trongthanh9285
New Member
Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết nối
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ RFID
1.1 Lịch sử phát triển của RFID 1
1.2 Tổng quan hệ thống RFID 2
1.2.1 Khuyết điểm của hệ thống RFID 4
1.3 RFID tag 4
1.3 .1 Các khả năng cơ bản của tag 4
1.3.2. Tần số hoạt động 5
1.3.3. Phân loại tag 6
1.3.3.1 Tag thụ động 6
1.3.3.1.1 Vi mạch 7
1.3.3.1.2 Anten 7
1.3.3.2. Tag tích cực 9
1.3.3.3 Tag bán tích cực (Semi-Passive) 10
CHƯƠNG 2 ANTEN VI DẢI
2.1 Giới Thiệu Chung Về Anten Vi Dải (MICROSTRIP PATCH) 12
2.1.1 Các hình dạng cơ bản của anten vi dải 13
2.1.2 Đặc tính của Microstrip Antennas (MSA) 14
2.2 Các thông số cơ bản của anten 14
2.2.1 Trở kháng vào 14
2.2.2 Hệ số phản xạ 15
2.2.3 Băng thông và hệ số phẩm chất 16
2.2.4 Các miền bức xạ và đồ thị bức xạ 17
2.2.5 Hệ số định hướng, độ lợi và hiệu suất anten 17
2.2.6 Sự phân cực 18
2.2.7 Phương trình truyền sóng Friis 19
2.2.8 Phương trình tầm radar 19
2.3 Các mô hình phân tích cho anten vi dải 20
2.3.1 Mô hình đường truyền (Transmission line) 21
2.3.1.1 Hiệu ứng viền (Fringing Effects) 21 2.3.1.2 Chiều dài hiệu dụng, tần số cộng hưởng và chiều rộng hiệu dụng 22
2.3.1.3 Công thức cho thiết kế Patch Microstrip Antenna 23
2.3.1.3.1 Ảnh hưởng của chiều rộng và hằng số điện môi 23
2.3.1.3.2 Tính chất phối hợp trở kháng Z0 (f) 24
2.3.1.3.3 Sự mở rộng của trường Fringing 25
2.3.1.3.4 Ảnh hưởng của hằng số tổn hao 26
2.3.2 Mô hình hốc cộng hưởng 26
2.3.2.1 Các mode trường – TMx 27¬
2.3.2.2 Trường bức xạ - Mode TMx010 31
2.3.2.3 Độ định hướng 33
CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ ANTEN
3.1 Giải thuật thiết kế anten 36
3.2 Chọn loại anten thiết kế 37
3.3 Chọn chất liệu và chip 37
3.4 Thiết kế anten microstrip patch, tần số cộng hưởng 2.45GHz 37
3.5 Tối ưu anten thiết kế 39
3.5.1 Thuật toán Genetic Algorithm 40
3.5.1.1 Tạo một quần thể ban đầu 41 3.5.1.2 Giá trị cho hàm Cost 42 3.5.1.3 Sự chọn lọc tự nhiên 43 3.5.1.4 Sự lựa chọn lai ghép 44 3.1.4.1.4a Lựa chọn theo Roulette Wheel 44 3.5.4.1.4b Lựa chọn theo TOURNAMENT 46 3.5.1.5 Tạo thế hệ sau (Offspring) 46 3.5.1.6 Tạo đột biến 49 3.5.1.7 Kết thúc việc chạy 49 3.5.2 Giải thuật cho Genetic Algorithm 50 3.5.3 Kết quả mô phỏng cho GA 50
CHƯƠNG 4 ĐO ĐẠC TRÊN ZBV 8
4.1 Thực hiện quá trình đo đạc 53
4.2Nhận xét kết quả đo 54
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
5.1 Kết luận 55
5.2 Hướng phát triển 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO
LỜI NÓI ĐẦU
Công nghệ RFID (Radio Frequency Identification ) đã được ứng dụng nhiều trong thực tế. Từ vấn đề cần giám sát các vật nuôi trong trang trại, hàng hóa trong các kho hàng, hay lượng xe tại một trạm kiểm soát, tất cả đều có thể quản lý tốt, an toàn và có hiệu quả cao bằng các thiết bị thuộc hệ thống RFID.
