L ỜI CẢM ƠN
2.4.3.2 Các thành phần của bộ đọc
Các bộ đọc trong tất cả các hệ thống RFID có thể được quy về hai khối chức năng cơ bản:
− Đơn vịđiều khiển
− Giao diện HF, bao gồm một bộ truyền và một bộ nhận dữ liệu
v Giao diện HF của đầu đọc thực hiện các chức năng sau:
+ Tạo ra công suất để làm hoạt động transponder và cung cấp công suất cho nó.
+Điều chỉnh tín hiệu truyền để gửi dữ liệu đến transponder.
+ Sự tiếp nhận và giải mã tín hiệu tần số cao được truyền bởi một transponder.
v Đơn vịđiều khiển của reader thực hiện các chưc năng sau:
+ Thực hiện giao tiếp với phần mềm ứng dụng và thực hiện các lệnh từ
phần mềm ứng dụng.
+Điều khiển sự giao tiếp với một transponder (nguyên lý Master – Slave).
21
2.5 Sự mã hóa (Coding) và sựđiều biến (Modulation):
2.5.1Truyền thông số:
Hình 2.16: Dữ liệu và dòng dữ liệu trong hệ thống truyền thông số
Hình 2.16 mô tả một hệ thống truyền thông số. Tương tự, sự trao đổi dữ liệu giữa đầu đọc và transponder trong một hệ thống RFID yêu cầu ba khối chưc năng chính. Từ đầu đọc đến transponder – chiều trao đổi dữ liệu, gồm có: khối mã hóa tín hiệu và “điều biến” trong đầu đọc, khối trao đổi trung gian (transmission medium), và khối “giải điều biến” và giải mã tín hiệu trong transponder .
Một hệ thống mã hóa tín hiệu mang thông tin được truyền và tín hiệu tương
ứng của nó và làm cho nó phù hợp nhất với các đặc điểm của khối truyền phát trung gian. Quá trình này cung cấp thông tin có độ bảo vệđể chống lại nhiễu hoặc sự xung đột và chống lại sự thay đổi đặc điểm của một tín hiệu nào đó. Sự mã hóa tín hiệu không được nhầm lẫn với sự “điều biến”, và vì vậy nó mã hóa dựa trên dải cơ bản.
“ Điều biến” là quá trình làm thay đổi các thông số của tín hiệu của bộ mang tần số ví dụ như biên độ, tần số, và pha của nó trong mối quan hệ với tín hiệu “điều biến” và dải tín hiệu cơ bản.
Sự truyền trung gian một thông tin trên một khoảng cách định trước. Trong các hệ thống RFID, từ trường và sóng điện từ được sử dụng làm phương tiện truyền tin.
Sự “giải điều biến” là một thủ tục “điều biến” thêm vào để phục hồi lại tín hiệu ở giải cơ bản. Như là thông tin nguồn (tín hiệu đầu) trong cả transponder và
22
reader, và vì vậy thông tin được truyền lần lượt theo cả hai chiều “điều biến” và “giải điều biến”.
Chức năng của giải mã tín hiệu là khôi phục lại thông tin nguồn ở dạng mã cơ
bản và để phát hiện ra lổi truyền và sự mất mát của tín hiệu.
2.5.2Các dạng mã hóa:
Trong mã vạch sử dụng các số “0” và “1” để biểu diển. Trong các hệ thống RFID thường sử dụng các thủ tục mã hóa sau: NRZ, Manchester, Unipolar RZ, DBP, Miller…
Mã Manchester, một số nhị phân “1” đại diện cho sự chuyển đổi tín hiệu từ
mức cao sang mức thấp và một số nhị phân “0” đại diện cho sự chuyển đổi tín hiệu từ mức thấp sang mức cao. Mã Manchester thường được sử dụng để truyền dữ liệu từ transponder đến reader.
