RFID có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực của đời sống, giúp cho việc giám sát, quản lý trở nên dễ dàng hơn.
1.6.1. RFID trong việc xử phạt
Với thế mạnh trong việc quản lý dây chuyền, RFID đƣợc đƣa vào sử dụng trong việc xử phạt và an ninh quốc gia. Các ứng dụng bao gồm kiểm tra thiết bị, kiểm tra bằng chứng, hộ chiếu, visa, kiểm soát nhân viên trong các tòa nhà hay văn phòng.
Công nghệ RFID tạo điều kiện xử phạt dễ dàng, thay thế các nhiệm vụ thƣờng lệ đòi hỏi nhiều thời gian bằng các nhiệm vụ điện tử đƣợc thực thi tự động với chi phí thấp và đem lại nhiều hiệu quả hơn. Việc sử dụng hệ thống RFID làm tăng an ninh, giảm áp lực và tạo ra môi trƣờng an toàn cho bộ phận nhân viên.
1.6.2. RFID trong an ninh quốc gia
Bộ an ninh nội địa Hoa Kỳ sử dụng công nghệ RFID cho việc cải tiến an ninh ở vùng biên giới và cửa khẩu. RFID dùng để xác định vị trí, theo dõi và xác thực việc đi lại của những ngƣời vào/ra biên giới nƣớc Mỹ. Nó dùng kỹ
Cao Văn Đức – KTVT –K 52
thuật nhận dạng bằng đặc điểm sinh học để xác minh, nhận dạng khách nƣớc ngoài ở các cảng và sân bay, một ngón tay trỏ của khách đƣợc quét để lấy dấu vân tay và một ảnh kỹ thuật số đƣợc chụp. Các hình ảnh thu đƣợc dùng để xác thực tài liệu thông hành của khách, đƣợc lƣu lại và đối chiếu với danh sách các phần tử khủng bố. Mỗi du khách có một thẻ với số ID duy nhất và nó đƣợc liên kết với dấu vân tay của họ, hình ảnh số và các thông tin cá nhân khác đƣợc lƣu trong cơ sở dữ liệu an ninh quốc gia. Các thẻ thụ động RO sẽ đƣợc sử dụng để không thể thay đổi thông tin đã ghi trên nó, thông tin cá nhân không đƣợc lƣu trên thẻ.
Công nghệ RFID giúp cải thiện khả năng của hải quan Mỹ và nhân viên bảo vệ biên giới để quản lý sự vào/ra ở biên giới một cách nhanh chóng, chính xác và đáng tin cậy. Thẻ cho phép tự động ghi lại việc vào/ra của khách, xe cộ và có thể giúp nhân viên biên giới kiểm tra nhanh lƣợng thời gian khách đƣợc ở lại Mỹ và visa của họ có quá thời hạn hay không.
1.6.3. RFID trong hệ thống bưu chính viễn thông
Xét về số lƣợng hàng hoá, bƣu phẩm, bƣu kiện đƣợc vận chuyển cũng nhƣ đƣợc thu gom, chia chọn và lƣu chuyển giữa các trung tâm chia chọn rồi phát đến ngƣời nhận thì dịch vụ bƣu chính là một trong những dịch vụ logistics lớn nhất thế giới. Các quá trình này cần đƣợc thực hiện với tốc độ nhanh, có chất lƣợng cao, giá cả hợp lý, vì thế đòi hỏi kỹ thuật tự động hóa tối ƣu. Ngoài bƣu gửi, các thùng hàng (container) cũng là đối tƣợng quản lý của logistics bƣu chính. Việc nhận dạng tự động các đối tƣợng này có ý nghĩa quan trọng cho quá trình nâng cao chất lƣợng.
Công nghệ RFID đƣợc đƣa vào công tác quản lý, theo dõi việc lƣu chuyển các thùng hàng, kiểm tra tính toàn vẹn cũng nhƣ địa chỉ chính xác của hàng gửi, theo dõi các xe tải chở hàng tại các nhà xƣởng sản xuất của đơn vị.
