Đồ án HCMUTE: Hệ thống đóng mở cửa thông minh sử dụng NFC từ điện thoại

Đồ án nghiên cứu hcmute hệ thống đóng mở cửa dùng nfc điện thoại, áp dụng công nghệ tiên tiến, tối ưu giải pháp kỹ thuật cho bài toán kỹ thuật.

• Tác giả: Trương Văn Ngân
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Văn Hiệp
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử - Truyền Thông
• Đề tài: Hệ Thống Đóng Mở Cửa Dùng NFC Điện Thoại
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG I: DẪN NHẬP
• 1.1. Lý do chọn đề tài
• 1.2. Giới hạn đề tài
• 1.3. Dàn ý tìm hiểu
• 1.4. Tình hình nghiên cứu
• 1.5. Ý nghĩa thực tiễn đề tài
• 2. CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Cổng giao tiếp trường gần (Near Field Communication – NFC)
• 2.2. Lịch sử phát triển
• 2.3. Các đặc tính kỹ thuật của NFC
• 2.4. So sánh với kết nối Bluetooth
• 3. CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG
• 3.1. Bài toán thiết kế
• 3.2. Thiết kế phần cứng
• 3.2.1. Khối động lực
• 3.3. Thiết kế phần mềm
• 3.3.1. Khối thiết bị NFC
• 3.3.2. Thiết kế giao diện đăng nhập
• 3.3.3. Thiết kế giao diện mở cửa
• 3.3.4. Thiết kế giao diện thêm người sử dụng
• 3.3.5. Thiết kế giao diện thay đổi mật khẩu
• 3.3.6. Thiết kế giao diện thông tin tác giả
• 3.3.7. Khối điều khiển trung tâm và khối giao tiếp NFC
• 3.3.8. Lưu đồ giải thuật và chương trình điều khiển
• 3.3.9. Chương trình điều khiển
• 4. CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ THỰC HIỆN
• 4.1. Khối thiết bị NFC
• 4.2. Giao diện đăng nhập
• 4.3. Giao diện mở cửa
• 4.4. Giao diện thay đổi mật khẩu
• 4.5. Giao diện thêm người sử dụng
• 4.6. Giao diện thông tin tác giả
• 4.7. Khối điều khiển trung tâm và khối giao tiếp NFC
• 5. CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
• 5.1. Hướng phát triển đề tài
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về công nghệ NFC

Công nghệ NFC (Near Field Communication) là một phương thức giao tiếp không dây tầm ngắn, cho phép trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị khi chúng ở gần nhau, thường là trong khoảng cách vài cm. Công nghệ NFC được phát triển dựa trên nguyên lý của RFID (Radio Frequency Identification), cho phép một thiết bị đọc sóng radio từ một thẻ điện tử thụ động. NFC có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ thanh toán di động đến quản lý truy cập. Việc sử dụng NFC trong hệ thống đóng mở cửa thông minh mang lại nhiều lợi ích, bao gồm tính tiện lợi và bảo mật cao hơn so với chìa khóa truyền thống. Theo một nghiên cứu, việc áp dụng NFC trong các hệ thống an ninh có thể giảm thiểu rủi ro mất mát chìa khóa và tăng cường khả năng quản lý truy cập.

1.1. Lịch sử phát triển của NFC

NFC đã được phát triển từ những năm 1980, với bằng sáng chế đầu tiên liên quan đến RFID được cấp cho Charles Walton. Năm 2004, Nokia, Philips và Sony đã thành lập cộng đồng NFC để phát triển công nghệ này. Kể từ đó, nhiều thiết bị hỗ trợ NFC đã được ra mắt, bao gồm điện thoại thông minh và thẻ thông minh. Sự phát triển của NFC đã mở ra nhiều cơ hội mới trong việc kết nối và tương tác giữa các thiết bị, đặc biệt trong lĩnh vực an ninh và tự động hóa. Việc áp dụng NFC trong hệ thống đóng mở cửa không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao tính bảo mật cho người sử dụng.

II. Hệ thống tự động mở cửa

Hệ thống đóng mở cửa thông minh sử dụng NFC cho phép người dùng mở cửa mà không cần chìa khóa vật lý. Thay vào đó, người dùng chỉ cần sử dụng điện thoại di động có hỗ trợ NFC để thực hiện thao tác mở cửa. Hệ thống này bao gồm các thành phần chính như PN532, Arduino Mega 2560 và các thiết bị điều khiển khác. Khi người dùng chạm điện thoại vào thiết bị PN532, dữ liệu sẽ được truyền đến Arduino để thực hiện lệnh mở cửa. Điều này không chỉ mang lại sự tiện lợi mà còn giúp tăng cường tính bảo mật cho hệ thống. Theo một nghiên cứu, việc sử dụng NFC trong hệ thống mở cửa có thể giảm thiểu rủi ro bị mất chìa khóa và tăng cường khả năng quản lý truy cập.

2.1. Nguyên tắc hoạt động của hệ thống

Hệ thống hoạt động dựa trên nguyên tắc giao tiếp giữa điện thoại di động và thiết bị PN532. Khi người dùng chạm điện thoại vào thiết bị, PN532 sẽ nhận diện thông tin từ điện thoại và gửi tín hiệu đến Arduino Mega 2560. Arduino sẽ xử lý tín hiệu và kích hoạt mạch động lực để mở cửa. Hệ thống này có thể được lập trình để ghi lại thông tin truy cập, giúp quản lý và theo dõi người ra vào. Việc tích hợp NFC vào hệ thống mở cửa không chỉ giúp tăng cường tính bảo mật mà còn mang lại sự tiện lợi cho người sử dụng.

III. Ứng dụng di động trong hệ thống

Ứng dụng di động đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển hệ thống đóng mở cửa thông minh. Ứng dụng này được phát triển trên nền tảng Android, cho phép người dùng dễ dàng quản lý và điều khiển cửa từ xa. Giao diện người dùng được thiết kế thân thiện, bao gồm các chức năng như đăng nhập, mở cửa, thêm người sử dụng và thay đổi mật khẩu. Việc sử dụng ứng dụng di động không chỉ giúp người dùng dễ dàng truy cập vào hệ thống mà còn tăng cường tính bảo mật thông qua việc xác thực người dùng. Theo một khảo sát, người dùng cảm thấy an tâm hơn khi sử dụng ứng dụng di động để quản lý hệ thống an ninh của mình.

