phần tùy chọn, được sử dụng ở đầu vào và đầu ra hệ thống RFID. • Máy chủ và hệ thống phần mềm :Về mặt lý thuyết ,một hệ thống RFID có thể hoạt động một cách độc lập mà không cần tới thành phần này.Tuy nhiên trong thực tế, nếu không có thành phần này thì hệ thống RFID gần như vô giá trị. • Cơ sở hạ tầng truyền thông: Thành phần quan trọng này là một tập hợp bao gồm cả mạng có dây và không dây và cơ sở hạ tầng kết nối nối tiếp, để có thể kết nối các thành phần đã liệt kê phía trên với nhau. Dưới đây là biểu đồ một hệ thống RFID : 10 [...]... thể thu được lợi ích đầy đủ từ RFID, thì những người thực hiện các giải pháp RFID phải tìm cách để kết hợp dữ liệu RFID vào bên trong các quy trình ra quyết định của họ Hệ thống các doanh nghiệp công nghệ thông tin là trung tâm của các quy trình đó Do đó, trừ khi các hệ thống RFID được kết hợp vào bên trong các hệ thống thông tin doanh nghiệp và các tổ chức đầu tư vào RFID thì mới có thể cải thiện được...Hình 1.3 Biểu đồ hệ thống RFID Còn dưới đây là mô hình một mẫu của biểu đồ trên với các thành phần cụ thể trong thực tế: Hình 1.4 Một ví dụ về hệ thống RFID trong thực tế Bây giờ ta sẽ đi chi tiết vào từng thành phần của hệ thống RFID http://www.ebook.edu.vn 11 1.4.1 Thành phần thẻ Một thẻ RFID là một thiết bị có thể lưu trữ và truyền được được dữ liệu... chịu trách nhiệm kết nối phần cứng RFID mới với một hệ thống thông tin doanh nghiệp hiện có Middleware chính là các công cụ phần mềm giúp người sử dụng làm việc trên các phần cứng RFID. Vì vậy nếu thiếu Middleware thì phần cứng RFID sẽ không bị ảnh hưởng gì cả nhưng nó sẽ trở nên vô giá trị Middleware còn được sử dụng để định tuyến dữ liệu giữa các mạng RFID và các hệ thống thông tin ở bên trong một tổ... sử dụng để định tuyến dữ liệu giữa các mạng RFID và các hệ thống thông tin ở bên trong một tổ chức Nó thực hiện sáp nhập các hệ thống RFID mới với các hệ thống thông tin hiện có Nó cũng chịu trách nhiệm về chất lượng và khả năng sử dụng thông tin được tạo ra từ các hệ thống RFID Một vài middleware còn có chức năng giống như một cảnh sát giao thông , quản lý các luồng dữ liệu giữa nhiều reader và các... EIRP không giống nhau nhưng được liên hệ với nhau bởi hệ thức EIRP = 1.64 ERP Giá trị lớn nhất có thể của năng lượng anten được điều chỉnh giới hạn bởi các quốc gia và quốc tế (ví dụ, là FCC với Hoa Kỳ) 1.4.5Máy chủ và hệ thống phần mềm Máy chủ và hệ thống phần mềm là một cách nói gọn nhằm chỉ các thành phần phần cứng và phần mềm tồn tại riêng biệt với phần cứng RFID (đó là, reader, thẻ, http://www.ebook.edu.vn... từ hệ thống thông tin doanh nghiệp tới reader thích hợp và cuối cùng tới các thẻ thích hợp Tóm lại ,RFID middleware có bốn chức năng chính là : • Tập hợp dữ liệu - Middleware sẽ chịu trách nhiệm khai thác, tập hợp và lọc dữ liệu từ nhiều RFID reader thông qua một mạng RFID Nó phục vụ như một vùng đệm giữa dữ liệu được thu thập bởi các reader RFID và khối lượng dữ liệu cần thiết được yêu cầu bởi các hệ. .. một mạng RFID Nhiều sản phẩm middleware hiện tại là được phát triển dựa trên cơ sở tiêu chuẩn EPCglobal, hoặc biết đến với cái tên là Savant Các đặc điểm kỹ thuật Savant phân loại các thành phần middleware dựa theo các chức năng mà chúng phục vụ như hình ở bên dưới (các tiêu chuẩn EPCglobal được nói đến kỹ hơn ở phần các tiêu chuẩn) Hình 1.32 RFID Middleware là một phần của hệ thống RFID và hệ thống thông... nghiệp http://www.ebook.edu.vn 35 1.4.6Cơ sở hạ tầng truyền thông Thành phần này cung cấp khả năng kết nối,khả năng bảo mật và các chức năng quản lý hệ thống cho các thành phần khác nhau của một hệ thống RFID, và do đó nó là phần không thể thiếu của hệ thống Nó bao gồm dây và mạng không dây, và các kết nối nối tiếp giữa các reader, bộ điều khiển, và máy vi tính Kiểu mạng không dây ở đây có thể là mạng... nghiệp vụ nào đó mà hiện đang sử dụng mã vạch cho các thao tác của nó thì ta có thể sử dụng RFID printer như là bước đầu tiên tiếp cận làm quen với công nghệ RFID Dưới đây là một vài hình ảnh trong thực tế về các nhãn thông minh và máy in RFID: Hình 1.17 Nhãn RFID thông minh của hãng Zebra Technologies Hình 1.18 Máy in RFID của hãng Zebra Technologies http://www.ebook.edu.vn 25 1.4.2.9.4 Thiết bị đọc thẻ... cần thiết được yêu cầu bởi các hệ thống thông tin doanh nghiệp trong một quy trình tạo quyết định Nếu như không sử dụng tới bộ đệm này thì các hệ thống thông tin doanh nghiệp sẽ bị quá tải bởi các luồng dữ liệu, và có thể dẫn đến mất các dữ liệu quan trọng có tính nhạy cảm • Định tuyến dữ liệu - Middleware tạo điều kiện thuận lợi để kết hợp các mạng RFID với các hệ thống nghiệp vụ doanh nghiệp Nó thực