Cao Văn Đức – KTVT –K 52
Do chi phí đắt đỏ của các con chíp, ứng dụng RFID mới chỉ tập trung vào bƣu kiện và xe tải. Với ứng dụng này, các con chíp đƣợc sử dụng nhiều lần. Công nghệ UHF với các con chíp thụ động có phạm vi đọc đến 10m và tốc độ đọc ổn định đã đƣợc áp dụng cho tự động hóa bƣu chính.
Hiện nay, công nghệ RFID đã đƣợc ứng dụng khá rộng rãi trong sản xuất bƣu chính, cụ thể là trong các lĩnh vực:
- Thu nhận thông tin bƣu phẩm cá nhân trong các hệ thống chia chọn; - Các cổng giám sát RFID ghi lại thông tin bƣu gửi do các con chip
RFID truyền về;
- Định vị RFID sử dụng kỹ thuật định vị chủ động RTLS; - Thu nhận thông tin bằng đầu đọc RFID di động;
- Quản lý tài sản; - Quản lý bến bãi;
- Quản lý hàng đến và đi; - Theo dõi các bƣu phẩm;
1.6.4. RFID trong quản lý thư viện
Tất cả các sách báo trong thƣ viện sẽ đƣợc gắn chíp RFID cho từng quyển. Tại khu vực làm thủ tục mƣợn/trả sách đều đƣợc gắn đầu đọc thẻ để nhân viên dễ dàng ghi lại thông tin vào thẻ cho sách báo và kiểm tra tình trạng mƣợn của chúng. Ngoài ra còn có một thiết bị đọc thẻ cầm tay để có thể tìm kiếm và kiểm tra thông tin về sách báo trong thƣ viện.
Việc ứng dụng công nghệ RFID đã làm giảm chi phí về mặt quản lý nhân sự cũng nhƣ tạo sự thuận tiện trong việc quản lý và tìm kiếm sách báo.
Cao Văn Đức – KTVT –K 52
1.6.5. RFID trong quản lý bán hàng
Các dây chuyền đƣợc ứng dụng công nghệ RFID, giúp tăng lƣợt vận chuyển, giảm bớt việc lao động chân tay và sự thất thoát hàng hóa. Các reader đƣợc đặt lúc chất hàng ở cửa bến tàu để phát hiện thẻ trên hàng hóa. Đầu đọc gửi một lệnh đến thẻ để thẻ phát các số ID nhận dạng của mình, reader thu thập thông tin này và chuyển đến máy tính.
Công nghệ RFID giúp các nhà bán lẻ đơn giản hóa việc kiểm kê hàng hóa và hạn chế việc mất mát trong quá trình bán hàng. Nó không chỉ đem lại hiệu quả kinh tế cho các doanh nghiệp, mà ngƣời tiêu dùng sẽ có thêm nhiều sự lựa chọn và giá cả thấp hơn, việc thanh toán khi mua sắm cũng đƣợc thuận lợi hơn.
Các thông tin về sản phẩm nhƣ tên, kích thƣớc, màu sắc… đƣợc nhà cung cấp ghi trên thẻ RFID và đặt cùng sản phẩm. Các thẻ RFID ít bị hỏng do di chuyển, thời tiết hay các tác nhân khác, dữ liệu đƣợc bảo đảm an toàn cho đến khi đƣợc ghi lại bằng các thiết bị chuyên dụng.
1.6.6. RFID trong nhận dạng động vật
Các chíp RFID đƣợc cấy ghép cho động vật để giúp nhận dạng chúng. RFID đang đƣợc ứng dụng trong nền công nghiệp chăn nuôi gia súc với hy vọng có thể giúp phát hiện ra các mầm mống bệnh tật, ví dụ nhƣ bệnh bò điên. Việc cấy các chíp RFID có chứa thông tin về tiền sử bệnh tật của gia súc không chỉ giúp chúng đƣợc chăm sóc khỏe mạnh mà còn cần thiết trong việc tự động hóa quản lý trong chăn nuôi.
