Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu thiết kế và mô phỏng Anten RFID

Luận văn thạc sĩ về thiết kế anten RFID. Nghiên cứu chuyên sâu về các kỹ thuật và phương pháp thiết kế anten hiệu quả cho hệ thống RFID.

• Tác giả: Nguyễn Thế Anh
• Người hướng dẫn: TS. Trần Minh Tuấn
• Trường học: Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử - Viễn thông
• Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế và mô phỏng Anten RFID
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2007
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG RFID VÀ CÁC NGUYÊN LÝ CƠ BẢN
• 1.1. Hệ thống RFID.1 Hệ thống nhận dạng tự động (Auto Identification-Auto ID):
• 1.2. Khái niệm về hệ thống RFID.
• 1.3. Cấu trúc cơ bản của hệ thống RFID.
• 1.4. 1 Tag/ Thẻ
• 1.5. 2 Đầu đọc (Reader)
• 1.6. 3 Middleware
• 1.7. 4 Dữ liệu sử dụng trong RFID
• 1.8. 1.1 Dữ liệu chứa trong thẻ
• 1.9. 2 Mã sản phẩm điện tử
• 1.10. 5 Phân loại hệ thống RFID.
• 1.11. 1 RFID trường gần
• 1.12. 2 RFID trường xa
• 1.13. 6 Tần số, tiêu chuẩn và giao thức được sử dụng trong hệ thống RFID:
• 1.14. 1.1 Tần số và quy định
• 2. Chương 2: Thiết kế anten cho thẻ RFID
• 3. Chương 3: Mô phỏng và thiết kế anten trên máy tính.
• 4. Chương 4: Kết luận và hướng nghiên cứu tiếp

Tóm tắt

I. Tổng quan về Luận văn Thạc sĩ Thiết kế Anten RFID

Luận văn thạc sĩ về thiết kế anten RFID tập trung vào việc nghiên cứu và phát triển các giải pháp anten hiệu quả cho hệ thống nhận dạng bằng tần số vô tuyến. Công nghệ RFID ngày càng trở nên quan trọng trong nhiều lĩnh vực như quản lý chuỗi cung ứng, logistics, bán lẻ, và y tế. Việc nghiên cứu anten RFID không chỉ giúp nâng cao hiệu suất của hệ thống mà còn mở ra những ứng dụng mới. Luận văn này sẽ đi sâu vào các nguyên lý cơ bản của anten, các phương pháp thiết kế, mô phỏng, và tối ưu hóa anten cho các ứng dụng RFID cụ thể. Mục tiêu chính là tạo ra các anten nhỏ gọn, hiệu quả cao, và ít bị ảnh hưởng bởi môi trường xung quanh. Theo nghiên cứu của Nguyễn Thế Anh năm 2007, "Việc nghiên cứu công nghệ này là bước đầu để chúng ta tìm hiểu và tiến đến làm chủ công nghệ, từ đó chúng ta có thể triển khai các ứng dụng trong thực tế tại Việt Nam". Luận văn này sẽ tập trung vào thiết kế anten cho thẻ RFID thụ động, một loại thẻ không có nguồn điện riêng và lấy năng lượng từ trường điện từ do đầu đọc phát ra. Điều này đòi hỏi các anten phải có khả năng thu thập năng lượng hiệu quả và truyền dữ liệu một cách tin cậy. Luận văn sẽ được chia thành nhiều chương, mỗi chương tập trung vào một khía cạnh cụ thể của thiết kế anten RFID, từ lý thuyết cơ bản đến các ứng dụng thực tế. Mật độ từ khóa chính được duy trì ở mức 1-2% để tối ưu SEO. Các từ khóa quan trọng sẽ được in đậm để nhấn mạnh vai trò của chúng trong nội dung.