3.1. Tính năng của ứng dụng

Ứng dụng di động cung cấp nhiều tính năng hữu ích cho người dùng. Người dùng có thể dễ dàng đăng nhập vào hệ thống bằng tài khoản cá nhân, mở cửa chỉ bằng một cú chạm, và quản lý danh sách người sử dụng. Ngoài ra, ứng dụng còn cho phép người dùng thay đổi mật khẩu và theo dõi lịch sử truy cập. Tính năng này không chỉ giúp người dùng quản lý hệ thống một cách hiệu quả mà còn đảm bảo an toàn cho tài sản của họ. Việc tích hợp các tính năng này vào ứng dụng di động giúp nâng cao trải nghiệm người dùng và tạo ra một hệ thống an ninh thông minh và tiện lợi.

IV. Bảo mật trong hệ thống

Bảo mật là một yếu tố quan trọng trong hệ thống đóng mở cửa thông minh. Việc sử dụng NFC giúp tăng cường tính bảo mật nhờ vào khả năng xác thực người dùng thông qua điện thoại di động. Hệ thống có thể được lập trình để chỉ cho phép những người dùng đã được xác thực mới có thể mở cửa. Ngoài ra, việc ghi lại lịch sử truy cập cũng giúp người quản lý dễ dàng theo dõi và phát hiện các hành vi bất thường. Theo một nghiên cứu, việc áp dụng công nghệ NFC trong hệ thống an ninh có thể giảm thiểu rủi ro bị xâm nhập và tăng cường sự an toàn cho người sử dụng.

4.1. Các biện pháp bảo mật

Để đảm bảo an toàn cho hệ thống, cần áp dụng nhiều biện pháp bảo mật khác nhau. Việc mã hóa dữ liệu truyền giữa điện thoại và thiết bị PN532 là một trong những biện pháp quan trọng. Ngoài ra, hệ thống cũng cần được cập nhật thường xuyên để khắc phục các lỗ hổng bảo mật. Việc sử dụng các phương thức xác thực đa yếu tố cũng giúp tăng cường tính bảo mật cho hệ thống. Tất cả những biện pháp này đều nhằm mục đích bảo vệ tài sản và thông tin của người sử dụng, đồng thời tạo ra một môi trường an toàn hơn cho người dùng.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong đời sống xã hội, khóa cơ khí truyền thống sử dụng chìa kim loại luôn là phương thức bảo vệ phổ biến nhờ sự đơn giản và chi phí chế tạo thấp. Tuy nhiên, giải pháp này bộc lộ nhiều điểm hạn chế trong quá trình sử dụng thực tế: việc quản lý chùm chìa khóa cơ cồng kềnh, bất tiện khi phải di chuyển nhiều địa điểm, đồng thời thường trực nguy cơ bị thất lạc, sao chép trái phép hoặc quên chìa khóa. Nhằm khắc phục các nhược điểm trên, nhiều công nghệ xác thực hiện đại đã được phát triển như khóa mã số, cảm biến vân tay, quét võng mạc và nhận dạng qua sóng vô tuyến (RFID/NFC).

Tại thời điểm nghiên cứu (cuối năm 2015 - đầu năm 2016), thị trường Việt Nam ghi nhận sự phổ biến nhanh chóng của điện thoại thông minh (smartphone) có tích hợp công nghệ giao tiếp tầm ngắn NFC (Near Field Communication). Nhận thấy tiềm năng ứng dụng thiết bị di động cá nhân thành phương tiện xác thực không tiếp xúc, đề tài "Hệ thống đóng mở cửa dùng NFC điện thoại" được thực hiện tại Bộ môn Điện tử Viễn thông, Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, trong thời gian từ ngày 10/10/2015 đến ngày 31/01/2016.

Mục tiêu tổng quát của đề tài là xây dựng hệ thống kiểm soát đóng mở cửa tự động, thay thế chìa khóa cơ khí bằng điện thoại chạy hệ điều hành Android có hỗ trợ kết nối NFC, cho phép người dùng mở cửa nhanh chóng và an toàn. Các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể được xác định bao gồm:

1. Tìm hiểu về giao tiếp NFC và khảo sát các dòng điện thoại Android có hỗ trợ chip NFC trên thị trường.
2. Nghiên cứu nguyên tắc kết nối và truyền nhận dữ liệu giữa IC chuyên dụng PN532 với vi điều khiển Arduino Mega 2560.
3. Nghiên cứu nguyên tắc truyền dữ liệu không dây giữa IC PN532 và điện thoại chạy Android.
4. Thiết kế giao diện quản lý ra vào cửa trên hệ điều hành Android.
5. Xây dựng giải thuật điều khiển, vẽ lưu đồ và tiến hành lập trình hệ thống.
6. Kiểm tra chương trình, thi công mô hình phần cứng và thử nghiệm thực tế.
7. Đánh giá kết quả và viết báo cáo tốt nghiệp.

Đối tượng nghiên cứu của đồ án là hệ thống điều khiển đóng mở cửa, công nghệ giao tiếp trường gần NFC 13,56 MHz, hệ điều hành Android, vi điều khiển ATmega2560 trên bo mạch Arduino Mega 2560, module NFC PN532 và mạch động lực điều khiển động cơ bước.

