RFID (Radio Frequency Identification, nhận dạng bằng sóng vô tuyến) là một phương pháp nhận dạng tự động dựa trên việc lưu trữ dữ liệu từ xa, sử dụng thiết bị thẻ RFID và một đầu đọc RFID.
Thẻ RFID có thể thay thế cho các thẻ tiếp xúc / thẻ mã vạch. Thay vì phải đưa thiết bị vào sát mã vạch để quét, RFID cho phép thông tin có thể được truyền qua những khoảng cách nhỏ mà không cần một tiếp xúc vật lý nào cả. Thẻ RFID được sử dụng không chỉ trong việc thu phí mà còn trong rất nhiều lĩnh vực như: quản lý nhân sự, quản lý hàng hóa vào/ra siêu thị, nhà kho, ... theo dõi động vật, làm thẻ hộ chiếu
… Công nghệ RFID được bắt đầu đề cập tới từ khi lâu từ những năm thế chiến II khi Không quân hoàng gia Anh - British Royal Air Force (RAF) sử dụng để nhận dạng phân biệt máy bay của RAF và máy bay Đức. Ngày nay nó được ứng dụng trong cuộc sống vì tính cạnh tranh với các khía cạnh hấp dẫn của RFID. Một hệ thống RFID tối thiểu gồm những thiết bị sau:
Thẻ RFID (RFID Tag, còn được gọi là transponder- Bộ Phát đáp) Là một thẻ gắn chíp + Anten. Có hai loại: RFID passive tag và active tag:
Passive tags (thẻ bị động): Không cần nguồn ngoài và nhận năng lượng từ thiết bị đọc. Khoảng cách đọc ngắn.
Active tags (thẻ chủ động): Được nuôi bằng pin, sử dụng với khoảng cách đọc lớn
Thẻ E-tag cấu tạo gồm một chip nhớ tích hợp và một ăng ten. Chip nhớ cho phép lưu trữ dữ liệu bao gồm mã sản xuất của thẻ E-tag và vùng nhớ động cho phép các thiết bị đọc thẻ E-tag (RFID reader) có thể truy cập và lấy dữ liệu từ vùng nhớ này. Ăng ten trong thẻ E-tag cho phép thẻ giao tiếp với các ăng ten của thiết bị đọc thẻ RFID reader.
Thẻ E-tag sử dụng trong công nghệ RFID cần đảm bảo các yêu cầu sau:
Là loại thẻ không cần dùng pin, có thể ghi xóa hơn 100 nghìn lần, thời gian hoạt động trên 10 năm;
Hoàn toàn đảm bảo chức năng thu phí không dừng;
Có khả năng chứa đủ thông tin của chủ phương tiện xe;
Đảm bảo tính năng bảo mật: chống giả mạo, sao chép dữ liệu trên thẻ. Mỗi thẻ E-tag là duy nhất. Người dùng không thể tự ý can thiệp vào các thông tin trên thẻ. Khi đăng ký dán thẻ E-tag, chủ phương tiện sẽ được thiết lập một tài khoản, thông tin tài khoản được ghi trong thẻ E-tag và CSDL của hệ thống thu phí để sử dụng cho việc thanh toán phí sử dụng đường bộ. Chủ phương tiện phải thực hiện việc nạp tiền vào tài khoản (thông qua các điểm phát hành thẻ hoặc các tài khoản ngân hàng liên kết), giá trị tiền nạp được ghi vào thẻ E-tag và lưu vào cơ sở dữ liệu của hệ
thống thu phí để thực hiện thanh toán phí tự động khi phương tiện lưu thông qua trạm thu phí.
Mỗi thẻ E-tag được liên kết với một tài khoản riêng, tài khoản này bao gồm thông tin về biển số xe và thông tin của chủ xe.
Thẻ E-tag đề xuất là loại thẻ bị động, tức là chỉ có khả năng lưu trữ thông tin. Các thông tin trên thẻ có thể được ghi/xóa bởi thiết bị chuyên dụng
Cảm biến (Reader hoặc sensor): Để đọc thông tin từ các thẻ, có thể đặt cố định hoặc lưu động.
Thiết bị đọc thẻ RFID còn gọi là RFID reader equipment. Là thiết bị đọc thẻ dạng chủ động - Active Reader Passive Tag (ARPT), có khả năng truyền tín hiệu sóng radio đến các thẻ E-tag và thu nhận các tín hiệu phản hồi từ các thẻ này. Cấu trúc của RFID reader bao gồm:
Một ăng ten tích hợp trên đầu đọc có nhiệm vụ gửi dữ liệu và các mệnh lệnh tới thẻ E-tag; Mỗi làn xe sẽ được trang bị 4 bộ đầu đầu tích hợp ăng-ten RFID để đảm bảo quá trình giao tiếp được ổn định và mở chính xác ba-ri-e cho mỗi xe qua làn, 2 bộ đầu làn xe và 2 bộ ở cuối làn xe (mỗi bộ chính kèm một bộ dự phòng). Đầu đọc tích hợp ăng-ten RFID được trang bị có đặc tính kỹ thuật như sau:
Phân cực: RHCP
Góc phát sóng: Ngang (H): 90°, Dọc (V): 90°
Kích thước: 216x216x25mm
Trọng lượng: 1.2kg
Một bộ thiết bị điều khiển đi kèm với phần mềm (middleware) nhằm xử lý các dữ liệu từ ăng ten và giúp kết nối giữa thiết bị đọc thẻ RFID reader với các ứng dụng khác (ví dụ computer). Phần mềm có nhiệm vụ gửi các lệnh điều khiển tới bộ phận đọc thẻ và nhận các dữ liệu của các thẻ E-tag từ bộ phận đọc thẻ.