Hình 2.17: Mã Manchester
2.5.3Tính bảo mật dữ liệu trong hệ thống RFID:
Hệ thống RFID đang được sử dụng rất nhiểu trong nền công nghiệp hóa với những ứng dụng yêu cầu tính an toàn cao cũng như đòi hỏi chống truy nhập trái phép từ bên ngoài điển hình như các hệ thống truy nhập và các hệ thống thanh toán trong bán hàng quản lý kho hay quản lý phát hành vé…Chính vì sử dụng hệ thống này đòi hỏi mức độ an toàn cao để chống lại những tác nhân không mong muốn, cũng như sựđột nhập vào hệ thống với những mục đích không chính đáng.
Ø Vậy các hệ thống RFID an toàn phải có khả năng chống lại những tác nhân: • Không cho phép đọc của một bộ mang dữ liệu để làm tăng lên hoặc sửa
23
• Sử dụng các bộ mang dữ liệu khác với mục đích tránh được sự kiểm tra của đầu đọc RFID để tấn công vào các tòa nhà hay các dịch vụ thanh toán.
• Sao chép dữ liệu trong truyền thông vô tuyến và sử dụng lại để tạo ra bộ
mang dữ liệu xác thực.
• Thủ tục xác nhận tính đối xứng lẫn nhau (Symmetrical Authentication) • Trong thủ tục xác nhận tính đối xứng lẫn nhau (giữa Reader và Transponder), tất cả các transponder và reader tạo thành một phần của một ứng dụng trong đó có cùng một mã khóa K (Cryptological Key). Thủ tục xác nhận bắt
đầu khi Reader gửi một lệnh GET_CHALLENGE đến Transponder. Một số ngẫu nhiên được phát ra từ transponder và gửi trở lại Reader. Lúc này Reader phát ra một số ngẫu nhiên . Reader làm nhiệm vụ tính toán khối dữ liệu mã hóa (Token 1), khối dữ liệu này chứa cả hai số ngẫu nhiên ( , ) và tín hiệu điều khiển thêm vào, và gửi Token 1 đến Transponder.
• Token 1 nhận được sẽ được giải mã trong Transponder và Transponder sẽ nhận được một số ngẫu nhiên , số này được so sánh với đã được phát ra từ trước. Nếu chúng phù hợp với nhau, một số ngẫu nhiên được phát ra trong Transponder và được sử dụng để tính toán một khối dữ liệu mã hóa (Token 2), khối dữ liệu này bao gồm cả và tín hiệu điều khiển. Token 2 được gửi từ
Transponder đến Reader.
• Reader giải mã Token 2 và kiểm tra có phù hợp với vừa nhận
được hay không. Nếu hai số này phù hợp thì Reader được thỏa mãn điều kiện có chung mã khóa K, vì thế Reader và Transponder có thể thực hiện giao tiếp với nhau. A R B R A R RB ' A R RA 2 A R B R B R R'B
24
Hình 2.18: Thủ tục xác nhận sựđối xứng
2.6 Ưu nhược điểm của hệ thống RFID:
2.6.1Ưu điểm:
− Khả năng xử lý đồng thời: RFID có khả năng xử lý đồng thời nhiều đối tượng cùng một lúc. Trong khi các hệ thống nhận dạng tự động khác xử lý đơn hoặc xử lý theo chuỗi. Điều nàylàm tăng đáng kể tốc độ kiểm tra và giảm lượng ách tắc hơn các hệ thống khác.
− Khả năng xử lý không cần nhân công: Trong khi các hệ thống khác đòi hỏi phải có nhâncông trực tiếp thao tác để có thể nhận dạng thì hệ thống RFID có thể nhận dạng mà không cầnđến sự hỗ trợ của con người. Giảm chi phí nhân công và lỗi nhân công.
− Khả năng cập nhật, thay đổi dữ liệu trực tiếp: Hệ thống RFID có khả
năng đọc/ghi thông tin trên thẻ một cách dễ dàng.
− Các đối tượng cần nhận dạng có thể được kiểm soát trong bất kỳ một
điều kiện và không gian giới hạn nào.
− Mỗi đối tượng cần nhận dạng trong hệ thống RFID chỉ có một số nhận dạng duy nhất. Cũng như khả năng mã hoá dữ liệu.
