Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống nhận diện mẹ và bé sơ sinh với công nghệ RFID và ứng dụng smartphone

• Tác giả: Lê Việt Hùng
• Người hướng dẫn: Th.S Võ Đức Dũng
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Điện tử công nghiệp – Y sinh
• Đề tài: Thiết kế và thi công hệ thống nhận diện mẹ và bé sơ sinh sử dụng công nghệ RFID kết nối với app trên smartphone và lưu trữ trên webserver
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
• 1.2. MỤC TIÊU
• 1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 1.4. GIỚI HẠN
• 1.5. BỐ CỤC
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. QUY TRÌNH GIÁM SÁT CỦA HỆ THỐNG
• 2.2. GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ MÃ VẠCH RFID
• 2.3. Nguyên lý hoạt động
• 2.3.1. Giới thiệu về Web server
• 2.3.2. Chức năng của Web server
• 2.3.3. Nguyên lý hoạt động
• 2.3.4. Giao tiếp thông qua HTTP
• 2.3.5. Công cụ hỗ trợ cho việc khởi tạo Web server
• 2.4. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM LẬP TRÌNH APP ANDROID STUDIO
• 2.5. PHẦN MỀM LẬP TRÌNH KHỐI XỬ LÝ TRUNG TÂM ARDUINO IDE
• 2.6. GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG
• 2.6.1. Khối RFID- RC522
• 2.6.2. Khối xử lý ESP8266 12F
• 2.6.3. Khối hiển thị Oled 0
• 2.6.4. Khối mạch nguồn giảm áp DC mini 3A
• 2.6.5. Thẻ RFID mifare sticker
• 2.6.6. Cáp chuyển đổi PL2303HX từ USB sang TTL
• 2.6.7. Một số linh kiện khác
• 2.6.8. Các chuẩn giao tiếp
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
• 3.1. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 3.2. LẬP TRÌNH HỆ THỐNG
• 3.3. THI CÔNG HỆ THỐNG
• 3.3.1. Thi công board mạch hệ thống
• 3.3.2. Lắp ráp và kiểm tra bo mạch của hệ thống
• 3.4. ĐÓNG GÓI VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH
• 3.4.1. Thi công mô hình
• 3.4.2. Hướng dẫn sử dụng của toàn bộ hệ thống
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ - NHẬN XÉT - ĐÁNH GIÁ
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 6.1. HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Đồ án tốt nghiệp

Đồ án tốt nghiệp này tập trung vào việc thiết kế và thi công hệ thống nhận diện mẹ và bé sơ sinh sử dụng công nghệ RFID. Hệ thống này kết nối với app trên smartphone và lưu trữ dữ liệu trên webserver. Mục tiêu chính là ứng dụng công nghệ hiện đại vào lĩnh vực y tế, giảm thiểu sai sót trong việc nhận diện và quản lý thông tin mẹ và bé tại các cơ sở y tế. Đồ án này không chỉ mang tính học thuật mà còn có giá trị thực tiễn cao, đặc biệt trong bối cảnh các vụ trao nhầm trẻ sơ sinh đang trở thành vấn đề nhức nhối.

1.1. Mục tiêu và ý nghĩa

Mục tiêu của đồ án tốt nghiệp là thiết kế và thi công hệ thống có khả năng nhận diện mẹ và bé sơ sinh một cách chính xác. Hệ thống sử dụng công nghệ RFID để đọc thẻ tag, kết nối với app trên smartphone và lưu trữ dữ liệu trên webserver. Ý nghĩa của đồ án nằm ở việc giảm thiểu sai sót trong quản lý thông tin tại các bệnh viện, đồng thời ứng dụng công nghệ thông tin vào lĩnh vực y tế.

1.2. Phạm vi và giới hạn

Đồ án này được thực hiện dưới dạng mô hình, chưa thể áp dụng trực tiếp tại các bệnh viện lớn. Hệ thống hoạt động với nguồn pin 4.2V, khoảng cách nhận diện từ 1-3cm. App chỉ tương thích với hệ điều hành Android, và vỏ sản phẩm được làm từ nhựa chịu nhiệt dưới 150°C.

II. Thiết kế hệ thống

Thiết kế hệ thống bao gồm việc lựa chọn các linh kiện phù hợp, xác định các chuẩn giao tiếp và phát triển phần mềm. Hệ thống sử dụng module RFID RC522 để đọc thẻ tag, ESP8266 12F để xử lý dữ liệu và màn hình Oled 0.96 inch để hiển thị thông tin. Dữ liệu được đồng bộ với app trên smartphone và lưu trữ trên webserver.

2.1. Công nghệ RFID

Công nghệ RFID là công nghệ nhận dạng tự động thông qua sóng vô tuyến. Hệ thống bao gồm thẻ RFID (tag) và đầu đọc (reader). Thẻ RFID có thể là loại chỉ đọc (RO) hoặc đọc-ghi (RW). Công nghệ này được chọn vì độ bảo mật cao, chi phí thấp và dễ dàng truy vấn thông tin.

2.2. Webserver và app

Webserver được sử dụng để lưu trữ dữ liệu của hệ thống. Dữ liệu từ thẻ RFID được truyền qua ESP8266 12F và hiển thị trên app smartphone. App được phát triển bằng Android Studio, cho phép người dùng quản lý và cập nhật thông tin mẹ và bé một cách dễ dàng.

III. Thi công hệ thống

Thi công hệ thống bao gồm việc lắp ráp các linh kiện, lập trình phần mềm và kiểm tra hoạt động của hệ thống. Quá trình thi công được thực hiện theo từng bước, từ thiết kế board mạch đến lắp ráp và kiểm tra lỗi. Hệ thống sau khi hoàn thiện được đóng gói dưới dạng mô hình, sẵn sàng cho việc thử nghiệm và đánh giá.

3.1. Lắp ráp và kiểm tra

Quá trình lắp ráp bao gồm việc kết nối các linh kiện như module RFID RC522, ESP8266 12F và màn hình Oled. Sau khi lắp ráp, hệ thống được kiểm tra để đảm bảo hoạt động ổn định và chính xác. Các lỗi phát sinh được ghi nhận và khắc phục kịp thời.

3.2. Đóng gói mô hình

Hệ thống sau khi hoàn thiện được đóng gói trong một hộp nhựa có kích thước 11x8x7cm. Mô hình này được thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng di chuyển và sử dụng. Hướng dẫn sử dụng cũng được cung cấp để người dùng có thể vận hành hệ thống một cách dễ dàng.

IV. Kết quả và đánh giá

Hệ thống sau khi hoàn thiện đã đạt được các mục tiêu đề ra. Hệ thống nhận diện mẹ và bé hoạt động ổn định, dữ liệu được đồng bộ chính xác giữa app smartphone và webserver. Tuy nhiên, hệ thống vẫn còn một số hạn chế như khoảng cách nhận diện ngắn và chỉ tương thích với hệ điều hành Android.

4.1. Kết quả thử nghiệm

Hệ thống đã được thử nghiệm với nhiều loại thẻ RFID khác nhau. Kết quả cho thấy hệ thống nhận diện chính xác thông tin mẹ và bé, dữ liệu được hiển thị đầy đủ trên app smartphone và lưu trữ an toàn trên webserver.

4.2. Đánh giá và hướng phát triển

Hệ thống đã đạt được các mục tiêu ban đầu, tuy nhiên vẫn cần cải thiện về khoảng cách nhận diện và khả năng tương thích với các hệ điều hành khác. Hướng phát triển trong tương lai bao gồm nâng cấp phần cứng để tăng khoảng cách nhận diện và phát triển app cho các hệ điều hành khác như iOS.