Thiết kế danh tính hành khách xe buýt trường học hệ thống xác thực dựa trên RFID công nghệ RFID

Thiết kế danh tính hành khách xe buýt trường học hệ thống xác thực dựa trên RFID LỜI CẢM ƠN3CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ RFID51.1.RFID là gì51.2.Lịch sử phát triển51.3.Nguyên lý hoạt động cơ bản61.4.Đặc điểm61.5.Một số ứng dụng của thẻ RFID7CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG82.1.Sơ đồ nguyên lý tổng thể82.2.Thiết kế phần cứng92.2.1.Mạch giao diện MF RC52292.2.2.Mạch giao diện thẻ SD112.2.3.Mạch giao diện thẻ ILI9320122.3.Thiết kế phần mềm122.4.Phân tích kết quả15CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN17Trong những năm gần đây, như là sự xuất hiện thường xuyên của tiểu học học sinh trường tai nạn an toàn xe buýt trường học, các học sinh có tổn hại nghiêm trọng về thể chất và tinh thần. Để nâng cao hiệu quả quản lý của hành khách, bài báo đề xuất một hệ thống xác thực nhận dạng xe buýt trường học mới dựa trên RFID cho trao đổi thông tin. Toàn bộ hệ thống được lập trình bởi C theo nhu cầu nhận dạng hành khách. Các thiết bị được sử dụng trong xe buýt trường học hành khách xác thực danh tính có thể xác thực danh tính của học sinh hoặc giáo viên và các hành khách khác để dễ dang hơn trong việc quản lý hành khách.  CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ RFID1.1.RFID là gìRFID (viết tắt thuật ngữ tiếng Anh: Radio Frequency Identification), hay Nhận dạng qua tần số vô tuyến, là một công nghệ dùng kết nối sóng vô tuyến để tự động xác định và theo dõi các thẻ nhận dạng gắn vào vật thể 1. Công nghệ này sử dụng một thẻ điện tử chứa thông tin được lưu trữ bằng điện tử, đối tượng cần theo dõi. Thẻ có mạch thu thập năng lượng từ các sóng vô tuyến của máy đọc RFID phát ra khi truy vấn, và dùng năng lượng này phát sóng mang mã thông tin của thẻ. Tầm hoạt động hiệu quả cỡ vài cm. Những thẻ hoạt động có nguồn điện cục bộ (như pin) thì đến hàng trăm mét từ đầu đọc RFID. Không giống mã vạch, thẻ không cần phải nằm trong tầm nhìn của người đọc, vì vậy nó có thể được gắn trong đối tượng được theo dõi.Công nghệ này cho phép nhận biết các đối tượng thông qua hệ thống thu phát sóng radio, từ đó có thể giám sát, quản lý hoặc lưu vết từng đối tượng. Là một phương pháp nhận dạng tự động dựa trên việc lưu trữ dữ liệu từ xa, sử dụng thiết bị thẻ RFID và một đầu đọc RFID. RFID vì thế là một phương pháp của Tự động Nhận dạng và Thu thập Dữ liệu AIDC (Automatic Identification and Data Capture)2.1.2.Lịch sử phát triểnNăm 1945, Leon Theremin phát minh ra một thiết bị cho Liên Xô với chức năng truyền sóng vô tuyến điện với thông tin âm thanh. Mặc dù đây chỉ là một thiết bị dạng nghe trộm, nhưng nó được coi là một tiền đề của RFID. Trong chiến tranh thế giới thứ 2, một loại thiết bị tương tự đã được Đức sử dụng để xác định danh tính của máy bay.Ngày 23 tháng 01 năm 1973 Mario Cardullo phát minh ra đài phát thanh Transponder thụ động với bộ nhớ được coi là “tổ tiên thực sự của RFID”. Sản phẩm RFID đầu tiên được cấp bằng sáng chế là của Charles Walton vào năm 19833.1.3.Nguyên lý hoạt động cơ bảnThẻ RFID gồm ít nhất hai phần: một mạch tích hợp để lưu trữ và xử lý thông tin, điều chỉnh một tần số vô tuyến (RF), thu thập nguồn DC từ tín hiệu đọc sự cố, và chức năng chuyên ngành khác. Một ăng ten tiếp nhận và truyền tín hiệu. Các thông tin thẻ được lưu trữ trong một bộ nhớ. Thẻ RFID là cố định hoặc có thể lập trình để xử lý các dữ liệu truyền tải và cảm biến. Hình 1. 