Hệ thống căn chỉnh RFID trong nhà cho dịch vụ ga tàu cong nghe RFID

LỜI CẢM ƠN2LỜI MỞ ĐẦU4CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ RFID51.1 Giới thiệu về công nghệ RFID.51.2Mô tả hệ thống của RFID và sự hoạt động của RFID.61.2.1 Các thành phần của hệ thống RFID.61.2.2 Sự hoạt động của RFID.71.3 Các phương pháp của RFID.71.3.1 Phương pháp tam giác.71.3.2 Phương pháp phân tích cảnh.81.4. Tiệm cận.9CHƯƠNG 2: THỰC HIỆN VÀ THỬ NGHIỆM102.1 Các trở ngại cho RFID.102.2 Sự tương ứng giữa thẻ và ăngten.102.3 Khoảng cách hoạt động112.4 Thiết kế12CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN HỆ THỐNG133.1 Kết quả133.2 Kết luận.17TÀI LIỆU THAM KHẢO18DANH MỤC HÌNH ẢNHHình 3. 113Hình 3. 214Hình 3. 314Hình 3. 4Error Bookmark not defined.Hình 3. 5Error Bookmark not defined.Hình 3. 6Error Bookmark not defined.  LỜI CẢM ƠNĐầu tiên, cho phép em được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy TS. XXX. Cảm ơn thầy đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn chúng em môn học “ Công nghệ RFID” trong suốt quá trình học và giúp chúng em có định hướng đúng đắn để hoàn thành bài tiểu luận này.Sau đây, em xin trình bày bài tiểu luận của môn học “ Công nghệ RFID” với đề tài “Hệ thống căn chỉnh RFID trong nhà cho dịch vụ ga tàu”. Do còn hạn chế về kiến thức và thời gian nên những nghiên cứu, tìm hiểu còn mang tính chất tổng quan và có nhiều kiến thức mới nên khó tránh khỏi sai sót. Em rất mong được thầy góp ý và chỉ bảo để bài tiểu luận đạt được kết quả tốt hơn. Hà Nội, ngày 11 tháng 11 năm 2020 Học viên thực hiện Nguyễn Thị Thu HiềnLỜI MỞ ĐẦUNgày nay, các phương tiện cơ giới là thiết yếu trong cuộc sống hằng ngày. Do đó, các dịch vụ cung cấp nhiên liệu phải hiệu quả và dễ dàng tiếp cận. Cung cấp nhiên liệu có thể gặp một số khó khăn, chẳng hạn như hàng đợi, nhiên liệu có sẵn không liên tục và gian lận. Các vấn đề về hàng đợi dài và không liên tục sự sẵn có của nhiên liệu có thể được giải quyết bằng cách chuyển sang một nhiên liệu khác gần ga tàu.Tuy nhiên, gian lận là một vấn đề nghiêm trọng hơn khó giải quyết. Phát triển, bằng cách nghiên cứu, một hệ thống thông minh để quản lý cung cấp nhiên liệu để giải quyết vấn đề này. Vì lý do an toàn, chúng ta phải tránh nguy cơ gây ra tia lửa điện trong môi trường nhiên liệu. Đặc biệt, hệ thống điện gần máy bơm, ống dẫn hoặc bình nhiên liệu của xe có thể là một rủi ro. Chọn công nghệ RFID (Nhận dạng tần số vô tuyến) và việc sử dụng thẻ thụ động, vì thẻ bán thụ động hoặc thẻ chủ động một mặt liên quan đến pin và hơn thế nữa mặt khác đắt tiền. Một phương tiện cơ giới được xác định bằng thẻ RFID thụ động, hai các thẻ RFID thụ động khác được sử dụng cho vòi phun nhiên liệu của mỗi bơm nhiên liệu. Công việc bao gồm thiết kế, bằng cách nghiên cứu, yêu cầu hệ thống và tập trung vào việc tối ưu hóa cấu trúc liên kết của ăngten và thẻ để ngăn chặn gian lận. Kỹ thuật là dựa trên sự liên kết của các thẻ. Điều khoản lập chỉ mục — RFID, nhận dạng, vị trí, căn chỉnh, gian lận, trạm dịch vụ. Ngoài ra, sự sẵn có liên tục của nhiên liệu phụ thuộc vào dịch vụ các trạm, dung lượng lưu trữ, số lượng khách hàng và các yếu tố theo mùa thúc đẩy tiêu dùng cao điểm: kỳ nghỉ, ngày lễ, thời tiết, v.v. Nhưng vấn đề gian lận ngày càng trở nên phổ biến. Xuất phát từ những yêu cầu thực tế trên tôi tiến hành tìm hiểu và nghiên cứu để tài: “Hệ thống căn chỉnh RFID trong nhà cho dịch vụ ga tàu”.CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ RFID1.1 Giới thiệu về công nghệ RFID.RIFD ( Radio Frequency Identification) là công nghệ nhận dạng sóng radio. Công nghệ này cho phép các máy tính nhận biết các đối tượng thông qua hệ thống thu nhận song radio cho phép dữ liệu trên một con chip được đọc một cách “không tiếp xúc” qua đường dẫn song vô tuyến ở khoảng cách từ 50cm tới 100m, tùy theo kiểu của thẻ nhãn RFID, từ đó có thể giám sát, quản lý và lưu vết từng đối tượng riêng rẽ khi chúng được di chuyển giữa các vị trí vật lý khác nhau.Các RFID Tags có bộ phát và nguồn công suất riêng (thường là accu), nguồn công suất này dung để nuôi mạch vi chip để phát ra tín hiệu về phía bộ đọc (giống như các máy điện thoại di động cầm tay phát tín hiệu về phía các trạm thu phát), các RFID Tags được chia làm 2 loại cơ bản:Thẻ thụ động (passive): Các Tags thụ động không có nguồn accu riêng mà lấy năng lượng từ bộ đọc (bộ đọc phát ra song điện từ tạo nên dòng điện trong anten của các RFID Tag. Đây là loại thẻ được sư dụng rộng rãi hiện nay, giá thành rẻ.Phương thức hoạt động: thẻ không thể hoạt động nếu không có accu, đắt và có kích thước tương đối lớn.Lợi điểm của thẻ hoạt động: tầm phủ song lớn (hơn 100m), có thể sử dụng các nguồn điện thế đê hoạt động. Trong tương lai gần, các thẻ hoạt động có thể sẽ mang những chức năng sau: + Khả năng tự kiểm soát và theo dõi sản phẩm nó gắn vào.+ Có khả năng lưu trữ dung lượng thông tin rất lớn. + Có thể được gắn với bộ phận tìm kiếm mạng lưới tự động, cho phép nó lựa chọn kênh truyền thông tốt nhất.RFID là một công cụ phát hiện tự động hoạt động trong RF ban nhạc. Một hệ thống RFID bao gồm ít nhất hai thành phần, trình đọc và thẻ. Giao tiếp với người đọc và thẻ được tạo bằng các giao thức xác định. Công nghệ RFID có hai vai trò: nhận dạng và bản địa hóa. Mỗi thẻ RFID có một mã định danh duy nhất (UID) giúp xác định nó trong số những người khác. Công nghệ RFID lộ diện vị trí của các đối tượng sử dụng các giao thức cụ thể. Dựa trên việc sử dụng các thông số tín hiệu đo được, chủ yếu ba phương pháp khác nhau đã được đề xuất để bản địa hóa các mục đích của hệ thống RFID: đo tam giác, phân tích cảnh và sự gần gũi. Các thuật toán bản địa hóa có thể được phân loại thành hai phương pháp: nội địa hóa hạt thô và hạt mịn, tùy thuộc vào ứng dụng. Bản địa hóa chi tiết các phương pháp sử dụng các phương pháp đồng bộ hóa, cường độ tín hiệu hoặc tham số góc trong khi định vị thiết bị không xác định. Tín hiệu các phương pháp so khớp mẫu cũng được phân loại là một phương pháp vị trí. Các phương pháp bản địa hóa chi tiết thô sử dụng gần các ăngten khác nhau để xác định vị trí các thẻ không xác định.1.2Mô tả hệ thống của RFID và sự hoạt động của RFID.1.2.1 Các thành phần của hệ thống RFID.Thành phần của một hệ thống RFID toàn diện bao gồm bốn thành phần: Thẻ RFID được lập trình điện tử với thông tin duy nhất. Các reader hoặc sensor (cái cảm biến) để truy vấn các thẻ. Anten. Server. 1.2.2 Sự hoạt động của RFID.Một hệ thống RFID có ba thành phần cơ bản: thẻ, đầu đọc, và một host computer. Thẻ RFID gồm chip bán dẫn nhỏ và ăngten được thu nhỏ trong một số hình thức đóng gói. Vài thẻ RFID giống như những nhãn giấy và được ứng dụng để bỏ vào hộp và đóng gói. Một số khác được sáp nhập thành các vách của các thùng chứa plastic được đúc. Còn một số khác được xây dựng thành miếng da bao cổ tay. Mỗi thẻ được lập trình với một nhận dạng duy nhất cho phép theo dõi không dây đối tượng hoặc con người đang gắn thẻ đó. Bởi vì các chip được sử dụng trong thẻ RFID có thể giữ một số lượng lớn dữ liệu, chúng có thể chứa thông tin như chuỗi số, thời dấu, hướng dẫn cấu hình, dữ liệu kỹ thuật, sổ sách y học, và lịch trình. Cũng như phát sóng tivi hay radio, hệ thống RFID cũng sử dụng bốn băng thông tần số chính: tần số thấp (LF), tần số cao (HF), siêu cao tần (UHF) hoặc sóng cực ngắn (viba). Các hệ thống trong siêu thị ngày nay hoạt động ở băng thông UHF, trong khi các hệ thống RFID cũ sử dụng băng thông LF và HF. Băng thông viba đang được để dành cho các ứng dụng trong tương lai.1.3 Các phương pháp của RFID.1.3.1 Phương pháp tam giác.Các thuộc tính hình học của hình tam giác được sử dụng để xác định vị trí mục tiêu. Kỹ thuật này có thể được chia thành hai loại: trễ và tạo góc. Trong quá trình trì hoãn, vị trí được ước tính bằng khoảng cách giữa tham chiếu điểm và mục tiêu.