Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ RFID ...........................................9
1.1. Sơ lược về các hệ thống nhận dạng tự động ......................................................9
1.1.1. Hệ thống mã vạch ( Barcode System) .........................................................9
1.1.2. Nhận dạng ký tự quang học (tiếng Anh: Optical Character Recognition, viết
tắt là OCR) ...........................................................................................................9
1.1.3. cách sinh trắc học ( Biometric procedures)...................................10
1.1.4. Thẻ thông minh ( Smart Card) ..................................................................11
1.1.5. Hệ thống RFID .........................................................................................11
1.2. Tình hình trong nước và ngoài nước ...............................................................11
1.2.1 Tình hình trong nước .................................................................................11
1.2.2 Tình hình ngoài nước.................................................................................13
1.3. Tính cấp thiết của đề tài ..................................................................................13
1.3.1. Mục tiêu của đề tài....................................................................................14
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT.......................................................................15
2.1. Khái niệm công nghệ RFID ............................................................................15
2.2. Thành phần của một hệ thống RFID................................................................15
2.3. Thẻ RFID (Tag) ..............................................................................................16
2.3.1. Dung lượng của thẻ RFID.........................................................................16
2.3.2. Các thành phần cơ bản của một thẻ RFID .................................................16
2.3.3. Hình dạng và kích thước thẻ .....................................................................17
2.3.4. Tần số hoạt động ......................................................................................18
2.4. Đầu đọc (READER) .......................................................................................23
2.4.1. Các thành phần vật lý của một Reader RFID ............................................24
2.4.2. Phân loại READER ..................................................................................26 2.5. cách làm việc của RFID .....................................................................27
2.5.1 Modulated backscatter ...............................................................................28
2.5.2 Kiểu máy phát ...........................................................................................29
2.6. Các ứng dụng RFID........................................................................................29
2.7. Ưu, nhược điểm của hệ thống RFID................................................................30
CHƯƠNG 3. PHÂN TÍCH BÀI TOÁN.................................................................32
3.1. Yêu cầu bài toán .............................................................................................32
3.2. Giải pháp thiết kế............................................................................................32
3.2.1. Sơ đồ khối ................................................................................................32
3.2.2. Phân tích chức năng các khối....................................................................32
3.2.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống............................................................33
3.3. Lựa chọn linh kiện ..........................................................................................34
3.3.1. Khối MCU................................................................................................34
3.3.2. Linh kiện khối hiển thị - Màn hình LCD...................................................38
3.3.3. Module RFID RC522 ...............................................................................42
3.3.4. Khối ma Trận Phím 4x4 (Keypad 4x4 SMD)............................................44
3.3.5. Một số linh kiện khác ...............................................................................44
CHƯƠNG 4. XÂY DỰNG MÔ HÌNH ..................................................................49
4.1. Thiết kế phần cứng..........................................................................................49
4.1.1. Sơ đồ nguyên lý........................................................................................49
4.2.2 Sơ đồ mạch in............................................................................................51
4.2. Thiết kế phần mềm .........................................................................................52
4.2.1. Lưu đồ thuật toán......................................................................................52
4.3. Một số hình ảnh của sản phẩm ........................................................................53
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN..............................................................55
TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................56
PHỤ LỤC..............................................................................................................57 - Máy phát (Transmitter): Truyền nguồn AC và chu kỳ xung đồng hồ qua
antenna của nó đến thẻ trong phạm vi đọc cho phép, nó chịu trách nhiệm gửi tín
hiệu của reader đến môi trường xung quanh và nhận lại đáp ứng của thẻ qua antenna
của reader.
- Máy thu (Receiver): Nhận tín hiệu tương tự từ thẻ qua antenne của
reader. Sau đó nó gửi những tín hiệu này cho vi mạch của reader, tại nơi này nó
được chuyển thành tín hiệu số tương đương (có nghĩa là dữ liệu mà thẻ đã truyền
cho reader được biểu diễn ở dạng số).
- Vi mạch (Microprocessor): Thành phần này chịu trách nhiệm cung cấp
giao thức cho reader để nó truyền thông với thẻ tương thích với nó. Nó thực hiện
việc giải mã và kiểm tra lỗi tín hiệu tương tự nhận từ máy thu.