2 Nguyên lý hoạt độngMột đầu đọc RFID truyền một tín hiệu vô tuyến được mã hóa. Thẻ RFID nhận thông điệp và sau đó phản ứng với nhận dạng của nó và các thông tin khác. Một thẻ chỉ có duy nhất một số, hoặc có thể là thông tin sản phẩm liên quan như một số cổ phiếu, nhiều hoặc hàng loạt số lượng, ngày sản xuất, hoặc các thông tin cụ thể khác. Kể từ khi thẻ có số serial riêng, thiết kế hệ thống RFID có thể phân biệt giữa một số thẻ có thể trong phạm vi của RFID và đọc chúng cùng một lúc.1.4.Đặc điểm•Sử dụng hệ thống không dây thu phát sóng radio. Không sử dụng tia sáng như mã vạch.•Thông tin có thể được truyền qua những khoảng cách nhỏ mà không cần một tiếp xúc vật lý nào.•Có thể đọc được thông tin xuyên qua các môi trường, vật liệu như: bê tông, tuyết, sương mù, băng đá, sơn và các điều kiện môi trường thách thức khác mà mã vạch và các công nghệ khác không thể phát huy hiệu quả.Vì các thẻ RFID có thể gắn liền với thẻ tín dụng, quần áo và tài sản, hoặc cấy vào động vật và con người. Với các đặc điểm nêu trên thì xảy ra khả năng đọc thông tin cá nhân có liên quan mà không có sự chấp thuận của chủ thể. Điều này đã gây ra lo ngại về xâm phạm riêng tư nghiêm trọng 4.1.5.Một số ứng dụng của thẻ RFID•Quản lý truy cập•Theo dõi hàng hóa•Theo dõi người và động vật•Thu phí và thanh toán gián tiếp•Máy có thể đọc được các tài liệu du lịch•Smartdust•Theo dõi xác minh tính xác thực•Theo dõi hành lý tại Sân bay•Thời gian sự kiện thể thao CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG2.1.Sơ đồ nguyên lý tổng thểHệ thống xác thực danh tính hành khách trên xe buýt trường học dựa trên năm môđun, đó là môđun điều khiển MCU, môđun nhận dạng tần số vô tuyến (RFID), thẻ SD, môđun hiển thị TFTLCD và thẻ IC, để đạt được chức năng đạt được dữ liệu nhận dạng tần số vô tuyến và xác thực danh tính của học sinh và giáo viên. Thông qua lập trình phần mềm để đạt được chức năng giao tiếp giữa đầu đọc và Thẻ S50 Mifare1 (thẻ MfS50) cho nhu cầu đáp ứng yêu cầu, ngăn ngừa xung đột, thẻ bầu cử, xác thực, đọc và ghi. Sơ đồ kết nối môđun hệ thống được thể hiện trong Hình 2.1. Hình 2. 1 Sơ đồ nguyên lýHệ thống lấy MCU làm bộ điều khiển cốt lõi. MCU hợp nhất điều khiển môđun RFID, môđun thẻ SD và TFTLCD và sau đó thực hiện trao đổi dữ liệu giữa hai các môđun liên quan. Bởi vì hệ thống cần phải đối phó với số lượng lớn thông tin nhận dạng hành khách, hầu hết môđun được chọn thông qua chế độ giao diện SPI cho dữ liệu trao đổi, bộ xử lý STM32F103ZET6 có lợi thế của chức năng mạnh mẽ, tốc độ chạy nhanh và ba giao diện SPI độc lập, vì vậy STM32F103ZET6 bộ xử lý như MCU là lựa chọn tốt nhất, không chỉ có thể tăng đáng kể tốc độ xử lý của toàn bộ hệ thống, cải thiện tính di động của hệ thống, nhưng cũng có thể tạo ra sử dụng các giao diện SPI để giảm chi phí phát triển.