ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ RFID VÀO QUẢN LÍ TÀI SẢN, THIẾT BỊ.

Với sự phát triển mạnh của công nghệ RFID trong lĩnh vực quản lí tài sản, thiết bị thì đề tài “Ứng dụng cộng nghệ RFID vào quản lí tài sản, thiết bị” để giải quyết... Ý nghĩa khoa học: k

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ RFID VÀO QUẢN LÍ TÀI SẢN,

THIẾT BỊ.

Họ Và Tên Sinh Viên: HỨA TIẾN HƯNG MSSV: 14153094

Ngành: CƠ ĐIỆN TỬ Niên khóa: 2014-2018

Tháng 06/2018

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ RFID VÀO QUẢN LÍ TÀI SẢN,

THIẾT BỊ

TÁC GIẢ

Hứa Tiến Hưng

Khóa luận tốt nghiệp được đệ trình đáp ứng yêu cầu

cấp bằng Kỹ sư ngành Cơ Điện Tử

Giáo viên hướng dẫn:

ThS Nguyễn Đăng Khoa

Tháng 6 năm 2018

i

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành Khóa Luận Tốt Nghiệp này em đã nhận được rất nhiều sự hỗtrợ, sự động viên cũng như sự giúp đỡ từ quý Thầy cô và bạn bè Nhóm xin được gửilời cảm ơn chân thành đến:

Quý Thầy cô trường Đại Học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt làcác thầy cô trong Bộ môn cơ điện tử đã truyền đạt cho tôi rất nhiều kiến thức và kinhnghiệm quý báu trong suốt quá trình học tập tại trường

Thầy Nguyễn Đăng Khoa đã hướng dẫn, động viên và chỉ dẫn tận tình trongsuốt quá trình thực hiện đề tài Tập thể lớp DH14CD đã giúp đỡ, hỗ trợ và chia sẻtrong suốt thời gian học tập và thực hiện đề tài

Xin chân thành cảm ơn!

Thành phố Hồ Chí Minh, Tháng 06 năm 2018

Sinh viên thực hiệnHỨA TIẾN HƯNG

TÓM TẮT

Công nghệ RFID bắt đầu được áp dụng rộng rãi vào quản lý, thiết bị trong cácthư viện, phòng vật tư từ khoảng những năm 2000 trong các mô hình thư viện hiện đại,thân thiện, luôn hướng tới việc tạo sự tiện nghi và chủ động cho người dùng Ngay từthời điểm mới được áp dụng, RFID đã chứng minh được tính tiện lợi và ưu thế vượttrội so với các công nghệ quản lý trước đây Đã có hàng trăm thư viện, phòng vật tưthiết bị tiến hành chuyển đổi sang RFID ngay tại thời điểm đó để quản lí tài sản, thiếtbị

Đề tài: “Ứng dụng công nghệ RFID vào quản lí hàng hóa, thiết bị”, được thựchiện tại khoa cơ khí công nghệ, trường đại học Nông lâm TP HCM Thời gian thựchiện từ tháng 2 năm 2018 đến tháng 6 năm 2018 Đề tài đề cập đến việc thiết kế giaodiện, phần mềm để ghi, đọc thẻ RFID lưu vào bộ nhớ máy tính, cùng với chế tạo thiết

bị ghi đọc thẻ RFID Sử dụng modul đọc thẻ RFID RC522 để ghi và đọc thông tin trênthẻ RFID

Kết quả thu được: thiết kế và chế tạo thành công thiết bị và phần mềm ghi, đọcthẻ RFID Giao diện chương trình thiết kế trên Visual Studio giúp cho việc truyềnnhận và xử lí thông tin trong quá trình quản lí tài sản, thiết bị

