CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
4.2. Giải pháp và cơng nghệ
a. Các yêu cầu chung đối với thiết bị
Đầu vào là ảnh số, sau đĩ bản tin text đƣợc mã hĩa 5 bit, sinh khĩa ngẫu nhiên 6 bit, đánh dấu watermark. Đầu nhận sẽ thực hiện ngƣợc lại để giải mã và nhận bản tin text. Cĩ thể truyền thơng tin kỹ thuật số thu/phát một và hai chiều theo phƣơng thức truyền thơng khơng dây sĩng ngắn RF, tốc độ cao.
Bản tin truyền giữa các thiết bị liên lạc là dữ liệu số cĩ mã hĩa AES, đáp ứng theo thời gian thực.
Cĩ thể thiết lập mạng liên lạc đa kênh, giao thức truyền thơng RF cĩ độ bảo mật cao, khả năng chống nhiễu tốt, khoảng cách liên lạc từ 30 - 100m (cĩ che chắn) và tới 400m (tầm nhìn thẳng). Lập trình hoạt động tự động, hoặc thao tác bằng tay đơn giản, nhanh chĩng, thiết bị phải gọn nhẹ tiện lợi cho ngƣời sử dụng khi làm việc và di chuyển. Thiết bị cĩ độ tin cậy cao, chi phí thấp hơn so với nhập ngoại, tiêu thụ ít năng lƣợng và ứng dụng cơng nghệ hiện đại.
b. Giải pháp và lựa chọn cơng nghệ phần cứng và phần mềm
Các thiết bị thơng tin liên lạc khơng dây cĩ bảo mật cần thiết kế là Hệ thống thơng tin thu phát số, cĩ mã/giải mã, các chế độ hoạt động lập trình đƣợc một cách linh hoạt, phần mềm điều khiển thực hiện đa nhiệm và cĩ giao diện quen thuộc với trình độ ngƣời sử dụng. Do đĩ, nĩ hồn tồn phù hợp với các đặc trƣng cơ bản của hệ thống nhúng và việc ứng dụng hệ thống nhúng (Embedded System) để chế tạo thiết bị hồn tồn cĩ khả năng đáp ứng các yêu cầu đặt ra.
- Bộ xử lý trung tâm (CPU) của thiết bị là một máy tính nhúng mini, sử dụng hệ điều hành Window Embedded, phần mềm nhúng xử lý tín hiệu và điều khiển đƣợc lập trình bằng ngơn ngữ VisualC trên khối SDR.
- Kênh truyền dẫn dữ liệu số khơng dây liên lạc giữa các điểm trong nút mạng sử dụng kỹ thuật trải phổ với hệ thống sĩng mang nhảy tần FHSS. Với các ƣu điểm về tốc độ và băng thơng, tính bảo mật cao trong các khung truyền dữ liệu và khả năng chống nhiễu trong thơng tin trải phổ nhảy tần sẽ đảm bảo sự hoạt động ổn định, chính xác trong hệ thống thơng tin vơ tuyến giữa các thiết bị liên lạc.
- Băng tần số hoạt động đƣợc lựa chọn cho hệ thống là dải tần số 902 MHz – 928 MHz, tốc độ dữ liệu RF từ 1.200 đến 57.600bps số kênh làm việc FHSS là 7 hop với 25 tần số. Với yêu cầu về khoảng cách liên lạc, nên cĩ thể giới hạn mức điều khiển cơng suất thu/phát trong khoảng 1 – 100mW tùy theo đặc điểm liên lạc.
- Ứng dụng cơng nghệ SDR cĩ ƣu điểm là tốc độ lấy mẫu ADC/DAC cao (12 – 20Msa/s) để điều chế/giải điều chế tín hiệu với mục đích tăng khả năng làm việc thơng qua thay đổi tần số bằng phần mềm.
- Xây dựng phần mềm điều khiển là chức năng rất quan trọng nhằm thực hiện nhiệm vụ mã hĩa bản tin text theo thuật tốn mã hĩa khối 5 bit, sau đĩ tạo khĩa giả ngẫu nhiên (trong phần ứng dụng vào thiết bị hiện tại, luận án chỉ mới sử dụng dãy giả ngẫu nhiên 6 bit) và sau đĩ đƣa vào ảnh số đã đƣợc chọn từ đầu. Tiếp theo là quá trình chọn và đĩng dấu watermark lên ảnh trƣớc khi đƣa đến khối truyền dữ liệu. Ngồi ra, phần mềm cịn thực hiện mã hĩa dữ liệu theo chuẩn AES 128 bit trƣớc khi truyền tới mơ đun RF điều này làm tăng khả năng bảo mật thơng tin đáp ứng yêu cầu đặc thù hoạt động nghiệp vụ. Ngồi ra việc mã hĩa/giải mã tín hiệu trên đƣờng truyền theo tiêu chuẩn AES 128bit cũng đƣợc phần mềm thực hiện. Tồn bộ phần mềm đƣợc viết bằng ngơn ngữ lập trình Visual C.
Nhƣ vậy, các thành phần chính của thiết bị sẽ bao gồm hệ thống nhúng phần cứng kết hợp với mơ-đun thu phát dữ liệu số khơng dây và phần mềm điều khiển, xử lý dữ liệu số cho các bản tin truyền thơng, trong đĩ cĩ đƣa vào các kỹ thuật mã/giải mã đặc biệt (chƣơng 2).