đặt vấn đề, mục tiêu, nội dung nghiên cứu, giới hạn và bố cục đề tài. - Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết Chương này trình bày về quy trình hoạt động của hệ thống. Giới thiệu phần cứng các thiết bị được sử dụng trong đề tài. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 2 CHƢƠNG 1.
TỔNG QUAN - Chƣơng 3: Thiết kế tính toàn Chương này trình bay giới thiệu hệ thống, tính toán thiết kế phù hợp, sơ đồ nguyên lý. - Chƣơng 4: Thi công hệ thống Chương này trình bày thi công hệ thống, thi công mô hình. Quá trình lập trình hệ thống, lưu đồ giải thuật. Hướng dẫn sử dụng hệ thống.
- Chƣơng 5: Kết quả, nhận xét, đánh giá Chương này trình bày kết quả đạt được, nhận xét các kết quả đạt được từ mô hình, mức độ hoàn thiệt đề tài. - Chƣơng 6: Kết luận, hƣớng phát triển Chương này trình bày kết luận sau khi thực hiện đề tài. Nếu được hướng phát triển cho đề tài. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 3 CHƢƠNG 2.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG THANH TOÁN CƢỚC PHÍ ĐƢỜNG SẮT METRO 2.1 Tìm hiểu hệ thống đƣờng sắt Metro Metro là hệ thống vận tải trong đô thị thành phố, thường thị chạy trên đường ray và có điểm giống với tàu hỏa, có phần lớn di chuyển dưới lòng đất và cả trên cao. Metro là hệ thống chở khách với tốc độ cao trên đường ray, nhiều lượt, chuyến trong ngày. Hiện nay các thành phố lớn trên thế giới đều có hệ thống metro và trở thành một trong những phương tiện di chuyển nhanh chóng, tiện lợi và văn minh của người dân. Ở Việt Nam thì các tuyển metro đã được nghiên cứu và lên kế hoạch xây dựng từ khoảng hơn vài năm trước để đáp ứng như cầu về phương tiện công cộng cũng như sự phát triển xã hội ở các thành phố lớn.
Sau khi khánh thành và đi vào hoạt động, các tuyến metro ở Hà Nội và TP.Hồ Chí Minh được kỳ vọng sẽ trở thành phương tiện di chuyển chính, giải quyết các bài toán ùn tắt giao thông, ô nhiễm môi trường do khí thải của các phương tiện cá nhân gây ra như xe máy, xe ô tô. Ngoài ra còn thay đổi bộ mặt của thành phố, khiến thành phố trở nên văn minh, hiện đại hơn, từ đó khai thác các nguồn lực về du lịch. Hồ Chí Minh sắp tới sẽ có tuyến đường sắt Metro số 1 Bến Thành - Suối Tiên được đưa vào hoạt động từ năm 2020.2 Tìm hiểu về các yêu cầu cơ bản của hệ thống thanh toán cƣớc đƣờng sắt Metro Ở các thành phố trên thế giới, hệ thống Metro là một hệ thống vận tải công cộng có nhu cầu sử dụng rất cao, vì thế nên việc thiết kế hệ thống tính cước phí và quản lý hành khách là một yêu cầu rất quan trọng. Trong nội dung đề tài, nhóm đã thực hiện nghiên cứu khách quan, từ đó mô phỏng một hệ thống tính cước phí đường sắt Metro có một số yêu cầu cơ bản sau đây: Đáp ứng được nhu cầu sử dụng của hành khách trong việc sử dụng thẻ để đi lại, cũng như nhà quản lý trong việc thêm, sửa, xóa dữ liệu về hành khách tham gia.