Về phạm vi nghiên cứu, đề tài giới hạn ở chức năng đóng và mở cửa tự động; phần mềm quản lý chỉ tương thích với điện thoại chạy hệ điều hành Android có tích hợp phần cứng NFC. Hệ thống cơ khí dừng lại ở mô hình mô phỏng truyền động cửa trượt qua động cơ bước, chưa tích hợp chốt khóa cơ khí chịu lực thực tế.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết của đồ án tập trung vào công nghệ giao tiếp trường gần NFC, kiến trúc hệ điều hành Android và các nền tảng điều khiển nhúng. Công nghệ NFC được phát triển dựa trên nguyên lý nhận dạng sóng vô tuyến (RFID), hoạt động ở băng tần toàn cầu không cần cấp phép 13,56 MHz theo các tiêu chuẩn quốc tế ISO/IEC 18092, ISO/IEC 14443, FeliCa và ISO/IEC 18000-3. Băng thông tín hiệu tập trung trong giới hạn ±7 kHz và độ rộng phổ có thể đạt 1,8 MHz khi điều chế biên độ ASK. NFC hỗ trợ ba mức tốc độ truyền dữ liệu danh định là 106 kbit/s (sử dụng mã hóa sửa đổi Miller với điều chế 100%), 212 kbit/s và 424 kbit/s (sử dụng mã hóa Manchester với tỷ lệ điều chế 10%). Hệ thống có hai chế độ truyền thông: chế độ chủ động (active) khi cả hai thiết bị đều phát trường sóng mang riêng và chế độ bị động (passive) khi thiết bị mục tiêu sử dụng năng lượng cảm ứng từ trường của thiết bị khởi tạo để điều chế phản hồi.

Đặc tính kỹ thuật	NFC	Bluetooth tiêu chuẩn	Bluetooth năng lượng thấp (BLE)
Tương thích RFID	Chuẩn ISO 18000-3	Không	Không
Tổ chức phát triển	ISO/IEC, NFC Forum	Bluetooth SIG	Bluetooth SIG
Tiêu chuẩn mạng	ISO 13157	IEEE 802.15.1	IEEE 802.15.1
Loại mạng	Điểm nối điểm (P2P)	WPAN	WPAN
Tầm hoạt động	Dưới 0,2 m (thực tế ~4 cm)	Khoảng 100 m	Khoảng 50 m
Tần số hoạt động	13,56 MHz	2,4 GHz	2,4 GHz
Tốc độ truyền dữ liệu	Tối đa 424 kbit/s	2,0 Mbit/s	1,0 Mbit/s
Thời gian thiết lập	Dưới 0,006 s	Khoảng 6 s	Khoảng 0,006 s
Mức tiêu thụ dòng điện	Dưới 15 mA	Tùy cấp công suất	Dưới 15 mA

Về phần mềm di động, đề tài dựa trên cấu trúc phân tầng của hệ điều hành Android (nhân Linux 2.6), bao gồm tầng thư viện hệ thống C/C++ (SQLite, Surface Manager, Webkit, OpenGL/ES), máy ảo Dalvik thực thi định dạng tập tin .dex, tầng khung ứng dụng (Activity Manager, Window Manager, Content Providers, Package Manager) và tầng ứng dụng viết bằng ngôn ngữ Java.

Về phần cứng nhúng, hệ thống sử dụng bo mạch Arduino Mega 2560 tích hợp vi điều khiển ATmega2560 (bộ nhớ Flash 256 KB, SRAM 8 KB, EEPROM 4 KB, xung nhịp 16 MHz, 54 chân I/O số) kết hợp module thu phát PN532 tích hợp lõi vi điều khiển 80C51, 40 KB ROM, 1 KB RAM. Module PN532 hỗ trợ các giao thức I2C, SPI và UART tốc độ cao (HSU).

Phương pháp nghiên cứu thực tế bao gồm:

• Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết: khảo sát tài liệu kỹ thuật, chuẩn giao tiếp vô tuyến NFC, khung truyền dữ liệu và kiến trúc phần mềm Android.
• Phương pháp thiết kế kỹ thuật phần cứng: xây dựng sơ đồ khối, vẽ sơ đồ nguyên lý và layout mạch in cho khối động lực, tính toán thông số bảo vệ transistor và cách ly quang.
• Phương pháp phát triển phần mềm: lập trình giao diện và xử lý sự kiện NFC trên hệ điều hành Android bằng công cụ Eclipse tích hợp Android SDK và Java JDK 6; lập trình firmware cho Arduino Mega 2560 bằng Arduino IDE 1.5.
• Phương pháp thực nghiệm: lắp ráp mô hình cơ - điện, kết nối mạch thực tế và đo đạc khả năng đáp ứng trên các thiết bị di động có NFC.

Nguồn dữ liệu của nghiên cứu xuất phát từ datasheet kỹ thuật của nhà sản xuất (ATmega2560, PN532, TIP122), các chuẩn ISO/IEC và các công trình tốt nghiệp đi trước tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM như nghiên cứu của Hồ Công Đức và Huỳnh Huy Tấn (2011), Nguyễn Huy Đức và Hồ Huỳnh Công Nhân (2011), Nguyễn Đăng Nhật và Thái Văn Chánh (2012).

Thiết kế và triển khai

Hệ thống điều khiển đóng mở cửa được thiết kế theo cấu trúc module hóa gồm 5 khối chức năng chính:

• Khối nguồn: cung cấp điện áp độc lập gồm nguồn 5V DC từ cổng USB cấp cho vi điều khiển Arduino và module PN532; nguồn 12V DC từ adapter cấp riêng cho mạch động lực và động cơ bước.
• Khối thiết bị NFC: điện thoại thông minh Android (thử nghiệm trên Sony Xperia Z và Samsung Galaxy Note 2) thực hiện xác thực người dùng và truyền gói dữ liệu lệnh.
• Khối giao tiếp NFC: module PN532 đảm nhận việc điều chế, giải mã sóng mang 13,56 MHz và giao tiếp với vi điều khiển.
• Khối điều khiển trung tâm: bo mạch Arduino Mega 2560 xử lý thuật toán xác thực, quản lý bộ nhớ EEPROM và xuất tín hiệu kích động cơ.
• Khối động lực và cơ cấu chấp hành: nhận tín hiệu logic từ Arduino để điều khiển động cơ bước kéo cánh cửa mô hình di chuyển.

