TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP TỰ DO HẠNH PHÚC Biên Hòa, Ngày … Tháng … Năm…. MỤC LỤC PHẦN A GIỚI THIỆU TRANG PHỤ BÌA NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU PHẦN B NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CHƯƠNG DẪN NHẬP 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ..................................................................................................1 1.2 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI..................................................................................2 1.3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI .......................................................................................2 1.4 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU ..........................................................................2 1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................3 1.6 KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU .........................................................................3 CHƯƠNG 2:TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ RFID 2.1 LỊCH SỬ CÔNG NGHỆ RFID .....................................................................4 2.2 CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG RFID.................................................5 2.2.1 Tần số hoạt động......................................................................................5 2.2.2 Phạm vi đọc .............................................................................................6 2.2. 3 Phương pháp ghép nối vật lý.................................................................6 MỤC LỤC 2.3 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG RFID...........................................7 2.4 PHƯƠNG THỨC LÀM VIỆC CỦA RFID..................................................8 2.5 CÁC TIÊU CHUẨN CÔNG NGHỆ .............................................................9 2.5.1 Tiêu chuẩn ANSI...................................................................................10 2.5.2 Tiêu chuẩn ANSI...................................................................................11 2.5.3 Tiêu chuẩn ISO......................................................................................13 2.6 CÁC ỨNG DỤNG CỦA RFID ....................................................................13 2.6.1 RFID trong việc xử phạt.......................................................................14 2.6.2 RFID trong an ninh quốc gia................................................................14 2.6.3 Điều khiển truy nhập ............................................................................15 2.7 NHƯỢC ĐIỂM CỦA RFID.........................................................................16 CHƯƠNG 3 TAG RFID 3.1 Tần số hoạt động...........................................................................................17 3.2 Phân loại Tag.................................................................................................18 3.2.1 Tag thụ động ...........................................................................................18 3.2.1.1 Thành phần vi chip ........................................................................21 3.2.1.2 Thành phần anten ..........................................................................22 3.2.2 Tag tích cực ............................................................................................23 3.2.2.1. Khối nguồn.....................................................................................26 3.2.2.2. Các thành phần điện tử ................................................................26 3.2.3 Tag bán tích cực (SemiPassive)...........................................................26 3.2.4 Tag chỉ đọc .............................................................................................28 3.2.5 Tag ghi một lần đọc nhiều lần............................................................28 3.2.6 Tag đọc ghi...........................................................................................29 CHƯƠNG 4: READER RFID MỤC LỤC 4.1 Các thành phần vật lý của một reader RFID.............................................30 4.1.1 Máy phát.................................................................................................31 