- Bộ nhớ: Bộ nhớ dùng lưu trữ dữ liệu như các tham số cấu hình reader và
một bản kê khai các lần đọc thẻ. Vì vậy nếu việc kết nối giữa reader và hệ thống
mạch điều khiển/phần mềm bị hỏng thì tất cả dữ liệu thẻ đã được đọc không bị mất.
- Kênh vào/ra đối với các cảm biến, cơ cấu truyền động đầu từ, bảng
tín hiệu điện báo bên ngoài: Các reader không cần bật suốt. Các thẻ có thể chỉ
xuất hiện lúc nào đó và rời khỏi reader mãi cho nên việc bật reader suốt sẽ gây lãng
phí năng lượng. Thêm nữa là giới hạn vừa đề cập ở trên cũng ảnh hưởng tới chu kỳ
làm việc của reader. Thành phần này cung cấp một cơ chế bật và tắt reader tùy
thuộc vào các sự kiện bên ngoài.
- Mạch điều khiển (có thể nó được đặt ở bên ngoài): Là một thực thể cho
phép thực thể bên ngoài là con người hay chương trình máy tính giao tiếp, điều
khiển các chức năng của reader, điều khiển bảng tín hiệu điện báo và cơ cấu truyền
động đầu từ kết hợp với reader này.
- Mạch truyền thông: Cung cấp các lệnh truyền đến reader, nó cho phép
tương tác với các thực thể bên ngoài qua mạch điều khiển, để truyền dữ liệu của nó,
nhận lệnh và gửi lại đáp ứng. Thành phần này cũng có thể xem như là một phần của
mạch điều khiển hay là phương tiện truyền giữa mạch điều khiển và các thực thể
bên ngoài. - Nguồn năng lượng: Thành phần này cung cấp năng lượng cho các thành
phần của reader. Nguồn năng lượng được được cung cấp cho các thành phần này
qua một dây dẫn điện được kết nối với một ngỏ ra bên ngoài thích hợp.
2.4.2. Phân loại READER
* Phân loại theo giao diện của Reader
Cũng như Tag, Reader cũng có thể được phân loại bằng hai tiêu chuẩn khác
nhau. Tiêu chuẩn đầu tiên là giao diện mà Reader cung cấp cho việc truyền thông.
Trong tiêu chuẩn này, Reader có thể được phân loại ra như sau:
- Serial
- Network
Serial Reader (Reader nối tiếp) Serial Reader sử dụng liên kết nối tiếp để
truyền trong một ứng dụng. Reader kết nối đến cổng nối tiếp của máy tính dùng kết
nối RS-232 hay RS-485. Cả hai loại kết nối này đều có giới hạn về chiều dài cáp
sử dụng kết nối Reader với máy tính. RS- 485 cho phép cáp dài hơn RS-232.
Ưu điểm của serial Reader là có độ tin cậy hơn network Reader. Vì vậy sử
dụng Reader loại này được khuyến khích nhằm làm tối thiểu sự phụ thuộc vào một
kênh truyền.
Nhược điểm của serial Reader là phụ thuộc vào chiều dài tối đa của cáp sử
dụng để kết nối một Reader với một máy tính. Thêm nữa là thường thì trên một máy
chủ thì số cổng nối tiếp bị hạn chế, có thể phải cần nhiều máy chủ (nhiều hơn số
máy chủ đối với các network Reader) để kết nối tất cả các serial Reader. Một vấn đề
nữa là việc bảo dưỡng nếu phần mềm hệ thống cần được cập nhật chẳng hạn, nhân
viên bảo dưỡng phải xử lý mỗi Reader. Tốc độ truyền dữ liệu nối tiếp thường thấp
hơn tốc độ truyền dữ liệu mạng. Những nhân tố này dẫn đến chi phí bảo dưỡng cao
hơn và thời gian chết đáng kể.
Network Reader (Reader hệ thống) kết nối máy tính sử dụng cả mạng có
dây và không dây. Thực tế, Reader hoạt động như thiết bị mạng. Tuy nhiên, chức
năng giám sát SNMP (Simple Network Management Protocol) chỉ sẵn có đối với
một vài loại network Reader. Vì vậy, đa số Reader loại này không thể được giám sát
như các thiết bị mạng chuẩn. Ưu điểm của network Reader là không phụ thuộc vào chiều dài tối đa của
cáp kết nối Reader với máy tính. Sử dụng ít máy chủ hơn so với serial Reader.