Hiện nay ở Việt Nam, công nghệ RFID ngày càng được áp dụng rộng rãi. Tuy nhiên công nghệ này còn mới so với nền kỹ thuật trong nước nên đang được nghiên cứu mạnh mẽ. Chính từ vấn đề này, luận văn đã bước đầu tiếp cận với công nghệ, và tập trung nghiên cứu cách thức thiết kế, chế tạo anten của thẻ RFID-một thành phần không thể thiếu trong toàn bộ hệ thống .
Tùy vào tần số làm việc của hệ thống mà ta thiết kế loại anten phù hợp nhưng phải đạt được các tiêu chí sau: phải có độ lợi cao giúp tăng khoảng đọc giữa thẻ tag và reader, có một kích thước phù hợp tùy loại ứng dụng( kiện hàng, container, xe, vật nuôi…), có tính kinh tế cao…
Cụ thể, trong giới hạn của luận văn sẽ đề cập các nội dung sau:
• Chương 1: Giới thiệu tổng quan hệ thống RFID
Chương này sẽ tập trung giới thiệu hế thống RFID một cách tổng quan nhất:cấu trúc hệ thống, cách tương tác qua lại để truyền thông tin qua đường vô tuyến giữa thẻ RFID và reader ,các tần số được sử dụng cho công nghệ RFID...Trong hệ thống, người viết sẽ tập trung vào thẻ tag RFID: các loại thẻ RFID (thụ động, tích cực), cấu tạo bên trong của một thẻ RFID, các loại anten thường thiết kế cho thẻ. Từ đó lựa chọn một loại anten thiết kế thích hợp với ứng công cụ thể như hình dạng anten, tần số hoạt động.
• Chương 2: Anten vi dải
Do tần số hoạt động được sử dụng cho anten là microwave 2.45GHz, nên người viết tập trung tìm hiểu anten vi dải microstrip patch (MSA).Chương này đề cập tới các chức năng khuyết điểm, ưu điểm của MSA, các công thức thiết kế cho một anten vi dải (đặc tính trở kháng, tần số cộng hưởng, các ảnh hưởng của chất nền và vật liệu anten…). Đây là cơ sở để thiết kế anten trong chương sau.
• Chương 3: Thiết kế anten
Nếu các chương trên tập trung vào lý thuyết cơ bản của anten microstrip, chương này sẽ giới thiệu lưu đồ giải thuật cho thiết kế anten đi từ quá trình chọn lựa vật liệu, tần số hoạt động, đến giải thuật tối ưu Genetic Algorithm nhằm tăng độ lợi,giảm kích thước cho anten. Các công thức tính toán đều sử dụng trong chương 2, và được mô phỏng trên CST 2009. Sau khi có được các thông số thiết kế tốt nhất sẽ đến quá trình đo đạc thực tế để đánh giá kết quả đạc được.
• Chương 4: Đo đạc trên ZBV8
Chương này đề cập tới kết quả đo được trên máy Network Analyzer ZBV8. Do anten RFID thiết kế có tính đối xứng qua mặt phẳng đất nên kết quả sẽ được đo trên một monopole. Đây là một trong những phương pháp dùng để đánh giá kết quả đo anten RFID.
• Chương 5: Kết luận và hướng phát triển
Chương này tổng kết toàn bộ các kết quả đạc được trong luận văn và đưa ra các ứng dụng có tính khả thi cho những đề tài khác trong tương lai cũng như nên lên các hạn chế gặp phải trong quá trình thiết kế thi công anten.
Dù đã có nhiều cố gắng nhưng có thể không tránh khỏi những sai sót trong quá trình nghiên cứu, thi công anten. Người viết rất mong sự đóng góp quý giá của thầy cô và các bạn để đạt được kết quả tối ưu hơn.