iii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT iii

DANH SÁCH CÁC BẢNG vii

Chương 1 1

MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích của đề tài 2

1.3 Ý nghĩa thực tiễn và khoa học 2

Chương 2 3

TỔNG QUAN 3

2.1 Một số hệ thống ứng dụng công nghệ RFID vào quản lí tài sản, thiết bị 3

2.1.1 Hệ thống bãi xe tự động bằng công nghệ RFID 3

2.1.2 Hệ thống quản lí thư viện bằng RFID 4

2.1.3 Quản lí kho bằng công nghệ RFID 7

2.2 Khái quát về đầu đọc thẻ sử dụng Modul đọc thẻ RFID RC522 10

2.3 Đề xuất 13

Chương 3 14

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14

3.1 Nội dung thực hiện 14

3.2 Phương pháp nghiên cứu 14

3.3 Phương tiện nghiên cứu 14

3.4 Một số linh kiện sử dụng trong đề tài 15

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 18

4.1 Sơ đồ khối thiết bị quản lí tài sản, thiết bị bằng công nghệ RFID 18

4.2 Thiết kế, chế tạo thiết bị quản lí tài sản, hàng hóa bằng công nghệ RFID 18

4.2.1 Sơ đồ nguyên lí 20

4.2.2 Thiết bị đã chế tạo 20

4.2.3 Thiết bị đọc thẻ RFID đã chế tạo 21

4.4 Sơ đồ thuật toán 23

4.5 Qui trình hoạt động của thiết bị quản lí tài sản, thiết bị bằng công nghệ RFID 24

4.6 Kết quả chế tạo và khảo nghiệm 27

4.5.1 Kết quả chế tạo 27

4.5.2 Khảo nghiệm thiết bị nhận quản lí tài sản, thiết bị bằng RFID 27

Chương 5 31

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 31

5.1 Kết luận 31

5.2 Đề nghị 31

Tài liệu tham khảo 32

PHỤ LỤC CODE 33

v

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 1 1 Sử dụng công nghệ RFID vào quản lí tài sản, thiết bị 1

Hình 3 1 Sơ đồ các chân của Arduino Uno R3 15

Hình 3 2 Thẻ NFC RFID 13.56MHz 15

Hình 3 3 Mạch LCD TEXT 20x04 16

Hình 3 4 Modul I2C 16

Hình 3 5 Modul đọc thẻ RFID RC522 16

DANH SÁCH CÁC BẢN

Bảng 4 1 Tốc độ ghi thông tin vào thẻ 30 Bảng 4 2 Tốc độ đọc thông tin trên thẻ 30

vii

Chương 1

MỞ ĐẦU1.1 Đặt vấn đề

Hiện nay, lĩnh vực quản lí tài sản, thiết bị trong phòng thí nghiệm hay thư việnđang có nhiều bất cập gây, cũng như làm mất nhiều thời gian của cả người đến vaymượn tài sản và lẫn người quản lí tài sản hàng hóa Cụ thể, để mượn hay trả tài sản,hàng hóa bất kì thì phải qua nhiều giai đoạn như tìm món tài sản cần được mượn màkhông biết có sẵn hay không gây ra việc mất thời gian rồi đến khâu xác nhận thông tinmượn, trả tài sản hàng hóa cũng mất nhiều công đoạn nhưng lại dễ gây sự nhầm lẫntrong quá trình này

Đứng trước xu hướng áp dụng các khoa học kĩ thuật, hiện đại hóa vào lĩnh vựcquản lí tài sản hàng hóa cũng không ngoại lệ Với sự phát triển đa dạng đa chức năngcủa công nghê nhận diện vô tuyến RFID thì đây hứa hẹn là 1 bước tiến lớn trong lĩnhvực này

Hình 1 1 Sử dụng công nghệ RFID vào quản lí tài sản, thiết bị.

Với sự phát triển mạnh của công nghệ RFID trong lĩnh vực quản lí tài sản, thiết

bị thì đề tài “Ứng dụng cộng nghệ RFID vào quản lí tài sản, thiết bị” để giải quyết

những vấn đề trên Giúp viện quản lí tài sản, thiết bị hiệu quả, tiện lợi và chính xáchơn.

1.3 Ý nghĩa thực tiễn và khoa học

Ý nghĩa thực tiễn: đề tài vận dụng các kiến thức cơ bản trong lĩnh vực cơ điện

tử nhằm giải quyết công việc một cách hiệu quả

Ý nghĩa khoa học: kết quả đề tài là đã ghi và đọc được thông tin trên thẻ RFID

và ứng dụng được vào quản lí tài sản, thiết bị tránh sự nhầm lẫn thông tin

ix

Chương 2

TỔNG QUAN2.1 Một số hệ thống ứng dụng công nghệ RFID vào quản lí tài sản, thiết bị