1.6.7. RFID cấy ghép vào cơ thể người (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các chip RFID cấy vào mô đƣợc thiết kế để quản lý động vật hiện đang đƣợc sử dụng cho con ngƣời. Ở Tây Ban Nha và Hà Lan, ngƣời ta sử dụng
Cao Văn Đức – KTVT –K 52
một con chíp cấy mô để nhận dạng khách hàng VIP, những vị khách này sử dụng chíp đó để thanh toán hóa đơn trong nhà hàng. Một số văn phòng làm việc đã cấy chíp RFID vào nhân viên của mình để giám sát việc truy nhập cơ sở dữ liệu mật.
1.6.8. RFID trong giao thông
Ở Anh, các hệ thống trả trƣớc cho các dịch vụ giao thông công cộng ra đời nhờ sử dụng công nghệ RFID. Thiết kế này đƣợc nhúng trong một thẻ tín dụng (giấy thông hành) và khi đƣợc quét nó sẽ cho biết việc thông hành có hợp lệ hay không và thời gian thông hành còn lại bao lâu.
Thẻ RFID đƣợc sử dụng trong thu phí giao thông điện tử theo mô hình dừng hoặc không dừng. Phƣơng tiện đi qua trạm thu phí đƣợc xác định số ID của thẻ RFID để tính phí. Tại dự án đƣờng cao tốc Cầu Giẽ – Ninh Bình, công nghệ thẻ RFID với tiêu chuẩn ISO 18000-6C đã đƣợc áp dụng triển khai cho hệ thống thu phí điện tử. Ƣu điểm của công nghệ này là có giá thành thiết bị (thẻ) rẻ và dễ dàng triển khai trên số lƣợng lớn phƣơng tiện.
Quản lý giám sát hành trình vận chuyển của các toa xe hoặc container có gắn thẻ RFID. Hiện tại, hệ thống quản lý toa xe đang đƣợc triển khai áp dụng thử nghiệm tại Tổng Công ty Đƣờng sắt Việt Nam đem lại các lợi ích:
Tự động nhận biết số hiệu toa xe tại các điểm kiểm tra trên mạng đƣờng sắt Việt Nam khi đoàn tàu chạy qua;
Quản lý đƣợc các thông tin về sự điều chuyển của từng toa xe, nơi đi, nơi đến, thời gian đi qua… Nếu tại điểm kiểm tra số hiệu toa xe đƣợc gắn kết hợp với các thiết bị cân, xác định nhiệt độ trục xe thì các thông tin này cũng đƣợc cập nhật cùng với số hiệu toa xe;
Truyền các thông tin trên trong thời gian thực về máy chủ cơ sở dữ liệu của Tổng Công ty Đƣờng sắt Việt Nam và cung cấp cho các đơn
Cao Văn Đức – KTVT –K 52
vị quản lý khai thác thông tin nhằm nhiệm vụ quản lý và theo dõi điều hành chạy tàu;
Tiết kiệm hàng tỷ đồng mỗi năm riêng tiền phạt lƣu xe quá cảnh quá hạn.