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ RFID
1.1. Lịch sử phát triển của RFID
[12]Vào những năm 1930 cả Army và Navy đều gặp phải những thử thách khi xác định những mục tiêu trên mặt đất trên biển và trên bầu trời.Vào năm 1937 phòng thử nghiệm nghiên cứu Naval U.S phát triển hệ thống xác định Friend-or-Foe (IFF) cho phép những đối tượng thuộc về quân ta (friend) ví dụ máy bay Allied có thể phân biệt với máy bay địch.Những ứng dụng của sóng RF vào trong việc xác định vật thể trog suốt thập niên 50 giới hạn chủ yếu trong quân đội, phòng lab nghiên cứu, trong các doanh nghiệp lớn bởi vì những thiết bị này có giá rất cao và kích thước lớn
Hình1. Thiết bị IFF (bên trái), thiết bị RFID (tích cực) hiện đại ngày nay
Cuối thế kỉ 20, số lượng các ứng dụng RFID hiện đại bắt đầu mở rộng theo hàm mũ trên phạm vi toàn cầu
Cách đây một vài năm các ứng dụng chủ yếu của thẻ RFID thụ động, như minh họa trong bảng 1.1 mới được ứng dụng ở tần số thấp (LF) và tần số cao (HF) của phổ RF. Cả LF và HF đều giới hạn khoảng cách và tốc độ truyền dữ liệu. Cho những mục đích thực tế khoảng cách của những ứng dụng này đo bằng inch. Việc giới hạn tốc độ ngăn cản việc đọc khi hàng trăm thậm chí hàng ngàn tag cùng có mặt trong trường của bộ đọc tại một thời điểm. Cuối thập niên 90tag thụ động cho tần số siêu cao (UHF) làm cho khoảng cách xa hơn, tốc độ cao hơn, giá cả rẻ hơn, tag thụ động này đã vượt qua những giới hạn của nó. Với những thuộc tính thêm vào hệ thống RFID dựa trên tần số UHF được lựa chọn cho những ứng dụng dây chuyền cung cấp như quản lý nhà kho, kiểm kê sản phẩm
Bảng 1.1: Các ứng dụng tiêu biểu dùng công nghệ RFID LF và HF
Điều khiển truy nhập
Xác định động vật
Xác định hàng hóa trên máy bay
Thanh toán tiền
Chống trộm cho xe hơi
Giám sát điện tử
Đánh dấu tài liệu
Định thời cho thể thao
Bảng sau cho thấy sự so sánh các phương pháp điều khiển truy cập thông thường và điều khiển
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 RFID
1.1 Lịch sử phát triển của RFID 1
1.2 Tổng quan hệ thống RFID 2
1.2.1 Khuyết điểm của hệ thống RFID 4
1.3 RFID tag 4
1.3 .1 Các khả năng cơ bản của tag 4
1.3.2. Tần số hoạt động 5
1.3.3. Phân loại tag 6
1.3.3.1 Tag thụ động 6
1.3.3.1.1 Vi mạch 7
1.3.3.1.2 Anten 7
1.3.3.2. Tag tích cực 9
1.3.3.3 Tag bán tích cực (Semi-Passive) 10
CHƯƠNG 2 ANTEN VI DẢI
2.1 Giới Thiệu Chung Về Anten Vi Dải (MICROSTRIP PATCH) 12
2.1.1 Các hình dạng cơ bản của anten vi dải 13
2.1.2 Đặc tính của Microstrip Antennas (MSA) 14
2.2 Các thông số cơ bản của anten 14
2.2.1 Trở kháng vào 14
2.2.2 Hệ số phản xạ 15
2.2.3 Băng thông và hệ số phẩm chất 16
2.2.4 Các miền bức xạ và đồ thị bức xạ 17
2.2.5 Hệ số định hướng, độ lợi và hiệu suất anten 17
2.2.6 Sự phân cực 18
2.2.7 Phương trình truyền sóng Friis 19
2.2.8 Phương trình tầm radar 19
2.3 Các mô hình phân tích cho anten vi dải 20
2.3.1 Mô hình đường truyền (Transmission line) 21
2.3.1.1 Hiệu ứng viền (Fringing Effects) 21 2.3.1.2 Chiều dài hiệu dụng, tần số cộng hưởng và chiều rộng hiệu dụng 22
2.3.1.3 Công thức cho thiết kế Patch Microstrip Antenna 23
2.3.1.3.1 Ảnh hưởng của chiều rộng và hằng số điện môi 23
