Đề tài Kỹ thuật xác nhận đối tượng bằng sóng vô tuyến RFID

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ . BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN KỸ THUẬT HỆ THỐNG VIỄN THÔNG Đề tài: Kỹ thuật xác nhận đối tượng sóng vơ tuyến RFID GVHD: Th.S Nguyễn Thanh Tuấn Nhóm: A05_10 Sinh viên thực Họ tên Hồng Minh Nhường Phan Văn Sơn Nguyễn Cơng Đạt MSSV 1412770 1413325 1410803 TP.HCM, Tháng 11-2016 Mục lục I II III IV V Giới thiệu RFID ……………………………………………… - RFID gì? …………………………………………………… - Lịch sử phát triển RFID …………………………………… - RFID hoạt động nào? ………………………………… Các thành phần hệ thống RFID ……………………… Ứng dụng RFID ……………………………………………… Ưu Nhược điểm hệ thống RFID ……………………………… 13 Kết luận …………………………………………………………… 14 I Giới thiệu RFID RFID gì? RFID (Radio Frequency Identification) cơng nghệ nhận dạng đối tượng sóng vơ tuyến, từ giám sát, quản lý lưu vết đối tượng Một hệ thống RFID cấu tạo gồm thành phần thiết bị đọc (reader) thẻ có gắn chip để phát mã RFID (tag) - Reader: Thiết bị đọc có gắn với antenna để thu-phát sóng điện từ, - Tag: Tag thiết bị phát mã RFID gắn với vật cần nhận dạng Mỗi Tag RFID có mã số định không trùng lặp hệ thống Trên thực tế hệ thống RFID có máy tính chứa sở liệu kết nối với Reader để trả thông tin đối tượng từ mã RFID đọc Lịch sử hình thành phát triển RFID - Từ đầu thập niên 50 kỷ XX, vài cơng nghệ nhận dạng sóng radio đời để xác định máy bay WW2 hệ thống IFF ( Identification Friend or Foe) Đức - Năm 1948, RFID thức đời Harry Stockman - 1950-1960 RFID tiến hành phân tích nghiên cứu phịng thí nghiệm - 1960-1970: nhà khoa học xây dựng lý thuyết hệ thống RFID, thực hệ thống chạy thử nghiệm - 1970-1980 áp dụng RFID vào thực tế cách rộng rãi hệ thống quản lý hàng hóa gia súc trong hệ thống sản xuất quy mô công nghiệp - 1980-2000 xây dựng tiêu chuẩn chung , RFID đượng sử dụng hệ thống công nghiệp dịch vụ - 2000- : RFID tiếp tục phát triển ngày trở nên tối ưu RFID trở thành phần thiếu đời sống xã hội thức để Cách thức hoạt động hệ thống RFID - Đầu tiên, thông tin vật cần nhận dạng lưu EEPROM chip RFID tag Thơng tin lưu trữ mà không cần sử dụng lượng thời gian dài - Khi cần lấy thông tin Reader gửi tín hiệu yêu cầu đến Tag Nếu tag Passive RFID lấy lượng từ tín hiệu mà Reader gửi đến để hoạt động - Sau Tag kiểm tra tín hiệu yêu cầu Reader hợp lệ, gửi tín hiệu phản hồi trở lại Reader chứa thơng tin lưu - Reader chuyển thông tin nhận từ tag đến máy tính chứa sở liệu gửi thông tin đến người dùng II Thành phần hệ thống RFID RFID Tag Tag RFID cấu tạo từ chip bán dẫn nhỏ anten tích hợp thu nhỏ hình thức đóng gói với nhiều hình dạng kích thước khác Tag gồm loại Tag tích cực (Active Tag) Tag thụ động (Passive Tag)  Active Tag loại tag có sử dụng nguồn lượng riêng pin, nhờ loại tag phát tín hiệu khơng có reader Nó xác định tín hiệu có mức lượng nhỏ gửi đến phát tín hiệu cơng suất cao giúp cho việc nhận dạng khoảng cách xa dễ dàng nhiên giá thành cao kích thước lớn Active tag dùng hệ thống lớn hệ thống kiểm sốt container hàng hóa, hệ thống ô tô hay hệ thống quân Cấu tạo bên active tag  Passive Tag loại tag khơng có nguồn cấp riêng, sử dụng lượng từ tín hiệu mà Reader gửi đến để hoạt động phản hồi thông tin Cấu tạo bên Passive tag Passive tag cấu tạo từ + Bộ chỉnh lưu để cung cấp nguồn lượng từ tín hiệu + Bộ tách xung(clock extractor) để lấy tín hiệu xung từ tín hiệu RF thu từ anten + Bộ encounter điều chế liệu để gửi tín hiệu phản hồi + Bộ xử lý (sequencer) nhớ( memory) để lưu trữ tạo xung thông tin phản hồi  Ngồi cịn có semi-Active tag loại tag bán tích cực có nguồn cấp bên nhiên q trình truyền nhận liệu lại sử dụng lượng từ reader Reader Reader cấu tạo từ phận gồm phát (Transmitter), thu (receiver), vi điều khiển (Microcontroller) Ngồi cịn có phận khác mạch cảm biến, giao tiếp người dùng, truyền thông đến máy chủ (host) Nhiệm vụ chủ yếu reader gửi tín hiệu yêu cầu đến tag nhận tín hiệu phản hồi Lấy thông tin nhận đến máy chủ (host) người dùng Các phận Reader RFID  Tần số hoạt động hệ thống RFID Hệ thống RFID có tần số hoạt động bốn băng tơng tần số (LF, HF, UHF, viba) Ngày