4.1.2 Máy thu ..................................................................................................31 4.1.3 Vi mạch...................................................................................................31 4.1.4 Bộ nhớ.....................................................................................................32 4.1.5 Các kênh nhậpxuất của các cảm biến, cơ cấu chấp hành.................32 4.1.6 Mạch điều khiển ....................................................................................32 4.1.7 Giao diện truyền thông .........................................................................32 4.1.8 Nguồn năng lượng .................................................................................33 4.2 Phân loại Reader ...........................................................................................33 4.2.1 Phân loại theo giao diện của Reader....................................................33 4.2.1.1 Serial reader ...................................................................................33 4.2.1.2 Network reader ..............................................................................34 4.2.2 Phân loại dựa trên tính chuyển động của Reader ..............................35 4.2.2.1 Reader cố định................................................................................35 4.2.2.2 Reader cầm tay...............................................................................36 4.3 Giao tiếp giữa thiết bị đọc thẻ và thẻ...........................................................37 4.3.3.1 Kiểu điều chế backscatter ..................................................................38 4.3.3.2 Kiểu transmitter .................................................................................39 4.3.3.3 Kiểu transponder................................................................................40 4.4 Anten của reader...........................................................................................41 4.4.4.1 Vùng phủ sóng của anten…............................................................. 41 4.4.4.2 Sự phân cực của anten ......................................................................41 4.4.4.3 Năng lượng của anten .......................................................................41 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG MỤC LỤC 5.1 Khối nguồn ....................................................................................................43 5.2 Khối giao tiếp máy tính ................................................................................43 5.3 Khối xử lý trung tâm ....................................................................................44 5.4 Khối công suất...............................................................................................45 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ PHẦN MỀM QUẢN LÝ DÙNG VISUAL C 6.1 Thiết kế phần mềm quản lý .........................................................................47 6.2 Xây dựng giao diện .......................................................................................47 CHƯƠNG 7 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 7.1 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC................................................................................51 7.2 MỨC ĐỘ ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI.........................................................51 7.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI.......................................................51 7.4 KẾT LUẬN....................................................................................................52 PHẦN C TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................53 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ACK Acknowledge AFI Application Family Identifier ASK Amplutide Shift Keying BW BandWidth CRC Cyclic Redudancy Check CU Control Unit CW Continuous Wave DBP Differential Bi – Phase DSB Double SideBand EAN European Article Number EAS Electronic Article Surveillance EEPROM Electrically Erasable Programmable Read Only Memory EOM Original Equipment Manufactures EPC Electronic Product Code FDMA Frequency Division MultiAccess FDX Full