− Lưu trữđược nhiều dữ liệu hơn trên tag. Phụ thuộc vào nhà sản xuất, nó có thể chứa từ 64 cho tới 512bit thông tin.
− Tuổi thọ cũng như độ bền lâu hơn trong trường hợp thẻ thụ động không cần pin.
25
2.6.1Nhược điểm:
− Giá thành của hệ thống RFID hiện nay vẫn còn cao, chưa thể áp dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực cần nhận dạng.
− Các chuẩn của công nghệ RFID hiện nay vẫn chưa được thống nhất. − Chịu ảnh hưởng của các chất liệu cần nhận dạng như là kim loại và chất lỏng đối với thẻ thụđộng.
26
CHƯƠNG 3
TỔNG QUAN VỀ TIN NHẮN, TẬP LỆNH AT VÀ MODULE SIM900
3.1 Mạng thông tin di động toàn cầu (GSM).
3.1.1 Định nghĩa GSM:
Mạng thông tin di động toàn cầu có tên tiếng anh là: “The global System for Mobile Communication” được viết tắt là GSM.
GSM là tiêu chuẩn chung cho các thuê bao di động di chuyển giữa các vị trí
địa lý khác nhau mà vẫn giữđược liên lạc.
3.1.2 Các mạng điện thoại GSM ở Việt Nam:
Ở Việt Nam và các nước trên Thế Giới, mạng điện thoại GSM vẫn chiếm đa số, Việt Nam có ba mạng điện thoại GSM đó là:
Mạng vinaphone: 091, 094… Mạng mobiphone: 090, 093… Mạng Viettel: 096, 097, 098….
3.1.3 Công nghệ của mạng GSM:
Các mạng điện thoại GSM sử dụng công nghệ TDMA.
TDMA (Time Division Multiple Access). Phân chia các truy cập theo thời gian.
Công nghệ TDMA là công nghệ cho phép 8 máy di động có thể sử dụng chung môt kênh để đàm thoại, mỗi máy sẽ sử dụng 1/8 khe thời gian để truyền và nhận thông tin.
3.1.4 Công nghệ CDMA:
Khác với công nghệ TDMA của các mạng GSM là công nghệ CDMA của các mạng như:
• Mạng Sfone 095 • Mạng HT Mobile 092
27
CDMA là viết tắt của “Code Division Multiple Access” Phân chia các truy cập theo mã.
Công nghệ CDMA sử dụng mã số cho mỗi cuộc gọi, và nó không sử dụng một kênh để đàm thoại như công nghệ TDMA mà sử dụng cả một phổ tần (nhiều kênh một lúc) vì vậy công nghệ này có tốc độ truyền dẫn tín hiệu cao hơn công nghệ TDMA.
3.2 Cấu trúc cơ bản của mạng điện thoại di động.
Mỗi mạng điện thoại di động có nhiều Tổng đài chuyển mạch MSC ở các khu vực khác nhau (Ví dụ như tổng đài miền Bắc, miền Trung, miền Nam) và mỗi Tổng đài lại có nhiều trạm thu phát vô tuyến BSS.
Hình 3.1: Mô hình mạng điện thoại di động.
3.2.1Băng tần GSM 900 MHz:
Khi sử dụng thuê bao mạng Vinaphone, Mobiphone hoặc Vietel thì chính là
đang sử dụng công nghệ GSM. Công nghệ GSM được chia làm 3 băng tần: • Băng tần GSM 900MHz.
• Băng tần GSM 1800MHz. • Băng tần GSM 1900MHz.
28
Tất cả các mạng điện thoại ở Việt Nam hiện đang phát ở băng tần 900MHz, các nước trên Thế giới sử dụng băng tần 1800MHz, Mỹ sử dụng băng tần 1900MHz .