Quản lý vào/ra bến của các phƣơng tiện vận tải đƣợc gắn thẻ RFID. Tại Hà Nội đang triển khai dự án thí điểm kiểm soát xe buýt vào/ra các bến bằng thẻ RFID. Cụ thể, tại điểm trung chuyển Long Biên gồm 2 tuyến bến cho các xe đi về 2 hƣớng của đƣờng Yên Phụ, sẽ lắp đặt 2 điểm chốt trên 2 điểm đầu mái nhà chờ để đọc các xe đi vào bến xe buýt. Các sự kiện đọc thẻ khi xe qua chốt đƣợc ghi vào hộp đen và gửi về trung tâm điều hành để giám sát. [2]
1.7. Ƣu, nhƣợc điểm của hệ thống RFID
1.7.1. Ưu điểm
Hệ thống RFID mang lại những tiện ích nhƣ sau:
- Không phụ thuộc vào con ngƣời, các hoạt động đều đƣợc tự động; - Phạm vi hoạt động lớn, có thể đến vài chục mét;
- Vật có thể chuyển động nhƣng vẫn có thể xác định đƣợc vật và thực hiện đọc/ghi lên thẻ nếu nó mang thẻ RFID;
- Có thể đọc/ghi không cần tiếp xúc, trong hộp kín (trừ kim loại) và cho cả vật thể đang chuyển động với vận tốc hàng trăm km/h;
- Có thể chèn thêm hoặc xóa thông tin và ghi thông tin mới; - Có thể sử dụng ở nhiều vị trí và môi trƣờng khác nhau;
- Thẻ đƣợc nhận dạng không cần trong tầm nhìn thẳng, không cần định hƣớng tia chiếu;
- Có thể chống làm giả, chịu đƣợc bụi bẩn và sử dụng trong môi trƣờng có nhiệt độ cao;
Cao Văn Đức – KTVT –K 52
- Kết hợp tốt với các phần mềm ở đầu cuối với sự cung cấp đảm bảo thời gian thực;
- An toàn, chính xác và độ tin cậy cao, nhiều thẻ RFID có thể đƣợc đọc hoặc ghi cùng một lúc;
- Thẻ RFID có thể bao gồm chức năng chống trộm.
1.7.2. Nhược điểm
Bên cạnh những ƣu điểm vƣợt trội, hệ thống RFID cũng có các nhƣợc điểm nhƣ sau:
- Giá cao: đây là nhƣợc điểm chính của công nghệ RFID. Tuy nhiên, với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, vấn đề này đang dần đƣợc khắc phục; (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Dễ bị ảnh hƣởng bởi các vật chắn bằng kim loại; - Đụng độ thẻ, đụng độ đầu đọc;
- Chƣa có chuẩn RFID thống nhất;
Cao Văn Đức – KTVT –K 52
1.8. Kết luận chƣơng
Chƣơng này đã cho ta cái nhìn tổng quan nhất về lịch sử hình thành và khái niệm cơ bản về công nghệ RFID, thấy đƣợc những ƣu điểm vƣợt trội của RFID so với các công nghệ nhận dạng khác. Đồng thời, với việc đƣa ra cấu trúc của một hệ thống RFID điển hình trong chƣơng này đã cho ta cái nhìn tổng quan về hệ thống RFID.
Để thấy đƣợc những thành phần cũng nhƣ các kỹ thuật đƣợc sử dụng trong công nghệ RFID thì ta sẽ đi tìm hiểu ở chƣơng sau.
Cao Văn Đức – KTVT –K 52
CHƢƠNG 2. CÔNG NGHỆ RFID
Từ cái nhìn tổng quan về hệ thống RFID giới thiệu ở chƣơng 1, chƣơng này sẽ trình bày cụ thể về các thành phần cơ bản của hệ thống RFID và các kỹ thuật đƣợc sử dụng trong công nghệ RFID.
2.1. Thẻ RFID
Thẻ RFID mang dữ liệu gắn lên sản phẩm có hình dạng và kích thƣớc khác nhau đƣợc đặt trong môi trƣờng làm việc khác nhau. Thẻ RFID có những hình dạng nhƣ sau:
- Thẻ hình cúc áo hoặc đĩa làm bằng PVC, nhựa và thƣờng có một lỗ ở giữa để móc, thẻ này bền và có thể sử dụng lại;
- Thẻ RFID có hình dạng nhƣ thẻ tín dụng, còn đƣợc gọi là thẻ thông minh không tiếp xúc;
- Thẻ nhỏ gắn vào các sản phẩm nhƣ quần áo, đồng hồ, đồ trang sức… những thẻ này có hình dạng chìa khóa và chuỗi khóa;
- Thẻ trong hộp thủy tinh có thể hoạt động trong các môi trƣờng ăn mòn hoặc trong chất lỏng.