2.3.1.3.2 Tính chất phối hợp trở kháng Z0 (f) 24
2.3.1.3.3 Sự mở rộng của trường Fringing 25
2.3.1.3.4 Ảnh hưởng của hằng số tổn hao 26
2.3.2 Mô hình hốc cộng hưởng 26
2.3.2.1 Các mode trường – TMx 27¬
2.3.2.2 Trường bức xạ - Mode TMx010 31
2.3.2.3 Độ định hướng 33
CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ ANTEN
3.1 Giải thuật thiết kế anten 36
3.2 Chọn loại anten thiết kế 37
3.3 Chọn chất liệu và chip 37
3.4 Thiết kế anten microstrip patch, tần số cộng hưởng 2.45GHz 37
3.5 Tối ưu anten thiết kế 39
3.5.1 Thuật toán Genetic Algorithm 40
3.5.1.1 Tạo một quần thể ban đầu 41 3.5.1.2 Giá trị cho hàm Cost 42 3.5.1.3 Sự chọn lọc tự nhiên 43 3.5.1.4 Sự lựa chọn lai ghép 44 3.1.4.1.4a Lựa chọn theo Roulette Wheel 44 3.5.4.1.4b Lựa chọn theo TOURNAMENT 46 3.5.1.5 Tạo thế hệ sau (Offspring) 46 3.5.1.6 Tạo đột biến 49 3.5.1.7 Kết thúc việc chạy 49 3.5.2 Giải thuật cho Genetic Algorithm 50 3.5.3 Kết quả mô phỏng cho GA 50
CHƯƠNG 4 ĐO ĐẠC TRÊN ZBV 8
4.1 Thực hiện quá trình đo đạc 53
4.2Nhận xét kết quả đo 54
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
5.1 Kết luận 55
5.2 Hướng phát triển 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO
LỜI NÓI ĐẦU
Công nghệ RFID (Radio Frequency Identification ) đã được ứng dụng nhiều trong thực tế. Từ vấn đề cần giám sát các vật nuôi trong trang trại, hàng hóa trong các kho hàng, hay lượng xe tại một trạm kiểm soát, tất cả đều có thể quản lý tốt, an toàn và có hiệu quả cao bằng các thiết bị thuộc hệ thống RFID.
Hiện nay ở Việt Nam, công nghệ RFID ngày càng được áp dụng rộng rãi. Tuy nhiên công nghệ này còn mới so với nền kỹ thuật trong nước nên đang được nghiên cứu mạnh mẽ. Chính từ vấn đề này, luận văn đã bước đầu tiếp cận với công nghệ, và tập trung nghiên cứu cách thức thiết kế, chế tạo anten của thẻ RFID-một thành phần không thể thiếu trong toàn bộ hệ thống .
Tùy vào tần số làm việc của hệ thống mà ta thiết kế loại anten phù hợp nhưng phải đạt được các tiêu chí sau: phải có độ lợi cao giúp tăng khoảng đọc giữa thẻ tag và reader, có một kích thước phù hợp tùy loại ứng dụng( kiện hàng, container, xe, vật nuôi…), có tính kinh tế cao…
Cụ thể, trong giới hạn của luận văn sẽ đề cập các nội dung sau:
• Chương 1: Giới thiệu tổng quan hệ thống RFID
Chương này sẽ tập trung giới thiệu hế thống RFID một cách tổng quan nhất:cấu trúc hệ thống, cách tương tác qua lại để truyền thông tin qua đường vô tuyến giữa thẻ RFID và reader ,các tần số được sử dụng cho công nghệ RFID...Trong hệ thống, người viết sẽ tập trung vào thẻ tag RFID: các loại thẻ RFID (thụ động, tích cực), cấu tạo bên trong của một thẻ RFID, các loại anten thường thiết kế cho thẻ. Từ đó lựa chọn một loại anten thiết kế thích hợp với ứng công cụ thể như hình dạng anten, tần số hoạt động.
• Chương 2: Anten vi dải
Do tần số hoạt động được sử dụng cho anten là microwave 2.45GHz, nên người viết tập trung tìm hiểu anten vi dải microstrip patch (MSA).Chương này đề cập tới các chức năng khuyết điểm, ưu điểm của MSA, các công thức thiết kế cho một anten vi dải (đặc tính trở kháng, tần số cộng hưởng, các ảnh hưởng của chất nền và vật liệu anten…). Đây là cơ sở để thiết kế anten trong chương sau.
