Thiết kế anten cho thẻ RFID băng tần UHF

Chöông 1: RFID vaø caùc öùng duïng trong ñôøi soáng GVHD: Ts. Phan Hoàng Phöông Ts. Eric FRIBOURG-BLANC - 1 - CHÖÔNG 1: RFID VAØ CAÙC ÖÙNG DUÏNG TRONG ÑÔØI SOÁNG RFID vieát taét cuûa cuïm töø Radio Frequency Identification, laø heä thoáng töï ñoäng nhaän daïng baèng soùng voâ tuyeán, ngaøy caøng coù xu höôùng thay theá daàn caùc heä thoáng nhaän daïng khaùc. Tröôùc heát ñieåm qua vaøi neùt lòch söû phaùt trieån cuûa RFID. 1.1. Löôïc söû phaùt trieån cuûa RFID [20] Nhìn chung, nguoàn goác cuûa coâng ngheä RFID laø töø theá chieán thöù II. Khi ñoù Ñöùc, Nhaät Baûn, Myõ vaø Anh ñeàu söû duïng radar (ñöôïc khaùm phaù bôûi nhaø vaät lyù ngöôøi Scottland, oâng Robert Alexander Watson-Watt vaøo naêm 1935) ñeå caûnh baùo söï xaâm nhaäp cuûa maùy bay khi coøn caùch muïc tieâu vaøi daëm. Vaán ñeà luùc baáy giôø laø khoâng theå phaân bieät ñaâu laø maùy bay phe ñòch ñaâu laø maùy bay phe mình. Ngöôøi Ñöùc phaùt hieän ra raèng khi phi coâng löôïn troøn treân khoâng seõ taùc ñoäng ñeán tín hieäu soùng ñieän töø phaûn xaï veà, töø ñoù hình thaønh moät phöông thöùc nhaän daïng maø coù theå xem nhö laø moät daïng RFID thuï ñoäng vôùi moät bit truyeàn tin. Hình 1.1 Phi coâng löôïn troøn ñeå heä thoáng radar IFF nhaän daïng [9] Sau ñoù, ngöôøi Anh phaùt trieån heä thoáng IFF-Identification Friend or Foe (nhaän daïng ñòch hay baïn) nhaän daïng tích cöïc. Hoï ñaët moät boä truyeàn tin vaøo moãi maùy bay. Khi noù nhaän ñöôïc tín Chöông 1: RFID vaø caùc öùng duïng trong ñôøi soáng GVHD: Ts. Phan Hoàng Phöông Ts. Eric FRIBOURG-BLANC - 2 - hieäu töø traïm radar treân maët ñaát, noù seõ phaùt quaûng baù tín hieäu veà nhaèm xaùc minh ñoù laø maùy bay cuûa mình. RFID ngaøy nay hoaït ñoäng cuõng döïa treân nguyeân taéc cô baûn ñoù. Radar vaø caùc heä thoáng thoâng tin voâ tuyeán tieáp tuïc ñöôïc phaùt trieån vaøo nhöõng naêm 60. Caùc nhaø khoa hoïc vaø vieän só ôû Myõ, Chaâu AÂu vaø Nhaät Baûn thöïc hieän caùc nghieân cöùu vaø xuaát baûn caùc baøi baùo veà caùch thöùc maø naêng löôïng RF coù theå ñöôïc söû duïng ñeå nhaän daïng vaät theå töø xa. Caùc coâng ty baét ñaàu thöông maïi caùc heä thoáng choáng troäm, söû duïng soùng radio xaùc nhaän moùn haøng ñaõ hoaëc chöa ñöôïc thanh toaùn tieàn. Naêm 1973, Mario W. Cardullo tuyeân boá ñaõ nhaän ñöôïc baèng saùng cheá taïi Myõ cho theû RFID tích cöïc vôùi boä nhôù coù theå ghi nhieàu laàn. Cuøng naêm naøy, Charles Walton thaønh coâng vôùi baèng saùng cheá cho boä phaùt ñaùp thuï ñoäng söû duïng ñeå môû khoùa cöûa. Hình 1.2 Sô ñoà hoaït ñoäng boä phaùt ñaùp cuûa oâng Charles Walton [9] Vaøo nhöõng naêm 70, phoøng thí nghieäm Los Alamos ôû Myõ ñöôïc boä naêng löôïng yeâu caàu phaùt trieån moät heä thoáng theo doõi chaát lieäu nguyeân töû. Sau ñoù heä thoáng naøy ñöôïc thöông maïi vaøo giöõa thaäp nieân 80 khi caùc nhaø khoa hoïc Los Alamos xaây döïng moät coâng ty phaùt trieån caùc heä thoáng chi traû phí töï ñoäng. Caùc heä thoáng naøy, sau ñoù, ñöôïc söû duïng roäng raõi treân caùc quoác loä caàu ñöôøng vaø caùc ñöôøng haàm treân theá giôùi. Cuõng töø caùc yeâu caàu cuûa boä noâng nghieäp, Los Alamos phaùt trieån theû RFID thuï ñoäng phuïc vuï cho vieäc nuoâi gia suùc. Caùc coâng ty phaùt trieån moät heä thoáng söû duïng taàn soá thaáp (LF Chöông 1: RFID vaø caùc öùng duïng trong ñôøi soáng GVHD: Ts. Phan Hoàng Phöông Ts. Eric FRIBOURG-BLANC - 3 - 125kHz), ñaëc bieät caùc boä phaùt ñaùp kích thöôùc nhoû hôn ñöôïc boïc trong thuûy tinh vaø caáy vaøo beân döôùi da cuûa gia suùc. Heä thoáng naøy vaãn coøn söû duïng roäng raõi treân theá giôùi cho ñeán ngaøy nay. Ñaàu nhöõng naêm 90, caùc kyõ sö IBM phaùt trieån vaø taïo ra heä thoáng RFID hoaït ñoäng ôû baêng taàn UHF. Söû duïng UHF seõ ñaït ñöôïc taàm ñoïc xa hôn (leân ñeán 6m) vaø truyeàn döõ lieäu nhanh hôn. Naêm 1999, khi Uniform Code Coucil, EAN International, Procter & Gamble vaø Gillette ñaët neàn taûng xaây döïng trung taâm nhaän daïng töï ñoäng (Auto-ID) taïi vieän coâng ngheä Massachusetts. Hai giaùo sö David Brock vaø Sanjay Sarma ñaõ laøm moät vaøi nghieân cöùu veà cheá taïo theû RFID chi phí reû. YÙ töôûng cuûa hoï laø taïo ra moät theû RFID vôùi chip ñôn giaûn, löu tröõ ít döõ lieäu, chæ moät chuoãi soá, döõ lieäu lieân quan ñeán chuoãi soá naøy seõ ñöôïc truy caäp treân internet. Ñieàu naøy taïo moät böôùc phaùt trieån môùi cho RFID. Sarma vaø Brock ñaõ bieán RFID thaønh moät coâng ngheä cho pheùp lieân keát vaät theå vôùi maïng thoâng tin. Vaøo nhöõng naêm 1999-2003, trung taâm nhaän daïng töï ñoäng (Auto-ID) ñaõ coù ñöôïc söï hoã trôï cuûa hôn 100 coâng ty lôùn, cuûa boä quoác phoøng Myõ vaø caùc ñaïi lyù baùn leû treân toaøn theá giôùi, ñaõ thaønh