3.3.1 Thiết kế phần mềm cho đầu đọc RFID 13,56 MHz
Chương trình thiết kế cho đầu đọc RFID 13,56 MHz là chương trình viết cho Vi điều khiển AT89S52 thực hiện chức năng đọc thông tin của thẻ Tag Mifare theo chuẩn ISO/IEC 14443 khi có yêu cầu từ máy tính, sau đó gửi thông tin của thẻ Tag lên máy tính thông qua chuyển đổi UART/USB.
Lưu đồ thuật toán của chương trình
Hình 3.5 Lưu đồ thuật toán của đầu đọc RFID 13,56 MHz
NO
NO YES
Lê Công Cường 58
3.3.2 Thiết kế phần mềm quản lý trên máy tính
Vì hệ thống chỉ có tính chất phục vụ cho việc kiểm chứng đề tài (khả năng hoạt động của Ăng-ten thiết kế) do vậy phần mềm quản lý trên máy tính được thiết kế với chức năng cơ bản là yêu vầu đọc và hiện thị Tag ID của thẻ Tag. Giao diện của phần mềm được thể hiện ở Hình 3.6
Hình 3.6 Giao diện phần mềm quản lý
Phần mềm được lập trình chạy trên môi trường Windows .NET với ngôn ngữ lập trình là Visual C#.
Giao diện phần mềm gồm 2 phần: Phần các phím chức năng và Phần thông tin thẻ Tag
Phần các phím chức năng bao gồm các phím:
o Connect: Có chức năng tựđộng kiểm tra và kết nối với đầu đọc RFID 13,56 MHz khi đầu đọc này kết nối với máy tính qua cổng USB. o Read: Có chức năng phát lệnh yêu cầu đọc thông tin Tag ID của thẻ
Tag đến đầu đọc RFID 13,56 MHz
o Loop: Có chức năng liên tục phát lệnh yêu cầu đọc thông tin Tag ID của thẻ Tag đến đầu đọc RFID 13,56 MHz
Lê Công Cường 59
o Stop: Có chức năng dừng quá trình phát lệnh yêu cầu đọc thông tin Tag ID của thẻ Tag đến đầu đọc RFID 13,56 MHz
Phần thông tin thẻ Tag thể hiện các thông tin cảnh báo như: Không tìm thấy đầu đọc RFID 13,56 MHz, không kết nối được với đầu đọc RFID 13,56 MHz, không nhận thấy thẻ Tag. Ngoài ra phần này thể hiện thông tin Tag ID mà đầu đọc RFID 13,56 MHz đọc được và gửi lên máy tính.
Lê Công Cường 60
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 4.1 Kết quảđạt được
Qua nội dung mà luận văn đã trình bày từ các phần trước, có thể tóm lược lại các kết quảđã đạt được như sau:
¾ Luận văn đã nghiên cứu về lý thuyết ăng-ten cơ bản từ đó lựa chọn được kiểu ăng-ten phù hợp cho đầu đọc RFID tần số 13.56MHz.
¾ Sử dụng các phần mềm, công cụ để thiết kế, mô phỏng và tính toán các thông số của ăng-ten của đầu đọc RFID tần số 13.56MHz.
¾ Đã tính toán, xây dựng hoàn chỉnh các mạch ghép nối với ăng-ten để đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật đặt ra.
¾ Đã thiết kế thành công ăng-ten, cho đầu đọc RFID với khoảng cách giao tiếp được với thẻ Tag là 70mm.
¾ Xây dựng thành công chương trình cho Vi điều khiển, cho phép Vi điều khiển giao tiếp được vơi IC Reader MFRC531.
¾ Xây dựng thành công phần mềm trên máy tính, cho phép giao tiếp với đầu đọc RFID đọc và ghi thông tin vào thẻ Tag.