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 4 CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hệ thống phải luôn cập nhật theo thời gian thực, nhằm phục vụ một lưu lượng lớn người sử dụng trong cùng một thời gian. Lưu được thông tin với số lượng lớn. Việc trừ cước phí theo quãng đường di chuyển phải được thực hiện một cách tự động và chính xác nhờ máy tính.3 Mô hình tổng quan Sau khi nghiên cứu tổng quan các hệ thống Metro được sử dụng ở các thành phố trên thế giới, nhóm đã đưa ra mô hình mô phỏng cơ bản của hệ thống như sau: Hình 2.1 Mô hình hoạt động Mô tả hoạt động: Để sử dụng được hệ thống Metro, trước tiên hành khách phải đăng ký với cơ quan quản lý để được cấp một thẻ RFID, sau đó tiến hành đăng ký thông tin và nộp tiền vào tài khoản và sử dụng để đi lại.
Khi bắt đầu sử dụng, hành khách phải sử dụng thẻ RFID được cấp quét vào đầu đọc thẻ. Sau đó hệ thống sẽ đọc được ID của RFID, tiến hành quét lên hệ thống cơ sở dữ liệu (CSDL) để kiểm tra xem thông tin hành khách có tồn tại, và số dư trong tài khoản có đủ để thực hiện hành trình hay không. Nếu tất cả điều kiện đều thỏa thì hệ thống sẽ thông báo cho phép hành khách lên tàu và bắt đầu hành trình. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 5 CHƢƠNG 2.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT Sau khi tới ga xuống, hành khách cũng sẽ sử dụng thẻ RFID để quét qua đầu đọc thẻ, sau đó hệ thống trừ tiền vào tài khoản của hành khách.2 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG RFID 2.1 Công nghệ RFID Công nghệ RFID (Radio Frequency Identification) là công nghệ nhận dạng đối tượng bằng sóng vô tuyến, cho phép một thiết bị đọc có thể đọc thông tin chưa trong một thiết bị khác ở một khoảng cách gần mà không cần phải có một sự tiếp xúc vật lý nào. Một hệ thống RFID thường bao gốm 2 phần chính là thẻ tag (chip RFID chứa thông tin) và bộ đọc (reader) đọc các thông tin trên chip. Kỹ thuật RFID sử dụng truyền thông không dây trong tải tần sóng vô tuyến để truyền dữ liệu từ các thẻ tag đến bộ đọc. Bộ đọc dữ liệu của tag và gửi thông tin để hệ thống để xử lý trên cơ sở dữ liệu.
Dạng đơn giản và phổ biến nhất được sử dụng hiện nay là hệ thống RFID bịu động. Trong đó bộ đọc truyền một tín hiệu tần số vô tuyến thông qua anten đến một con chip, sau đó bộ đọc sẽ nhận lại thông tin phản hồi từ chip và gửi đến máy tính để xử lý thông tin. Các con chip từ các thẻ tag này không cần nguồn nuôi, chúng sử dụng năng lượng phát ra từ tín hiệu được gửi bởi bộ đọc. [1] Thẻ RFID là thiết bị có thể lưu trữ và truyền dữ liệu về bộ đọc bằng sóng vô tuyến.
Trong đó các thẻ thường lưu trữ thông tin về các sản phẩm nào đó. Dữ liệu có thể là một số nhận dạng đơn giản được lưu trữ trong một thẻ chỉ đọc hoặc dữ liệu phức tạp hơn. Các thẻ phức tạp hơn này có thể chứa được các dữ liệu về ngày sản xuất số serial, hoặc thậm chí một số loại đặc biệt còn chưa các cảm biến để theo dõi nhiệt độ trung bình hoặc các loại dữ liệu khác. Thẻ RFID gồm chip bán dẫn nhỏ (bộ nhớ của chip có thể chứa từ 96 đến 512 bit dữ liệu, nhiều gấp 64 lần so với mã vạng) và anten được thu nhỏ trong một số hình thức đóng gói.