Trong mạch động lực, nhằm loại bỏ hoàn toàn xung nhiễu điện áp từ động cơ phản hồi về vi điều khiển, nhóm tác giả sử dụng 4 bộ cách ly quang Photocoupler (U1 - U4). Tín hiệu kích từ vi điều khiển qua điện trở hạn dòng $R_1 = R_4 = R_7 = R_{10} = 220\ \Omega$ kích sáng LED bên trong opto ($V_F = 2\text{V}$, $I_F = 10\text{mA}$). Tầng công suất sử dụng 4 transistor công suất TIP122 loại NPN Darlington ($V_{CE\max} = 60\text{V}$, $I_{C\max} = 5\text{A}$, hệ số khuếch đại dòng $h_{FE} \ge 1000$). Điện trở phân cực định dòng bão hòa cho transistor được tính toán theo công thức:

$$R_2 = R_5 = R_8 = R_{11} = \frac{V_{CC} - V_{CE}}{I_C} = \frac{12 - 2}{2\text{mA}} = 5\text{ k}\Omega$$

Các diode bảo vệ ($D_2, D_4, D_6, D_8$) được mắc song song ngược giữa cực C và cực E của TIP122 nhằm dập điện áp cảm ứng ngược sinh ra bởi các cuộn cảm của động cơ bước. Động cơ bước sử dụng loại đơn cực 4 cuộn dây, điện áp hoạt động 12V DC, dòng cực đại 400 mA, công suất 5W, trở kháng mỗi cuộn $30\ \Omega$, điện cảm mỗi pha 23 mH, bước góc $1,9^\circ$ ở chế độ nửa bước (half-step).

Thiết bị kết nối	Chân trên bo Arduino Mega 2560	Chân trên module / Linh kiện	Chức năng tín hiệu
Module PN532	GND, 3.3V	GND, VCC	Cấp nguồn cho module
Module PN532	Chân số 10	Chân SS	Tín hiệu chọn chip qua chuẩn SPI
Module PN532	Chân số 50	Chân MISO	Đường truyền dữ liệu Master In Slave Out
Module PN532	Chân số 51	Chân MOSI	Đường truyền dữ liệu Master Out Slave In
Module PN532	Chân số 52	Chân SCK	Xung giữ nhịp đồng hồ SPI
Khối động lực	GND, Chân 2, 3, 4, 5	GND, Chân 1, 2, 3, 4	Tín hiệu logic đóng ngắt 4 cuộn dây pha
Cảm biến vị trí	GND, 3.3V, Chân 6, 8	GND, VCC, Tín hiệu 1	Cảm biến hồng ngoại xác định điểm đóng
Cảm biến vị trí	GND, 3.3V, Chân 7, 9	GND, VCC, Tín hiệu 2	Cảm biến hồng ngoại xác định điểm mở

Giao thức truyền dữ liệu giữa Arduino và PN532 tuân theo cấu trúc khung: 1 byte Preamble (00h), 2 byte Start code (00h, FFh), 1 byte LEN (độ dài dữ liệu), 1 byte LCS (kiểm tra độ dài thỏa mãn $\text{LEN} + \text{LCS} = \text{00h}$), 1 byte TFI (D4h cho chiều từ máy chủ sang PN532, D5h cho chiều ngược lại), khối DATA gồm $\text{LEN}-1$ byte (byte đầu $PD_0$ là mã lệnh), 1 byte DCS kiểm tra tính toàn vẹn dữ liệu và 1 byte Postamble.

Gói tin điều khiển truyền từ điện thoại Android xuống hệ thống bao gồm: Tên đăng nhập (Username), Mật khẩu (Password), Ngày, Giờ thực và Mã lệnh cần thực hiện. Khi nhận được lệnh mở cửa, vi điều khiển kiểm tra tài khoản lưu trong 128 byte EEPROM. Nếu khớp, Arduino xuất chuỗi 8 xung điều khiển half-step tới các chân A, B, C, D theo trình tự:

Bước xung	Cuộn dây A	Cuộn dây B	Cuộn dây C	Cuộn dây D
1	1	1	0	0
2	0	1	0	0
3	0	1	1	0
4	0	0	1	0
5	0	0	1	1
6	0	0	0	1
7	1	0	0	1
8	1	0	0	0

Quá trình mở cửa diễn ra cho đến khi cảm biến hồng ngoại báo cửa đã mở hoàn toàn hoặc biến đếm xung $npulse > 100$. Sau khi mở, hệ thống kích hoạt hàm trễ Delay_MS(3000) duy trì trong 3 giây rồi tự động phát xung theo chiều ngược lại để đóng cửa cho đến khi cảm biến đóng cửa tác động.

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG I: DẪN NHẬP

Chương mở đầu trình bày tính cấp thiết của việc áp dụng công nghệ nhận dạng không dây thay thế chìa khóa cơ truyền thống, nêu bật tính phổ cập của smartphone tích hợp NFC tại Việt Nam. Tác giả xác định mục tiêu chế tạo hệ thống kiểm soát cửa sử dụng điện thoại Android, phân định giới hạn phạm vi nghiên cứu ở mô hình cửa đơn giản chưa tích hợp cơ cấu khóa vật lý. Chương này tổng thuật 3 đề tài nghiên cứu liên quan trước đó tại trường và chỉ ra ý nghĩa thực tiễn của đề tài trong việc tiếp cận các ứng dụng thông minh như kiểm soát vào ra, vé điện tử và chấm công.

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Chương hai cung cấp hệ thống lý thuyết nền tảng về giao tiếp trường gần NFC, tóm lược lịch sử phát triển từ mốc cấp bằng sáng chế RFID năm 1983, sự thành lập NFC Forum năm 2004 đến các dòng điện thoại tích hợp NFC đầu tiên như Nokia 6131 (2006) và Nexus S (2010). Tác giả phân tích các đặc tính kỹ thuật của NFC (tần số 13,56 MHz, khoảng cách lý thuyết tối đa 20 cm, khoảng cách thực tế dưới 4 cm, các chế độ truyền thông và mã hóa Miller/Manchester), lập bảng so sánh chi tiết giữa NFC và Bluetooth. Tiếp đó, chương phân tích cấu trúc 5 tầng của hệ điều hành Android, giới thiệu bộ công cụ lập trình Eclipse kết hợp Android SDK và JDK 6. Phần cuối chương trình bày thông số kỹ thuật của vi điều khiển ATmega2560 và cấu trúc phần cứng, giao thức truyền nhận dữ liệu, khung ACK của IC chuyên dụng PN532.