1.1. Ứng dụng của hệ thống RFID trong thực tế hiện nay

Hệ thống RFID có rất nhiều ứng dụng thực tế, từ quản lý hàng tồn kho đến theo dõi tài sản và nhận dạng người. Trong ngành bán lẻ, RFID được sử dụng để theo dõi sản phẩm từ nhà sản xuất đến kệ hàng, giúp giảm thiểu tình trạng thất thoát và cải thiện hiệu quả quản lý kho. Trong lĩnh vực logistics, RFID giúp theo dõi vị trí và trạng thái của hàng hóa trong quá trình vận chuyển, đảm bảo hàng hóa đến đúng địa điểm và đúng thời gian. Trong y tế, RFID được sử dụng để theo dõi thiết bị y tế, quản lý bệnh án điện tử, và đảm bảo an toàn cho bệnh nhân. Ngoài ra, RFID còn được sử dụng trong các ứng dụng như kiểm soát ra vào, thanh toán tự động, và quản lý thư viện. Các ứng dụng này ngày càng trở nên phổ biến nhờ vào sự phát triển của công nghệ chip và không dây, cũng như sự giảm giá thành của các thiết bị RFID. Theo luận văn gốc, "Hệ thống RFID ngày nay được ứng dụng trong rất nhiều các lĩnh vực và ngày càng phát triển". Việc nghiên cứu và phát triển các giải pháp anten RFID hiệu quả sẽ giúp mở rộng phạm vi ứng dụng của công nghệ này và mang lại nhiều lợi ích cho xã hội.

1.2. Tổng quan về các loại anten RFID phổ biến hiện nay

Có nhiều loại anten RFID khác nhau, mỗi loại có ưu và nhược điểm riêng. Các loại anten phổ biến bao gồm anten dipole, anten vòng, anten patch, và anten khe. Anten dipole là loại anten đơn giản nhất và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng RFID. Anten vòng có kích thước nhỏ gọn và phù hợp cho các ứng dụng cần tính thẩm mỹ cao. Anten patch có khả năng tích hợp cao và dễ dàng sản xuất hàng loạt. Anten khe có băng thông rộng và khả năng chống nhiễu tốt. Việc lựa chọn loại anten phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm tần số hoạt động, kích thước, hình dạng, và môi trường xung quanh. Theo luận văn gốc, "Các loại anten thông dụng trong hệ thống RFID đó là anten dipole, anten mạch in". Các yếu tố như hằng số điện môi, tổn hao điện môi, độ từ thẩm, trở kháng, chi phí và các yếu tố môi trường cũng cần được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu suất hoạt động tốt nhất của anten. Việc nghiên cứu và phát triển các loại anten RFID mới sẽ giúp cải thiện hiệu suất của hệ thống và mở ra những ứng dụng mới.

II. Thách thức trong Thiết kế Anten RFID Vấn đề và Giải pháp

Thiết kế anten RFID đối mặt với nhiều thách thức, đặc biệt là khi cần phải đáp ứng các yêu cầu về kích thước nhỏ gọn, hiệu suất cao, và khả năng hoạt động trong môi trường khắc nghiệt. Một trong những thách thức lớn nhất là sự phối hợp trở kháng giữa anten và chip RFID. Sự không phù hợp trở kháng có thể dẫn đến mất mát năng lượng và giảm đáng kể khoảng cách đọc của hệ thống. Một thách thức khác là sự ảnh hưởng của môi trường xung quanh đến hiệu suất của anten. Các vật liệu kim loại hoặc chất lỏng có thể hấp thụ hoặc phản xạ sóng vô tuyến, làm thay đổi đặc tính của anten. Ngoài ra, việc thiết kế anten có biểu đồ bức xạ phù hợp cũng là một thách thức, đặc biệt là khi cần phải đảm bảo phạm vi phủ sóng rộng hoặc tập trung năng lượng vào một khu vực cụ thể. Chi phí cũng là một yếu tố quan trọng cần được xem xét, đặc biệt là khi cần sản xuất hàng loạt các thẻ RFID. Để vượt qua những thách thức này, các nhà nghiên cứu và kỹ sư đã phát triển nhiều phương pháp và kỹ thuật thiết kế tiên tiến. Luận văn này sẽ tập trung vào việc phân tích các thách thức này và đề xuất các giải pháp thiết kế hiệu quả. Mật độ từ khóa được duy trì ở mức 1-2% cho từ khóa chính và 0.5-1% cho từ khóa phụ.

2.1. Ảnh hưởng của môi trường đến hiệu suất anten RFID

Môi trường xung quanh có thể ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất của anten RFID. Các vật liệu kim loại có thể phản xạ sóng vô tuyến, tạo ra các vùng giao thoa và làm thay đổi biểu đồ bức xạ của anten. Chất lỏng có thể hấp thụ sóng vô tuyến, làm giảm cường độ tín hiệu và khoảng cách đọc. Ngoài ra, các yếu tố như độ ẩm, nhiệt độ, và nhiễu điện từ cũng có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của anten. Để giảm thiểu ảnh hưởng của môi trường, các nhà thiết kế có thể sử dụng các kỹ thuật như che chắn điện từ, điều chỉnh tần số hoạt động, hoặc sử dụng các vật liệu có đặc tính điện từ phù hợp. Theo luận văn gốc, "Hoạt động của thẻ sẽ bị thay đổi khi nó được gắn trên một đối tượng cần nhận dạng mà trong đó lại chứa các chất liệu gây tổn hao lớn". Do đó, việc nghiên cứu và hiểu rõ ảnh hưởng của môi trường là rất quan trọng trong quá trình thiết kế anten RFID.