3.2.2Băng tần GSM 1800 MHz:
Ở băng tần 1800MHz, Điện thoại di động thu ở dải sóng 1805MHz đến 1880MHz và phát ở dải sóng 1710MHz đến 1785MHz. Khi điện thoại di động thu từđài phát trên một tần số nào đó (trong giải 1805MHz đến 1880MHz) nó sẽ trừđi 95MHz để lấy ra tần số phát, khoảng cách giữa tần số thu và phát của băng GSM 1800 là 95MHz. ü So sánh hai băng tần: Hình 3.2: Băng tần GSM 900MHz và băng tần GSM 1800MHz. 3.3 Các thành phần của mạng điện thoại di động. 3.3.1 Mạng Điện thoại di động GSM: Hình 3.3: Mạng điện thoại di động GSM.
29
3.3.2 Máy cầm tay MS ( Mobile Station ):
Mỗi máy di động cầm tay khi liên lạc, nhà quản lý điều hành mạng sẽ quản lý theo hai mã số.
Số SIM đây là mã nhận dạng di động thuê bao quốc tế, dựa vào mã số này mà nhà quản lý có thể quản lý được các cuộc gọi và dịch vụ gia tăng khác.
Số IMEI đây là số nhận dạng di động Quốc tế, số này được nạp vào bộ nhớ
ROM khi điện thoại được xuất xưởng, mỗi máy điện thoại có một số IMEI duy nhất, ở các nước trên thế giới - số IMEI được các nhà cung cấp dịch vụ quản lý, vì vậy ở nước ngoài nếu một điện thoại di động bị đánh cắp thì cũng không thể sử
dụng được.
Với công nghệ tiên tiến ngày nay, nếu bạn bật máy điện thoại lên, người ta có thể biết bạn đang đứng ởđâu chính xác tới phạm vi 10m2 đó là công nghệđịnh vị toàn cầu.
3.3.3 Ý nghĩa số IMEI: ***
Hình 3.4: IMEI: Số nhận dạng thiết bị di động quốc tế
TAC (Type Approval Code): kiểm soát bởi trung tâm kiểm soát thiết bị quốc tế. FAC (Final Assembly code): nhà sản xuất ấn định.
SNR (Serial Number): số SN của máy. SP (Spare): không sử dụng.
30
3.3.4 Ý nghĩa số SIM: ***
Hình 3.5: ý nghĩa số SIM.
Số nhận dạng thiết bị di động quốc tế - IMSI được lưu trử trong sim card. Việc thực hiện cuộc gọi được thông qua số IMSI.
3.3.5 Số thuê bao IMSI:***
Hình 3.6: ý nghiã số thuê bao IMSI.
MCC (Mobile Country Code): mã di động quốc gia, bao gồm 3 số. Ví dụ: MCC của Việt Nam là: “452”.
MNC (Mobile Netword Code): mã di động bao gồm 2 số. Ví dụ: MNC của Vinaphone là “09”.
MSIN (Mobile Subscriber Identification Number): số thuê bao di động. Ví dụ: 13361818
NMSI (National Mobile Subscriber Identification): sốđiện thoại trong nước đầy đủ
do MNC VÀ MSIN tạo thành. Ví dụ: 09.13361818
31
3.4 Tổng quan về tin nhắn SMS, module SIM900A & tập lệnh AT:
3.4.1Tổng quan về tin nhắn SMS
SMS là từ viết tắt của Short Message Service. Đó là một công nghệ cho phép gửi và nhận các tín nhắn giữa các điện thoại với nhau. Dữ liệu có thểđược lưu giữ
bởi một tin nhắn SMS là rất giới hạn. Một tin nhắn SMS có thể chứa tối đa là 140 byte (1120 bit) dữ liệu. Vì vậy, một tin nhắn SMS chỉ có thể chứa :
• 160 kí tự nếu như mã hóa kí tự 7 bit được sử dụng.
• 70 kí tự nếu như mã hóa kí tự 16 bit Unicode UCS2 được sử dụng. Tin nhắn SMS dạng text hỗ trợ nhiều ngôn ngữ khác nhau. Nó có thể hoạt
động tốt với nhiều ngôn ngữ mà có hỗ trợ mã Unicode, bao gồm cả Arabic, Trung Quốc, Nhật bản và Hàn Quốc.