laäp caùc phoøng nghieân cöùu ôû UÙc, Anh, Switzerland, Nhaät Baûn vaø Trung Quoác. Phaùt trieån hai giao thöùc töông taùc voâ tuyeán (Class 1 vaø Class 0), khung soá maõ hoùa saûn phaåm baèng ñieän töû (EPC-Electronic Product Code) vaø kieán truùc moät maïng lieân keát cho pheùp tìm kieám döõ lieäu lieân quan ñeán moät theû RFID treân Internet. Moät vaøi thöông hieäu baùn leû RFID treân theá giôùi (Albertsons, Metro, Target, Tesco, Wal- Mart) cuõng nhö boä quoác phoøng Myõ ñeàu tuyeân boá raèng hoï ñang tieán haønh caùc keá hoaïch söû duïng coâng ngheä EPC ñeå theo doõi haøng hoùa trong caùc öùng duïng cuûa mình. Coâng nghieäp döôïc, trang söùc, quoác phoøng vaø caùc ngaønh khaùc ñaõ vaø ñang tieáp tuïc phaùt trieån RFID cho caùc öùng duïng cuûa mình. Trong töông lai RFID höùa heïn coù nhieàu böôùc phaùt trieån môùi. 1.2. Phaân loaïi heä thoáng RFID [9] Moät heä thoáng RFID bao goàm moät ñaàu ñoïc (reader), moät boä phaùt ñaùp hay coøn goïi laø theû RFID (RFID tag), vaø heä thoáng anten. Theû RFID ñöôïc gaén vaøo vaät theå caàn nhaän daïng, chöùa Chöông 1: RFID vaø caùc öùng duïng trong ñôøi soáng GVHD: Ts. Phan Hoàng Phöông Ts. Eric FRIBOURG-BLANC - 4 - thoâng tin cuûa vaät theå ñoù vaø giao tieáp vôùi ñaàu ñoïc baèng soùng voâ tuyeán, thu phaùt qua heä thoáng anten. Ngöôøi duøng coù theå tröïc tieáp xöû lyù thoâng tin treân ñaàu ñoïc, hoaëc thoâng tin naøy ñöôïc ñaàu ñoïc chuyeån veà boä xöû lyù trung taâm, töï ñoäng xöû lyù. Anten cuûa ñaàu ñoïc coù theå ñöôïc tích hôïp treân noù hoaëc coù theå laø moät boä phaän taùch bieät duøng caùp ñeå keát noái. Trong khi anten cuûa theû RFID phaûi ñöôïc tích hôïp ngay treân theû. Haàu heát theû RFID ñeàu coù moät chip IC (silicon chip), thöôøng duøng ñeå chöùa ñöïng thoâng tin nhaän daïng theû ñoàng thôøi xöû lyù caùc thoâng tin ñeán töø ñaàu ñoïc. Hình 1.3 Sô ñoà heä thoáng RFID cô baûn [9] Ngöôøi ta phaân loaïi caùc heä thoáng RFID chuû yeáu döïa treân taàn soá soùng radio maø chuùng hoaït ñoäng, bôûi caùch cung caáp naêng löôïng cho theû RFID hoaëc bôûi giao thöùc söû duïng ñeå lieân laïc giöõa theû vaø ñaàu ñoïc. Söï löïa choïn taàn soá, coâng suaát nguoàn vaø giao thöùc truyeàn tin laïi phuï thuoäc cô baûn vaøo daûi taàn cho pheùp, chi phí vaø caùc ñaëc tröng cuûa caùc öùng duïng cuï theå. 1.2.1. Phaân loaïi theo taàn soá Caùc heä thoáng RFID söû duïng taàn soá khoaûng töø 100 kHz cho ñeán treân 5 GHz. Chöông 1: RFID vaø caùc öùng duïng trong ñôøi soáng GVHD: Ts. Phan Hoàng Phöông Ts. Eric FRIBOURG-BLANC - 5 - Hình 1.4 Caùc daûi taàn söû duïng cho RFID [9] RFID thöôøng söû duïng caùc baêng 125/134 kHz, 13.56 MHz, 860-960 MHz vaø 2.4-2.45 GHz. Heä thoáng 125/134 kHz hoaït ñoäng trong daûi taàn thaáp thöôøng ñöôïc goïi laø caùc theû vaø ñaàu ñoïc LF (Low Frequency). Töông töï, heä thoáng 13.56 MHz ñöôïc goïi laø heä thoáng RFID HF (High Frequency). Caùc theû vaø ñaàu ñoïc ôû 900 MHz goïi laø caùc thieát bò UHF. Trong khi loaïi 2.4 GHz thi thöôøng ñöôïc bieát ñeán nhö RFID viba. ÔÛ Vieät Nam, caùc baêng taàn duøng cho RFID bao goàm: 13.533-15.567 MHz, 433.05-434.79 MHz, 866-868 MHz vaø 920-925 MHz. Hình 1.5 Caùc caáu truùc theû RFID hoaït ñoäng ôû caùc daûi taàn khaùc nhau [9] Goïi laø λ böôùc soùng, vôùi c = 83.10 m/s laø vaän toác aùnh saùng trong chaân khoâng, khi ñoù taàn soá vaø böôùc soùng coù moái quan heä qua ñaúng thöùc: c f λ = (1.1) Vì vaäy maø ngöôøi ta cuõng thöôøng phaân loaïi caùc heä thoáng RFID theo böôùc soùng: Chöông 1: RFID vaø caùc öùng duïng trong ñôøi soáng GVHD: Ts. Phan Hoàng Phöông Ts. Eric FRIBOURG-BLANC - 6 - • Heä thoáng gheùp caûm khaùng (inductively coupled): Khi böôùc soùng raát lôùn so vôùi kích thöôùc. Ví duï nhö caùc theû vaø ñaàu ñoïc hoaït ñoäng ôû taàn soá 13.56 MHz • Heä thoáng gheùp böùc xaï (radiative coupled): Kích thöôùc anten coù theå so saùnh ñöôïc vôùi böôùc soùng. 1.2.2. Phaân loaïi theo caùch caáp naêng löôïng cho theû Loaïi theû RFID thuï ñoäng (passive tag) laø loaïi khoâng coù saún nguoàn nuoâi tích hôïp treân noù. Naêng löôïng cung caáp ñöôïc laáy töø moät phaàn soùng tôùi phaùt töø ñaàu ñoïc. Noù khoâng theå chuû ñoäng phaùt soùng giao tieáp vôùi ñaàu ñoïc. Ngöôïc laïi, loaïi theû RFID chuû ñoäng (active tag) ñöôïc cung caáp naêng löôïng bôûi moät nguoàn nuoâi beân trong. Moät giaûi phaùp tieát kieäm naêng löôïng vaø haøi hoøa giöõa hai loaïi theû treân, ngöôøi ta thieát keá moät loaïi thöù ba: theû RFID baùn thuï ñoäng (semipassive tag). Loaïi thöù ba naøy coù moät nguoàn naêng löôïng beân trong, nhöng nhoû, ñuû ñeå nuoâi chip IC, khoâng duøng ñeå phaùt soùng veà ñaàu ñoïc. Hình 1.6 Sô ñoà khoái cuûa caùc loaïi theû RFID [9] 1.2.3. Phaân loaïi theo caùc tieâu chuaån