2.1.1 Hệ thống bãi xe tự động bằng công nghệ RFID

Đối với hầu hết dân cư tại các khu đô thị lớn thì dịch vụ đỗ xe là một trongnhững vấn đề quan trọng của cuộc sống hàng ngày Số lượng xe ô tô, xe máy đổ về cácthành phố nhiều hơn đồng nghĩa với nhu cầu xây dựng các bãi xe cũng lớn hơn Cácbãi giữ xe sử dụng vé giấy thường xuyên ùn tắc, rác thải gây mất vệ sinh, đó là chưa

kể đến tình trạng mất trộm xe Bãi giữ xe thông minh ra đời xuất phát từ nhu cầu cấpthiết cần có một hệ thống giữ xe tự động giải quyết tốt những nhược điểm của bãi giữ

xe truyền thống Công nghệ đóng vai trò quan trọng việc vận hành hệ thống tổ hợpthiết bị của bãi xe thông minh là công nghệ RFID

Hệ thống bãi giữ xe thông minh ứng dụng RFID cần có máy tính (CPU) có càiđặt phần mềm riêng quản lý bãi xe, phần mềm này có nhiệm vụ quản lý thông tin/ dữliệu hình ảnh của khách gửi xe được camera giám sát thu ở cả 2 làn ra/vào; một đầuđọc thẻ được kết nối với máy tính có vai trò là ăng-ten thu phát tín hiệu từ thẻ Khikhách gửi xe đi qua làn vào bãi xe, thẻ từ sẽ được đọc bởi đầu đọc thẻ, hệ thống nhậndiện/ lưu trữ hình ảnh khuôn mặt khách gửi và biển số xe Thẻ được khách giữ nhưmột chiếc vé xe để đến khi khách lấy xe thông tin trên thẻ được quét qua đầu đọc mộtlần nữa Thông tin nếu trùng khớp giữa lúc xe ra và xe vào thì khách có thể lấy xe khỏibãi Hệ thống hoạt động khép kín với độ bảo mật cao nên mọi trường hợp mất mát đều

có thể loại trừ

Hình 2 1 Bãi giữ xe thông minh bằng RFID.

Ở các nước phát triển hiện nay công nghệ RFID được áp dụng cho các APS (bãi

đỗ xe tự động) không cần nhân viên bảo vệ Mọi hoạt động kiểm soát an ninh xe đềuđược thực hiện bằng hệ thống máy móc, khách gửi xe chỉ cần giữ thẻ và trả tiền đỗ xeđịnh kỳ Mỗi lần quét thẻ từ qua máy giữ xe tự động thì thông tin người gửi xe, thôngtin xe sẽ được nhận dạng, đồng thời hệ thống cũng trừ phí gửi xe tương ứng với từngkhu vực khác nhau Hi vọng trong tương lai không xa hệ thống thông minh cao cấpnày sẽ được áp dụng tại Việt Nam

Hình 2 2 Thiết bị đọc thẻ trong bãi xe RFID

Thiết bị đọc thẻ RFID có khả năng đọc và nhận tín hiệu thẻ ở khoảng cách lên đến 5-8cm, tạo sự đơn giản cho người sử dụng chỉ với một lần quét ngang thẻ RFID qua đầu đọc mà không cần tiếp xúc

xi

Với cổng giao tiếp là USB và tín hiệu đầu ra tại vị trí có con trỏ sẽ giúp các lập trình viên dễ dàng tích hợp vào nhiều ứng dụng quản lý.

Thông số kỹ thuật:

- Hỗ trợ đọc thẻ chuẩn: Proximity (125KHz)

- Hệ điều hành: Windows® 7, 8, Vista, XP, 2000, Server 2008 & 2003, Mac OS

X, Linux, Windows® CE

- Cổng giao tiếp: USB

- Tiêu chuẩn chất lượng: USB, CE, UL, FCC, VCCI, WEEE, RoHS, WHQL

- Kích thước: L:70 x W:70 x H:10 (mm)

Ưu điểm của hệ thống giữ xe thông minh bằng RFID:

 An toàn là yếu tố quan trọng bậc nhất của bãi xe Giải pháp bãi giữ xe thôngminh tăng cường an ninh cho bãi xe, giảm thiểu tối đa tình trạng mất xe Khi kháchhàng mất vé, nhân viên sẽ truy xuất hình ảnh người gửi theo biển số xe, vì vậy sẽ giảiquyết chính xác và nhanh chóng cho khách

 Tiết kiệm nhân công, chi phí vận hành hệ thống

 Hoạt động ổn định lâu dài, không ùn tắt, văn minh, hiện đại

 Thời gian xử lý một chiếc xe vào- ra (1-2 giây) nhanh hơn rất nhiều so với việc giữ xebằng cách thủ công, vì vậy sẽ giảm được chi phí thuê nhân viên tại bãi giữ xe