Duplex FRAM Ferromagnetic Random Access Memory FSK Frequency Shift Keying HDX Half Duplex HF High Frequency IC Intergrated Circuit IEC International Electrotechnical Commission IFF Identify : Friend or Foe ISO International Organization for Standardization ITF LF Interrogator Talk First Low Frequency LOS Line Of Sight LRC Longitudinal Redundancy Check NRZ Non Return Zero OOK On Off Keying PC Protocol Control PIE Pulse Interal Encoding Ppm Part per million PR Phase Reversal PSK Phase Shift Keying DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1: Sơ đồ khối của một hệ thống RFID Hình 2.2: Hoạt động giữa tag và reader RFID Hình 2.3: ứng dụng thẻ truy nhập Hình 3.1: Các thành phần của thẻ thụ động Hình 3.2 Các thẻ LF của hãng Texas Instruments Hình 3.3: Các thẻ 2.45 GHz của hãng Alien Technology Hình 3.4: Các thẻ 915 MHz của hãng Intermec Corporatio Hình 3.5: Sơ đồ các khối của vi chip Hình 3.6: Các kiểu anten lưỡng cực Hình 3.7: Các thành phần bên trong một thẻ tích cực Hình 3.8: Các thẻ tích cực dải UHF tần số thấp (303.8 MHz) của hãng RFCode, Inc Hình 3.9: Các thẻ bán tích cực 2.45 GHz của hãng Alien Technology Hình 3.10: Các thẻ bán tích cực 915 MHz2.45 GHz của hãng TransCore Hình 4.1: Các thành phần bên trong reader Hình 4.2: Reader mạng dải UHF tần số thấp (303.8 MHz) hỗ trợ giao tiếp mạng có dây và không dây của hãng RFCode, Inc Hình 4.3: Reader cố định Hình 4.4: Reader cầm tay Hình 4.5: Trường gần và trường xa Hình 4.6: Điều chế backscatter Hình 4.7: Kiểu transmitter Hình 4.8: Kiểu transponder Hình 5.1: mạch nguồn Hình 5.2: mạch giao tiếp RS232 Hình 5.3: mạch vi điều khiển Hình 5.4: mạch công suất Hình 5.5: Sơ đồ nguyên lý toàn mạch Hình 6.1: Trang giao diện chính Hình 6.2: Trang giao diện thay đổi thông tin nhân viên Hình 6.3: Trang giao diện điều khiển comport Hình 6.4: Trang giao diện thay đổi thôn tin khác Hình 6.5 Trang giao diện tính lương cho nhân viên DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Tóm tắt quá trình phát triển của RFID Bảng 3.1: Khoảng tần số RFID Bảng 3.2: Khoảng đọc của tần số RFID Bảng 3.3: Sự khác nhau giữa thẻ thụ động, bán thụ động và tích cực. 1 PHẦN B NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CHƯƠNG DẪN NHẬP. 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Khoa học kĩ thuật ngày càng phát triển và thay đổi từng ngày. Ngày càng có nhiều công nghệ mới ra đời thay thế cho công nghệ cũ. Những thành tựu của công nghệ mới này được ứng dụng vào đời sống hằng ngày và mang lại nhiều tiện ích cho con người. Công nghệ RFID (Radio Frequency Identification) là một điểnhình. Ngày nay, trên thế giới Công nghệ RFID được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực kinh doanh, an ninh, ngân hàng, y học,…tuy nhiên ở Việt Nam công nghệ này chưa được phổ biến nhiều. Là một nước đi sau, chúng ta có lợi thế áp dụng những công nghệ tiên tiến nhất để phát triển, như vậy chúng ta sẽ tiết kiệm được thời gian. Tình hình trên thế giới: Tại các nước phát triển như: Tại Mỹ: thẻ tín dụng, thẻ visa, nhà ga, tàu điên ngầm, sân bay… Tại Ấn Độ: thu phí cầu đường, quản lý bệnh nhân… Tại Trung Quốc: chứng minh thư RFID, hộ chiếu điện tử… Nhật bản: Kiểm soát trẻ em bằng công nghệ RFID… và rất nhiều quốc gia khác trên thế giới đã và đang sử dụng công nghệ RFID Tình hình trong nước: Tại Việt Nam hiên nay đã có nhiều ứng dụng công nghệ RFID được triển khai: Trạm thu phí tự động: Xa lộ Hà nội (gần Cầu Sài Gòn, TP.HCM), Chơn Thành tỉnh Bình Phước, Định An Đức Trọng Lâm Đồng,… Hệ thống đỗ xe tự động: tại Hầm đậu xe tòa nhà The Manor HCM Bãi giữ xe thông minh: tai các trung tâm thương mại, bệnh viện, siêu thị Thương xá TAX, Hùng vương PLAZA, siêu thị coop mark… Sổ khám bệnh điên tử: ứng dụng công nghệ RFID 1.2 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Khi đi tìm hiểu những ứng dụng thực tế của công nghệ RFID và hiệu quả thiết thực mà nó đem lại ta có thể khăng định rằng đây là một công nghệ tiên tiến có rất nhiều tiềm năng ứng dụng. Lý do Công nghệ RFID chưa được triển khai rộng rãi ở Việt Nam là do chi phí đầu tư cho một hệ thống RFID còn cao và do chưa khai thác được nhiều ứng dụng của công nghệ này. Nhận định được những điều đó và thấy được tiềm năng ứng dụng của công nghệ tiên tiến này em đã chọn đề tài: “ THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG THIẾT