Baûng 1.1 Caùc tieâu chuaån cho theû RFID [9] Chöông 1: RFID vaø caùc öùng duïng trong ñôøi soáng GVHD: Ts. Phan Hoàng Phöông Ts. Eric FRIBOURG-BLANC - 7 - Taàn soá Loaïi theû 125/134 kHz 5-7 MHz 13.56 MHz 303/433 MHz 860-960 MHz 2.45 GHz Thuï ñoäng ISO1784/5, 14223 ISO18000-2 HigTag ISO10536 iPico DF/iPX MIäFARE ISO14443 Tag-IT ISO15693 ISO18000-3 ISO18000- 6A,B,C EPC class0 EPC class1 Intellitag Title 21 AAR S918 Ucode ISO18000-4 Intellitag μ- chip Baùn thuï ñoäng AAR S918 Title 21 EZPass Intelleflex Maxim ISO18000-4 Alien BAP Tích cöïc ANSI 371.2 ISO18000-7 RFCode ISO18000-4 ANSI 371.1 Tieâu chuaån ISO11784 vaø 11785 ñöôïc duøng trong nhaän daïng vaät nuoâi. Moät ñaàu ñoïc caáp nguoàn, gaàn theû vôùi 50ms truyeàn khoâng ñieàu cheá taïi taàn soá 134 kHz, truyeàn baùn song coâng. Sau ñoù ñaàu ñoïc seõ “laéng nghe” taàn soá ñieàu cheá ñaùp laïi taïi 125/134 kHz. Chuaån ISO14443 hoã trôï theû thoâng minh taïi taàn soá 13.56 MHz. Tieâu chuaån naøy coù hai loaïi khoâng töông thích laø A vaø B. Moät loaïi söû duïng ñieàu cheá PPM (Pulse Position Modulation) ñoä saâu 100%, vaø moät loaïi söû duïng ñieàu cheá on-off ñoä saâu 10% khi göûi leänh ñeán theû. Loaïi A söû duïng caây nhò phaân (binary tree walk) ñeå giaûi quyeát xung ñoät giöõa caùc theû, trong khi loaïi B söû duïng caùc khung Aloha. Chöông 1: RFID vaø caùc öùng duïng trong ñôøi soáng GVHD: Ts. Phan Hoàng Phöông Ts. Eric FRIBOURG-BLANC - 8 - Chuaån ISO15693 cuõng hoã trôï theû thoâng minh taïi 13 MHz, nhöng vaãn coøn söû duïng caùc caáu truùc khung cho luoàng xuoáng vaø luoàng leân theo moät loaïi khaùc, cuõng nhö vieäc giaûi quyeát caùc xung ñoät. Chuaån California Title 21 ñöôïc thieát keá daønh cho caùc boä thu phí giao thoâng oâ toâ. EPCglobal Class0 thieát keá cho caùc chuoãi cung öùng. Caû hai chuaån naøy coù theå hoaït ñoäng ôû Hoa Kyø ISM baêng taàn 902-928 MHz vaø cuøng söû duïng ñieàu taàn ñeå göûi döõ lieäu töø theû ñeán ñaàu ñoïc. Nhöng caùc theû Title 12 coù offset taàn soá: 0.6 vaø 1.2 MHz, trong khi EPCglobal Class0 laø 2.2 vaø 3.3 MHz. Nhìn chung, moät theû chæ hieåu ñöôïc moät giao thöùc, bôûi vì caàn toái thieåu chi phí cuõng nhö ñoä phöùc taïp. Khi caùc öùng duïng ñoøi hoûi khaû naêng töông taùc ña giao thöùc, gaùnh naëng thöôøng rôi vaøo ñaàu ñoïc. 1.3. Vai troø vaø ñaëc ñieåm cuûa anten RFID Anten ñoùng vai troø voâ cuøng quan troïng trong heä thoáng RFID, laø thieát bò ñaàu cuoái treân keânh truyeàn voâ tuyeán. YÙ töôûng RFID, yù töôûng nhaän daïng baèng soùng voâ tuyeán gaén lieàn vôùi vieäc caàn phaûi thieát keá heä thoáng anten phuø hôïp vôùi öùng duïng. Veà cô baûn heä thoáng anten bao goàm anten cuûa ñaàu ñoïc vaø anten cuûa theû. Anten cuûa ñaàu ñoïc ña daïng, coù theå laø moät daûi anten vôùi yeâu caàu ñoà thò böùc xaï taäp trung veà moät höôùng, ñoä lôïi cao, thöôøng ñöôïc thieát keá phaân cöïc troøn ñeå ñaûm baûo khoâng coù söï maát phaân cöïc khi phaùt tín hieäu ñeán theû. Vieäc löïa choïn vaø thieát keá anten cho ñaàu ñoïc coù phaàn linh hoaït hôn. Ngöôïc laïi, anten theû RFID mang caùc ñaëc ñieåm ñaëc tröng rieâng, khaùc bieät so vôùi caùc loaïi anten caáp nguoàn 50 Ω truyeàn thoáng. Caùc öùng duïng ñoøi hoûi theû RFID phaûi ngaøy caøng ñôn giaûn, kích thöôùc nhoû vaø ñöôïc saûn xuaát haøng loaït vôùi chi phí giaûm toái ña. Vì vaäy anten theû RFID coù caùc ñaëc ñieåm cô baûn sau: +Veà kích thöôùc: Trong caùc öùng duïng, theû RFID coù beà daøy nhoû cuõng nhö caùc kích thöôùc daøi, roäng bò haïn cheá (coù theå coù daïng cuûa moät theû caên cöôùc, moät nhaõn daùn haøng hoùa hoaëc thaäm Chöông 1: RFID vaø caùc öùng duïng trong ñôøi soáng GVHD: Ts. Phan Hoàng Phöông Ts. Eric FRIBOURG-BLANC - 9 - chí coù loaïi theû UHF vôùi kích thöôùc nhö moät ñoàng xu). Chính vì vaäy anten ñöôïc thieát keá tích hôïp treân theû thuoäc daïng anten planar vaø cuõng phaûi chòu söï raøng buoäc kích thöôùc theo. Tuy nhieân anten thöôøng coù kích thöôùc so saùnh vôùi nöûa böôùc soùng, vaø vieäc thu goïn kích thöôùc anten coù nhieàu giaûi phaùp nhöng nhìn chung ñeàu laøm giaûm hieäu suaát böùc xaï. +Veà phoái hôïp trôû khaùng: Khoâng gioáng vôùi caùc loaïi anten truyeàn thoáng, khi thieát keá phaûi phoái hôïp vôùi ñieän trôû ñaëc tính cuûa ñöôøng truyeàn, nhaèm traùnh söï phaûn xaï soùng ngöôïc veà. Anten cuûa theû ñöôïc keát noái tröïc tieáp vôùi chip, khoâng qua ñöôøng truyeàn. Trôû khaùng cuûa anten phaûi ñöôïc phoái hôïp vôùi trôû khaùng phöùc cuûa chip sao cho coâng suaát tín hieäu ñöôïc thu/phaùt cöïc ñaïi. +Veà ñoà thò böùc xaï: Caùc nhaõn RFID ñöôïc daùn leân lôùp ngoaøi thuøng haøng hoùa, cuõng nhö caùc theû RFID ñöôïc caát trong ví, trong tuùi aùo cuûa haønh khaùch. Vì vaäy, vò trí cuûa theû laø töông ñoái so vôùi ñaàu ñoïc khoâng coá ñònh. Vaø ñeå ñaàu ñoïc coù theå ñoïc veà thoâng tin khi theû naèm trong vuøng cuûa noù, caùc anten theû RFID thöôøng coù ñoà thò böùc xaï daïng omni-direction. +Veà chi phí: Hieän nay, caùc öùng duïng ñoøi hoûi toång chi phí cho moät theû RFID, bao goàm caû anten, chip, vaät lieäu ñeá, keo daùn, phaûi nhoû hôn 0.1 USD. Trong khi moät anten vi daûi chaát löôïng vöøa phaûi duøng cho moät ñaàu ñoïc coù giaù khoaûng 150 USD.