 Thẻ sử dụng (RFID, SmartCard) là loại thẻ được làm bằng chất liệu cực tốt, có thể tái

sử dụng, không bị nhàu nát như các loại giấy in nhiệt

Nhược điểm của hệ thống: Chi phí đầu từ ban đầu, chi phí sửa chữa khi xảy ra sự cố

khá cao

2.1.2 Hệ thống quản lí thư viện bằng RFID

Trước đây, trong mô hình thư viện kho đóng truyền thống, cả thư viện và ngườidùng gặp nhiều bất cậptrong việc tra cứu tài liệu, tìm tài liệu hay quản lý lưu thôngmượn trả tài liệu Bạn đọc thường mất thời gian vào việc tra cứu, đăng ký mượn/trả,trong khi thư viện tốn nhiều nhân công trong việc quản lý, vận hành hệ thống

Công nghệ RFID bắt đầu được áp dụng rộng rãi vào quản lý thư viện từ khoảngnhững năm 2000 trong các mô hình thư viện hiện đại, thân thiện, luôn hướng tới việc

tạo sự tiện nghi và chủ động cho người dùng Ngay từ thời điểm mới được áp dụng,RFID đã chứng minh được tính tiện lợi và ưu thế vượt trội so với các công nghệ quản

lý tài liệu trước đây Đã có hàng trăm thư viện tiến hành chuyển đổi sang RFID ngaytại thời điểm đó Tuy nhiên rào cản lớn nhất lúc đó chính là giá thành của các thiết bị

và vật tư cho RFID là quá cao, vượt ngoài tầm với của đa số các thư viện Tại ViệtNam, cho tới thời điểm trước năm 2015, vẫn chưa có nhiều thư viện đã đầu tư và vậnhành thành công hệ thống này, một số thư viện điển hình có thể kể đến làthư viện củacác trường như ĐH Quốc Gia TP HCM, ĐH Quốc Gia Hà Nội,ĐH Nha Trang, ĐHGiao thông Vận tải, ĐH Ngoại thương Tuy nhiên, với sự phát triển vượt bậc của khoahọc kỹ thuật ngày nay, giá thành của một hệ thống RFID đã thay đổi rất nhiều Thayđổi đến mức nếu làm một phép so sánh ngang từng hạng mục, giá thành RFID khôngcòn quá “đắt” so với cổng từ (EM) Điều này dẫn tới hàng chục ngàn thư việntrên thế giới đã áp dụng RFID và tại Việt Nam đang có một làn sóng các thư viện xâydựng kế hoạch với RFID

Hình 2 3 Mô hình hoạt động của hệ thống thư viện bằng RFID

xiii

Đầu đọc thẻ RFID cố định FX7500 sử dụng trong thư viện.

Hình 2 4 Đầu đọc thẻ RFID cố định FX7500.

Thiết bị đọc thẻ RFID cố định FX7500 sử dụng công nghệ vô tuyến hiệu suấtcao hoàn toàn với độ nhạy cao, chống sự nhiễu sóng và loại bỏ sự phản hồi tiêu cựccủa các loại thẻ RFID, tốc độ đọc thẻ lên đến 1200 thẻ/ giây ở chế độ FM0

Một số thông số kĩ thuật cơ bản :

 Cổng giao tiếp: PoE, USB

 Ngôn ngữ hỗ tợ: Net and C, Java

Ưu điểm của hệ thống quản lí thư viện bằng RFID:

 Kết hợp giữa chức năng an ninh và chức năng nhận dạng tài liệu: đối với công nghệbarcode, mỗi nhãn mã vạch chỉ cho phép nhận dạng tài liệu,còn để chống trộm tài liệuthì người ta phải sử dụng dây từ Trong khi đó, đối với các hệ thống RFID, mỗi thẻRFID đã đảm nhiệm được cả 2 chức năng này: chức năng an ninh và nhận dạng tàiliệu

 Mượn/Trả nhanh chóng cùng lúc nhiều tài liệu: RFID có khả năng đọc cùng lúc nhiềutài liệu do nó không yêu cầu “line-of-sight” (sắp xếp thẳng hàng) để xử lý từng quyểnmột như công nghệ barcode.Do vậy sử dụng RFID cho phép bạn đọc xử lý theo lô, chứkhông phải từng quyển một như barcode, qua đó làm tăng tốc độ lưu thông tài liệu