BỊ NHẬN DẠNG DÙNG SÓNG RF ” ứng dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification công nghệ nhận dạng đối tượng bằng sóng radio) Với mục đích góp phần nhỏ vào việc giới thiệu về công nghệ RFID tới mọi người và thiết kế một mô hình ứng dụng thưc tế của công nghệ RFID. 1.3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI Nghiên cứu công nghệ RFID. Nghiên cứu Tag RFID (transponder thẻ). Nghiên cứu reader (bộ đọc) Thiết kế mô hình giao tiếp vi điều khiển với máy tính điều khiển cửa tự động Thiết kế giao diện phần mềm quản lý. Khi nhận được tín hiệu từ reader thì hiển thị dữ liệu của thẻ và thông tin được lưu trong cơ sở dữ liệu 1.4 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Rèn luyện một số kỹ năng nghiên cứu, đọc, hiểu tài liệu, làm việc độc lập 3 Ứng dụng những kiến thức đã học để nghiên cứu công nghệ tiên tiến trên thế giới để áp dụng trong hoàn cảnh thực tế. Tìm hiểu công nghệ RFID và các ứng dụng của RFID. Tìm hiểu cách thiết kế và thi công mạch đọc và hiển thị dữ liệu từ tag RFID. Nghiên cứu về quá trình giao tiếp giữa máy tính và vi điều khiển. Thiết kế giao diện phần mềm điều khiển quản lý 1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Sử dụng những kiến thức cơ bản đã học về điện tử cơ bản, kỹ thuật số, vi xử lý.… Tham khảo các tài liệu ở thư viện, Internet. Tham khảo ý kiến từ thầy cô, bạn bè. Ứng dụng các phần mềm điện tử: Orcad, PIC CCSC, Proteus, Visual C, SQL Database… 1.6 KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU Tuần 1: Xác định tên đề tài, đăng ký đề tài với khoa Tuần 24: Thu thập tài liệu, soạn đề cương nghiên cứu. Tuần 57: Đọc, xử lý tài liệu và tham khảo một số mạch RFID có sẵn. Tuần 8 10: Thiết kế mạch giao tiếp máy tính và vi điều khiển Tuần 1113: Thi công phần cứng mô hình cửa tự động Tuần 14 16: Viết giao diện phần mềm quản lý giao tiếp máy tính. Tuần 1718: Chạy thử và hoàn thiện chương trình. Tuần 19: Hoàn tất bài thuyết trình và in thử cuốn báo cáo Tuần 20: Hoàn tất các phần và nộp đề tài. 4 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ RFID 2.1 LỊCH SỬ CÔNG NGHỆ RFID RFID là một công nghệ mới trong việc nhận dạng các đối tượng, tương tự như mã vạch nhưng nó có nhiều ưu điểm và hiệu quả hơn. Hệ thống RFID lần đầu tiên được sừ dụng vào năm 1940 do quân đội sử dụng để phân biệt máy bay của mình và máy bay của địch. Các thẻ RFID được đặt trên máy bay của đồng minh và những thẻ đó sẽ gửi thông tin nhận dạng của máy bay hàm ý là “quân mình” khi được truy vấn bởi tín hiệu radar. Hệ thống đó được gọi là IFF (Identify: Friend or Foe). Sau đó vòng xoay của sự phát triển RFID đã được lặp lại. Năm 1950 là 1 thời đại của việc khảo sát của kĩ thuật RFID theo sự phát triển trong sóng radio và radar vào năm 1930 và 1940. Năm 1960 mở đầu cho việc khảo sát RFID của những năm 1970. Các hoạt động thương mại đang diễn ra vào những năm 1960 và các công nghệ cảm biến và các điểm kiểm tra (checkpoint) đã được tìm ra vào cuối những năm 1960. Các công ty đó đã phát triển kỹ thuật sử dụng thiết bị giám sát sản phẩm điện tử (EAS) để chống lại việc trộm cắp. EAS được người ta cho rằng là sẽ được sử dụng rộng rãi trong thương mại và RFID cũng được phát triển. Đến những năm 1980 thì đó là những năm RFID được triển khai 1 cách rộng rãi và được phát triển dưới nhiều dạng khác nhau đặc biệt là ở Mỹ và được sử dụng cho việc vận chuyển, kiểm tra nhân sự và với phạm vi nhỏ hơn là cho việc giám sát động vật. Còn ở châu âu sự quan tâm lớn nhất cho các hệ thống giám sát động vật ở khoàng cách ngắn, trong công nghiệp và trong các ứng dụng liên quan và nó cũng được phát triển rộng rãi ở Ý, Pháp, Tây Ban Nha, Thổ Nhĩ Kỳ, và Nauy v.v...Đến những năm 1990 là một thập niên quan trọng cho RFID một khi nó là trọng tâm của sự triển khai các hệ thống tính cước điện tử ở Mỹ. Hệ thống tính cước điện tử trên đường cao tốc được hình thành đầu tiên trên thế giới vào năm 1991 tại Oklahoma, nơi đó xe cộ có thể đi qua điểm tính cước điện tử để nộp phí con đường mình đi mà không bị cản trở bởi các trạm tính cước hoặc và cả các camera theo dõi để cưỡng chế. Tập hợp các hệ thống tính cước và quản lí giao thông đầu tiên trên thế 5 giới được thiết lập gần vùng Houston vào năm 1992. Sự quan tâm đến RFID cho các ứng dụng ở châu âu trong suốt những năm 1990. Cả công nghệ viba và cảm ứng đều được tìm ra và được sử dụng cho việc tính cước, điều khiển truy nhập và sự đa dạng hóa các ứng dụng trong thươngmại.
t TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC - Biên Hòa, Ngày … Tháng … Năm… BẢN NHẬN XÉT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Báo Cáo: NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SVTH: NGUYỄN VĂN DOANH - Lớp 06DV Nhận xét Giáo Viên Hướng Dẫn: ĐIỂM : ………………… ( Bằng chữ : …………………… ) ĐH Lạc Hồng, Ngày …… Tháng … … Năm … GVHD t TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC - Biên Hòa, Ngày … Tháng … Năm… BẢN NHẬN XÉT GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Báo Cáo: NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SVTH: NGUYỄN VĂN DOANH - Lớp 06DV Nhận xét Giáo Viên Phản Biện: ĐIỂM : ………………… ( Bằng chữ : …………………… ) ĐH Lạc Hồng, Ngày …… Tháng … … Năm … GVPB LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài nghiên cứu thời gian quy định, trước hết xin chân thành cảm ơn quý thầy cô khoa ĐIỆN TỬ - Trường ĐẠI HỌC LẠC HỒNG trang bị vốn kiến thức cho em suốt trình học tập trường Xin kính lời cảm ơn thầy HUỲNH TUẤN TÚ tận tình hướng dẫn giúp đỡ em suốt thời gian thực đề tài nghiên cứu Em xin chân thành cảm ơn cha mẹ sinh em, cảm ơn gia đình người thân tạo điều kiện tốt cho em học quan tâm động viên em Sau cùng, xin cảm ơn tất bạn bè, người quan tâm ủng hộ em cho em ý kiến đóng góp để hồn thành đề tài BIÊN HÒA, Tháng … Năm … Sinh Viên NGUYỄN VĂN DOANH MỤC LỤC PHẦN A GIỚI THIỆU TRANG PHỤ BÌA NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU PHẦN B NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CHƯƠNG DẪN NHẬP 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1.3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI 1.4 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.6 KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 2:TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ RFID 2.1 LỊCH SỬ CÔNG NGHỆ RFID 2.2 CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG RFID 2.2.1 Tần số hoạt động 2.2.2 Phạm vi đọc 2.2 Phương pháp ghép nối vật lý 2.3 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG RFID MỤC LỤC 2.4 PHƯƠNG THỨC LÀM VIỆC CỦA RFID 2.5 CÁC TIÊU CHUẨN CÔNG NGHỆ 2.5.1 Tiêu chuẩn ANSI 10 2.5.2 Tiêu chuẩn ANSI 11 2.5.3 Tiêu chuẩn ISO 13 2.6 CÁC ỨNG DỤNG CỦA RFID 13 2.6.1 RFID việc xử phạt 14 2.6.2 RFID an ninh quốc gia 14 2.6.3 Điều khiển truy nhập 15 2.7 NHƯỢC ĐIỂM CỦA RFID 16 CHƯƠNG TAG RFID 3.1 Tần số hoạt động 17 3.2 Phân loại Tag 18 3.2.1 Tag thụ động 18 3.2.1.1 Thành phần vi chip 21 3.2.1.2 Thành phần anten 22 3.2.2 Tag tích cực 23 3.2.2.1 Khối nguồn 26 3.2.2.2 Các thành phần điện tử 26 3.2.3 Tag bán tích cực (Semi-Passive) 26 3.2.4 Tag đọc 28 3.2.5 Tag ghi lần - đọc nhiều lần 28 3.2.6 Tag đọc - ghi 29 CHƯƠNG 4: READER RFID 4.1 Các thành phần vật lý reader RFID 30 MỤC LỤC 4.1.1 Máy phát 31 4.1.2 Máy thu 31 4.1.3 Vi mạch 31 4.1.4 Bộ nhớ 32 4.1.5 Các kênh nhập/xuất cảm biến, cấu chấp hành 32 4.1.6 Mạch điều khiển 32 4.1.7 Giao diện truyền thông 32 4.1.8 Nguồn lượng 33 4.2 Phân loại Reader 33 4.2.1 Phân loại theo giao diện Reader 33 4.2.1.1 Serial reader 33 4.2.1.2 Network reader 34 4.2.2 Phân loại dựa tính chuyển động Reader 35 4.2.2.1 Reader cố định 35 4.2.2.2 Reader cầm tay 36 4.3 Giao tiếp thiết bị đọc thẻ thẻ 37 4.3.3.1 Kiểu điều chế backscatter 38 4.3.3.2 Kiểu transmitter 39 4.3.3.3 Kiểu transponder 40 4.4 Anten reader 41 4.4.4.1 Vùng phủ sóng anten… 41 4.4.4.2 Sự phân cực anten 41 4.4.4.3 Năng lượng anten 41 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 5.1 Khối nguồn 43 MỤC LỤC 5.2 Khối giao tiếp máy tính 43 5.3 Khối xử lý trung tâm 44 5.4 Khối công suất 45 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ PHẦN MỀM QUẢN LÝ DÙNG VISUAL C# 6.1 Thiết kế phần mềm quản lý 47 6.2 Xây dựng giao diện 47 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 7.1 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 51 7.2 MỨC ĐỘ ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI 51 7.