hệ thống RFID chủ yếu hoạt động UHF để đạt tốc độ, độ xác khoảng cách cao III Ứng dụng RFID Ngày nay, RFID ứng dụng rộng rãi mặt đời sống, ví dụ như:  Theo dõi, quản lý sản xuất, đóng gói, lưu trữ vận chuyển hàng hóa( logistic) RFID cho phép người quản lý sản phẩm hàng hóa riêng biệt cách dễ dàng xác nhờ vào RFID tag gắn sản phẩm Reader đặt liên tục đường sản phẩm từ khâu sản xuất đến phân phối 10  Nhận dạng người RFID dùng để nhận dạng thông tin quản lý người thông qua thẻ RFID cá nhân passport, thẻ cước, thẻ vào khách sạn, thẻ ký túc xá… giúp tiết kiệm thời gian, chi phí người Cuộc sống trở nên dễ dàng tiện lợi nhiều  Thay đổi phương thức toán truyền thống RFID giúp cho việc toán quản lý tiền bạc trở nên dễ dàng nhiều thông qua loại thẻ toán ATM, Visa, MasterCard, loại ví điện tử khác 11  Quản lý thực phẩm RFID cho phép người quản lý nguồn thực phẩm cách xác an tồn thơng qua việc gắn tag từ khâu sản xuất đến khâu phân phối tiêu dùng Người sử dụng biết thực phẩm sử dụng đến từ đâu, sản xuất hạn sử dụng sản phẩm  Chăm sóc sức khỏe Ngày nay, bệnh viện lớn việc ứng dụng RFID giúp cho việc quản lý, điều trị chăm sóc sức khỏe cho bệnh nhân trở nên dễ dàng Khi nhận viện, người bệnh gắn thẻ tag có chứa thơng tin cá nhân, tình trạng diễn biến sức khỏe ngày giúp cho bác sĩ dễ dàng việc chữa trị Và nhiều ứng dụng mặt đời sống 12  Một vài hướng phát triển RFID tương lai Trong tương lai, công nghệ RFID tiếp tục phát triển Các tag ngày thu nhỏ, chứa nhiều liệu giá thành giảm xuống tiến tới thay hồn tồn mã vạch truyền thống Từ người quản lý tất thứ cách dễ dàng xác, an tồn Trong lĩnh vực sản xuất hàng hóa, tương lai xây dựng hệ thống quản lý chặt chẽ chất lượng số lượng từ khâu nguyên liệu, sản xuất khâu phân phối, tiêu thụ Các thông tin sản phẩm gửi đến sở lưu trữ đám mây người dùng tiếp cận, tìm hiểu trước mua hàng Trong tương lai khơng xa, máy mọc thay người việc quản lý vận hành thiết bị, máy móc hệ thống IOT triển khai nhiều nơi giới RFID đóng góp phần quan trọng trình 13 IV Ưu nhược điểm hệ thống RFID So sánh RFID với phương thức nhận dạng mã vạch truyền thống Yêu cầu tiếp xúc trực tiếp Khoảng cách đọc Tốc độ đọc Nhận dạng Công nghệ Đọc/ Ghi Bảo quản Giá thành - RFID Khơng cần Mã vạch (barcode) Có Lên đến 100m 10 – 1000 chip lần Mỗi tag có mã RF Cho phép Dễ dàng khơng phải tiếp xúc trực tiếp mơi trường Đắt Chỉ vài cm Một lần mã Có thể có nhiều sản phẩm có chung mã Laser Chỉ đọc Phải tiếp xúc trực tiếp mơi trường bên ngồi Rẻ Tuy nhiên, hệ thống RFID có nhiều hạn chế Chi phí triển khai cao Có thể gặp vấn đề kỹ thuật dẫn đến chết tag Dữ liệu bị An ninh : Dữ liệu bị đọc lấy cắp trái phép Có thể có nhiều Tag gửi thơng tin lúc dẫn đến lấy thông tin cần thiết Khó việc đọc liệu qua mơi trường chất lỏng kim loại Các quốc gia khác có quy định vùng tần số khác dẫn đến ảnh hưởng đến chức RFID hệ thống khác 14 15 - - V Kết luận RFID công nghệ giúp cho sống người trở nên dễ dàng, tiện lợi xác RFID tăng suất chất lượng sản phẩm từ việc quản lý sản phẩm sản xất RFID ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực đời sống xã hội RFID có nhiều ưu điểm nhiên khơng hạn chế cần giải giải pháp công nghệ quản lý Tài liệu tham khảo https://en.wikipedia.org/wiki/Radio-frequency_identification https://youtube.com http://www.electronicshub.org/ https://prezi.com/explore/search/?search=rfid https://electrosome.com/rfid-radio-frequency-identification/ Advantages and Disadvantages of RFID Technology 15th , 2009 Pandey Kundan 16 ... Nhược điểm hệ thống RFID ……………………………… 13 Kết luận …………………………………………………………… 14 I Giới thiệu RFID RFID gì? RFID (Radio Frequency Identification) cơng nghệ nhận dạng đối tượng sóng vơ tuyến, từ giám sát,... thiệu RFID ……………………………………………… - RFID gì? …………………………………………………… - Lịch sử phát triển RFID …………………………………… - RFID hoạt động nào? ………………………………… Các thành phần hệ thống RFID ……………………… Ứng dụng RFID. .. phát mã RFID gắn với vật cần nhận dạng Mỗi Tag RFID có mã số định không trùng lặp hệ thống Trên thực tế hệ thống RFID cịn có máy tính chứa sở liệu kết nối với Reader để trả thông tin đối tượng