 Kiểm kê nhanh chóng: thiết bị kiểm kê RFID cho phépviệc quét và nhận thông tin từcác quyển sách một cách nhanh chóng mà không cần phải dịch chuyển sách ra khỏigiá Chỉ việc sử dụng ăng ten quét qua giá sách theo từng tầng, các tài liệu trên giá đãđược ghi lại để làm cơ sở kiểm kê Điều này tiết kiệm được rất nhiều nhân công kiểm

kê và tăng hiệu quả sử dụng của tài liệu

 Hỗ trợ tối đa việc tự động hóa mượn/trả tài liệu:RFID cho phép tối đa hóa tính tự phục

vụ (self-service) của bạn đọc mà không yêu cầu sự can thiệp của thủ thư Bạn đọc cóthể tự thực hiện các thủ tục mượn sách, trả sáchmà không cần thông qua bất cứ mộtngười nào khác Điều này được đánh giá cao do đã tạo ra sự riêng tư và sự chủ độngcho bạn đọc

 Không cần tiếp xúc trực tiếp với tài liệu: khác với công nghệ EM và barcode, để nhậndạng tài liệu cần phải tiếp xúc trực tiếp giữa tài liệu và thiết bị đọc Đối với công nghệRFID, cho phép máy đọc có thể nhận dạng được tài liệu ở khoảng cách từ xa

 Độ bền của thẻ cao: độ bền của thẻ RFID cao hơn so với mã vạch bởi vì nó không tiếp

xúc trực tiếp với các thiết bị khác Các nhà cung cấp RFID đảm bảo rằng mỗi thẻRFID có thể sử dụng ít nhất được 100.000 lượt mượn/trả trước khi nó bị hỏng

Nhược điểm của hệ thống: chi phí đầu tư hệ thống ban đầu khá cao so với hệ thống

thủ công Khi xảy ra sự cố hệ thống sẽ mất nhiều thời gian sửa chữa và chi phí sửachữa cao

2.1.3 Quản lí kho bằng công nghệ RFID

Hiện nay vấn đề quản lý kho là một trong nhiều băn khoăn lớn nhất của các nhàquản lý như: số lượng hàng tồn kho, số liệu thiếu chính xác, quản lý thủ công, cập nhậtkhông kịp thời… Tất cả các yếu tố này đã đẩy giá thành sản phầm cao hơn và ảnhhưởng đến chiến lược, kế hoạch của công ty…

Hệ thống quản lí kho hàng bằng RFID bao gồm:

 Thẻ RFID được lập trình điện tử với thông tin duy nhất

Hình 2 5 Qui trình nhập kho.

Khi nhập vào kho thành phẩm: các sản phẩm đã được gắn thẻ RFID, ở công tácnhập kho này nhân viên đẩy sản phẩm qua cửa kho (hoặc vị trí) được lắp đặt thiết bịđọc RFID Khi sản phẩm đi qua, đầu đọc thẻ RFID sẽ đọc tất cả các thẻ RFID đượcgắn trên sản phẩm ngay cả khi không nhìn thấy chúng Dữ liệu đọc được sẽ truyềnthẳng đến phần mềm sever để đối chiếu, so sánh số lượng nhập kho hoặc tạo phiếunhập kho mới với các thông tin cần quản lý khác Kể từ lúc này sản phẩm được quản

lý thông qua thẻ RFID được gắn trên sản phẩm

Quy trình xuất kho

Quy trình kiểm kho và tìm kiếm vị trí sản phẩm

Trong công tác kiểm kho Chỉ cần quản lý (nhân viên) vào phần mềm có thể biết được số lượng tồn kho và vị trí chính xác của từng sản phẩm Lúc đó sẽ xuất ra báo cáo hoặc cập nhật lại số liệu theo yêu cầu của nhà quản lý

Quy trình kiểm tra nguồn gốc sản phẩm

Khi sản phẩm đã được xuất cho khách hàng, trong trường hợp sản phẩm bị lỗihay có vấn đề gì mà công ty cần biết sản phẩm này được sản xuất khi nào, đã xuất choai,…thì có thể vào hệ thống để truy tìm thông tin về sản phẩm này thông qua RFIDđược gắn trên sản phẩm Việc tìm kiếm thông tin được thực hiện với đầu đọc RFIDhoặc bằng cách nhập tay mã số của sản phẩm này vào môđun truy tìm nguồn gốc, tất

cả các thông tin liên quan đến sản phẩm này sê được hiển thị giúp công ty có nhữngthông tin chính xác về sản phẩm và đưa ra được phương án giải quyết vấn đề một cáchtối ưu