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG

Chương ba tập trung giải quyết bài toán thiết kế hệ thống. Tác giả xây dựng sơ đồ khối chi tiết, thiết kế sơ đồ nguyên lý và tính toán thông số linh kiện cho khối động lực sử dụng opto cách ly, transistor Darlington TIP122 và diode dập xung. Về phần mềm di động, chương trình bày chi tiết thiết kế giao diện đồ họa bằng XML cho 5 màn hình: đăng nhập, điều khiển mở cửa, thêm người sử dụng, đổi mật khẩu và thông tin tác giả. Tiếp đó, tác giả đưa ra sơ đồ mạch in khối động lực, bảng kết nối chân phần cứng của Arduino Mega 2560 với PN532, động cơ bước và cảm biến hồng ngoại. Toàn bộ giải thuật được mô tả qua các lưu đồ: chương trình chính quản lý trạng thái (get command và send logstring), chương trình con phát xung mở/đóng cửa và lưu đồ điều khiển NFC trên ứng dụng Android.

CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ THỰC HIỆN

Chương bốn ghi nhận các kết quả chế tạo thực tế của đề tài. Ứng dụng Android được biên dịch và đóng gói hoàn chỉnh thành tập tin cài đặt mang tên NFC_PN532_ARDUINO.apk với dung lượng 152 KB, vận hành ổn định trên các dòng máy Sony Xperia Z và Samsung Galaxy Note 2. Tác giả minh chứng kết quả bằng các hình chụp giao diện hoạt động: xác thực đăng nhập, bật/tắt kết nối NFC, nút kích hoạt mở cửa, trích xuất chuỗi nhật ký truy cập (Logfile) từ bộ nhớ EEPROM của Arduino, các màn hình thay đổi mật khẩu và thêm/xóa tài khoản người dùng, cùng hình ảnh mô hình phần cứng đóng hộp sau thi công.

CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI

Chương cuối tóm tắt mức độ hoàn thành nhiệm vụ nghiên cứu: chế tạo thành công mạch động lực, lập trình nhúng trên Arduino Mega 2560 tiếp nhận dữ liệu từ module PN532 và xây dựng ứng dụng Android kiểm soát cửa qua giao tiếp NFC. Đồng thời, tác giả đề xuất các giải pháp nâng cấp mô hình cơ khí và mở rộng tính năng bảo mật trong tương lai.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã đạt được các kết quả thực nghiệm cụ thể sau:

• Chế tạo thành công mạch in khối động lực cách ly quang, điều khiển ổn định động cơ bước 12V DC, 4 cuộn dây thông qua 4 transistor TIP122, bảo vệ chống xung ngược bằng diode dập xung.
• Đấu nối và thiết lập truyền thông SPI thành công giữa bo mạch Arduino Mega 2560 với module NFC PN532 thông qua các chân số 10, 50, 51, 52.
• Lập trình hoàn chỉnh ứng dụng di động Android mang tên NFC_PN532_ARDUINO.apk với dung lượng lưu trữ 152 KB, chạy thử nghiệm thành công trên hai mẫu điện thoại thực tế là Sony Xperia Z và Samsung Galaxy Note 2.
• Thực hiện truyền nhận dữ liệu qua giao tiếp NFC ở khoảng cách thực tế dưới 4 cm; gói dữ liệu gồm tên đăng nhập, mật khẩu, ngày, giờ và mã lệnh được gửi chính xác từ smartphone xuống PN532 và Arduino.
• Khai thác bộ nhớ EEPROM của vi điều khiển ATmega2560 để lưu trữ 128 byte tài khoản người dùng và 128 byte dữ liệu chuỗi lịch sử (Logstring), cho phép người dùng đọc lại lịch sử ra vào trực tiếp trên màn hình điện thoại.
• Cơ cấu cửa tự động thực hiện chu trình quay bước chính xác (tối đa 100 xung half-step), định vị dừng qua cảm biến hồng ngoại, duy trì mở trong đúng 3 giây (3000 ms) rồi tự động kích hoạt chu trình đóng cửa an toàn.

Về giải pháp và đóng góp, đề tài đề xuất một giải pháp kiểm soát ra vào không dây sử dụng điện thoại thông minh cá nhân làm khóa điện tử thay thế hoàn toàn chìa khóa cơ khí. So với các đề tài đi trước tại trường vốn chỉ dừng lại ở việc minh họa hệ điều hành Android (năm 2011) hoặc điều khiển thiết bị qua RFID/NFC đơn giản, công trình này đã tích hợp hoàn chỉnh cả phần cứng cách ly công suất, cơ chế lưu trữ nhật ký truy cập trên EEPROM vi điều khiển và ứng dụng di động có khả năng phân quyền quản lý người dùng (thêm, xóa, đổi mật khẩu).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài được tác giả ghi nhận bao gồm:

• Cơ cấu cơ khí của hệ thống còn đơn giản, chỉ mang tính chất mô hình mô phỏng chuyển động của cánh cửa trượt thông qua động cơ bước, chưa tích hợp được ổ khóa vật lý thực tế có khả năng chịu lực chống cạy phá.
• Ứng dụng phần mềm mới chỉ hỗ trợ hệ điều hành Android có tích hợp sẵn phần cứng chip NFC, chưa thể áp dụng trên các hệ điều hành di động khác.
• Dung lượng bộ nhớ lưu trữ tài khoản và chuỗi nhật ký ra vào bị giới hạn trong 128 byte của bộ nhớ EEPROM nội bộ vi điều khiển.

Hướng mở rộng tiếp theo của đề tài:

• Hoàn thiện kết cấu cơ khí chịu lực, tích hợp chốt khóa điện từ (solenoid lock hoặc magnetic lock) vào hệ thống cửa thật để đảm bảo an ninh thực tế.
• Phát triển thêm phiên bản ứng dụng trên các nền tảng hệ điều hành khác hoặc bổ sung phương thức kết nối không dây tầm xa (WiFi, GSM/GPRS) để quản lý và cảnh báo từ xa.
• Nâng cấp bộ nhớ ngoài (sử dụng thẻ nhớ SD hoặc cơ sở dữ liệu trên máy chủ) nhằm mở rộng số lượng người dùng và lưu trữ nhật ký ra vào không giới hạn thời gian.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo thực tế cho sinh viên các ngành Công nghệ Kỹ thuật Điện tử - Truyền thông, Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa, Kỹ thuật Máy tính và Công nghệ Thông tin đang thực hiện đồ án môn học hoặc khóa luận tốt nghiệp liên quan đến hệ thống nhúng và ứng dụng di động.