Vài thẻ RFID giống như những nhãn giấy và được ứng dụng để bỏ vào hộp và đóng gói. Một số khác được sản xuất thành các miếng da bao cổ tay. Mỗi thẻ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 6 CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT được lập trình với một nhân jdạng duy nhất cho phép theo dõi không dây đối tượng hoặc con người đang gắn thẻ đó.2 Một số thẻ RFID thông dụng Khi thẻ đi vào vùng sóng điện từ, nó sẽ phát hiện ra tín hiệu kích hoạt từ đầu đọc và sẽ phát thông tin nhận dạng đến đầu đọc.
Đầu đọc giải mã dữ liệu được mã hóa trong chip (sóng vô tuyến phản xạ từ thẻ) và gửi vào hệ thống để xử lý.3 Giao tiếp giữa thẻ RFID và đầu đọc BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 7 CHƢƠNG 2.2 Thành phần hệ thống RFID Một hệ thống RFID bao gồm các thành phần sau: Reader: là thành phần bắt buộc, thường được tích hợp sẵn cả anten. Thẻ tag: là thành phần bắt buộc với mọi hệ thống RFID. Thiết bị xử lý: bao gồm các vi xử lý có khả năng nhận được mã tag được gửi về từ reader, sau đó gửi lên hệ thống. Ngoài ra các hệ thống lớn còn được kết nối với các máy tính, hạ tầng mạng để truyền nhận thông tin của thẻ tag, thực hiện các tác vụ như liên kết tài khoản, thông tin, tiền phí.
Cũng như có các cơ cấu chấp hành để thực thi các yêu cầu đặt ra với hệ thống.3 Ƣu nhƣợc điểm của hệ thống RFID Ưu điểm: - Đọc với tốc độ cao mà không cần tiếp xúc vật lý: nhiều đối tượng có thể được quét tại cùng một thời điểm, có thể lên đến 40 thẻ trong 3 giây. Làm giảm thời gian hoạt động, tăng năng suất của hệ thống. - Khả năng đọc và ghi dữ liệu nhiều lần: một số thẻ cho phép đọc và ghi dữ liệu nhiều lần, từ đó làm giảm chi phí hoạt động của hệ thống, cũng như của người sử dụng. - Nhỏ gọn, bền: các thẻ RFID hoạt động khá tốt trong môi trường không thuận lợi (nóng ẩm, bụi bẩn.
- Một số thẻ RFID, đặc biệt là các thẻ thụ động không cần phải cung cấp nguồn để có thể hoạt động, từ đó nâng cao tính tiện lợi của hệ thống. - Việc áp dụng công nghệ RFID vào các lĩnh vực của đời sống làm tăng năng suất lao động, đồng thời tự động hoát các quy trình, sản xuất, thay thế các hoạt động đòi hỏi việc phải lặp đi lặp lại với tần suất cao của con người, từ đó giảm thiểu, triệt tiêu những sai sót có thể xảy ra. Nhược điểm: BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 8 CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT - Khả năng kiểm soát các thiết bị còn hạn chế: thẻ dễ bị nhiều sóng trong môi trường nước và kim loại.
- Các đầu đọc có thể đọc chồng lên nhau: vì nhiệm vụ của các đầu đọc thẻ là gửi tín hiệu đến các thẻ tag, sau đó nhận tín hiệu gửi về, vì thể trong một số trường hợp có thể xảy ra việc đọc chồng chéo lên nhau. - Giá thành của hệ thống RFID hiện nay vẫn còn khá cao, xét đến tính thực tế ở Việt Nam thì vẫn chưa thể ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực.3 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG 2.1 Module thẻ RFID RC522 Module RFID sử dụng là RFID RC522. Module RFID RC522 sử dụng IC MFRC522 của Phillips dùng để đọc và ghi dữ liệu cho thẻ NFC tần số 13.56 Mhz, với mức giá rẻ, thiết kế nhỏ gọn, module này là sự lựa chọn hàng đầu cho các ứng dụng về ghi đọc thẻ RFID Hình 2.4 Module RFID RC522 Điện áp sử dụng: 3. Dòng tiêu thụ ở chế độ standby: 3.