Do yêu cầu của hệ thống RFID là dùng trong quản lý nhân sự ở tần số thấp 125 KHz nên ta chọn loại thẻ thụ động Read-Only với giá thành thấp (khoảng 0,5USD/chiếc) chứa IC EM4102 của hãng Emmicroelectronic-Marin SA của Thụy Sĩ.
2.1.1.1. Mô tả chung
EM4102 là chip CMOS dùng trong các thẻ RFID thụ động dạng Read-Only tức là thẻ này không có nguồn pin bên trong mà nó hoạt động dựa vào năng lượng do anten gắn trên thẻ thu về khi đặt trong trường điện từ của anten phía đầu đọc phát ra.
• Đặc điểm:
o Bộ nhớ 64 bit laser programmable
o Có một số lựa chọn về tốc độ truyền dữ liệu (16/32/64 chu kỳ của tần số sóng mang trên 1 bit dữ liệu) và dạng mã hóa dữ liệu (Manchester, Biphase hoặc PSK)
o Có tụ cộng hưởng trên chip (79pF)
o Có bộ giới hạn điện áp trên chip o Có bộ chỉnh lưu trên chip
o Tần số hoạt động: 100 ÷ 150 kHz
o Kích cỡ chip rất nhỏ tiện để gắn lên các loại thẻ o Tốn rất ít năng lượng
o Dòng 1 chiều trên cuộn dây anten trong tag (Icoil): -10 ÷ 10 (mA) o Nhiệt độ hoạt động (Top): - 40 ± 85 (oC)
• Sơ đồ:
Hình 2- Sơ đồ chip EM4102
• Các khối chức năng:
Hình 2- Sơ đồ khối của IC EM4102
IC EM4102 được cung cấp năng lượng bởi trường điện từ cảm ứng trên cuộn dây anten. Điện áp xoay chiều cảm ứng được chỉnh lưu để tạo nguồn 1 chiều cung
cấp cho các thiết bị bên trong tag hoạt động. Khi bit cuối cùng được truyền đi thì tag lại gửi tiếp tục bit đầu tiên cho đến khi hết năng lượng.
o Khối chỉnh lưu (Full Wave Rectifier): điện áp xoay chiều cảm ứng trên anten được chỉnh lưu bởi mạch cầu Graetz. Mạch cầu sẽ giới hạn điện áp một chiều được chỉnh lưu để tránh sự cố khi điện áp quá cao.
o Khối tạo xung clock (Clock Extractor): đầu COIL1 được dùng để tạo xung clock logic để đưa vào khối Sequencer.
o Khối sắp xếp dãy (Sequencer): cung cấp tất cả các tín hiệu cần thiết để định địa chỉ trong mảng bộ nhớ và để mã hóa chuỗi dữ liệu đầu ra. Có thể sử dụng 3 phiên bản mã hóa logic: Manchester, Biphase (tốc độ truyền là 32/64 chu kỳ của tần số hoạt động) và PSK (tốc độ truyền là 16 chu kỳ của tần số hoạt động).
o Khối điều chế dữ liệu (Data Modulator): được điều khiển bởi tín hiệu Modulation Control để cảm ứng dòng điện cao trên cuộn dây anten. Transitor ở đầu COIL2 điều khiển dòng điện cao này gây ảnh hưởng đến từ trường tùy theo dữ liệu được lưu trong mảng bộ nhớ.
o Bộ nhớ (Memory Array): EM4102 bao gồm 64 bits chia làm 5 nhóm thông tin. 9 bits được sử dùng làm header luôn được lập trình ở mức 1, 10 bits (P0-P9) làm bit parity hàng, 4 bits (PC0-PC3) làm bit parity cột, 40 bits dữ liệu (D00-D93) và 1 stop bit luôn để ở mức logic 0. Vì cấu trúc dữ liệu và bit parity như vậy nên sự sắp xếp các dãy như thế này không thể lập trình lại. Các bit từ D00 đến D03 và từ D10 đến D13 là đặc điểm nhận dạng của khách hàng (Customer Identification). 64 bits này được xuất ra liên tiếp để điều khiển bộ điều chế. Khi chuỗi 64 bits được xuất ra thì thứ tự lại lặp lại cho đến khi hết năng lượng.
Hình 2- Phân chia 64 bits trong bộ nhớ của EM4102
o Khối mã hóa dữ liệu (Data Encoder): lựa chọn phương thức mã hóa Manchester. Đây là phương thức luôn có một sự chuyển đổi từ ON sang OFF hoặc từ OFF sang ON ở giữa chu kỳ bit tại thời điểm chuyển đổi từ bit logic 1 sang bit logic 0 hoặc từ bit logic 0 sang bit logic 1. Giá trị ở mức cao của chuỗi dữ liệu thể hiện trạng thái OFF, mức thấp của dữ liệu thể hiện trạng thái ON.
Hình 2- Mã hóa dữ liệu dạng mã Manchester
2.1.1.2. Các tag loại EM4102 sử dụng
Hệ thống RFID sử dụng 3 loại tag có gắn chip EM4102 để thử nghiệm với anten đầu đọc.
• Glass tube tag ID-102:
o Hãng sản xuất: AEG ID của CH Đức o Loại tag: Read-Only
o Phương thức điều chế dữ liệu: ASK, PSK o Tần số hoạt động: 125 kHz
o Bộ nhớ : 64 bits o Sử dụng IC: EM4102 o Vật liệu: ống thủy tinh o Trọng lượng: 0,1g (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
o Chiều dài: 13,5 mm o Đường kính: 3,15 mm
o Ứng dụng: dùng trong môi trường công nghiệp đòi hỏi kích thức bé, phạm vi đọc trung bình như nhận dạng các thùng hàng, xe cộ, các đồ vật có giá trị …
• Disc Patch Tag – Direct Bonding :
o Hãng sản xuất: SAG của Đài Loan o Loại tag: Read-Only
o Phương thức điều chế dữ liệu: ASK, PSK o Tần số hoạt động: 125 kHz
o Bộ nhớ : 64 bits o Sử dụng IC: EM4102 o Vật liệu: nhựa PET o Trọng lượng: 0,4 g
o Độ dày: 1,1 mm o Đường kính: 25mm
o Ứng dụng: vé của các phương tiện giao thông công cộng; điều khiển truy nhập, giám sát; tự động hóa xí nghiệp …
• Proximity Card – ISO Card:
o Hãng sản xuất: SAG của Đài Loan o Loại tag: Read-Only
o Tần số hoạt động: 125 kHz o Bộ nhớ : 64 bits
o Sử dụng IC: EM4102 o Vật liệu: nhựa PET/PVC o Trọng lượng: 6 g
o Kích thước: L 85.6 x W 54 x T 0.76 mm
o Phương thức điều chế dữ liệu: ASK, PSK
o Ứng dụng: vé của các phương tiện giao thông công cộng; điều khiển truy nhập, giám sát; thẻ sinh viên; thương mại điện tử …