[9] Maëc duø phaûi ñaùp öùng caùc ñaëc ñieåm treân, nhöng linh hoaït tuøy vaøo öùng duïng maø coù nhieàu loaïi anten ñöôïc thieát keá cho theû RFID. Hình 1.7 Caùc daïng theû UHF thuï ñoäng ñöôïc thöông maïi treân theá giôùi [9] Chöông 1: RFID vaø caùc öùng duïng trong ñôøi soáng GVHD: Ts. Phan Hoàng Phöông Ts. Eric FRIBOURG-BLANC - 10 - Theo lyù thuyeát, caùc daïng anten sau ñaây thöôøng duøng trong thieát keá theû RFID UHF thuï ñoäng: 1.3.1. Anten IFA (Inverted-F Antennas) [12] Loaïi anten naøy coù moät lôïi theá laø taïo ra moät böùc xaï gaàn nhö voâ höôùng (Quasi-isotropic radiation). Noù ñöôïc söû duïng cho caùc öùng duïng maø ñònh höôùng giöõa theû vaø ñaàu ñoïc laø khoâng coá ñònh. Tính chaát gaàn nhö voâ höôùng cuûa noù khieán cho böùc xaï töø anten luoân bao goàm hai thaønh phaàn phaân cöïc. Caáu truùc cuûa moät anten IFA nhö theá ñöôïc moâ taû trong hình. Hình 1.8 Caáu truùc IFA [12] Ba kích thöôùc chính ñöôïc lieät keâ bao goàm: chieàu cao H cuûa thaønh phaàn ñöùng phía treân maët phaúng ñaát, chieàu daøi Ls giöõa ñieåm caáp nguoàn vaø ñieåm cuoái cuûa ñoaïn ngaén maïch vaø chieàu daøi Lf giöõa ñieåm caáp nguoàn vaø ñieåm cuoái hôû maïch. Caáu truùc anten IFA ñoøi hoûi moät maët phaúng ñaát khaù phöùc taïp vaø khoù thi coâng. Kieåu anten naøy ñaëc bieät thích hôïp cho caùc öùng duïng ñònh daïng vaät theå baèng kim loaïi. Ngoaøi ra, ta cuõng coù theå gaëp moät daïng phaúng cuûa anten IFA: anten PIFA (Planar IFA). Anten PIFA ñöôïc thi coâng treân moät maïch in vaø deã daøng tích hôïp vaøo caùc thieát bò caàm tay nhö ñieän thoaïi di ñoäng Tuy nhieân, giaù cuûa loaïi anten naøy khaù cao neân khaû naêng öùng duïng cho heä thoáng RFID UHF thuï ñoäng cuûa noù khoâng cao. Nhöng vôùi tröôøng hôïp caù theå RFID chuû ñoäng, giaù thaønh cuûa loaïi anten naøy chaáp nhaän ñöôïc. 1.3.2 Anten patch [11] Anten patch phoå bieán hôn caû IFA vaø caáu truùc cuûa noù cho nhö hình sau: Vò trí caáp nguoàn Maët phaúng ñaát Chöông 1: RFID vaø caùc öùng duïng trong ñôøi soáng GVHD: Ts. Phan Hoàng Phöông Ts. Eric FRIBOURG-BLANC - 11 - Hình 1.9 Caáu truùc anten patch [12] Anten patch ñöôïc taïo ra töø moät phaàn töû böùc xaï ñöôïc in treân moät maët cuûa moät ñeá ñieän moâi vaø moät maët phaúng ñaát ôû maët coøn laïi. Phaàn töû böùc xaï coù nhieàu hình daïng khaùc nhau: hình chöõ nhaät, troøn, elip...Loaïi anten naøy coù theå ñöôïc phaân tích bôûi moâ hình ñöôøng truyeàn soùng hay moâ hình hoác coäng höôûng vaø phaân cöïc ñöôïc caû tuyeán tính cuõng nhö troøn. Böùc xaï töø anten patch laø böùc xaï coù tính ñònh höôùng. 1.3.3. Anten dipole [12] Loaïi anten naøy töø laâu ñaõ ñöôïc söû duïng trong heä thoáng RFID UHF thuï ñoäng bôûi caáu truùc hai chieàu cuûa noù. Noù cho pheùp thu ñöôïc moät böùc xaï ñaúng höôùng vôùi phaân cöïc tuyeán tính. Caáu truùc cuûa loaïi anten naøy ñöôïc giôùi thieäu trong hình beân döôùi. Noù bao goàm hai nhaùnh daãn ñieän vôùi chieàu daøi L ñöôïc caáp nguoàn ngay taïi ñieåm giöõa cuûa chuùng. Hình 1.10 Caáu truùc anten dipole [12] 1.3.4. Anten khe [12] Moät loaïi anten khaùc cuõng ñöôïc söû duïng laø anten khe. Caáu truùc cuûa loaïi anten naøy ñöôïc moâ taû nhö trong hình. Anten khe coù theå ñöôïc xem nhö laø ñoái ngaãu cuûa anten dipole vôùi phaân cöïc tuyeán tính. Tuy nhieân, khoâng ñöôïc söû duïng nhieàu nhö anten dipole vì dieän tích lôùp vaät lieäu phaûi söû duïng lôùn. Maët phaúng ñaátSubstrate (ε tgδ ) Patch Vò trí caáp nguoàn L/2L/2 Chöông 1: RFID vaø caùc öùng duïng trong ñôøi soáng GVHD: Ts. Phan Hoàng Phöông Ts. Eric FRIBOURG-BLANC - 12 - Hình 1.11 Caáu truùc anten khe [12] Trong ñoù daïng planar dipole thu goïn kích thöôùc laø daïng thöôøng ñöôïc thieát keá, ñaëc bieät laø cho caùc öùng duïng RFID ôû baêng taàn UHF. 1.4. RFID vaø caùc heä thoáng nhaän daïng khaùc [11] RFID duøng soùng radio ñeå nhaän daïng vaät theå, khoâng phaûi laø phöông thöùc nhaän daïng duy nhaát, tröôùc ñoù ngöôøi ta vaãn söû duïng caùc phöông thöùc khaùc. Hình 1.12 Caùc heä thoáng nhaän daïng töï ñoäng [11] Maõ vaïch laø hình thöùc truyeàn thoáng ñöôïc duøng ñeå nhaän daïng haøng hoùa, hieän thôøi vaãn ñang ñöôïc söû duïng roäng raõi ôû caùc sieâu thò Vieät Nam. Maõ vaïch laø söï theå hieän thoâng tin trong caùc daïng nhìn