3.4.2Tổng quan về module SIM900A 3.4.2.1 Giới thiệu module SIM900A 3.4.2.1 Giới thiệu module SIM900A
SIMComgiới thiệu Sim900A là một module GSM/GPRS cực kỳ nhỏ
gọn, được thiết kế cho thị trường toàn cầu. Sim900 hoạt động được ở 4 băng tần EGSM 900MHz, DCS 1800MHz như là một loại thiết bịđầu cuối với một Chip xử lý đơn nhân đầy sức mạnh, tăng cường các tính năng quan trọng dựa trên nền vi xử lý ARM926EJ-Svi xử lý ARM926EJ-S, kích thước nhỏ gọn
đáp ứng những yêu cầu về không gian trong các ứng dụng M2M.
Hình 3.7: Module Sim900
3.4.2.2 Đặc điểm của module sim900A
− Nguồn cung cấp khoảng 3,4 – 4,5V − Nguồn lưu trữ
32 − Băng tần • Dual-band GSM/GPRS 900/1800MHz • Phù hợp với GSM Pha 2/2+ − Loại GSM là loại MS nhỏ − Kết nối GPRS • GPRS có nhiều rãnh loại 8 ( lựa chọn ) • GPRS có nhiều ránh loại 10 ( tựđộng ) − Giới hạn nhiêt độ: • Bình thường -300C tới +700C • Hạn chế : - 350C tới -300C và +700C tới +800C • Nhiệt độ bảo quản: -450C tới 850C − Dữ liệu GPRS: • GPRS dữ liệu tải xuống: Max 85.6 kbps • GPRS dữ liệu úp lên: Max 42.8 kbps • Sơđồ mã hóa: CS-1, CS-2, CS-3 và CS-4
• Sim 300 CZ hổ trợ giao thức PAP ,kiểu sử dụng kết nối PPP • Sim 300CZ tích hợp giao thức TCP/IP
• Chấp nhận thông tin được điều chỉnh rộng rãi
− CSD:
• Tốc độ truyền dẫn CSD: 2; 4; 8; 9; 6; 14 KPPS • Hỗ trợ USSD
− SMS:
• MT, MO, CB, Text and PDU mode • Bộ nhớ SMS: Sim, card
− FAX:
33 − Sim card:
• Hỗ trợ sim card: 1,8v ; 3v − Anten ngoài:
• Kết nối thông qua anten ngoài 500km hoặc đế anten − Âm thanh:
• Dạng mã hòa âm thanh. • Mức chếđộ (ETS 06.20) • Toàn bộ chếđộ (ETS 06.10)
• Toàn bộ chếđộ tăng cường (ETS 06.50/ 06.06/ 06.80) • Loại bỏ tiếng dội
− Giao tiếp nối tiếp và sự ghép nối:
• Cổng nối tiếp: 7 Cổng nối tiếp( ghép nối)
• Cổng kết nối có thể Sd với CSD Fax, GPRS và gửi lệnh ATCommand tới mudule điều khiển
• Cổng nối tiếp có thể Sd chức năng giao tiếp • Hỗ trợ tốc độ truyền 1200 BPS tới 115200 BPS • Cổng hiệu chỉnh lỗi: 2 cổng nối tiếp TXD và RXD • Cổng hiệu chỉnh lỗi chỉ sử dụng sữa lỗi − Quản lý danh sách: • Hỗ trợ mẫu danh sách: SM, FD, LD, RC,ON, MC − Sim Application toolkit:
• Hỗ trợ SAT loại GSM 11,14 bản 99 − Đồng hồ thời gian thực:
• Người cài đặt − Times function:
34
3.4.2.3 Khảo sát sơ đồ chân và chức năng của từng chân
Hình 3.8: Sơđồ chân của Module Sim900A
− Chân 55, 56, 57: 5 chân của dip được dành riêng để kết nối tới nguồn cung cấp, nguồn cung cấp của Sim900 là nguồn đơn VBAT là 3,4V – 4,5V
− Chân 17, 18, 29, 39, 45, 46, 53, 54, 58, 59, 61, 62, 63, 64, 65: chân nối