Cao Văn Đức – KTVT –K 52
Hình 2.1. Các kiểu hình dạng và kích thước của thẻ RFID.
Các thẻ RFID có thể đƣợc phân loại theo 2 phƣơng pháp: - Dựa vào phƣơng thức cấp nguồn cho thẻ:
Thẻ thụ động
Thẻ tích cực
Thẻ bán tích cực
- Dựa trên khả năng hỗ trợ ghi chép dữ liệu trên thẻ:
Thẻ chỉ đọc RO
Thẻ ghi một lần – đọc nhiều lần WORM
Thẻ đọc – ghi RW
Ngoài ra còn một số loại thẻ khác nhƣ thẻ SAW, thẻ non-RFID, thẻ EAS… [3]
Cao Văn Đức – KTVT –K 52
2.1.1. Thẻ thụ động
Thẻ thụ động không có nguồn bên trong, nó sử dụng nguồn nhận đƣợc từ các reader để hoạt động và truyền dữ liệu đƣợc lƣu trữ trong nó cho reader. Thẻ thụ động có cấu trúc đơn giản, có thời gian sống dài và thƣờng có sức chịu đựng với môi trƣờng khắc nghiệt. Một số thẻ có thể chịu đƣợc các hóa chất ăn mòn nhƣ axit, nhiệt độ lên tới > 200oC.
Đối với loại thẻ này, khi thẻ và reader truyền thông với nhau thì reader luôn truyền trƣớc rồi mới đến thẻ. Nên bắt buộc phải có reader thì thẻ mới có thể truyền dữ liệu cho nó. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thẻ thụ động nhỏ hơn thẻ tích cực và bán tích cực. Nó có thể đƣợc đọc dữ liệu trong khoảng 9m.
Thẻ thụ động cũng rẻ hơn thẻ tích cực và bán tích cực. Thẻ thông minh là một loại thẻ RFID thụ động, nó đƣợc sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau, dữ liệu trên thẻ đƣợc đọc khi nó ở gần reader. Thẻ này không cần tiếp xúc trực tiếp với reader trong quá trình đọc.
Thẻ thụ động bao gồm các thành phần chính sau: - Vi mạch (microchip)
Cao Văn Đức – KTVT –K 52
Hình 2.2. Các thành phần của thẻ thụ động.
a) Vi mạch
Cao Văn Đức – KTVT –K 52 Trong đó:
Bộ chỉnh lƣu (Power Control/Rectifier): chuyển nguồn AC từ tín hiệu
anten của reader thành nguồn DC. Nó cung cấp nguồn đến các thành phần khác của vi mạch.
Bộ tách xung (Clock Extractor): tách tín hiệu xung từ tín hiệu anten của reader.
Bộ điều chế (Modulator): điều chỉnh tín hiệu nhận đƣợc từ reader. Thông tin trả lời của thẻ đƣợc gắn trong tín hiệu đã điều chế, sau đó nó đƣợc truyền trở lại reader.
Khối logic (Logic Unit): chịu trách nhiệm cung cấp giao thức truyền giữa thẻ và reader.
Bộ nhớ (Memory): đƣợc dùng để lƣu trữ dữ liệu. Bộ nhớ này thƣờng đƣợc phân đoạn. Bộ nhớ của thẻ có thể đƣợc lƣu giữ nhiều loại dữ liệu khác nhau nhƣ dữ liệu nhận dạng đối tƣợng đƣợc gắn thẻ, các bit kiểm tra độ chính xác của dữ liệu đƣợc truyền… Sự tiến bộ của kỹ thuật cho phép chế tạo ra các loại vi mạch có kích thƣớc cực nhỏ. Tuy nhiên, kích thƣớc của thẻ không đƣợc xác định bởi kích thƣớc của vi mạch gắn vào nó mà bởi chiều dài anten của nó.
b) Anten
Anten của thẻ đƣợc dùng để lấy năng lƣợng từ tín hiệu của reader để