Đầu đọc thẻ RFID sử dụng trong quản lí kho:

Hình 2 7 Đầu đọc thẻ RFID UHF VN9001 sử dụng trong hệ thống

Đầu đọc rfid (RFID UHF Reader) VN9001 giải quyết được nhiều vấn đề liênquan tới nhận dạng từ xa, xác định các đối tượng chuyển động nhanh và xác định đathẻ cho thẻ RFID thụ động

Một số thông số cơ bản của đầu đọc thẻ RFID UHF VN9001:

- Giao thức: ISO18000-6B/ISO18000-6C/EPC Class1G2

xvii

- Tần số: Mặc định tần số ISM 902MHz ~ 928MHz có thể tùy chỉnh từ 860 ~ 960MHztheo nhu cầu.

- Nguồn cung cấp: Adapter(12V DC)

- Nguồn: 1W (+10dBm ~ +30dBm)

- Cấu hình ăng-ten: 12dbi; (0-5m)

- Tích hợp Anten trong đầu đọc

- Giao tiếp: RS232, RS485, TCP / IP (tùy chỉnh), CANBUS (tùy chỉnh)

Ưu điểm của việc áp dụng RFID trong quản lý kho:

 Giảm chi phí hoạt động của doanh nghiệp, tăng lợi nhuận

 Chủ động được nguồn vốn nhờ tồn kho thấp và có chiến lược thích hợp

 Hệ thống RFID giúp nhà quản lý biết được hàng hết hạn và xác định chính xác nhanhchóng vị trí của từng sản phẩm để giảm thời gian tìm kiếm và lấy nhầm sản phầm

 Quản lý được lịch trình của sản phẩm trong quá trình sản xuất hoặc vận chuyển

 Với sự tích hợp và hỗ trợ chặt chẽ trong hệ thống quản lý nghiệp vụ, RFID cho phépgiảm các thao tác nhập số liệu, hạn chế tối đa nhầm lẫn trong các hoạt động nghiệp vụ

 Giảm 100 % xuất nhập nhầm hàng nhờ tính chính xác của RFID

Nhược điểm của hệ thống:

 Chi phí lắp đặt, xây dựng hệ thống ban đầu khá đắt

 Quá trình bảo dưỡng định kì thiết bị, chương trình tốn nhiều thời gian và chi phí

2.2 Khái quát về đầu đọc thẻ sử dụng Modul đọc thẻ RFID RC522

Module RFID RC522 NFC 13.56mhz dùng để đọc và ghi dữ liệu cho thẻ NFCtần số 13.56mhz Với mức thiết kế nhỏ gọn, linh hoạt module này là sự lựa chọn thíchhợp cho các ứng dụng đọc – ghi thẻ NFC, đặc biệt khi sử dụng kết hợp với ARDUINO

RFID – Radio Frequency Identification Detection là công nghệ nhận dạng đối tượng

bằng sóng vô tuyến Là một phương pháp nhận dạng tự động dựa trên việc lưu trữ dữliệu từ xa, sử dụng thiết bị thẻ RFID và một đầu đọc RFID

Các thành phần của hệ thống quản lí hàng hóa, tài sản sử dụng Module RFID RC522

Hệ thống RFID gồm 3 thành phần chính: Thẻ RFID, reader và cơ sở dữ liệu Một hệ thống RFID toàn diện bao gồm 5 thành phần:

 Thẻ RFID (RFID tag, Transponder – bộ phát đáp) được lập trình điện tử với thông tinduy nhất Gồm 2 phần chính:

 Chíp: lưu trữ một số thứ tự duy nhất hoặc thông tin khác dự trên loại thẻ: read – only,read – write, hoặc write – once – read – many

 Antenna: được gắn với vi mạch truyền thông tin từ chip đến reader Antenna càng vớicho biết phạm vi đọc càng lớn

 Các reader (đầu đọc) hoặc sensor (cái cảm biến) để truy vấn các thẻ.Gồm các phần:

 Giao diện truyền thông

 Nguồn năng lượng

 Serial reader + Network reader

 Antenna thu, phát sóng vô tuyến

 Host computer – server, nơi mà máy chủ và hệ thống phần mềm giao diện với hệ thốngđược tải

 Cơ sở tầng truyền thông: là thành phần bắt buộc, nó là một tập gồm cả hai mạng códây và không dây và các bộ phận kết nói tuần tự để kết nói các thành phần trong hệthống RFID với nhau để chúng truyền với nhau hiệu quả