Các nội dung có giá trị ứng dụng cao bao gồm:

• Phương pháp tính toán và thiết kế mạch động lực cách ly quang điều khiển động cơ bước sử dụng linh kiện bán dẫn Darlington TIP122 và opto.
• Sơ đồ đấu nối và phương thức cấu hình truyền thông SPI giữa vi điều khiển họ AVR (ATmega2560) với IC chuyên dụng NFC PN532.
• Kiến trúc khung truyền dữ liệu và thuật toán xử lý chuỗi lệnh điều khiển qua giao tiếp trường gần NFC.
• Quy trình xây dựng ứng dụng Android giao tiếp phần cứng, quản lý giao diện XML và đóng gói sản phẩm phần mềm nhúng.

Câu hỏi thường gặp

1. Bo mạch Arduino Mega 2560 kết nối với module PN532 qua giao thức nào và trên các chân cụ thể nào?
Hệ thống sử dụng giao thức truyền thông nối tiếp đồng bộ SPI. Các chân kết nối phần cứng cụ thể gồm: chân GND nối GND, chân 3.3V cấp nguồn VCC, chân số 10 nối chân SS (chọn chip), chân số 50 nối chân MISO, chân số 51 nối chân MOSI và chân số 52 nối chân SCK (xung nhịp).

2. Gói dữ liệu điều khiển truyền từ điện thoại Android xuống vi điều khiển Arduino bao gồm những thông tin gì?
Gói dữ liệu truyền qua giao tiếp NFC bao gồm: Tên đăng nhập (Username), Mật khẩu (Password), Ngày, Giờ thực hiện và Mã lệnh cần thực thi (mở cửa hoặc yêu cầu đọc chuỗi nhật ký Logfile).

3. Mạch động lực sử dụng linh kiện công suất nào để kéo động cơ bước và giá trị các linh kiện phân cực được tính toán ra sao?
Mạch động lực sử dụng 4 transistor công suất TIP122 loại NPN Darlington chịu dòng cực đại 5A. Tín hiệu được cách ly qua 4 optocoupler với điện trở hạn dòng LED là $220\ \Omega$. Điện trở định dòng bão hòa phân cực cho transistor được tính toán bằng $5\text{ k}\Omega$ với nguồn cấp 12V DC.

4. Ứng dụng điều khiển trên điện thoại có tên tệp cài đặt là gì, dung lượng bao nhiêu và đã thử nghiệm thành công trên những thiết bị nào?
Ứng dụng được đóng gói thành tập tin APK có tên NFC_PN532_ARDUINO.apk, dung lượng bộ nhớ chiếm 152 KB. Ứng dụng đã được cài đặt và vận hành thực tế ổn định trên hai dòng điện thoại thông minh là Sony Xperia Z và Samsung Galaxy Note 2.

5. Cơ chế tự động đóng cửa của hệ thống được lập trình hoạt động như thế nào sau khi mở?
Sau khi xác thực thành công và động cơ bước quay mở cửa (dừng khi cảm biến SensorClose tác động hoặc số xung $npulse > 100$), vi điều khiển thực thi lệnh trễ Delay_MS(3000) để giữ cửa mở trong vòng 3 giây. Sau khoảng thời gian này, Arduino tự động phát xung đảo chiều để kéo cửa đóng lại cho đến khi cảm biến SensorOpen tác động hoặc đủ số xung.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Hệ thống đóng mở cửa dùng NFC điện thoại" đã nghiên cứu và triển khai thành công mô hình kiểm soát ra vào tự động bằng công nghệ giao tiếp trường gần 13,56 MHz. Hệ thống kết hợp đồng bộ giữa ứng dụng di động trên nền tảng Android, vi điều khiển ATmega2560, module thu phát PN532 và mạch động lực điều khiển động cơ bước có cách ly quang. Công trình đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật về bảo mật tài khoản, quản lý người dùng, tự động hóa đóng mở cửa và ghi nhận nhật ký truy cập, cung cấp nền tảng thực nghiệm giá trị cho các ứng dụng nhà thông minh tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Chìa khoá từ xƣa đến nay luôn là sự lƣa chọn hàng đầu cho ổ khoá bởi tính đơn giản, phổ biến của vật liệu làm ra chúng. Song song với chìa khoá cơ khí con ngƣời cũng phát minh ra nhiều phƣơng pháp khoá khác nhƣ khoá số, và nhiều phƣơng pháp hiện đại nhƣ dấu vân tay, quét võng mạc. và gần đây nhất là công nghệ RFID/NFC (giao tiếp trƣờng gần). Để có thể lĩnh hội nhanh chóng kiến thức về VDK, ngƣời học phải nghiên cứu trên lý thuyết, thiết kế, thi công mạch và sau đó lập trình sẽ gây tốn khá nhiều thời gian và công sức của ngƣời tìm hiểu công nghệ, nhất là việc nghiên cứu loại VDK mới.

Việc thiết kế KIT thí nghiệm ứng dụng những tính năng của VDK sẽ làm tăng hiệu quả của việc nắm bắt kỹ thuật, tiết kiệm thời gian và chi phí trong việc nghiên cứu. Công nghệ càng cao, càng phức tạp sẽ làm tăng tính bảo mật, cũng nhƣ sự tiện lợi cho ngƣời sử dụng, đặc biệt khi smartphone càng ngày càng đƣợc phổ biến, tích hợp vào đó là công nghệ NFC. Vậy thay vì dùng chìa khoá để mở cửa – hơi rƣờm rà và phức tạp nếu ta có 1 xâu trên 10 chiếc chìa khác nhau cho những nơi khác nhau, chúng ta không cần chìa khoá nữa mà thay vào đó sử dụng một thiết bị di động (hoặc thẻ Tag) luôn luôn ở bên ngƣời để mở với tốc độ nhanh chóng và gọn gàng, và không còn ám ảnh bởi nỗi lo quên hay mất chìa khoá. Lý do chọn đề tài Trong thời đại hiện nay, điện thoại di động giúp mọi ngƣời có thể liên lạc với bạn bè, gia đình, đồng nghiệp… một cách dễ dàng.