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 51 7.4 KẾT LUẬN 52 PHẦN C TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ACK Acknowledge AFI Application Family Identifier ASK Amplutide Shift Keying BW BandWidth CRC Cyclic Redudancy Check CU Control Unit CW Continuous Wave DBP Differential Bi – Phase DSB Double SideBand EAN European Article Number EAS Electronic Article Surveillance EEPROM Electrically Erasable Programmable Read Only Memory EOM Original Equipment Manufactures EPC Electronic Product Code FDMA Frequency Division MultiAccess FDX Full Duplex FRAM Ferromagnetic Random Access Memory FSK Frequency Shift Keying HDX Half Duplex HF High Frequency IC Intergrated Circuit IEC International Electrotechnical Commission IFF Identify : Friend or Foe ISO International Organization for Standardization ITF Interrogator Talk First LF Low Frequency LOS Line Of Sight LRC Longitudinal Redundancy Check NRZ Non Return Zero OOK On Off Keying PC Protocol Control PIE Pulse Interal Encoding Ppm Part per million PR Phase Reversal PSK Phase Shift Keying DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1: Sơ đồ khối hệ thống RFID Hình 2.2: Hoạt động tag reader RFID Hình 2.3: ứng dụng thẻ truy nhập Hình 3.1: Các thành phần thẻ thụ động Hình 3.2 Các thẻ LF hãng Texas Instruments Hình 3.3: Các thẻ 2.45 GHz hãng Alien Technology Hình 3.4: Các thẻ 915 MHz hãng Intermec Corporatio Hình 3.5: Sơ đồ khối vi chip Hình 3.6: Các kiểu anten lưỡng cực Hình 3.7: Các thành phần bên thẻ tích cực Hình 3.8: Các thẻ tích cực dải UHF tần số thấp (303.8 MHz) hãng RFCode, Inc Hình 3.9: Các thẻ bán tích cực 2.45 GHz hãng Alien Technology Hình 3.10: Các thẻ bán tích cực 915 MHz/2.45 GHz hãng TransCore Hình 4.1: Các thành phần bên reader Hình 4.2: Reader mạng dải UHF tần số thấp (303.8 MHz) hỗ trợ giao tiếp mạng có dây khơng dây hãng RFCode, Inc Hình 4.3: Reader cố định Hình 4.4: Reader cầm tay Hình 4.5: Trường gần trường xa Hình 4.6: Điều chế backscatter Hình 4.7: Kiểu transmitter Hình 4.8: Kiểu transponder Hình 5.1: mạch nguồn 39 này, reader gửi tín hiệu sóng liên tục (CW) RF có bao gồm thêm tín hiệu lượng điện xoay chiều tín hiệu xung tới thẻ tần số sóng mang (là tần số mà reader hoạt động) Thơng qua đầu nối vật lý, anten thẻ cung cấp lượng tới vi chip thẻ Thông thường để phục vụ cho mục đích đọc thẻ, thành phần vi chip phải đưa lên tới mức điện áp 1.2 vơn Còn để thực ghi, vi chip thường phải đưa lên khoảng 2.2 vơn từ tín hiệu reader Sau vi chip thực điều chế phân chia tín hiệu đầu vào thành dãy mẫu on off biểu thị liệu thực truyền liệu trở lại Khi reader nhận tín hiệu điều chế này, thực giải mã mẫu nhận liệu thẻ Do đó, phương pháp truyền thơng tin theo kiểu điều chế backscatter, reader luôn phải thực "bắt chuyện" trước, tiếp sau tới phiên thẻ Thẻ sử dụng kiểu truyền thông liên lạc thời điểm vắng mặt reader phụ thuộc vào lượng lượng có reader để truyền liệu thân Hình minh họa kiểu truyền thơng backscatter Hình 4.6 Điều chế backscatter 4.3.3.2 Kiểu transmitter Kiểu truyền thông tin triển khai với thẻ tích cực Trong kiểu truyền thơng này, thẻ phát thơng điệp tới mơi trường xung quanh theo khoảng cách chuẩn, bất chấp có diện hay vắng mặt reader Do đó, 40 kiểu truyền thông tin này, thẻ luôn phải thực "bắt chuyện" trước reader Hình minh họa phương pháp truyền thơng tin theo kiểu transmitter Hình 4.7 Kiểu transmitter 4.3.3.3 Kiểu transponder Kiểu truyền thông tin triển khai với kiểu thẻ đặc biệt có tên gọi transponder Trong kiểu truyền thông tin này, thẻ thường trạng thái "ngủ" khơng có truy vấn từ reader Trong trạng thái này, thẻ phải gửi theo chu kỳ thông điệp để kiểm tra xem có reader lắng nghe khơng Khi reader nhận chẳng hạn thông điệp truy vấn, "đánh thức " thẻ để kết thúc trạng thái ”ngủ” Khi thẻ nhận lệnh từ reader, khỏi trạng thái bắt đầu hoạt động trở lại thẻ transmitter Dữ liệu thẻ gửi có reader cụ thể truy vấn Hình kiểu truyền thơng tin transponder 41 Hình 4.8 Kiểu transponder 4.4 Anten reader 4.4.4.1 Vùng phủ sóng anten Vùng phủ sóng anten reader vùng đọc (cũng gọi với tên khác là, cửa sổ đọc) reader Nói chung, vùng phủ sóng anten miền ba chiều có hình dạng phần giống với hình elip tròn xoay Trong miền này, lượng anten hiệu dụng nhất; đó, reader đọc thẻ đặt phía miền mà gặp khó khăn 4.4.4.2 Sự phân cực anten Với anten reader cần ý rằng, khả đọc thẻ, khoảng cách đọc thẻ phụ thuộc nhiều vào phân cực anten reader góc tạo với thẻ.Với loại reader hoạt động tần số UHF anten chế tạo dựa hai kiểu phân cực: phân cực thẳng phân cực tròn 4.4.4.3 Năng lượng anten Đơn vị đo lường lượng phát xạ anten có tên gọi ERP nước châu âu EIRP Hoa Kỳ ERP EIRP