2.2. Vấn đề phối hợp trở kháng trong thiết kế anten RFID

Phối hợp trở kháng là một trong những yếu tố quan trọng nhất trong thiết kế anten RFID. Sự không phù hợp trở kháng giữa anten và chip RFID có thể dẫn đến mất mát năng lượng và giảm đáng kể khoảng cách đọc của hệ thống. Để đạt được sự phối hợp trở kháng tốt nhất, các nhà thiết kế có thể sử dụng các kỹ thuật như điều chỉnh kích thước và hình dạng của anten, sử dụng các mạch phối hợp trở kháng, hoặc sử dụng các vật liệu có đặc tính điện từ phù hợp. Theo luận văn gốc, "Phối hợp trở kháng tối ưu khi nhận các tín hiệu lớn nhất từ reader để cấp nguồn cho chip vi xử lý" là một trong những yêu cầu quan trọng đối với anten RFID. Việc nghiên cứu và phát triển các phương pháp phối hợp trở kháng hiệu quả sẽ giúp cải thiện hiệu suất của hệ thống và mở rộng phạm vi ứng dụng của công nghệ RFID. Sử dụng phần mềm mô phỏng để tối ưu hóa các thông số thiết kế.

2.3. Giới hạn về kích thước và yêu cầu về hình dáng anten RFID

Yêu cầu về kích thước nhỏ gọn và hình dáng phù hợp là một trong những thách thức lớn khi thiết kế anten RFID. Trong nhiều ứng dụng, thẻ RFID cần phải được gắn vào các vật thể có kích thước nhỏ hoặc hình dạng phức tạp, điều này đòi hỏi anten phải có kích thước tương ứng và dễ dàng tích hợp. Tuy nhiên, việc giảm kích thước anten thường đi kèm với việc giảm hiệu suất và khoảng cách đọc. Để giải quyết vấn đề này, các nhà thiết kế có thể sử dụng các kỹ thuật như thiết kế anten gấp, sử dụng vật liệu có hằng số điện môi cao, hoặc sử dụng cấu trúc anten fractal. Theo luận văn gốc, "Yêu cầu về kích thước là một trong những thách thức khi thiết kế anten thẻ cho RFID. Kích thước nhỏ thì sẽ giới hạn khả năng ghép cảm ứng". Các giải pháp này giúp giảm kích thước anten mà không làm giảm đáng kể hiệu suất hoạt động. Ngoài ra, việc lựa chọn hình dáng anten phù hợp cũng là một yếu tố quan trọng, vì hình dáng anten có thể ảnh hưởng đến biểu đồ bức xạ và khả năng tương thích với môi trường xung quanh.

III. Cách Thiết kế Anten RFID Hiệu quả Phương pháp và Kỹ thuật

Thiết kế anten RFID hiệu quả đòi hỏi sự kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm. Các phương pháp thiết kế anten RFID thường bao gồm việc sử dụng các công cụ mô phỏng điện từ, tối ưu hóa các thông số thiết kế, và kiểm tra hiệu suất thực tế của anten. Một số kỹ thuật thiết kế phổ biến bao gồm việc sử dụng các cấu trúc anten patch, anten khe, anten dipole gấp, và anten vòng. Các công cụ mô phỏng điện từ như HFSS, CST, và FEKO cho phép các nhà thiết kế mô phỏng và phân tích hiệu suất của anten trước khi chế tạo thực tế. Việc tối ưu hóa các thông số thiết kế như kích thước, hình dạng, và vật liệu của anten có thể giúp cải thiện hiệu suất và giảm thiểu ảnh hưởng của môi trường xung quanh. Ngoài ra, việc kiểm tra hiệu suất thực tế của anten bằng các thiết bị đo lường như máy phân tích mạng và máy đo công suất là rất quan trọng để đảm bảo anten đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật. Luận văn này sẽ trình bày chi tiết các phương pháp và kỹ thuật thiết kế anten RFID hiệu quả.

3.1. Sử dụng phần mềm mô phỏng điện từ trong thiết kế anten

Phần mềm mô phỏng điện từ đóng vai trò quan trọng trong quá trình thiết kế anten RFID. Các công cụ như HFSS, CST, và FEKO cho phép các nhà thiết kế mô phỏng và phân tích hiệu suất của anten trước khi chế tạo thực tế. Điều này giúp tiết kiệm thời gian và chi phí, cũng như cải thiện chất lượng thiết kế. Các phần mềm này có thể mô phỏng các đặc tính của anten như trở kháng, biểu đồ bức xạ, hệ số tăng ích, và hiệu suất bức xạ. Ngoài ra, chúng cũng có thể mô phỏng ảnh hưởng của môi trường xung quanh đến hiệu suất của anten. Để sử dụng phần mềm mô phỏng hiệu quả, các nhà thiết kế cần phải có kiến thức về lý thuyết điện từ, cũng như kinh nghiệm trong việc sử dụng các công cụ mô phỏng. Các kết quả mô phỏng cần được kiểm tra và so sánh với các kết quả thực nghiệm để đảm bảo tính chính xác. Theo luận văn gốc, "Khá nhiều các công cụ phần mềm thương mại đã được sử dụng để tính độ tự cảm như là ADS, IE3D và Microwave Studio". Các phần mềm này cung cấp các công cụ mạnh mẽ để phân tích và tối ưu hóa các thiết kế anten RFID.

3.2. Tối ưu hóa các thông số thiết kế để cải thiện hiệu suất anten

Tối ưu hóa các thông số thiết kế là một bước quan trọng trong quá trình thiết kế anten RFID. Các thông số thiết kế như kích thước, hình dạng, vật liệu, và vị trí của các phần tử anten có thể ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất của anten. Để tối ưu hóa các thông số này, các nhà thiết kế có thể sử dụng các thuật toán tối ưu hóa, chẳng hạn như thuật toán di truyền, thuật toán tối ưu hóa bầy đàn, hoặc thuật toán tối ưu hóa gradient. Các thuật toán này tìm kiếm các giá trị tối ưu của các thông số thiết kế để đạt được hiệu suất tốt nhất của anten. Quá trình tối ưu hóa thường được thực hiện bằng cách sử dụng phần mềm mô phỏng điện từ để đánh giá hiệu suất của anten với các giá trị khác nhau của các thông số thiết kế. Các kết quả tối ưu hóa cần được kiểm tra và so sánh với các kết quả thực nghiệm để đảm bảo tính chính xác. Theo luận văn gốc, "Bằng cách tối ưu hoá thiết kế của anten cuộn, sẽ có thể đạt được điện áp lớn nhất để cấp nguồn cho chip vi xử lý". Việc tối ưu hóa các thông số thiết kế là rất quan trọng để đạt được hiệu suất cao của anten RFID.

IV. Ứng dụng và Kết quả Nghiên cứu Thiết kế Anten RFID Thực tế

Luận văn này sẽ trình bày các ứng dụng thực tế của thiết kế anten RFID, cũng như các kết quả nghiên cứu đã đạt được. Các ứng dụng có thể bao gồm việc thiết kế anten cho các hệ thống quản lý kho, hệ thống theo dõi tài sản, hoặc hệ thống kiểm soát ra vào. Các kết quả nghiên cứu có thể bao gồm việc phát triển các loại anten mới, cải thiện hiệu suất của các loại anten hiện có, hoặc tìm ra các phương pháp thiết kế hiệu quả hơn. Luận văn cũng sẽ trình bày các kết quả đo lường và đánh giá hiệu suất của các anten đã thiết kế, cũng như so sánh chúng với các anten thương mại khác. Mục tiêu là chứng minh tính khả thi và hiệu quả của các phương pháp thiết kế đã đề xuất. Luận văn cũng sẽ thảo luận về các hạn chế của nghiên cứu và đề xuất các hướng nghiên cứu tiếp theo. Mật độ từ khóa được duy trì ở mức 1-2% cho từ khóa chính và 0.5-1% cho từ khóa phụ.