Thêm nữa là phần mềm hệ thống của Reader có thể được cập nhật từ xa qua mạng.
Do đó có thể giảm nhẹ khâu bảo dưỡng và chi phí sở hữu hệ thống RFID loại này sẽ
thấp hơn.
Nhược điểm của network Reader là việc truyền không đáng tin cậy bằng
serial Reader. Khi việc truyền bị rớt, chương trình phụ trợ không thể được xử lý. Vì
vậy hệ thống RFID có thể ngừng lại hoàn toàn. Nói chung, Reader có bộ nhớ trong
lưu trữ các lần đọc Tag. Chức năng này có thể làm cho việc chết mạng trong thời
gian ngắn đỡ hơn một ít.
* Phân loại dựa trên tính chuyển động của Reader:
- Cố định một chỗ (stationary).
- Cầm tay (hand-held).
2.5. cách làm việc của RFID
Một hệ thống RFID có ba thành phần cơ bản: Tag, đầu đọc, và một máy chủ.
tuỳ từng trường hợp vào loại thẻ, việc truyền giữa reader và thẻ có thể theo một trong những
cách sau đây:
- Modulated backscatter
- Kiểu máy phát ( transmitter type)
Cũng như phát sóng tivi hay radio, hệ thống RFID cũng sử dụng bốn băng
thông tần số chính: tần số thấp (LF), tần số cao (HF), siêu cao tần (UHF) hay sóng
cực ngắn (viba).
Các hệ thống RFID thụ động hoạt động ở băng tần LF và HF sử dụng việc
truyền thông near field trong khi băng tần UHF và sóng vi ba sử dụng far field
Phạm vi giữa antenna của reader và một bước sóng của sóng RF được phát
bởi antenna được gọi là near field. Phạm vi ngoài bước sóng của sóng RF đã phát từ
antenna của reader được gọi là far field.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ RFID ...........................................9
1.1. Sơ lược về các hệ thống nhận dạng tự động ......................................................9
1.1.1. Hệ thống mã vạch ( Barcode System) .........................................................9
1.1.2. Nhận dạng ký tự quang học (tiếng Anh: Optical Character Recognition, viết
tắt là OCR) ...........................................................................................................9
1.1.3. cách sinh trắc học ( Biometric procedures)...................................10
1.1.4. Thẻ thông minh ( Smart Card) ..................................................................11
1.1.5. Hệ thống RFID .........................................................................................11
1.2. Tình hình trong nước và ngoài nước ...............................................................11
1.2.1 Tình hình trong nước .................................................................................11
1.2.2 Tình hình ngoài nước.................................................................................13
1.3. Tính cấp thiết của đề tài ..................................................................................13
1.3.1. Mục tiêu của đề tài....................................................................................14
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT.......................................................................15
2.1. Khái niệm công nghệ RFID ............................................................................15
2.2. Thành phần của một hệ thống RFID................................................................15
2.3. Thẻ RFID (Tag) ..............................................................................................16
2.3.1. Dung lượng của thẻ RFID.........................................................................16
2.3.2. Các thành phần cơ bản của một thẻ RFID .................................................16
2.3.3. Hình dạng và kích thước thẻ .....................................................................17
2.3.4. Tần số hoạt động ......................................................................................18
2.4. Đầu đọc (READER) .......................................................................................23
2.4.1. Các thành phần vật lý của một Reader RFID ............................................24
2.4.2. Phân loại READER ..................................................................................26 2.5. cách làm việc của RFID .....................................................................27
2.5.1 Modulated backscatter ...............................................................................28
2.5.2 Kiểu máy phát ...........................................................................................29
2.6. Các ứng dụng RFID........................................................................................29
2.7. Ưu, nhược điểm của hệ thống RFID................................................................30
