L ời cảm ơn
2.2.Xu hướng tích hợp chức năng cảm biến trên thẻ nhận dạng
Trước đây, công nghệ RFID và mạng cảm biến không dây (WSN) luôn được xem là hai công nghệ riêng biệt. Hệ thống RFID chủ yếu được sử dụng để xác định các đối tượng hoặc theo dõi vị trí của chúng bằng các nhãn thông minh được dán lên bề mặt đối tượng. Mặt khác, WSN (xem Hình 2.2) là một mạng lưới các thiết bị nhỏ, chi phí thấp và hiệu quả, có thể kết hợp với nhau để thu thập và cung cấp thông tin về điều kiện môi trường như nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, áp suất, độ rung, và âm thanh [13]. WSN cung cấp giải pháp giám sát hiệu quả trong điều khiển công nghiệp, giám sát biên giới, giám sát môi trường, quân sự, các ứng dụng gia đình và y tế.
Hình 2.2. Trạm thu thập dữ liệu vềmôi trường không khí và đất ứng dụng WSN [13]. Sự phát triển của RFID và WSN đã diễn ra nhanh chóng có nhiều ứng dụng rộng rãi trong thực tiễn, mặc dù theo hai hướng khác nhau. Tuy nhiên, có rất nhiều ứng dụng, trong đó việc nhận dạng và xác định vị trí của một đối tượng là chưa đầy đủ. Một số thông tin cần thiết khác như điều kiện môi trường hay tình trạng của đối tượng cũng rất quan trọng. Mặc dù các mạng cảm biến có thể được sử dụng tốt trong việc giám sát môi trường, nhưng danh tính và vị trí của các đối tượng vẫn là một ẩn số. Giải pháp tối ưu trong trường hợp này chính là sự kết hợp của cả hai công nghệ RFID và WSN bởi vì chúng sẽ bổ sung cho nhau một cách hiệu quả trong nhiều ứng dụng.
Vì vậy, bên cạnh những ứng dụng truyền thống được nêu ra ở Phần 1.1, ngày nay người ta có mối quan tâm đặc biệt đến các thẻ nhận dạng thông minh phát triển theo hướng tích hợp khả năng cảm biến và có thể lưu trữ các thông tin liên quan đến cả việc định danh và các thông số đo của môi trường xung quanh [14, 15]. Khả năng tích hợp này có thể được thực hiện trên cả 3 loại thẻ bao gồm thẻ thụ động, thẻ bán thụ động và thẻ tích cực. Tuy nhiên, có một yêu cầu tiên quyết là những cảm biến này phải được chế tạo trên nền vật liệu silicon. Bởi vì chỉ loại vật liệu này mới có thể đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất hoạt động của hầu hết các ứng dụng mới.
Hình 2.3. Sự phát triển của chứng thực bằng tần số radio [16].
Một thẻ RFID tích hợp cảm biến thông thường có sơ đồ cấu tạo bao gồm các thành phần chính như ăng-ten, nguồn hoạt động, bộ điều chế và giải điều chế tín hiệu, vi điều khiển và cảm biến (xem Hình 2.4).
Việc chứng thực kèm theo giám sát nhiệt độ, ánh sáng và độ ẩm trong quá trình vận chuyển, ví dụ như phụ tùng ô tô, hóa chất, động cơ máy bay, vật tư y tế v.v… là một trong những ứng dụng quan trọng có thể được giải quyết bằng cách sử dụng các thẻ như thế này. Tuy nhiên, thị trường thương mại các thẻ RFID tích hợp cảm biến hiện nay chỉ mới bắt đầu và còn khá yếu với một số ít nhà sản xuất đóng vai trò tiên phong trong lĩnh vực này. Tuy nhiên, tính hiệu quả và khả năng ứng dụng phổ biến loại thẻ này vào thực tiễn đời sống và sản xuất trong tương lai gần là hoàn toàn khả thi. Bảng 2.3 liệt kê một số sản phẩm điển hình đang có trên thị trường.
Bảng 2.3. Đặc điểm và ứng dụng của một số thẻ RFID thương mại được tính hợp tính năng cảm biến. Thẻ Cảm biến Nguồn hoạt động Tiêu chuẩn Ứng dụng Infratab – Freshtime Tag (Bán thụ động UHF) [17]
Nhiệt độ Pin, thời gian sử dụng từ 1 - 3 năm.
ISO 18000-6B ISO 18000-6C (Gen 2)
Theo dõi nhiệt độ của những mặt hàng dễ hỏng và đưa ra cảnh báo. Savi – Sensor Tag (Tích cực, tần số 433 MHz) [18] Nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng và độ sốc
Pin, thời gian sử dụng khoảng 4 năm.
ISO 18000-7 Dán trên bề mặt kim loại. Đo các thông số của container kim loại trong quá trình vận chuyển và lưu trữ, đồng thời đưa ra cảnh báo trong thời gian thực.
Microstrain – EmbedSense
(Thụ động, tần số 125 KHz) [19]
Nhiệt độ Không có --- Thiết kế dành cho các máy quay, cấu trúc thông minh hoặc thiết bị y tế. Thẻ có thể hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt khi nhiệt độ lên đến 150 oC, lực ly tâm 60.000 g.