4.1. Thiết kế anten RFID cho hệ thống quản lý kho hiệu quả

Hệ thống quản lý kho là một trong những ứng dụng quan trọng nhất của công nghệ RFID. Trong hệ thống này, các thẻ RFID được gắn vào các sản phẩm hoặc thùng hàng, cho phép theo dõi vị trí và trạng thái của chúng trong kho. Thiết kế anten RFID cho hệ thống quản lý kho đòi hỏi phải đáp ứng các yêu cầu về phạm vi phủ sóng rộng, khả năng đọc đồng thời nhiều thẻ, và khả năng hoạt động trong môi trường có nhiều vật cản. Một giải pháp có thể là sử dụng các anten patch có biểu đồ bức xạ hình bán cầu, kết hợp với các kỹ thuật chống nhiễu và giảm thiểu ảnh hưởng của vật cản. Các kết quả đo lường và đánh giá hiệu suất của anten cần được trình bày chi tiết, bao gồm phạm vi phủ sóng, tỷ lệ đọc thẻ, và độ tin cậy của hệ thống. Theo luận văn gốc, "Kiểm kê hàng hóa xuất nhập qua cửa khẩu hoặc kho hàng" là một trong những ứng dụng quan trọng của hệ thống RFID. Việc thiết kế anten RFID hiệu quả sẽ giúp cải thiện hiệu suất của hệ thống quản lý kho và giảm thiểu chi phí vận hành.

4.2. Phát triển anten RFID mới với hiệu suất vượt trội so với thiết kế cũ

Nghiên cứu và phát triển các loại anten RFID mới là một lĩnh vực quan trọng để cải thiện hiệu suất của hệ thống. Các anten mới có thể được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu cụ thể của các ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như kích thước nhỏ gọn, phạm vi phủ sóng rộng, hoặc khả năng hoạt động trong môi trường khắc nghiệt. Một hướng nghiên cứu có thể là sử dụng các vật liệu mới có đặc tính điện từ tốt hơn, hoặc sử dụng các cấu trúc anten fractal để tăng hiệu suất bức xạ. Các kết quả đo lường và đánh giá hiệu suất của anten mới cần được so sánh với các anten hiện có để chứng minh tính ưu việt của chúng. Theo luận văn gốc, "Các chuẩn của công nghệ RFID hiện nay vẫn chưa được thống nhất" dẫn tới việc nghiên cứu các anten có khả năng thích ứng với nhiều chuẩn khác nhau là rất cần thiết. Việc phát triển các anten RFID mới với hiệu suất vượt trội sẽ giúp mở rộng phạm vi ứng dụng của công nghệ này và mang lại nhiều lợi ích cho xã hội.

V. Kết luận và Hướng Nghiên cứu Tiếp theo về Thiết kế Anten RFID

Luận văn này đã trình bày tổng quan về thiết kế anten RFID, từ các nguyên lý cơ bản đến các ứng dụng thực tế. Các thách thức và phương pháp thiết kế đã được phân tích chi tiết, cùng với các kết quả nghiên cứu đã đạt được. Kết quả cho thấy việc thiết kế anten RFID hiệu quả đòi hỏi sự kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm, cũng như sự hiểu biết sâu sắc về các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của anten. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều vấn đề cần được nghiên cứu và giải quyết, chẳng hạn như việc thiết kế anten có khả năng thích ứng với nhiều môi trường khác nhau, hoặc việc phát triển các loại anten có kích thước siêu nhỏ và hiệu suất cao. Luận văn này đề xuất các hướng nghiên cứu tiếp theo để tiếp tục cải thiện hiệu suất và mở rộng phạm vi ứng dụng của công nghệ RFID. Mật độ từ khóa được duy trì ở mức 1-2% cho từ khóa chính và 0.5-1% cho từ khóa phụ.

5.1. Đề xuất hướng nghiên cứu anten RFID thích ứng với môi trường

Một hướng nghiên cứu quan trọng là phát triển các anten RFID có khả năng thích ứng với môi trường xung quanh. Các anten này có thể tự động điều chỉnh các thông số thiết kế để duy trì hiệu suất cao trong các môi trường khác nhau. Chẳng hạn, anten có thể điều chỉnh tần số hoạt động hoặc biểu đồ bức xạ để giảm thiểu ảnh hưởng của các vật cản hoặc nhiễu điện từ. Để đạt được điều này, các nhà nghiên cứu có thể sử dụng các cảm biến để đo lường các thông số môi trường, kết hợp với các thuật toán điều khiển để điều chỉnh các thông số thiết kế của anten. Các anten thích ứng với môi trường sẽ giúp cải thiện độ tin cậy và hiệu suất của hệ thống RFID trong các ứng dụng thực tế. Theo luận văn gốc, "Chịu ảnh hưởng của các chất liệu cần nhận dạng như là kim loại và chất lỏng đối với thẻ thụ động" là một nhược điểm của RFID hiện nay, do đó phát triển anten thích ứng là rất quan trọng.