CHƯƠNG 3. PHÂN TÍCH BÀI TOÁN.................................................................32
3.1. Yêu cầu bài toán .............................................................................................32
3.2. Giải pháp thiết kế............................................................................................32
3.2.1. Sơ đồ khối ................................................................................................32
3.2.2. Phân tích chức năng các khối....................................................................32
3.2.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống............................................................33
3.3. Lựa chọn linh kiện ..........................................................................................34
3.3.1. Khối MCU................................................................................................34
3.3.2. Linh kiện khối hiển thị - Màn hình LCD...................................................38
3.3.3. Module RFID RC522 ...............................................................................42
3.3.4. Khối ma Trận Phím 4x4 (Keypad 4x4 SMD)............................................44
3.3.5. Một số linh kiện khác ...............................................................................44
CHƯƠNG 4. XÂY DỰNG MÔ HÌNH ..................................................................49
4.1. Thiết kế phần cứng..........................................................................................49
4.1.1. Sơ đồ nguyên lý........................................................................................49
4.2.2 Sơ đồ mạch in............................................................................................51
4.2. Thiết kế phần mềm .........................................................................................52
4.2.1. Lưu đồ thuật toán......................................................................................52
4.3. Một số hình ảnh của sản phẩm ........................................................................53
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN..............................................................55
TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................56
PHỤ LỤC..............................................................................................................57 - Máy phát (Transmitter): Truyền nguồn AC và chu kỳ xung đồng hồ qua
antenna của nó đến thẻ trong phạm vi đọc cho phép, nó chịu trách nhiệm gửi tín
hiệu của reader đến môi trường xung quanh và nhận lại đáp ứng của thẻ qua antenna
của reader.
- Máy thu (Receiver): Nhận tín hiệu tương tự từ thẻ qua antenne của
reader. Sau đó nó gửi những tín hiệu này cho vi mạch của reader, tại nơi này nó
được chuyển thành tín hiệu số tương đương (có nghĩa là dữ liệu mà thẻ đã truyền
cho reader được biểu diễn ở dạng số).
- Vi mạch (Microprocessor): Thành phần này chịu trách nhiệm cung cấp
giao thức cho reader để nó truyền thông với thẻ tương thích với nó. Nó thực hiện
việc giải mã và kiểm tra lỗi tín hiệu tương tự nhận từ máy thu.
- Bộ nhớ: Bộ nhớ dùng lưu trữ dữ liệu như các tham số cấu hình reader và
một bản kê khai các lần đọc thẻ. Vì vậy nếu việc kết nối giữa reader và hệ thống
mạch điều khiển/phần mềm bị hỏng thì tất cả dữ liệu thẻ đã được đọc không bị mất.
- Kênh vào/ra đối với các cảm biến, cơ cấu truyền động đầu từ, bảng
tín hiệu điện báo bên ngoài: Các reader không cần bật suốt. Các thẻ có thể chỉ
xuất hiện lúc nào đó và rời khỏi reader mãi cho nên việc bật reader suốt sẽ gây lãng
phí năng lượng. Thêm nữa là giới hạn vừa đề cập ở trên cũng ảnh hưởng tới chu kỳ
làm việc của reader. Thành phần này cung cấp một cơ chế bật và tắt reader tùy
thuộc vào các sự kiện bên ngoài.
- Mạch điều khiển (có thể nó được đặt ở bên ngoài): Là một thực thể cho
phép thực thể bên ngoài là con người hay chương trình máy tính giao tiếp, điều
khiển các chức năng của reader, điều khiển bảng tín hiệu điện báo và cơ cấu truyền
động đầu từ kết hợp với reader này.
- Mạch truyền thông: Cung cấp các lệnh truyền đến reader, nó cho phép
tương tác với các thực thể bên ngoài qua mạch điều khiển, để truyền dữ liệu của nó,
nhận lệnh và gửi lại đáp ứng. Thành phần này cũng có thể xem như là một phần của
mạch điều khiển hay là phương tiện truyền giữa mạch điều khiển và các thực thể
bên ngoài. - Nguồn năng lượng: Thành phần này cung cấp năng lượng cho các thành
phần của reader. Nguồn năng lượng được được cung cấp cho các thành phần này
qua một dây dẫn điện được kết nối với một ngỏ ra bên ngoài thích hợp.