không giống liên hệ với hệ thức EIRP = 1.64 ERP Giá trị lớn 42 lượng anten điều chỉnh giới hạn quốc gia quốc tế (ví dụ, FCC với Hoa Kỳ) 43 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 5.1 Khối nguồn: Ta sử dụng nguồn xoay chiều từ biến áp qua cầu diode để chỉnh lưu thành ADAPTER 12V chiều Và qua IC ổn áp 7805 cắm adapter 12v 1- LED_POWER LM7805/TO + GND VCC_5V BRIDGE VIN VOUT 104 104 2200uF 35V 330 2200uF 35V Hình 5.1 mạch nguồn 5.2 Khối giao tiếp máy tính: - Điện ap từ cổng nối tiếp (COM) theo chuẩn RS232 mức điện áp -3V đến 15V, mức điện áp +3V đến +15V - Mặt khác vi điều khiển hoạt động chuẩn điện áp TTL (0V 5V) nên kết nối trực tiếp vi điều khiển v máy tính Sử dụng vi mạch MAX232 nhằm chuyển đổi điện áp chuẩn RS232 sang TTL ngược lại C 100uF RX pin2 TX pin3 T1OUT R2IN R1IN T2OUT 12 R1OUT R2OUT 11 T1IN T2IN RXD TXD 10 C 10uF GND pin5 C 10uF C2+ C1+ C2- C1- C 10uF C 10uF MAX232CPE V- V+ 15 COM_CAI 14 13 GND VCC 16 VCC_5V Hình 5.2 mạch giao tiếp RS232 V CC_5V 44 5.3 Khối xử lý trung tâm: Sử dụng vi điều khiển AT89s52 hang Atmel có 40 chân, số lượng chân nhiều, thơng dụng, thuận tiện cho người sử dụng giao tiếp với module bên giá thành rẻ VCC_5V VCC_5V 12 13 14 15 VCC_5V 31 P3.6/WR P3.7/RD ALE/PROG P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 VCC_5V CON8 16 17 30 28 BUZZER AT89S52 PSEN 29 EA/VPP 4K7 100 P2.6/A14 RESET 39 38 37 36 35 34 33 32 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 VCC 10 11 P1.0/T2 P1.1/T2EX P1.2 P1.3 P1.4/SS P1.5/MOSI P1.6/MISO P1.7/SCK GND 2 VCC CON8 40 4K7 27 A1013 10uF P2.5/A13 VCC_5V 26 RST P2.4/A12 25 330 LED GREEN 24 330 LED RED 8K2 P2.3/A11 P2.2/A10 33p 18 XTAL2 XTAL1 P2.0/A8 22 21 20 19 33p GND P2.1/A9 CRYSTAL 11.0592 23 Hình 5.3 mạch vi điều khiển 330 LED YELLOW UP DOWN 45 5.4 Khối công suất: Sử dụng mạch cách ly dùng opto kết hợp mạch fet relay điều khiển đảo chiều động DC VDD_24VDC VCC_5VDC C3 104 LED MOTOR D5 D6 1N4007 RELAY CHAN R11 220 OPTO PC817 R13 4K7 Q5 RELAY MOTOR_RIGHT R12 220 D468 R14 4K7 VCC_5VDC VDD_24VDC D7 Q6 LED OPTO PC817 D8 R16 4K7 Q7 1N4007 IRF 540 Q8 FET MOTOR_RIGHT D468 R15 220 R17 4K7 A1013 Hình 5.4 mạch cơng suất R18 330 5W 46 VCC_5V VCC_5V +4 VIN VOUT GN D - LM7805/TO 2200uF 35V 330 104 104 2200uF 35V 39 P0.0/AD0 38 P0.1/AD1 37 P0.2/AD2 36 P0.3/AD3 35 P0.4/AD4 34 P0.5/AD5 33 P0.6/AD6 32 P0.7/AD7 VCC_5V 10 C 10uF V- V+ RST 25 MOTOR VCC_5VDC VDD_24VDC P2.3/A11 C 10uF 24 D7 LED LED YELLOW 33p VCC_5V 330 LED GREEN R14 4K7 330 LED RED D468 VCC_5V 26 8K2 C 10uF MAX232CPE Q5 R12 220 A1013 P2.2/A10 18 19 330 XTAL2 P2.1/A9 CRYSTAL 11.0592 23 C1+ C1- R11 220 R13 4K7 XTAL1 P2.0/A8 22 21 OPTO PC817 UP D8 R16 4K7 FET MOTOR_RIGHT DOWN Q6 C2+ C2- RELAY CHAN R15 220 33p Hình 5.5 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch D468 Q7 1N4007 IRF 540 Q8 VC C P2.5/A13 GN D 10uF C 10uF 27 P2.6/A14 D6 1N4007 OPTO PC817 20 GND pin5 T2IN C3 104 RELAY MOTOR_RIGHT 4K7 100 12 R1OUT R2OUT 11 T1IN T2OUT 29 PSEN EA/VPP P2.4/A12 LED BUZZER TX pin3 14 T1OUT 13 R2IN R1IN 16 COM_CAI RX pin2 GN D RESET 15 38 D5 12 P3.2/INT0 13 14 P3.3/INT1 15 P3.4/T0 P3.5/T1 31 VDD_24VDC VCC_5VDC VCC_5V CON8 GN D VCC_5V C 100uF 16 P3.6/WR 17 P3.7/RD 30 ALE/PROG 28 P2.7/A15 AT89S52 10 P3.0/RXD 11 P3.1/TXD VC C P1.0/T2 P1.1/T2EX P1.2 P1.3 P1.4/SS P1.5/MOSI P1.6/MISO P1.7/SCK LED_POWER VC C CON8 VCC_5V BRIDGE 4K7 40 ADAPTER 12V R17 4K7 A1013 R18 330 5W 47 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ PHẦN MỀM QUẢN LÝ DÙNG VISUAL C# 6.1 Thiết kế phần mềm quản lý Hệ thống RFID hoạt động mà không cần tới thành phần này.Tuy nhiên, khơng sử dụng thành phần hệ thống RFID trở nên vơ giá trị.Vì nói rằng, thành phần đóng góp phần quan trọng làm nên thành công hệ thống RFID triển khai Ở ta xây dựng hệ thống phần mềm mà phần mềm quản lý đơn giản để thử nghiệm Nó có khả quản lý kết nối máy tính reader thông qua giao tiếp RS232, quản lý cở sở liệu máy tính Dưới chi tiết phần mềm quản lý xây dựng cho đồ án 6.2 Xây dựng giao diện Visual Csharp ngơn ngữ lập trình sử dụng rộng rãi để viết ứng dụng chạy hệ điều hành windows Visual Csharp cho phép phát triển nhanh chóng ứng dụng truyền thống thiết kế theo mô hình đặc trưng windows Với Csharp người thiết kế nhanh chóng dễ dàng tạo giao diện trực quan thân thiện với người sử dụng Ngoài cú pháp Csharp giống với ngôn ngữ hướng đối tượng