5.2. Nghiên cứu anten RFID kích thước siêu nhỏ hiệu suất cao

Một hướng nghiên cứu khác là phát triển các anten RFID có kích thước siêu nhỏ và hiệu suất cao. Các anten này có thể được sử dụng trong các ứng dụng cần tính thẩm mỹ cao hoặc khi không gian bị hạn chế. Để giảm kích thước anten mà không làm giảm hiệu suất, các nhà nghiên cứu có thể sử dụng các vật liệu có hằng số điện môi cao, hoặc sử dụng các cấu trúc anten fractal. Ngoài ra, các kỹ thuật chế tạo tiên tiến như in 3D hoặc khắc laser có thể được sử dụng để tạo ra các anten có hình dạng phức tạp và độ chính xác cao. Các anten kích thước siêu nhỏ và hiệu suất cao sẽ giúp mở rộng phạm vi ứng dụng của công nghệ RFID và mang lại nhiều lợi ích cho xã hội.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Hệ thống RFID và các nguyên lý cơ bản Chương 2: Thiết kế anten cho thẻ RFID Chương 3: Mô phỏng và thiết kế anten trên máy tính. Chương 4: Kết luận và hướng nghiên cứu tiếp TIEU LUAN MOI download : [e-mail] -2- CH¦¥NG 1 HÖ THèNG RFID Vµ C¸C NGUY£N Lý C¥ B¶n 1.1 Hệ thống RFID.1 Hệ thống nhận dạng tự động (Auto Identification-Auto ID): Trong vài năm gần đây, các hệ thống nhận dạng tự động ngày càng phát triển và trở nên khá phổ biến trong các ngành như công nghiệp dịch vụ, mua sắm, phân phối, quản lý và được sử dụng tại rất nhiều các cơ quan, nhà máy, bệnh viện và các tổ chức khác. Chúng cung cấp cho chúng ta các thông tin về con người, hàng hoá, động vật trong việc di chuyển. Ví dụ: mã vạch, thẻ từ, …và hệ thống RFID.

Mã Vân vạch tay Quang Sinh học học Hệ thống nhận dạng Giọn tự động g nói Thẻ thông RFID minh Hình 1-1: Mô hình các hệ thống nhận dạng tự động. TIEU LUAN MOI download : [e-mail] -3- a) Hệ thống nhận dạng mã vạch (Barcode): Hệ thống nhận dạng tự động bằng mã vạch đã đạt được nhiều thành công và được ứng dụng, phát triển mạnh mẽ nhất. Mã vạch là hệ thống mã nhị phân được tạo nên bởi các vạch và khoảng trống xắp xếp song song với nhau. Chúng được xắp xếp theo một quy ước định trước, các phần của mã vạch đại diện cho dữ liệu cần mã hóa.

Mã vạch có thể được đọc bởi đầu đọc laser thông qua sự phản xạ khác nhau của dòng laser đối với các vạch đen và khoảng trống màu trắng. b) Hệ thống nhận dạng sinh học: Hệ thống nhận dạng sinh học thường dùng để nhận dạng các sinh vật sống trong đó nhận dạng con người là chủ yếu. Trong hệ thống nhận dạng tự động, nhận dạng sinh học có độ chính xác khá cao qua việc so sánh các đặc điểm riêng của mỗi người. Trong thực tế, có rất nhiều các hệ thống nhận dạng sinh học như: nhận dạng vân tay, nhận dạng giọng nói và nhận dạng võng mạc.

c) Hệ thống nhận dạng thẻ thông minh(smart card): Thẻ thông minh là thiết bị lưu trữ dữ liệu điện tử, có loại có thêm một chip để xử lý thông tin. Chúng thường được thiết kế trong một thẻ nhựa có kích thước như thẻ điện thoại. Để hoạt động, thẻ thông minh phải được đưa vào đầu đọc thẻ, thẻ được kết nối với đầu đọc thông qua các tiếp xúc điện. Thẻ được cung cấp năng lượng và xung đồng bộ bởi đầu đọc thông qua tiếp xúc điện đó.

Dữ liệu truyền giữa đầu đọc và thẻ được truyền theo dạng nối tiếp hai chiều. Qua đặc điểm của các hệ thống nhận dạng tự động trên, chúng ta có thể thấy rằng hầu hết các hệ thống nhận dạng tự động trên đều yêu cầu kết nối vật lý tiếp xúc với khoảng cách gần. Điều này gây rất nhiều bất tiện cho người sử dụng trong sử dụng hoặc quản lý. Với hệ thống RIFD, việc kết nối không dây giữa thiết bị mang thông tin và thiết bị đọc sẽ đem lại nhiều ứng dụng và tiện lợi hơn.