Để ước tính khoảng cách, một trong các cơ chế sau có thể được sử dụng: cường độ tín hiệu nhận được (RSS), thời gian đến (TOA), chênh lệch múi giờ đến (TDOA), thời gian khứ hồi của chuyến bay (RTOF), hoặc giai đoạn tín hiệu nhận được. Nếu một trong hai cơ chế này, TOA và TDOA, được sử dụng, khoảng cách thu được bằng cách nhân vận tốc của tín hiệu. Tuy nhiên, nếu các giá trị RSS được sử dụng, khoảng cách được ước tính bằng cách tính toán độ suy giảm. Trong kỹ thuật tạo góc, góc tới (AOA) là quan sát bằng anten định hướng hoặc một mảng ăngten. Các giao điểm của các đường hướng của góc cho vị trí của mục tiêu. Trong môi trường trong nhà, thời gian và các thông số AOA sẽ bị ảnh hưởng bởi các hiệu ứng đa đường; hiện tượng này làm giảm độ chính xác của ước tính vị trí. TOA có xu hướng hoạt động tốt hơn so với sự suy giảm. Đối với truyền khoảng cách ngắn, phát hiện thời gian lan truyền và thời gian lan truyền chênh lệch quá phức tạp.1.3.2 Phương pháp phân tích cảnh.Phương pháp phân tích cảnh được áp dụng với hai bước; thu thập các đặc điểm (dấu vân tay) của một cảnh, và (thứ hai) ước tính vị trí của một đối tượng bằng cách so khớp các phép đo được tính toán với số tiên nghiệm gần nhất vị trí lấy dấu vân tay. Đối với hệ thống bản địa hóa RF dựa trên về phân tích cảnh, các giá trị RSS thường được sử dụng. Hai điều chính các kỹ thuật dựa trên dấu vân tay được sử dụng, đó là k láng giềng gần nhất (kNN) còn được gọi là bản đồ vô tuyến và các phương pháp xác suất. Cơ sở dữ liệu, chứa các giá trị RSS của các địa điểm đã biết, là được xây dựng để sử dụng phương pháp KNN. Tiếp theo, thời gian thực các phép đo RSS liên kết với mục tiêu được thực hiện cho phát hiện k kết quả phù hợp gần nhất trong đài đã xây dựng trước đó bản đồ. Sai số bình phương trung bình gốc được áp dụng cho K đã chọn hàng xóm, để xác định vị trí mục tiêu. 1.4. Tiệm cận. Các thuật toán lân cận định vị mục tiêu trong subareas. Vị trí ăngten được biết đến nhiều và mục tiêu được định vị gần đúng theo ăngten. Đặc biệt, các hệ thống sử dụng bức xạ hồng ngoại (IR), nhận dạng tần số vô tuyến (RFID) và cảm biến không dây mạng (WSN) thường dựa trên phương pháp này. Khác ví dụ là nhận dạng ô (CellID) hoặc phương pháp tế bào gốc (COO). Phương pháp này dựa trên thực tế rằng mạng di động di động có thể xác định giá trị gần đúng vị trí của điện thoại di động, biết trang web di động nào sử dụng thiết bị tại một thời điểm nhất định. Về mặt lý thuyết, quá trình này tương đối đơn giản để thực hiện. Tuy nhiên, phạm vi giao tiếp trong môi trường trong nhà là không thể dự đoán được. Độ chính xác vị trí tốt nhất với RFID, được cung cấp bởi các nhà nghiên cứu, là 1,5 cm. Kết quả này là sản phẩm của kết hợp công nghệ RFID với sóng siêu âm, sử dụng WISP (Nền tảng Nhận dạng và Cảm biến Không dây) như một thiết bị thụ động Thẻ UHF RFID, Siêu âm, yêu cầu khả năng hiển thị trực tiếp, chứng minh không thể thực hiện được trong giải pháp của chúng tôi vì có nhiều trở ngại (phương tiện cơ giới, người lái xe, v.v.) hiện diện trong môi trường học tập của chúng tôi.Sử dụng ba ăngten RFID phân cực tuyến tính để mỗi ăngten chỉ phát hiện thẻ tương ứng của nó. Để chắc chắn rằng cặp thẻ ăngten phù hợp đang cung cấp đọc, chúng tôi đã ghép nối 3 ăngten và 3 thẻ trong ba hướng: chéo, dọc và ngang. Khai thác thực tế rằng công nghệ RFID không bất khả xâm phạm với kim loại, và chúng tôi đặt ba nhãn trên sắt hỗ trợ. Vì ba thẻ RFID được sử dụng không chống kim loại. Chất cách điện các tông được xen kẽ giữa các thẻ này và hỗ trợ. Nhờ lớp cách nhiệt, mỗi nhãn sẽ chỉ được phát hiện bởi ăngten tương ứng của nó, như tín hiệu tần số của hai ăngten khác sẽ bị phản xạ bởi kim loại trước đến ăngten của thẻ.