 Database: Là hệ thống thông tin phụ trợ để theo dõi và chứa thông tin về item có đínhthẻ Thông tin được lưu trong database bao gồm định danh item, phần mô tả, nhà sảnxuất, hoạt động của item, vị trí Kiểu thông tin chứa trong database sẽ biến đổi tùy theoứng dụng Các database cũng có thể kết nối đến các mạng khác như mạng LAN để kếtnối database qua Internet Việc kết nối này cho phép dữ liệu chia sẻ với một databasecục bộ mà thông tin được thu thập trước tiên từ nó

Tag và Reader giao tiếp với nhau cùng một tần số Module RFID sử dụng songradio nên tốc độ truyền dữ liệu, khoảng cách truyền giữ Tag và Reader phụ thuộc rất

xix

nhiều vào tần số Do đó tùy thuộc vào ứng dụng trực tiếp mà hệ thống RFID sử dụng rấtnhiều dải tần số khác nhau, ở đây là 3 dải tần sô thông dụng nhất:

 Tần số thấp ( LF) khoảng 100kHz – 150kHz

 Tần số cao ( HF) từ 10-15MHz

 Siêu cao tần (UHF) từ 850-950 MHz

Hình 2 8 Modul đọc thẻ RFID RC522

Nguyên lí hoạt động của Module RFID RC522:

Khi đưa Thẻ RFID vào vùng hoạt động của Đầu đọc RFID Sóng vô tuyến phát

ra từ đầu đọc sẽ cung cấp cho thẻ RFID một dòng điện đủ nhỏ để kích hoạt hệ thống

mạch điện nằm trong thẻ giúp nó gửi lại tín hiệu hồi đáp và thực hiện trao đổi dữ liệu theo yêu cầu của bộ điều khiển kết nối với đầu đọc RFID

Sau khi nhận được dữ liệu từ thẻ RFID bộ điều khiển sẽ đưa ra các yêu cầu điều khiển tùy vào từng ứng dụng cụ thể

Hình 2 9 Qui trình hoạt động của hệ thống RFID.

2.3 Đề xuất

Dựa trên các nghiên cứu, khảo sát trên, để phục vụ tốt trong việc quản lí tàisản, thiết bị trở nên hiện đại hóa, giúp cho quá trình mượn, trả và quản lí tài sản đượcnhanh chóng, chính xác đồng thời giảm chi phí em đã tập trung nghiên cứu và pháttriển đề tài “Ứng dụng công nghệ RFID vào quản lí tài sản, thiết bị” sử dụng moduleđọc thẻ RFID RC522 dựa trên nguyên lí của hệ thống trên, thêm một số chức năngtiện ích để thiết bị phục vụ tốt hơn trong việc quản lí tài sản, thiết bị

xxi

Chương 3

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Nội dung thực hiện

Tìm hiểu công nghê RFID

Thiết kế, chế tạo thiết bị ghi truyền dữ liệu vào thẻ, đọc dữ liệu từ thẻ, lưu trữ

dự liệu trong máy

Viết chương trình quản lí tài sản, thiết bị bằng công nghê RFID

Hoàn thành chương trình ghi đọc thông tin vào thẻ hoạt động ổn định, chínhxác

Chương trình “Quản lí tài sản, thiết bị bằng công nghê RFID” trên giao diệnVisual Studio hoạt động tốt, hiệu quả, có thể đưa vào thực tế ứng dụng để quản lí tàisản, thiết bị của các phòng thí nghiệm, thư viện

3.2 Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng thư viện LiquidCrystal_I2C để hiển thị các dòng trạng thái thông báolên màn hình LCD

Thiết kế giao diện điều khiển thiết bị quản lí tài sản, hàng hóa bằng phần mềmVisual Studio và các phương pháp giao tiếp máy tính

Sử dụng phương pháp giao tiếp USB-UART để giao tiếp giữa Modul RFIDRC522 và vi điều khiển

3.3 Phương tiện nghiên cứu

Thiết kế thiết bị đọc thẻ sử dụng module RFID RC 522

Nghiên cứu sử dụng modul RFID RC522 để nhập và xuất thông tin đã lưu vào

cơ sở dữ liệu

Sử dụng các phần mềm Visual Studio và Arduino IDE để lập trình điều khiển các thiết bị

3.4 Một số linh kiện sử dụng trong đề tài

Thông số kĩ thuật cơ bản của Modul RFID RC522:

Module đọc thẻ RC522 có thể đọc được các loại thẻ có kết nối không dây nhưNFC, thẻ từ (loại dùng làm thẻ giảm giá, thẻ xe bus, tàu điện ngầm ) Module có cácthông số chính như:

 Điện áp nuôi: 3.3V

 Hỗ trợ giao tiếp các loại thẻ RFID: ISO 14443A / MIFARE

 Hỗ trợ mã hóa trong chế độ Đọc/Ghi đối với lạo thẻ MIFARE

 Hỗ trợ các chuẩn giao tiếp :

 SPI (Max = 10Mbit/s)

 I2C (Fast Mode: 400 kbit/s, High Speed Mode: 3400 kbit/s)

17

Chương 4

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN4.1 Sơ đồ khối thiết bị quản lí tài sản, thiết bị bằng công nghệ RFID

Sơ đồ tổng quát thiết bị quản lí hàng hóa, tài sản bằng công nghệ RFID (Hình

4.1) Ta dùng Modul đọc thẻ RFID RC522 để ghi và đọc thông tin trên thẻ từ trong

quá trình mượn trả tài sản sẵn có hoặc thêm tài sản mới trong phòng thí nghiệm, khobãi hay thư viện bằng giao tiếp máy tính giữa Arduino Uno và máy tính Sau đó thôngtin được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu là 1 file Excel và thông qua giao tiếp máy tính gửicác dòng trạng thái , thông báo hiển thị lên LCD

4.2 Thiết kế, chế tạo thiết bị quản lí tài sản, hàng hóa bằng công nghệ RFID

Modul đọc thẻ từ

RFID RC522

Vi điều khiển(Arduino Uno R3)

Cơ sở dữ liệu(File Excel)

19

4.2.1 Sơ đồ nguyên lí

Hình 4 2 Sơ đồ nguyên lí của thiết bị ghi đọc sử dụng module RFID RC522.

Sơ đồ nguyên lí mạch ghi đọc thẻ RFID sử dụng module RFID RC522 được thểhiện ở hình 4.2 Mạch gồm: Arduino Uno R3, module RFID RC522, LCD Text 20x4kết nối I2C Chân 3.3V và GND trên board RFID RC522 được kết nối với chân 3V3

và GND của Arduino Uno R3 để cấp nguồn cho RFID hoạt động Các chân RST,SDA, MOSI, MISO, SCK lần lượt được kết nối với các chân 9, 10, 11, 12, 13 củaArduino Uno R3 để nhận và xuất tín hiệu Các chân I2C: GND, VCC, SDA, SCL đượckết nối lần lượt với chân GND, 5V, A4, A5 của Arduino Uno R3

4.2.2 Thiết bị đã chế tạo

Mạch đọc thẻ sử dụng module RFID RC522 sử dụng các linh kiện gồm: moduleRFID RC522 đảm nhiệm chức năng đọc thẻ truyền về Arduino để xử lí và xuất cácdòng trạng thái ra LCD

Hình 4 3 Mạch đã chế tạo của thiết bị ghi và đọc thẻ RFID.

4.2.3 Thiết bị đọc thẻ RFID đã chế tạo

Hình 4 4 Thiết bị đọc thẻ RFID đã chế tạo

1- Arduino Uno R3

2- Module đọc thẻ RFID RC522

3- LCD 20x04 giao tiếp I2C

Thiết bị đọc thẻ RFID sử dụng module đọc thẻ RFID RC522 thể hiện trên hình4.4 Thiết bị hộ trợ đọc, ghi thông tin vào thẻ bằng module RFID RC522 truyền quaArduino thông qua giao tiếp máy tính

21

3

1

2

4.3 Thiết kế giao diện

Giao diện của thiết bị quản lí tài sản, hàng hóa bằng công nghệ RFID được thiết

kế trên phần mềm Visual Studio 2015 và được lập trình dựa trên ngôn ngữ lập trìnhC#

Hình 4 5 Giao diện của chương trình.

Phần giao diện gồm có 6 phần chính :

1- Giao tiếp : kết nối giữa thiết bị và chương trình trên máy tính

2- Thông tin mượn : nhập thông tin khi mượn tài sản, hàng hóa

3- Thông tin trả : đọc thông tin khi trả tài sản, hàng hóa

4- Thêm tài sản mới

5- Thông báo: thông báo trạng thái khi mượn trả tài sản, hàng hóa