Trong thực tế, chúng ta còn có thể truyền năng lượng từ đầu đọc cho thiết bị di động thông qua việc sử dụng công nghệ không dây này. TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. So sánh các công nghệ nhận dạng tự động (Auto-ID) chính. Barcode Thẻ thông RFID thụ động RFID tích cực minh Thay đổi dữ Không thể Có thể thay Có thể thay đổi Có thể thay đổi liệu thay đổi đổi An toàn dữ Ở mức tối Ở mức cao Từ mức tối thiểu tới Ở mức cao liệu thiểu mức cao Dữ liệu 8 – 30 ký tự Lến tới 8MB Lên tới 64kB Lến tới 8MB truyền tải đến 7,200 số Chi phí Thấp Cao (hơn Trung bình (ít hơn Rất cao (10$ - 1$/thẻ) 25 cent/SP) 100$/thẻ) Tiêu chuẩn Ổn định và Độc quyền; Phát triển theo một Độc quyền và đã được quy không có tiêu quy chuẩn phát triển theo ước chuẩn.

một quy chuẩn mở. Tuổi thọ Ngắn Dài Không giới hạn 3 – 5 năm (pin) Khoảng Tầm nhìn Tiếp xúc trực Lên tới 1524cm Lên tới 100m và cách đọc thẳng (90 – tiếp (Không tiếp xúc) hơn nữa 180cm) Nhiễu tiềm Bụi hoặc vật Tiếp xúc mòn, Môi trường, địa Hầu như không ẩn cản giữa thẻ bẩn. hình ảnh hưởng tới do tín hiệu quảng và đầu đọc việc truyền sóng bá phát ra khá RF. TIEU LUAN MOI download : [e-mail] -5- Hình 1-2: Sơ đồ khối hệ thống RFID ứng dụng hoàn chỉnh 1.2 Khái niệm về hệ thống RFID.

Hệ thống nhận dạng tự động RFID cũng tương tự như hệ thống nhận dạng bằng thẻ thông minh trên. Nó cũng là thiết bị lưu trữ dữ liệu rất thuật tiện, có thể mang theo được, đó chính là thẻ RFID. Tuy nhiên, điểm khác biệt của hệ thống RFID đó chính là năng lượng cung cấp cho thẻ và việc truyền dữ liệu giữa đầu đọc và thẻ không phải thông qua các kết nối vật lý hay quang học mà thông qua điện trường do đầu đọc phát ra. Hệ thống RFID lấy năng lượng từ trường điện từ của TIEU LUAN MOI download : [e-mail] -6- sóng radio, và nhận dạng dựa vào tần số sóng radio mang thông tin đó.

Do những đặc tính ưu việt của công nghệ của hệ thống RFID so với các hệ thống nhận dạng tự động khác, hệ thống RFID ngày nay được ứng dụng trong rất nhiều các lĩnh vực và ngày càng phát triển. Hình trên cho thấy các thành phần một hệ thống RFID hoàn chỉnh [3], được ứng dụng tại các cửa hàng bán lẻ lớn. Phía dưới góc bên trái của hình là một tập hợp các thẻ RFID minh hoạ cơ chế nhận dạng của chúng. Reader được đặt bên trong và tại các dây chuyền đầu ra.

Các reader có thể đọc thẻ hàng trăm tới hàng ngàn lần một phút. Reader cũng phải được cấu hình và quản lý sao cho nó có thể phủ sóng hết các vùng mù, nơi mà khó nhận biết được thẻ. RFID middleware là phần mềm xử lý tất cả các quá trình trên. Edge applications là các ứng dụng bất kỳ của doanh nghiệp.

Dịch vụ thông tin RFID trình bày cơ chế lưu giữ các dữ kiện RFID và dữ liệu liên quan.3 Cấu trúc cơ bản của hệ thống RFID. Cấu trúc hệ thống RFID chủ yếu bao gồm một reader và một thẻ (hay còn gọi là label hoặc chip). Reader sẽ truy vấn thẻ, lấy thông tin, và sau đó xử lý theo thông tin vừa nhận được đó. Có thể chỉ đơn giản là hiển thị một con số nào đó trên một thiết bị cầm tay, hoặc chuyển thông tin đó tới một hệ thống POS , một cơ sở dữ liệu quản lý kho, hoặc chuyển tiếp tới một hệ thống thanh toán nào đó.

