2.3.1 Giới thiệu
Radio Frequency Identification (RFID) là công nghệ nhận dạng đối tượng bằng sóng vơ tuyến. Một thiết bị hay một hệ thống RFID được cấu tạo bởi hai thành phần chính là thiết bị đọc (RFDI reader) và thiết bị phát sóng RFID có gắn chip hay cịn gọi là tag.
Nguyên lý hoạt động của RFID là thiết bị RFID reader sẽ phát ra sóng điện từ ở một tần số nhất định, khi sản phẩm có gắn RFID tag trong vùng hoạt động sẽ cảm nhận được sóng điện từ này và thu năng lượng từ đó phát lại cho thiết bị RFID Reader biết mã số của mình. Từ đó, RFID reader có thể nhận dạng được tag nào đang trong vùng hoạt động.
Thẻ chip (tag) RFID (Hình 2.12 dưới đây là ví dụ thực tế) chứa rất nhiều mã nhận dạng khác nhau, thông thường là 32bit tương ứng với hơn 4 tỷ mã số khác nhau. Ngoài ra khi xuất xưởng mỗi thẻ chip RFID được gán một mã số khác nhau . Do vậy khi một vật được gắn chip RFID thì khả năng nhận dạng nhầm vật đó với 1 thẻ chip RFID khác là rất thấp, xác suất là 1 phần 4 tỷ.
Hình 2.3 Chip bảo mật trong thẻ RFID 2.3.2 Module RFID-RC522 Hình 2.4 Hình ảnh thực tế Module RFID-RC522 2.3.2.1 Thông số kỹ thuật - Nguồn: 3.3VDC, 13 – 26mA - Dòng ở chế độ chờ: 10-13mA - Dòng ở chế độ nghỉ: <80uA - Tần số sóng mang: 13.56MHz
- Khoảng cách hoạt động: 0～60mm (mifare1 card) - Giao tiếp: SPI
- Tốc độ truyền dữ liệu: Tối đa 10Mbit/s - Nhiệt độ hoạt động: -20 đến 80 ° C - Tốc độ cao SPI: 10Mbit /s
- Hỗ trợ: ISO / IEC 14443A /MIFAR - Kích thước: 60mm×40mm
- Có khả năng đọc và ghi.
2.3.2.2 Tính năng và đặc điểm
- MF RC522 ứng dụng cho việc tích hợp cao việc đọc và viết dữ liệu. - Giao tiếp với thẻ tại tần số 13.56MHz(HF: tần số cao).
- Là sự lựa chọn tốt cho sự phát triển của các thiết bị thông minh và thiết bị di động cầm tay.
- MF RC552 sử dụng cho việc nâng cao điều chế và giải mã điều chế thông tin giao tiếp thụ động bằng các phương pháp hồn tồn thích hợp trong tần số 13.56Mhz.
- Tương thích với bộ phát tín hiệu 14443A.
- ISO 14443A xử lý kỹ thuật để phát hiện lỗi và các khung hình.
- CRYPTO1 nhanh chóng hỗ trợ mã hóa thuật tốn để xác nhận sản phẩm là mifire.
- MF RC552 hỗ trợ mifire giao tiếp với các chuỗi bằng tốc độ cao,tốc độ truyền dữ liệu 2 chiều lên tới 424kbit/s.
- MF RC552 cũng tương tự như MF RC500, MF RC530 nhưng cũng có những đặc điểm và sự khác biệt, giao tiếp giữa nó và máy chủ ở chế độ SPI giúp giảm thiểu các kết nối hạn hẹp của PCB, giảm chi phí đáng kể. - Các MF RC552 là các module được thiết kế để dễ dàng sử dụng với các
đầu đọc thẻ mạch.
- Giá thành rẻ và được áp dụng cho sự phát triển các thiết bị cho người sử dụng.
- Nâng cao sự phát triển của các ứng dụng, đáp ứng nhu cầu về sử dụng các thiết bị đầu/cuối sử dụng thẻ nhớ RF.
- Module này có thể được nạp trực tiếp vào các khuôn reader khác nhau,rất thuận tiện.
2.3.2.3 Chân kết nối
- SDA(SS) chân lựa chọn chip khi giao tiếp SPI (kích hoạt mức thấp). - SCK: Chân xung trong chế độ SPI.
- MOSI(SDI): Master Data Out – Slave In trong chế độ giao tiếp SPI. - MISO(SDO): Master Data In – Slave Out trong chế độ giao tiếp SPI - IRQ: Chân ngắt.
- GND: Chân nối mass. - RST: Chân reset lại module. - VCC: Nguồn 3.3V.
2.3.2.4 Thẻ từ RFID
Hình 2.5 Thẻ từ để quét với Module RFID
Thẻ RFID (tem từ RFID)
Một thiết bị hay một hệ thống RFID được cấu tạo bởi hai thành phần chính là thiết bị đọc ( reader) và thiết bị phát mã RFID có gắn chip hay cịn gọi là tag. Hai thiết bị này
hoạt động thu phát sóng điện từ cùng tần số với nhau. Các tần số thường được sử dụng trong hệ thống RFID là 125Khz hoặc 900Mhz
Thiết bị đọc được gắn Antenna để thu – phát sóng điện từ, thiết bị phát mã RFID tag được gắn với vật cần nhận dạng, mỗi thiết bị RFID tag chứa một mã số nhất định và không trùng lặp nhau.
Đầu đọc sẽ gửi tín hiệu sóng từ tương tác với thẻ tag thông qua ăng ten, thẻ tag sẽ phản hồi lại với một mã thơng tin duy nhất. Thẻ Tag RFID có 2 loại là chủ động (Active) và thụ động (Passive).
Thẻ RFID chủ động có chứa một nguồn năng lượng cho phép nó có khả năng truyền sóng với khoảng cách đọc xa tớ 100 mét. Chính với đặc điểm khả năng đọc xa này mà thẻ RFID chủ động được ứng dụng lý tưởng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp để quản lý vị trí tài sản, cải thiện quy trình logistic.
Thẻ RFID thụ động bản thân nó khơng có nguồn năng lượng. Thay vào đó, nó được nạp năng lượng bởi năng lượng sóng từ được truyền từ các đầu đọc RFID. Bởi vì sóng radio phải đủ mạnh để truyền năng lượng lên thẻ tag, chính vì vậy thẻ RFID thu động có khoảng cách đọc khá gần thơng thường chỉ tới 25 mét.
Thẻ RFID thụ động cơ bản hoạt động dưới dạng 3 tần số như sau: - Tần số thấp (LF): 125 – 134 Khz
- Tần số cao (HF): 13.56 Mhz
- Tần số rất cao (Ultra High Frequency – UHF): 856 Mhz – 960 MHz
Thẻ RFID thụ động (tem từ mềm) chỉ chứa ba thành phần:
- Ăng-ten bắt sóng vơ tuyến tới và gửi chúng trở lại ra ngoài. - Chip tạo ra một mã nhận dạng duy nhất cho thẻ cụ thể.
- Chất nền – vật liệu lót (thường là giấy hoặc nhựa ) và ăng ten, chip từ được cố định.
Ứng dụng: SmartLock là hệ thống khóa thơng minh hoạt động độc lập với các thiết bị khác. SmartLock có thể nhận mọi loại thẻ thơng minh trên thị trường và thường được dùng với mục đích đóng, mở cửa. Khóa thơng minh đang dần trở thành xu hướng mới rất ưu việt cho hệ thống các khách sạn chuyên nghiệp, chung cư và nhà thông minh.