thaáy, treân caùc beà maët maø maùy moùc coù theå ñoïc ñöôïc. Nguyeân thuûy thì maõ vaïch löu tröõ döõ lieäu theo beà roäng cuûa caùc vaïch ñöôïc in song song cuõng nhö cuûa khoaûng troáng giöõa Nhận dạng sinh trắc học (Biometric) RFID Nhận dạng dựa trên đặc tính quang học (OCR) Thẻ thông minh (Smart Card) Hệ thống mã vạch (Barcode) Nhận dạng tự động (Auto-ID) Nhận dạng dấu vân tay Nhận dạng giọng nói Vò trí caáp nguoàn L/2L/2 Chöông 1: RFID vaø caùc öùng duïng trong ñôøi soáng GVHD: Ts. Phan Hoàng Phöông Ts. Eric FRIBOURG-BLANC - 13 - chuùng. Ngaøy nay, chuùng coøn ñöôïc in theo caùc maãu cuûa caùc ñieåm, theo caùc voøng troøn ñoàng taâm hay chuùng aån trong caùc hình aûnh. Maõ vaïch coù theå ñöôïc ñoïc bôûi caùc thieát bò queùt quang hoïc goïi laø maùy ñoïc maõ vaïch hay ñöôïc queùt baèng caùc phaàm meàm chuyeân bieät. Maõ vaïch löu tröõ ít thoâng tin, khi ñoïc ñoøi hoûi phaûi tieáp xuùc vôùi maùy queùt, nhöng ñôn giaûn, ñaõ ñöôïc söû duïng roäng raõi vaø laø moät thaùch thöùc lôùn ñoái vôùi coâng ngheä RFID. Hình 1.13 Maõ vaïch [11] Nhaän daïng baèng quang hoïc hay coøn goïi laø nhaän daïng OCR (Optical Character Regconition) söû duïng moät loaïi chöõ ñaëc bieät sao cho coù theå vöøa ñoïc baèng maét thöôøng vöøa ñöôïc ñoïc töï ñoäng baèng maùy moùc. Öu ñieåm nhaát cuûa heä thoáng OCR laø chöùa ñöïng nhieàu thoâng tin vaø trong caùc tröôøng hôïp caáp thieát thì con ngöôøi coù theå ñoïc tröïc quan. Ngaøy nay, OCR ñöôïc duøng trong saûn xuaát, caùc dòch vuï ngaân haøng, trong haønh chính...Tuy nhieân, OCR khoù coù theå ñöôïc söû duïng phoå bieán bôûi chi phí raát cao vaø ñaàu ñoïc voâ cuøng phöùc taïp. Nhaän daïng sinh traéc hoïc chæ aùp duïng cho sinh vaät soáng, cuï theå laø duøng nhaän daïng con ngöôøi. Döïa treân nhöõng ñaëc ñieåm sinh hoïc coù tính duy nhaát cuûa cô theå ngöôøi nhö daáu vaân tay, moùng maét, gioïng noùi... Loaïi hình naøy thöôøng ñöôïc aùp duïng trong an ninh, ñieàu tra toäi phaïm. Hình 1.14 Nhaän daïng daáu vaân tay [23] Chöông 1: RFID vaø caùc öùng duïng trong ñôøi soáng GVHD: Ts. Phan Hoàng Phöông Ts. Eric FRIBOURG-BLANC - 14 - Theû thoâng minh, coøn goïi laø theû gaén chip hay theû maïch tích hôïp, laø loaïi theû coù kích thöôùc cuûa moät theû caên cöôùc, coù theå boû ñöôïc vaøo ví, ñöôïc gaén moät boä xöû lyù coù khaû naêng löu tröõ vaø xöû lyù thoâng tin. Theû coù theå nhaän döõ lieäu, xöû lyù döõ lieäu. Coù hai loaïi thöôøng söû duïng: • Theû nhôù chæ chöùa caùc thaønh phaàn boä nhôù, coù theå coù moät soá chöùc naêng baûo maät cuï theå. • Theû vi xöû lyù chöùa boä nhôù vaø caùc thaønh phaàn xöû lyù. Öu ñieåm cuûa theû thoâng minh laø coù khaû naêng löu tröõ vaø baûo maät döõ lieäu, cuõng nhö vieäc xöû lyù döõ lieäu. Tuy nhieân khi muoán ñoïc theû caàn phaûi giao tieáp I/O, keát noái vôùi ñaàu ñoïc. Chi phí, bao goàm caû chi phí baûo döôõng baûo trì, khaù cao. Hình 1.15 Theû thoâng minh duøng trong baûo hieåm y teá ôû Phaùp [22] So vôùi caùc heä thoáng töï ñoäng nhaän daïng khaùc, RFID coù caùc öu ñieåm vöôït troäi sau: [10] • Khoâng caàn tieáp xuùc vaät lyù khi truyeàn nhaän döõ lieäu giöõa theû vaø ñaàu ñoïc. Ñieàu naøy seõ traùnh caùc veát xöôùc, moøn gaëp phaûi khi söû duïng theû thoâng minh. • Coù theå ñoïc vaø ghi döõ lieäu vaøo theû nhieàu laàn. Trung bình 10 000 ñeán 100 000 laàn. • Ñaàu ñoïc coù theå laáy thoâng tin veà maø khoâng caàn “nhìn thaáy” theû. Töø laâu, vieäc phaûi thaùo rôøi caùc linh kieän, caùc goùi haøng nhoû trong thuøng haøng khi nhaän daïng baèng maõ vaïch ñaõ gaây toán keùm ñaùng keå veà thôøi gian vaø tieàn baïc. Tính naêng naøy laø öu theá vöôït troäi so vôùi maõ vaïch. • Tuøy vaøo caùc öùng duïng cuï theå maø taàm ñoïc cuûa theû RFID coù theå thaøy ñoåi töø vaøi chuïc centimet cho ñeán vaøi chuïc met, linh hoaït phuø hôïp Chöông 1: RFID vaø caùc öùng duïng trong ñôøi soáng GVHD: Ts. Phan Hoàng Phöông Ts. Eric FRIBOURG-BLANC - 15 - • Theû coù theå löu tröõ thoâng tin ñôn giaûn nhö moät maõ vaïch ( nhö nguoàn goác noâng saûn, teân coâng ty, loaïi saûn phaåm...), nhöng cuõng coù theå löu tröõ moät löôïng lôùn thoâng tin (nhö taøi khoaûn caù nhaân, thoâng tin chi tieát veà caù nhaân ñoù...) nhö caùc theû thoâng minh. • Khi aùp duïng caùc giaûi thuaät choáng xung ñoät, moät ñaàu ñoïc RFID coù theå ñoïc döõ lieäu töø nhieàu theû naèm trong phaïm vi quaûn lyù cuûa noù trong moät khoaûn thôøi gian voâ cuøng ngaén. • RFID coù khaû naêng laøm vieäc trong caùc moâi tröôøng coù ñieàu kieän khaéc nghieät nhö noùng aåm, coù hoùa chaát aên moøn, dao ñoäng vaø soác nhieät, ñaëc bieät laø loaïi theû RFID thuï ñoäng. Ñieàu ñoù khoâng coù nghóa laø moät theû RFID coù theå laøm vieäc trong baát cöù moät moâi tröôøng naøo. Tuøy vaøo caùc