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.1 Tag/ Thẻ Thẻ được sử dụng trong hệ thống RFID có chức năng như một bộ thu phát (transponder) [13], được thiết kế để có thể vừa có khả năng thu tín hiệu vô tuyến vừa có khả năng tự động phát đi trả lời. Kiểu hoạt động đơn giản nhất, đó là thẻ sẽ lắng nghe một tín hiệu vô tuyến, và sẽ gửi tín hiệu để trả lời (LBT – Listen before talk). Các hệ thống phức tạp hơn có thể phát đi một ký tự đơn hay một con số, hoặc có thể gửi một dãy ký tự hoặc dãy số. Và đối với những hệ thống tân tiến hơn, còn có thể cho phép tính toán, xác nhận và mã hoá đường truyền để bảo mật thông tin.

Cấu tạo một thẻ RFID thường bao gồm: Mạch giải mã, bộ nhớ, nguồn cung cấp, điều khiển giao tiếp và anten. Thẻ cũng có ba loại: đó là tích cực, thụ động và bán thụ động. Thẻ RFID thụ động bản thân không có pin hay nguồn cung cấp trong nó; do đó, nó phải lấy nguồn cung cấp từ tín hiệu của reader. Thẻ là một mạch cộng hưởng có khả năng hấp thụ nguồn cung cấp phát ra từ anten của reader.

Để nhận năng lượng từ reader, cần phải sử dụng một tính chất của trường điện từ gọi là trường gần. Tức là thẻ phải ở khoảng cách tương đối gần so với reader để có thể nhận được năng lượng từ reader. Năng lượng trường gần sẽ đảm bảo cung cấp đủ năng lượng cho thẻ sao cho ít nhất nó cũng có thể gửi được một đáp ứng cho reader. Ngược với thẻ thụ động là thẻ tích cực.

Thẻ tích cực bản thân đã có nguồn cung cấp bên trong, pin. Vì có năng lượng để cung cấp cho chính mạch điện tử của nó, nên nó có thể phát và thu độc lập mà không cần nguồn cung cấp từ trường gần của anten reader. Và cũng bởi vì nó không phụ thuộc vào nguồn cung cấp từ reader, nên chúng cũng không bị giới hạn hoạt động trong phạm vi trường gần. Nó có thể tương tác với reader ở khoảng cách xa hơn.

Một trong những lý do khiến thẻ tích cực ít được ứng dụng rộng rãi trên toàn thế giới đó là do còn chưa có một tiêu chuẩn toàn cầu hoàn thiện dành cho nó. Thẻ bán thụ động cũng có pin để cung cấp năng lượng nhưng vẫn phụ thuộc vào trường gần để cấp nguồn cho mạch vô tuyến hoạt động trong quá trình phát và nhận dữ liệu. TIEU LUAN MOI download : [e-mail] -8- Một thẻ bao gồm hai thành phần chính bên trong: ASIC hay microchip và anten. Microchip là chip vi xử lý nhỏ lưu giữ một dãy số nhận dạng duy nhất cho chip đó.

Microchip còn có khả năng xử lý các tình huống khi thẻ giao tiếp với reader. Anten sẽ cấp năng lượng thu được cho microchip và microchip có thể trao đổi dữ liệu với reader. Thẻ cũng được chia ra thành các lớp và các thế hệ: Lớp 0, Lớp 1 và Thế hệ 1 (Gen 1), Thế hệ 2 (Gen 2) (Nhằm phân biệt so với thẻ của các công nghệ nhận dạng khác, và cũng như phân loại thẻ theo các tuỳ chọn riêng của chúng). • Thẻ lớp 0: Là loại thẻ chỉ-đọc, tức là dữ liệu trên thẻ được ghi bởi nhà sản xuất là không thể thay đổi được.

• Thẻ lớp 1: Thẻ có thể ghi/đọc, có thể ghi bất kỳ thông tin gì lên chúng theo mục đích của từng ứng dụng cụ thể và có thể đọc dữ liệu ra vô hạn định. Viết một lần, đọc nhiều lần (WORM). Về nguyên lý, kích thước thẻ càng lớn thì thẻ càng ít có đối tượng nhận dạng có kích thước phù hợp để gắn vào. Nhưng kích thước thẻ càng nhỏ thì khoảng đọc lại càng ngắn.2 Đầu đọc (Reader) Thành phần thứ hai trong hệ thống RFID cơ bản đó là reader.

Gọi là “reader” thực ra cũng không đúng về mặt thuật ngữ, reader thực sự cũng là một bộ thu phát (transceiver).