Thiết bị đọc thẻ RFID tích hợp ăng-ten RFID, được bố trí trên giá long môn, được dùng để giao tiếp với thiết bị nhận dạng phương tiện gắn trên xe (thẻ RFID) thông qua các ăng-ten ở dải tần số sóng vô tuyến FCC: 902 - 928 MHz, India: 865 - 867 MHz
Khi có xe lưu thông vào làn, thiết bị này sẽ đọc được mã số nhận dạng của thẻ RFID gắn trên xe. Mã số thu được sẽ được truyền vào hệ thống để xác định tài khoản khách hàng trong cơ sở dữ liệu trung tâm, từ đó xác định phương tiện có được áp dụng quy trình thu phí không dừng để thanh toán phí hay phải áp dụng quy trình thu phí một dừng để qua trạm.
Hai thiết bị đọc thẻ RFID tích hợp ăng-ten RFID được đặt ở khu vực đầu làn xe. Ngoài ra, hệ thống còn sử dụng thêm hai thiết bị đọc thẻ RFID tích hợp ăng-ten thu phí tương ứng tại vị trí cabin thu phí và ba-ri-e tự động, thực hiện nhận dạng phương tiện đã xác thực trước đó để mở ba-ri-e chính xác cho phương tiện này.
Thiết bị đọc thẻ theo công nghệ RFID tích hợp với ăng-ten đáp ứng tiêu chuẩn ISO 18000-6C, có kích thước nhỏ gọn và được lắp trên giá long môn có độ cao phù hợp để không ảnh hưởng đến độ tĩnh không của làn xe. Đặc tính kỹ thuật chính của thiết bị đọc thẻ RFID như sau:
Dải tần số hoạt động: 902 - 928 MHz, dải tần số này có thể được cấu hình cho phù hợp với quy định hiện hành, công suất tối đa 2W.
Tiêu chuẩn đáp ứng: ISO18000-6C, ISO18000-6B, iPx (Supertag), ISO10374, and EASAlarm.
Thiết bị đảm bảo tuân theo quy định "Thiết bị nhận dạng vô tuyến điện hoạt động trong băng tần 920 ÷ 925 MHz phải sử dụng phương pháp điều chế trải phổ nhảy tần" trong Thông tư 03/2012/TT-BTTTT. Đầu đọc được cấu hình để sử dụng băng thông 128k-160k, tức là khoảng 16 kênh trên băng tần 920 ÷ 923 MHz hoặc 30 kênh trên băng tần 918 ÷ 923 MHz. Kỹ thuật trải phổ nhảy tần FHSS cho phép chống nhiễu tốt, vì vậy nhiều đầu đọc có thể hoạt động đồng thời trên cùng một vùng phủ sóng (dense reader mode). Mặt khác, mỗi đầu đọc đều có vùng phủ sóng riêng, tách biệt hoàn toàn với các đầu đọc khác. Antenna có góc mở 40 độ, treo ở độ cao 5m hướng xuống mặt đường, vùng phủ sóng mỗi chiều chỉ 3-4m, không có sự chồng lấn vùng phủ sóng giữa các antenna. Với thiết kế và cấu hình antenna như vậy thì can nhiễu giữa các đầu đọc sẽ không xảy ra.
Công suất RF: 10 - 30 dBm, 1 dBm steps;
Cổng kết nối: RS-232, Digital I/O, Ethernet LAN, 2 N-Type Female connectors for external antenna connection;
Nhiệt độ làm việc: từ -10°C tới +55°C;
Vỏ bảo vệ: Aluminum, IP67;
Anten: Là thiết bị liên kết giữa thẻ và thiết bị đọc. Thiết bị đọc phát xạ tín hiệu sóng để kích họat và truyền nhận với thẻ.
Server: Máy chủ để nhận, xử lý dữ liệu, phục vụ giám sát, thống kê, điều khiển,... Điểm nổi bật của RFID là công nghệ không sử dụng tia sáng như mã vạch, không tiếp xúc trực tiếp. Một vài loại thẻ có thể được đọc xuyên qua các môi trường, vật liệu như Bê tông, tuyết, sương mù, băng đá, sơn, và các điều kiện môi trường thách thức khác mà mã vạch và các công nghệ khác không thể phát huy hiệu quả. Thẻ RFID có thể đọc trong khoảng thời gian <10ms.