öùng duïng cuï theå maø heä thoáng RFID seõ ñöôïc thieát keá ñeå hoaït ñoäng trong moâi tröôøng ñoù. • Ngaøy nay, coâng ngheä RFID ñöôïc phaùt trieån cho nhieàu öùng duïng khaùc, caùc phoøng thí nghieäm treân theá giôùi vaãn ñang nghieân cöùu ñeå RFID thay theá daàn caùc caûm bieán ñaét tieàn, söû duïng ñeå ño caùc ñieàu kieän moâi tröôøng nhö nhieät ñoä, aùp suaát... Song song ñoù, RFID vaãn coù caùc nhöôïc ñieåm caàn ñöôïc nghieân cöùu vaø khaéc phuïc: [10] • Hieäu suaát keùm khi gaëp caùc chaát lieäu caûn hoaëc haáp thuï soùng voâ tuyeán, ñaëc bieät seõ chòu taùc ñoäng lôùn khi gaëp caùc beà maët kim loaïi. Ñoä chính xaùc cuûa döõ lieäu ñoïc veà seõ giaûm. Vaán ñeà naøy coù lieân quan ñeán tính chaát cuûa soùng voâ tuyeán. • Khi hai ñaàu ñoïc ñöôïc laép ñaët sao cho coù vuøng bao phuû chung thì tín hieäu seõ bò choàng laán leân nhau. Neáu theû RFID naèm trong vuøng naøy thì vieäc ñoïc döõ lieäu veà seõ khoâng coøn chính xaùc nöõa. Vaán ñeà naøy ñöôïc giaûi quyeát baèng caùch cho caùc ñaàu ñoïc ña truy caäp theo thôøi gian. Khi ñoù moät theû seõ ñöôïc ñoïc nhieàu hôn moät laàn vaø heä thoáng phaûi coù cô cheát xöû lyù loaïi boû. Chöông 1: RFID vaø caùc öùng duïng trong ñôøi soáng GVHD: Ts. Phan Hoàng Phöông Ts. Eric FRIBOURG-BLANC - 16 - Maëc duø coøn nhieàu haïn cheá, nhöng tuøy vaøo caùc öùng duïng cuï theå, trong moâi tröôøng laøm vieäc cuï theå maø heä thoáng RFID ñöôïc thieát keá ñeå hoaït ñoäng phuø hôïp. RFID vaãn ñang tieáp tuïc ñöôïc nghieân cöùu vaø phaùt trieån. 1.5. Caùc öùng duïng cuûa RFID [11] 1.5.1. ÖÙng duïng trong giao thoâng coâng coäng Giao thoâng coâng coäng laø moät trong caùc öùng duïng tieàm naêng lôùn nhaát cuûa RFID. ÔÛ Chaâu AÂu vaø Myõ, caùc coâng ty vaän chuyeån phaûi chòu moät chi phí lôùn trong vieäc baùn veù baèng maùy baùn töï ñoäng. Nguyeân nhaân laø vì chi phí cho vieäc baûo trì söûa chöõa. Ñoâi luùc, ngöôøi soaùt veù laø caùc taøi xeá vaø nhö vaäy laøm taêng khoaûng thôøi gian chôø ñôïi cho haønh khaùch xuaát haønh. Theâm vaøo ñoù, caùc veù giaáy thöôøng bò vöùt ñi sau khi söû duïng maëc duø chi phí cho caùc loaïi veù giaáy choáng gian laän ngaøy caøng cao. ÔÛ caùc thaønh phoá cuûa Ñöùc, thaát thoaùt leân ñeán 25% cho caùc tröôøng hôïp troán veù. Chính vì vaäy maø caùc coâng ty vaän chuyeån haønh khaùch ñoøi hoûi phaûi coù moät heä thoáng kieåm soaùt veù khaéc phuïc caùc thaát thoaùt treân. Heä thoáng RFID ñaùp öùng ñöôïc yeâu caàu ñoù. Thôøi gian soaùt veù vôùi caùc phöông thöùc khaùc nhau ñöôïc thoáng keâ nhö baûng sau. Baûng 1.2 Thôøi gian soaùt veù öùng vôi caùc phöông thöùc [11] Coâng ngheä Thôøi gian soaùt veù (s) RFID I (gheùp xa) Xaùc nhaän tröïc quan bôûi taøi xeá RFID II (gheùp gaàn) Theû thoâng minh caàn tieáp xuùc Tieàn leû 1.7 2.0 2.5 3.5 >6 Töø ñoù coù theå thaáy raèng vieäc duøng RFID seõ laøm toái thieåu thôøi gian chôø ñôïi cuûa haønh khaùch khôûi haønh. Caùc theû ñöôïc thieát keá vôùi thôøi gian soáng leân ñeán 10 naêm. Caùc vaán ñeà veà moâi tröôøng nhö möa, laïnh, buïi baån khoâng taùc ñoäng nhieàu ñeán theû cuõng nhö ñaàu ñoïc. Chöông 1: RFID vaø caùc öùng duïng trong ñôøi soáng GVHD: Ts. Phan Hoàng Phöông Ts. Eric FRIBOURG-BLANC - 17 - Vieäc thay theá caùc veù giaáy truyeàn thoáng baèng RFID, mang ñeán nheàu lôïi ích. Maëc duø chi phí ñeå mua moät heä thoáng nhö vaäy vaãn coøn khaù cao, nhöng caùc khaûo saùt cho thaáy coù theå thu laïi trong moät thôøi gian ngaén. Naêm 1996, heä thoáng vaän chuyeån ñieän töû döïa treân vieäc söû duïng coâng ngheä RFID ñaõ ñöa vaøo hoaït ñoäng taïi thuû ñoâ Seoul cuûa Haøn quoác. Hình 1.16 RFID öùng duïng trong heä thoáng xe buyùt ôû Haøn quoác [11] Hình 1.17 Theû RFID duøng chi traû phí vaän chuyeån trong caùc lòch trình xe buyùt ôû Seoul [11] Chöông 1: RFID vaø caùc öùng duïng trong ñôøi soáng GVHD: Ts. Phan Hoàng Phöông Ts. Eric FRIBOURG-BLANC - 18 - Hình 1.18 Ñaàu ñoïc ñöôïc gaén taïi loái vaøo xe buyùt [11] Moät theû coù theå ñöôïc söû duïng cho toång coäng 453 tuyeán, vaø ñöôïc naïp laïi taïi caùc ki-oát yeâu caàu. Coâng ngheä RFID söû duïng trong döï aùn naøy laø heä thoáng MIFARE® (gheùp caûm khaùng, 10cm, 13.56 MHz). Moät trong nhöõng döï aùn theû thoâng minh ñaàu tieân trong heä thoáng vaän chuyeån coâng coäng taïi Ñöùc laø Fahrsmart thuoäc hieäp hoäi vaän chuyeån KVG Lüneburg-VWG Oldenburg, vôùi söï hoã trôï cuûa Boä Giaùo Duïc vaø Nghieân Cöùu vaøo naêm 1990/91. Khoaûng 20 000 theû thoâng minh tieáp xuùc ñöôïc phaùt haønh. Tuy nhieân ngay töø ñaàu döï aùn naøy vaáp phaûi moät vaán ñeà lôùn. Thôøi gian maø moät haønh khaùch ñaêng kyù laø 3 giaây, vaø nhö vaäy laø khoâng coù hieäu quaû. Ñaàu naêm 1996, döï aùn naøy ñöôïc tieâp tuïc vôùi teân goïi laø Fahrsmart II, laàn