Nhƣng với ứng dụng NFC (Near-Field Communications - Giao tiếp trƣờng gần), điện thoại di động sẽ trở nên gần gũi hơn với cuộc sống hằng ngày, chẳng hạn chỉ cần cú chạm đến một điện thoại di động khác là ta có thể trao đổi thông tin, mua vé xem hát, trả tiền mua hàng… Chính vì vậy, việc phát triển công nghệ NFC là chất xúc tác quan trọng để phát triển công nghệ kết nối không dây có tính ổn định, trực quan trong tƣơng tác 2 chiều giữa 2 thiết bị điện tử. Trong thực tế tại Việt Nam, công nghệ NFC đang dần đƣợc phổ biến, thể hiện ở việc thị trƣờng Việt Nam đang ra mắt rất nhiều loại điện thoại có tính năng này. Chính vì thế việc phát triển cơ sở hạ tầng, cho phù hợp với công nghệ này nói chung, và việc tiếp cận với công nghệ này nói riêng là vấn đề rất cần thiết. Đánh giá từ thực tế xã hội, nhóm sinh viên chúng tôi nhận thấy cần có những nghiên cứu kỹ thuật để tiếp cận công nghệ này.

Ngoài ra đây cũng là một đề tài mới lạ, và nhóm chúng tôi thực sự có những đam mê về lĩnh vực này. Chính vì thế nhóm chúng tôi quyết định chọn đề tài “HỆ THỐNG ĐÓNG MỞ CỬADÙNG NFC ĐIỆN THOẠI” làm đề tài tốt nghiệp của nhóm chúng tôi. CHƢƠNG I: DẪN NHẬP 1 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2016 GVHD: ThS. Nội dungthựchiện  Mụctiêuđềtài  Tìmhiểu hệ điều hành Android.

 Thiếtkếhệthốngmởcửadùngđiệnthoạicóchứcnăng NFC.  Thiếtkếvàthicông  Thiếtkếgiaodiệnmởcửatrênđiệnthoại android.  Thicôngmạchđộnglựcđiềukhiểncửa. Giới hạn đề tài Đề tài nàychỉứngdụngchoviệcđóngmởcửa.Phầnmềmchỉsửdụngchođiệnthoại android vàcóhỗtrợchứcnăng NFC.Phầncơkhíhệthốngkháđơngiảnmangtínhchấtmôphỏngnênchƣakếthợptínhnăng ổ khóavàotronghệthống.

Dàn ý tìmhiểu Với sự hƣớng dẫn của thầy Nguyễn Văn Hiệp, nhóm đã thực hiện các bƣớc tiến hành nghiên cứu nhƣ sau:  Phân chia các nội dung cần tìm hiểu và nghiên cứu chủ động về mặt thời gian.  Tìm hiểu về hệ điều hành Android.  Tìm hiểu IC chuyên dụng PN532.  Tìm hiểu về công nghệ giao tiếp trƣờng gần NFC, các điện thoại có hỗ trợ chip NFC hiện nay.

 Tải và cài đặt các phần mềm, công cụ hỗ trợ cho việc lập trình ứng dụng trên hệ điều hành Android.  Tìm hiểu về Arduino Mega 2560 về các chức năng và đặc tính, tìm hiểu phần mềm lập trình và nạp chƣơng trình cho Arduino Mega 2560.  Tìm giải thuật chƣơng trình, vẽ lƣu đồ và bắt đầu lập trình.  Tiến hành viết chƣơng trình từ cả hai đối tƣợng là hệ điều hành Android và Arduino Mega 2560.

 Kiểm tra chƣơng trình, thử nghiệm thực tế.  Tìm và khắc phục lỗi, đóng gói sản phẩm. CHƢƠNG I: DẪN NHẬP 2 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2016 GVHD: ThS. Tình hình nghiên cứu  Công nghệ giao tiếp trƣờng gần (NFC) là một công nghệ tƣơng đối mới mẻ ở Việt Nam nên hiện nay có rất ít đề tài nghiên cứu về lĩnh vực này.

Tuy nhiên về công nghệ RFID ở tần số 13.56MHz thì đã có các đề tài đƣợc nghiên cứu và ứng dụng thành công vào thực tế.  Các đề tài về hệ điều hành Android đã đƣợc nghiên cứu nhiều trong thời gian gần đây: Đề tài “TÌM HIỂU VÀ VIẾT ỨNG DỤNG MINH HỌA CHO HỆ ĐIỀU HÀNH ANDROID” của tác giả Hồ Công Đức và Huỳnh Huy Tấn, sinh viên trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật năm 2011. Đề tài“THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ DỰA TRÊN HỆ ĐIỀU HÀNH ANDROID” của tác giả Nguyễn Huy Đức và Hồ Huỳnh Công Nhân sinh viên trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật năm 2011. Đề tài “ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BẰNG SMARTPHONE THÔNG QUA GIAO TIẾP NFC” của tác giả Nguyễn Đăng Nhật và Thái Văn Chánh sinh viên trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật năm 2012.

 Trên thế giới thì các đề tài về công nghệ NFC đã đƣợc thực hiện và phát triển khá nhiều, với cơ sở hạ tầng đƣợc phát triển các ứng dụng liên quan đến NFC ngày càng đƣợc mở rộng và chứng tỏ đƣợc tính ƣu việt. Ý nghĩa thực tiễn đề tài Với sự phát triển nhanh chóng của các thiết bị viễn thông trên thế giới, đặc biệt là các thiết bị điện thoại di động, thì các hệ thống mạng liên quan cũng không ngừng phát triển. Với việc thực hiện thành công đề tài này, sẽ mở ra sự phát triển cho những sản phẩm đầu tiên ứng dụng công nghệ này tại Việt Nam. Trên thế giới, công nghệ NFC là một công nghệ mang tính đột phá.