2.4.2. Phân loại READER
* Phân loại theo giao diện của Reader
Cũng như Tag, Reader cũng có thể được phân loại bằng hai tiêu chuẩn khác
nhau. Tiêu chuẩn đầu tiên là giao diện mà Reader cung cấp cho việc truyền thông.
Trong tiêu chuẩn này, Reader có thể được phân loại ra như sau:
- Serial
- Network
Serial Reader (Reader nối tiếp) Serial Reader sử dụng liên kết nối tiếp để
truyền trong một ứng dụng. Reader kết nối đến cổng nối tiếp của máy tính dùng kết
nối RS-232 hay RS-485. Cả hai loại kết nối này đều có giới hạn về chiều dài cáp
sử dụng kết nối Reader với máy tính. RS- 485 cho phép cáp dài hơn RS-232.
Ưu điểm của serial Reader là có độ tin cậy hơn network Reader. Vì vậy sử
dụng Reader loại này được khuyến khích nhằm làm tối thiểu sự phụ thuộc vào một
kênh truyền.
Nhược điểm của serial Reader là phụ thuộc vào chiều dài tối đa của cáp sử
dụng để kết nối một Reader với một máy tính. Thêm nữa là thường thì trên một máy
chủ thì số cổng nối tiếp bị hạn chế, có thể phải cần nhiều máy chủ (nhiều hơn số
máy chủ đối với các network Reader) để kết nối tất cả các serial Reader. Một vấn đề
nữa là việc bảo dưỡng nếu phần mềm hệ thống cần được cập nhật chẳng hạn, nhân
viên bảo dưỡng phải xử lý mỗi Reader. Tốc độ truyền dữ liệu nối tiếp thường thấp
hơn tốc độ truyền dữ liệu mạng. Những nhân tố này dẫn đến chi phí bảo dưỡng cao
hơn và thời gian chết đáng kể.
Network Reader (Reader hệ thống) kết nối máy tính sử dụng cả mạng có
dây và không dây. Thực tế, Reader hoạt động như thiết bị mạng. Tuy nhiên, chức
năng giám sát SNMP (Simple Network Management Protocol) chỉ sẵn có đối với
một vài loại network Reader. Vì vậy, đa số Reader loại này không thể được giám sát
như các thiết bị mạng chuẩn. Ưu điểm của network Reader là không phụ thuộc vào chiều dài tối đa của
cáp kết nối Reader với máy tính. Sử dụng ít máy chủ hơn so với serial Reader.
Thêm nữa là phần mềm hệ thống của Reader có thể được cập nhật từ xa qua mạng.
Do đó có thể giảm nhẹ khâu bảo dưỡng và chi phí sở hữu hệ thống RFID loại này sẽ
thấp hơn.
Nhược điểm của network Reader là việc truyền không đáng tin cậy bằng
serial Reader. Khi việc truyền bị rớt, chương trình phụ trợ không thể được xử lý. Vì
vậy hệ thống RFID có thể ngừng lại hoàn toàn. Nói chung, Reader có bộ nhớ trong
lưu trữ các lần đọc Tag. Chức năng này có thể làm cho việc chết mạng trong thời
gian ngắn đỡ hơn một ít.
* Phân loại dựa trên tính chuyển động của Reader:
- Cố định một chỗ (stationary).
- Cầm tay (hand-held).
2.5. cách làm việc của RFID
Một hệ thống RFID có ba thành phần cơ bản: Tag, đầu đọc, và một máy chủ.
tuỳ từng trường hợp vào loại thẻ, việc truyền giữa reader và thẻ có thể theo một trong những
cách sau đây:
- Modulated backscatter
- Kiểu máy phát ( transmitter type)
Cũng như phát sóng tivi hay radio, hệ thống RFID cũng sử dụng bốn băng
thông tần số chính: tần số thấp (LF), tần số cao (HF), siêu cao tần (UHF) hay sóng
cực ngắn (viba).
Các hệ thống RFID thụ động hoạt động ở băng tần LF và HF sử dụng việc
truyền thông near field trong khi băng tần UHF và sóng vi ba sử dụng far field
Phạm vi giữa antenna của reader và một bước sóng của sóng RF được phát
bởi antenna được gọi là near field. Phạm vi ngoài bước sóng của sóng RF đã phát từ
antenna của reader được gọi là far field.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links