naøy theû RFID ñöôïc söû duïng. Cuõng theo tieâu chuaån MIFARE® cuûa Philips/Mikron. Thu ñöôïc caùc thuaän lôïi hôn caû döï tính ban ñaàu. Hình 1.19 Theû RFID Fahrsmart II [11] 1.5.2. ÖÙng duïng trong haøng khoâng Chöông 1: RFID vaø caùc öùng duïng trong ñôøi soáng GVHD: Ts. Phan Hoàng Phöông Ts. Eric FRIBOURG-BLANC - 19 - Döï aùn Lufthansa “bay khoâng veù” ôû Ñöùc cuõng laø moät tröôøng hôïp söû duïng coâng ngheä RFID. Vôùi 600 chuyeán bay ñeàu ñaën, ñöôïc khaûo saùt suoân seû, vaøo thaùng 3 naêm 1996 chöông trình “Miles & More” ñöôïc môû roäng cho taát caû caùc theû Lufthansa. Taát caû gaàn 250 000 chuyeán bay ñeàu ñaën söû duïng theû RFID. Theû seõ ñöôïc lieân keát vôùi maùy tính trung taâm Lufthansa ôû Munich- Erding, thay theá vieäc söû duïng theû giaáy. Heä thoáng RFID ñöôïc choïn löïa cho döï aùn naøy cuõng laø MIFARE® cuûa Philips/Mikron. Töø goùc ñoä cuûa haønh khaùch, heä thoáng hoaït ñoäng nhö sau: chuû theû ñaêng kyù moät chuyeán bay baèng ñieän thoaïi thoâng qua moät ñaïi lyù du lòch, trích daãn soá theû caù nhaân cuûa mình. Vieäc ñaêng kyù coù theå ñöôïc thöïc hieän tröôùc khi khôûi haønh moät giôø. Moät veù ñieän töû ñöôïc taïo ra keát hôïp döõ lieäu caù nhaân vaø döõ lieäu cuûa chuyeán bay, taát caû ñeàu ñöôïc löu vaøo maùy tính cuûa Lufthansa. Ñeå ñaêng kyù taïi saân bay, chuû theû chæ caàn ñöa nhanh theû cuûa mình qua thieát bò goïi laø Chip-In. Hình 1.20 Haønh khaùch ñang duøng theû RFID ñaêng kyù chuyeán bay [11] Chöông 1: RFID vaø caùc öùng duïng trong ñôøi soáng GVHD: Ts. Phan Hoàng Phöông Ts. Eric FRIBOURG-BLANC - 20 - Haønh khaùch coù theå ñaêng kyù maø khoâng caàn laáy theû ra khoûi haønh lyù. Heä thoáng seõ xaùc minh ñaët phoøng vaø caùc döõ lieäu cuûa chuyeán bay seõ xuaát hieän treân maøn hình. Khi ñoù, haønh khaùch coù theå tuøy choïn ñaët phoøng, ñaët choã cuõng nhö löïa choïn chuyeán bay. Thuû tuïc naøy cho pheùp haønh khaùch ñaêng kyù vôùi haønh lyù xaùch tay chöa ñaày 10 giaây, khoâng coøn phaûi xeáp haøng nhö truyeàn thoáng. Khi ñeán taïi cöûa leân maùy bay, chæ caàn trình dieän theû moät laàn nöõa laø coù theå khôûi haønh. Giaûi phaùp söû duïng theû thoâng minh coâng ngheä RFID mang laïi lôïi ích cho caû haønh khaùch laãn caùc haõng haøng khoâng. Haønh khaùch vui möøng vì khoâng coøn phaûi xeáp haøng chôø ñôïi. Vieäc ñaêng kyù dieãn ra nhanh goïn, quaù trình ñôn giaûn thuaän tieän, ñieàu naøy seõ thu huùt ngaøy caøng nhieàu khaùch haøng vaø taêng theâm lôïi theá caïnh tranh cho caùc haõng haøng khoâng. 1.5.3. ÖÙng duïng trong tröôït tuyeát ÔÛ phöông taây, RFID cuõng ñöôïc öùng duïng laøm veù tröôït tuyeát. Trong ñieàu kieän moâi tröôøng ñaày tuyeát, vieäc giöõ moät veù ra vaøo baèng giaáy vaø vieäc caàn phaûi coù ngöôøi ñöùng kieåm tra tröïc quan trôû neân khoâng tieän lôïi. Coâng ngheä RFID cung caáp moät söï thay theá lyù töôûng. Hình 1.21 Ñaàu ñoïc RFID ñöôïc gaén ôû loái vaøo khu tröôït tuyeát [11] Theû RFID ñöôïc söû duïng khi ñaët coïc moät soá tieàn töø 5 ñeân 10 euro, sau khi duøng xong coù theå hoaøn traû ñeå laáy laïi tieàn coïc. Ñaàu ñoïc coù theå thieát laäp laïi giaù trò cho theû, vì vaäy, moät theû coù theå Chöông 1: RFID vaø caùc öùng duïng trong ñôøi soáng GVHD: Ts. Phan Hoàng Phöông Ts. Eric FRIBOURG-BLANC - 21 - ñöôïc söû duïng cho nhieàu löôït ngöôøi. Taàm ñoïc ñöôïc thieát keá ñuû xa ñeå ngöôøi vaøo coång khoâng caàn phaûi caàm theû treân tay (coù theå caát trong ví, trong tuùi aùo) maø vaãn coù theå truyeàn soùng vôùi theû. 1.5.4. RFID ñieàu khieån loái vaøo Caùc heä thoáng ñieän töû ñieàu khieån loái vaøo ñöôïc duøng ñeå töï ñoäng kieåm tra quyeàn ra vaøo cuûa caùc caù nhaân trong moät toøa nhaø xaây döïng hoaëc phoøng rieâng. Khi thieát keá caùc heä thoáng nhö vaäy caàn phaân taùch ra hai loaïi cô baûn: heä thoáng coù lieân keát maïng vaø heä thoáng khoâng ñoäc laäp. Vieäc ñieàu khieån ra vaøo coù theå keát hôïp vôùi boä ghi giôø trong moät ñaàu ñoïc RFID. Theû RFID seõ coù nhieàu daïng khaùc nhau, coù theå ñöôïc tích hôïp vaøo ñoàng hoà ñeo tay, hoaëc coù daïng caùc chìa khoùa... Hình 1.22 RFID ñieàu khieån ra vaøo, theû ñöôïc tích hôïp trong ñoàng hoà ñeo tay [11] Hình 1.23 Khoùa seõ ñöôïc môû ra khi giöõ theû RFID ôû phía tröôùc ñaàu ñoïc, vaø döõ lieäu ñoïc veà töø theû phaûi khôùp vôùi danh saùch löu tröõ beân trong ñaàu ñoïc [11] Chöông 1: RFID vaø caùc öùng duïng trong ñôøi soáng GVHD: Ts. Phan Hoàng Phöông Ts. Eric FRIBOURG-BLANC - 22 - So vôùi vieäc söû duïng chìa vaø caùc oå khoùa cô khí truyeàn thoáng, heä thoáng RFID coù caùc öu theá sau: nhöõng ngöôøi coâng nhaân coù theå nhaän ñöôïc chìa khoùa söû duïng trong khoaûng thôøi gian höõu haïn, giaù trò cuûa döõ lieäu coù theå ñöôïc thay ñoåi deã daøng. Vieäc