4.2 Bàn luận
Các đánh giá về kết quảđạt được như sau:
¾ Khoảng cách giao tiếp giữa đầu đọc RFID và thẻ Tag chỉ đạt được 70mm trong khi khoảng cách tối đa mà nhà sản xuất đưa ra là 100mm, là do một số nguyên nhân sau:
- Trên thực tế không có các linh kiện R,L,C với thông số đúng bằng các thồng số tính toán được, do vậy việc sử dụng các linh kiện gần đúng sẽ làm giảm chất lượng của ăng-ten
- Việc tính toán các thông số của ăng-ten dựa trên phần mềm do không có thiết bị đo chuyên dụng cũng gây ra sai số, vì vật liệu và môi trường làm việc của ăng-ten trong thực tế có sai khác với điều kiện mô phỏng
Lê Công Cường 61
¾ Việc thiết kế ăng-ten trong điều kiện không có thiết bị đo chuyên dụng, và không có sẵn đầu đọc RFID là một điều rất không thuận lợi, vì ngay việc thiết kế đầu đọc RFID, xây dựng chương trình giao tiếp cho Vi điều khiển với IC Reader MFRC531 cũng đã mất nhiều công sức.
¾ Với kêt quả là kết quả mô phỏng đúng, khoảng cách giao tiếp giữa đầu đọc RFID với thẻ Tag là 70mm đã chứng tỏ các tính toán cho ăng-ten là đúng.
¾ Qua luận văn, không chỉ thể hiện nắm được việc thiết kếăng-ten cho đầu đọc RFID 13,56 MHz mà còn nắm được việc xây dựng một ứng dụng công nghệ RFID hoàn chỉnh từ phần cứng đến phần mềm.
¾ Việc thiết kếăng-ten cho đầu đọc RFID còn phụ thuộc vào việc lựa chọn IC RFID Reader.
Lê Công Cường 62
KẾT LUẬN
Tác giả đã nghiên cứu, thiết kế mô phỏng và chế tạo thành công ăng-ten cho đầu đọc RFID ở tần số 13,56 MHz. Ngoài ra tác giả đã làm chủ hoàn toàn công nghệ thiết kế một hệ thống ứng RFID 13,56 MHz bao gồm cả phần cứng và phần mềm. Tuy nhiên do thực hiện trong điều kiện thiếu các thiết bị đo chuyên dụng nên chất lượng hoạt động của ăng-ten chưa đạt hiệu suất cao nhất.
Lê Công Cường 63
TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT
[1] Phan Anh, Lý thuyết và kỹ thuật anten, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2007 [2] Thái Hồng Nhị, Trường điện từ truyền sóng và anten, NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội,
TÀI LIỆU TIẾNG ANH
[3] Fatih Eken, RFID Receiver Antenna Project for 13.56 Mhz Band,
Telecommunication Program in Faculty of Engineering and Natural Sciences Sabancı University, İstanbul, 2004
[4] Constantine A. Balanis, Antenna theory analysis and design 2nd , John Wiley & Son, INC.
[5] Glenn S. Smith, Loop Antennas, Georgia Institute of Technology.
[6] Hiroaki Kogure, Yoshie Kogure, James C. Rautio, Introduction to Antenna Analysis Using EM Simulators, Georgia Institute of Technology.Artech House
[7] Jagdish. M. Rathod, Navdeep Singh, Sarabjeet Singh, Y.P.Kosta, Design & Development low cost RFID antenna, Journal of Theoretical and Applied Information Technology, 2009
[8] Jeremy Landt, The history of RFID. IEEE POTENTIALS, 2005
[9] Marco Zennaro, Carlo Fonda, Radio Laboratory Handbook, School On Digital Radio Communications for Research and Training in Developing Countries, 2004
10] Ming-Tao Zhang , Yong-Chang Jiao, Fu-Shun Zhang and Wu-Tu Wang,
Design of Antennas for RFID Application, National Laboratory of Antennas and Microwave Technology, Xidian University, 2008
[11] Nemai Chandra Karmakar,Handbook of Smart Antennas for RFID Systems.
John Wiley & Son, INC. 2010
[12] NXP Semiconductors, MFRC531 datasheet. NXP, 2010
[13] Philips Semiconductors, 13.56 MHz RFID Proximity Antennas, Georgia Institute of Technology. Philips, 2002
Lê Công Cường 64
[14] Sefa Kalayci, Design of a radio frequency identification (RFID) antenna, Middle East Technical University, 2009
[15] Sophocles J. Orfanidis , Electromagnetic Waves and Antennas.Rutgers University ,2008
[16] Wei Liu and Ming Mao Wong, 3D RFID Simulation and Design - Factory Automation, Singapore Institute of Manufacturing Technology, 2009