• Chương 3: Thiết kế anten
Nếu các chương trên tập trung vào lý thuyết cơ bản của anten microstrip, chương này sẽ giới thiệu lưu đồ giải thuật cho thiết kế anten đi từ quá trình chọn lựa vật liệu, tần số hoạt động, đến giải thuật tối ưu Genetic Algorithm nhằm tăng độ lợi,giảm kích thước cho anten. Các công thức tính toán đều sử dụng trong chương 2, và được mô phỏng trên CST 2009. Sau khi có được các thông số thiết kế tốt nhất sẽ đến quá trình đo đạc thực tế để đánh giá kết quả đạc được.
• Chương 4: Đo đạc trên ZBV8
Chương này đề cập tới kết quả đo được trên máy Network Analyzer ZBV8. Do anten RFID thiết kế có tính đối xứng qua mặt phẳng đất nên kết quả sẽ được đo trên một monopole. Đây là một trong những phương pháp dùng để đánh giá kết quả đo anten RFID.
• Chương 5: Kết luận và hướng phát triển
Chương này tổng kết toàn bộ các kết quả đạc được trong luận văn và đưa ra các ứng dụng có tính khả thi cho những đề tài khác trong tương lai cũng như nên lên các hạn chế gặp phải trong quá trình thiết kế thi công anten.
Dù đã có nhiều cố gắng nhưng có thể không tránh khỏi những sai sót trong quá trình nghiên cứu, thi công anten. Người viết rất mong sự đóng góp quý giá của thầy cô và các bạn để đạt được kết quả tối ưu hơn.
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ RFID
1.1. Lịch sử phát triển của RFID
[12]Vào những năm 1930 cả Army và Navy đều gặp phải những thử thách khi xác định những mục tiêu trên mặt đất trên biển và trên bầu trời.Vào năm 1937 phòng thử nghiệm nghiên cứu Naval U.S phát triển hệ thống xác định Friend-or-Foe (IFF) cho phép những đối tượng thuộc về quân ta (friend) ví dụ máy bay Allied có thể phân biệt với máy bay địch.Những ứng dụng của sóng RF vào trong việc xác định vật thể trog suốt thập niên 50 giới hạn chủ yếu trong quân đội, phòng lab nghiên cứu, trong các doanh nghiệp lớn bởi vì những thiết bị này có giá rất cao và kích thước lớn
Hình1. Thiết bị IFF (bên trái), thiết bị RFID (tích cực) hiện đại ngày nay
Cuối thế kỉ 20, số lượng các ứng dụng RFID hiện đại bắt đầu mở rộng theo hàm mũ trên phạm vi toàn cầu
Cách đây một vài năm các ứng dụng chủ yếu của thẻ RFID thụ động, như minh họa trong bảng 1.1 mới được ứng dụng ở tần số thấp (LF) và tần số cao (HF) của phổ RF. Cả LF và HF đều giới hạn khoảng cách và tốc độ truyền dữ liệu. Cho những mục đích thực tế khoảng cách của những ứng dụng này đo bằng inch. Việc giới hạn tốc độ ngăn cản việc đọc khi hàng trăm thậm chí hàng ngàn tag cùng có mặt trong trường của bộ đọc tại một thời điểm. Cuối thập niên 90tag thụ động cho tần số siêu cao (UHF) làm cho khoảng cách xa hơn, tốc độ cao hơn, giá cả rẻ hơn, tag thụ động này đã vượt qua những giới hạn của nó. Với những thuộc tính thêm vào hệ thống RFID dựa trên tần số UHF được lựa chọn cho những ứng dụng dây chuyền cung cấp như quản lý nhà kho, kiểm kê sản phẩm
Bảng 1.1: Các ứng dụng tiêu biểu dùng công nghệ RFID LF và HF
Điều khiển truy nhập
Xác định động vật
Xác định hàng hóa trên máy bay
Thanh toán tiền
Chống trộm cho xe hơi
Giám sát điện tử
Đánh dấu tài liệu
Định thời cho thể thao
Bảng sau cho thấy sự so sánh các phương pháp điều khiển truy cập thông thường và điều khiển
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