C++ Nên sử dụng qua ngơn ngữ người lập trình có nhìn tổng quan lập trình hướng đối tượng, xu hướng nghành công nghệ thơng tin Visual Csharp có nhiều ưu điểm khiến tơi phải lựa chọn sử dụng đồ án Các ưu điểm kể đến như: - Visual Csharp ngơn ngữ lập trình có cấu trúc tương đối đơn giản - Ngơn ngữ lý tưởng để phát triển giao diện đồ họa người dùng (GUI) - Các thư viện MSDN trực tuyến cung cấp tương tác toàn diện hệ thống trợ giúp trực tuyến 48 - Dễ dàng xây dựng phần mềm quản lý giao tiếp máy tính thiết bị ngoại vi thơng qua chuẩn RS232, USB 2.0 đơn giản cách gọi hàm WIN API có sẵn hệ điều hành windows Hình 6.1 Trang giao diện 49 Hình 6.2 Trang giao diện thay đổi thơng tin nhân viên Hình 6.3 Trang giao diện điều khiển comport 50 Hình 6.4 Trang giao diện thay đổi thơn tin khác Hình 6.5 Trang giao diện tính lương cho nhân viên 51 CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 7.1 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC Sau 20 tuần làm việc, nỗ lực thân tận tình hướng dẫn thầy Huỳnh Tuấn Tú Đề tài hoàn thành thời gian quy định: - Đề tài tìm hiểu sở lý thuyết công nghệ RFID - Đề tài xây dựng thành cơng mơ hình hệ thống quản lý dùng RFID - Đề tài thiết kế thi công Module Giao tiếp điều khiển đóng mở cửa tự động từ máy tính - Lưu ngày truy nhập quản lý nhân viên công ty 7.2 MỨC ĐỘ ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI - Đề tài tìm hiểu sở lý thuyết cơng nghệ RFID - Đề tài thiết kế thi công Module thu phát sử dụng công nghệ RFID - Ứng dụng module để xây dụng “Mơ hình ứng dụng cơng nghệ RFID” - Giao tiếp điều khiển đóng mở cửa từ máy tính - Lưu quản lý nhân viên công ty 7.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Đề tài phát triển theo hướng sau: - Ghi liệu vào tag - Phát triển hoàn thiện phần mềm, thiết kế phần mềm cho nhiều ứng dụng - Kiểm soát xử lý tất tình lỗi xảy xảy - Tăng khoảng cách đọc thiết bị - Kết hợp với camera chụp hình để tăng cường tính bảo mật - Thực nhiều ứng dụng cao hơn: Quản lý kiểm soát tài sản, quản lý sinh viên ký túc xá, chấm công nhân viên công ty, thu phí xe tự động… 52 7.4 KẾT LUẬN - Qua ứng dụng công nghệ RFID hiệu thiết thực mà đem lại ta khăng định cơng nghệ tiên tiến có nhiều tiềm ứng dụng - Công nghệ tiên tiến ứng dụng rộng rãi giới hy vọng tương lai gần áp dụng phổ biến nhiều lĩnh vực Việt Nam - Sau thực đề tài em tích lũy nhiều kiến thức, kinh nghiệm quý báu công nghệ RFID.Và học hỏi nhiều điều, học cách tiếp cận công nghệ giới để áp dụng hồn cảnh thực tiễn - Trong trình thực đề tài em cố gắng để hồn thành đề tài thời hạn giao Do hạn chế mặt thời gian, kiến thức, kinh phí nên khó tránh khỏi thiếu xót mong q thầy bạn đóng góp ý kiến để đề tài hồn thiện 53 PHẦN C TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Khánh An - Trương Quốc Dũng, Nghiên cứu thiết kế Module thu phát sử dụng công nghệ RFID, ĐH SPKT TPHCM – 2009 [2] Trần Phan Bình, Thiết kế hệ thống quản lý bệnh nhân dùng công nghệ RFID, Đại học SPKT Hưng Yên – 2010 [3] Võ Phước Hậu, Thiết kế thi cơng mơ hình hệ thống vào ứng dụng công nghệ RFID, ĐH BK TPHCM – 2010 [4] Võ Việt Hưng - Phạm Nam Thái, Quản lý biển số xe RFID, ĐH BK TPHCM – 2010 [5] Lâm Quí Long - Phạm Duy Nghiệp, Nghiên cứu xây dựng mơ hình hệ thống quản lý dùng công nghệ nhận dạng không dây RFID, ĐH SPKT TPHCM – 2010 [6] Hoàng Quốc Vương, Kĩ thuật nhận dạng sóng vơ tuyến RFID [7] http://congdongcviet.com/ [8] http://www.caulacbovb.com/ [9] http://www.csharpvn.com/ [10] http://www.dientuvietnam.net/ [11] http://laptrinh.top1.vn/ [12] http://www.priority1design.com.au/index.html [13] http://www.rfid.org/ [14] http://www.rfidjournal.com/ [15] http://www.rfidtags.com/ ... 14 - Điều khiển truy nhập: khóa thiết bị cố định - Quy trình quản lý - Chống trộm: việc kinh doanh mua bán - RFID việc xử phạt Giám sát: - Dây chuyền cung cấp: Điều khiển kiểm soát nhà kho -. .. súc, thú kiểng - Tài sản: hành lý máy bay, thiết bị, hàng hóa Hệ thống tốn điện tử: - Lưu thơng: hệ thống thu phí tự động: Fastrak, EZ-pass - Vé: vào cổng khu trượt tuyết, nhà hát - Thẻ tín dụng... CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC - Biên Hòa, Ngày … Tháng … Năm… BẢN NHẬN XÉT GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Báo Cáo: NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SVTH: NGUYỄN VĂN DOANH - Lớp 06DV Nhận xét Giáo