Giống nhƣ công nghệ RFID, công nghệ NFC nhanh chóng trao đổi thông tin giữa các thiết bị khi chúng chạm vào nhau hoặc ở gần nhau. Ngƣời dùng có thể truyền đi văn bản, hình ảnh, đƣờng link và những dữ liệu khác. Nên từ việc phát triển công nghệ này sẽ mở ra một tiềm năng mới tại Việt Nam nhƣ: ví điện tử, quản lý nhân viên, poster thông minh, hệ thống âm thanh…. CHƢƠNG I: DẪN NHẬP 3 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2016 GVHD: ThS.

NGUYỄN VĂN HIỆP CHƢƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2. Cổng giao tiếp trƣờng gần (Near Field Communication – NFC) 2. Giới thiệu NFC (Near Field Communication) đƣợc phát triển dựa trên nguyên lý tần số vô tuyến nhận dạng (Radio-frequency identification - RFID). RFID cho phép một đầu đọc gởi sóng radio đến một thẻ điện tử thụ động để nhận dạng và theo dõi.

Việc giao tiếp đƣợc tiến hành bằng cách đƣa các thiết bị lại gần nhau, thông thƣờng nằm trong khoảng vài cm. NFC đƣợc phát triển dựa trên công nghệ RFID(Radio Frequency Identifi) có nghĩa là sóng vô tuyến nhận dạng - ra đời năm 1983. Chuẩn NFC bao gồm các khái niệm: giao thức giao tiếp và định dạng dữ liệu trao đổi, bao gồm chuẩn ISO/IEC 14443 và Felica đƣợc dựa trên chuẩn giao tiếp sóng vô tuyến sẵn có RFID. Các chuẩn này bao gồm tiêu chuẩn ISO/IEC 18092 và những tiêu chuẩn đƣợc định nghĩa bởi cộng đồng NFC (đƣợc thành lập vào năm 2004 bởi Nokia, Sony và Philips, đến nay đã có hơn 160 thành viên).

Cộng đồng này phát triển NFC và đồng thời cấp chứng nhận cho các thiết bị. Lịch sử phát triển Nguồn gốc của NFC là để nhận dạng bằng sóng vô tuyến hay còn gọi là RFID. RFID cho phép các bộ đọc gửi sóng vô tuyến đến một thẻ điện tử thụ động để nhận dạng cũng nhƣ theo dõi.  Năm 1983 Bằng sáng chế đầu tiên liên quan đến từ viết tắt RFID đã đƣợc cấp cho Charles Walton.

 Năm 2004 Nokia, Philips và Sony thành lập cộng đồng NFC.  Năm 2006 Thiết lập các đặc tính kỹ thuật cho các thẻ NFC.  Năm 2006 Đặc tính kỹ thuật cho 1 “SmartPoster”.  Năm 2006 Nokia 6131 là điện thoại NFC đầu tiên.

 Năm 2009 Vào tháng 1, cộng đồng NFC đƣa ra tiêu chuẩn Peer to Peer để truyền đi danh bạ, địa chỉ web (URL), khởi tạo Bluetooth và các chức năng khác.  Năm 2010 Samsung Nexus S là điện thoại NFC chạy hệ điều hành Android đầu tiên đƣợc ra mắt.  Năm 2011 Tại sự kiện GOOGLE I/O, “How to NFC” đã trình diễn NFC để khởi tạo game và chia sẻ danh bạ, tài nguyên internet, ứng dụng, video… CHƢƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 4 do an ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NĂM 2016 GVHD: ThS. NGUYỄN VĂN HIỆP  Năm 2011 RIM 2011 là công ty đầu tiên đƣợc chứng nhận bởi MasterCard Worldwide cho các thiết bị của họ cho chức năng PayPass (thanh toán không cần chạm).

 Năm 2012 Sony giới thiệu “Smart Tags”, các thẻ dùng công nghệ NFC để thay đổi chế độ và dữ liệu cho smartphone của Sony ở tầm gần.  Năm 2013 Samsung và Visa tuyên bố hợp tác để cùng phát triển thanh toán trên nền di động. Các đặc tính kỹ thuật của NFC  NFC là công nghệ giao tiếp không dây tầm ngắn, đặc trƣng yêu cầu một khoảng cách 4cm hoặc ít hơn. NFC hoạt động ở tần số 13,56MHz trên chuẩn giao tiếp ISO/IEC 18000-3 với tốc độ từ 106Kbit/s đến 424Kbit/s.

NFC luôn liên quan đến 1 thiết bị khởi tạo và 1 thiết bị mục tiêu. Thiết bị khởi tạo sẽ chủ động phát ra sóng vô tuyến để cung cấp năng lƣợng cho thiết bị mục tiêu. Điều này cho phép các thiết bị mục tiêu NFC có hình thức rất đơn giản nhƣ các loại thẻ, giấy, móc chìa khóa vì không cần phải có nguồn cung cấp. Giao tiếp ngang hàng NFC đƣợc tiến hành khi cả 2 thiết bị đƣợc cấp nguồn.

 Các thẻ NFC có chứa dữ liệu và thông thƣờng chỉ đọc đƣợc, tuy nhiên cũng có các loại thẻ có thể ghi đƣợc. Nó có thể đƣợc lập trình bởi nhà sản xuất hoặc sử dụng các đặc tính kỹ thuật đƣợc cung cấp bởi cộng đồng NFC. Những thẻ này có thể chứa các thông tin cá nhân nhƣ thông tin thẻ tín dụng, thẻ ghi nợ, thẻ khách hàng, mã pin… một cách an toàn cũng nhƣ những dữ liệu khác. Cộng đồng NFC định nghĩa 4 loại thẻ khác nhau về tốc độ giao tiếp và cấu hình liên quan, bộ nhớ, bảo mật, lƣu trữ dữ liệu và số lần ghi.

Hiện tại bộ nhớ của các thẻ dao động từ 96 byte đến 4092 byte (4Kbyte).