ñaùnh maát theû RFID khoâng coøn laø vaán ñeà bôûi döõ lieäu chöùa trong ñoù seõ ñöôïc xoùa ñi vaø moät theû khaùc seõ ñöôïc laäp trình thay theá. 1.5.5. ÖÙng duïng trong vaän chuyeån haøng hoùa Vieäc vaän chuyeån haøng hoùa quoác teá chöùa trong caùc kieän haøng töø laâu ñaõ aùp duïng thuû tuïc nhaän daïng chöõ soá, theo tieâu chuaån ISO6346. Daáu hieäu nhaän daïng bao goàm boán chöõ caùi cuûa chuû sôû höõu, moät chuoãi saùu chöõ soá theo sau vaø cuoái cuøng laø moät chöõ soá kieåm tra. Taát caû ñöôïc sôn beân ngoaøi kieän haøng taïi moät vò trí cuï theå. Hình 1.24 Daáu hieäu nhaän daïng kieän haøng [11] Haàu nhö taát caû caùc kieän haøng ñöôïc söû duïng treân toaøn theá giôùi ñeàu aùp duïng phöông thöùc nhaän daïng naøy. Quaù trình ghi thuû coâng maõ soá nhaän daïng vaø nhaäp noù vaøo maùy tính vôùi moät soá löôïng lôùn thì raát deã bò loãi. Leân ñeán 30% nhaän daïng loãi ñaõ ñöôïc ghi nhaän thoáng keâ. Vieäc truyeàn döõ lieäu töï ñoäng coù theå giuùp giaûi quyeát vaán ñeà naøy. Baèng caùch söû duïng coâng ngheä RFID, caùc theû ñöôïc daùn vaøo moãi kieän haøng, vieäc nhaän daïng trôû neân thuaän lôïi vaø chính xaùc hôn. Naêm 1991, tieâu chuaån ISO10374 ñaõ ñöôïc soaïn thaûo ñeå taïo cô sôû cho vieäc öùng duïng treân toaøn theá giôùi. Caùc daûi taàn 888-889 MHz vaø 902-928 MHz (Baéc Myõ) vaø 2.4-2.5 GHz (Chaâu AÂu) ñöôïc söû duïng cho RFID. Theû phaûi ñaùp öùng taát caû 3 daûi taàn treân. Tín hieäu ñöôïc ñieàu cheá FSK, tín hieäu ñieàu cheá ôû taàn soá 20 kHz vaø 40 kHz. Toång coäng coù 128 bit (16 byte) ñöôïc truyeàn ñi chæ trong 2ms. Khoaûng caùch lôùn nhaát maø ñaàu ñoïc coù theå ñoïc döõ lieäu töø theû laø 13 m. Chuaån ISO10374 chæ ñònh caùc thoâng tin sau ñöôïc löu tröõ trong theû: Chöông 1: RFID vaø caùc öùng duïng trong ñôøi soáng GVHD: Ts. Phan Hoàng Phöông Ts. Eric FRIBOURG-BLANC - 23 - • Maõ cuûa chuû sôû höõu, chuoãi seri vaø bit kieåm tra • Chieàu daøi, roäng vaø cao cuûa kieän haøng • Loaïi kieän haøng (haønh lyù, thöïc phaåm, thuoác...) • Troïng löôïng Theû RFID söû duïng daïng chuû ñoäng vôùi naêng löôïng do pin cung caáp. Thôøi gian soáng cuûa pin cuõng töông öùng vôùi thôøi gian toàn taïi cuûa kieän haøng ñoù, khoaûng 10 ñeán 15 naêm. Coâng ngheä naøy cuõng ñöôïc öùng duïng ñeå nhaän daïng caùc xe thoà haøng hoùa ôû Baéc Myõ, cuõng nhö vaän chuyeån ñöôøng saét Chaâu AÂu. 1.5.6. ÖÙng duïng trong nhaän daïng vaät nuoâi Heä thoáng nhaän daïng ñieän töû ñaõ ñöôïc aùp duïng trong quaûn lyù vaät nuoâi gaàn 20 naêm vaø hieän nay trôû thaønh moät loaïi hình ngheä thuaät ôû Chaâu AÂu. Ngoaøi caùc öùng duïng noäi boä cho aên töï ñoäng vaø naêng suaát tính toaùn, caùc heä thoáng naøy cuõng coù theå ñöôïc söû duïng trong nhaän daïng baày ñaøn, duøng cho vieäc kieåm soaùt dòch beänh, baûo ñaûm chaát löôïng vaø truy tìm nguoàn goác ñoäng vaät. Thoáng nhaát caùc yeâu caàu truyeàn döõ lieäu vaø thuû tuïc maõ hoùa bôûi chuaån ISO11784 vaø 11785, taàn soá chæ ñònh laø 134.2 kHz. Theû RFID ñöôïc söû duïng vôùi caùc kích thöôùc khaùc nhau. Chöông 1: RFID vaø caùc öùng duïng trong ñôøi soáng GVHD: Ts. Phan Hoàng Phöông Ts. Eric FRIBOURG-BLANC - 24 - Hình 1.25 Caùc theû RFID duøng trong nhaän daïng vaät nuoâi [11] Coù boán caùch gaén theû vaøo vaät nuoâi: ñeo coå (collar transponder), ñeo tai (ear tag transponder), loaïi tieâm gaén vaøo (injectible transponder) vaø loaïi ñeå vaøo daï coû (rumen bolus). Hình 1.26 Caùc vò trí thöôøng gaén theû RFID vaøo vaät nuoâi [11] Ngoaøi ra, RFID coøn öùng duïng trong caùc lónh vöïc khaùc. Trong y hoïc, RFID ñöôïc duøng tích hôïp vôùi caûm bieán aùp löïc ñeå ño ñoä co giaõn ñoàng töû maét thöôøng xuyeân. Khi ñoù, theû RFID ñöôïc ñuùc khuoân beân trong thaáu kính nhaân taïo sau ñoù ñöôïc ñöa thaúng vaøo maét ngöôøi. Ñaàu ñoïc ñöôïc cheá taïo daïng goïng kính, beänh nhaân seõ ñeo vaøo maét thöôøng xuyeân. Döõ lieäu ñoïc veà taïo cô sôû cho caùc baùc só chaån ñoaùn vaø ñieàu trò. RFID cuõng ñöôïc duøng trong caùc thö vieän lôùn treân theá giôùi, giuùp vieäc quaûn lyù saùch deã daøng hôn... 1.6. RFID taïi Vieät Nam [21] Caùc öùng duïng RFID taïi Vieät Nam nhö: • Giaûi phaùp kieåm soaùt vaøo ra, chaám coâng ñieän töû, kieåm soaùt thang maùy ñang ñöôïc aùp duïng taïi coâng ty TECHPRO Vieät Nam • Traïm thu phí xa loä Haø Noäi Chöông 1: RFID vaø caùc öùng duïng trong ñôøi soáng GVHD: Ts. Phan Hoàng Phöông Ts. Eric FRIBOURG-BLANC - 25 - • Heä thoáng kieåm soaùt baõi ñoã xe töï ñoäng taïi haàm ñaäu xe toøa nhaø The Manor Tp. Hoà Chí Minh. • Ngaønh vaän chuyeån haäu caàn (logistics), kieåm soaùt toaøn boä haøng hoùa töø nôi saûn xuaát cho ñeán nôi tieâu thuï cuoái cuøng. Vaø coøn nhieàu öùng duïng khaùc nöõa. Deã thaáy nhaát ñoái vôùi sinh vieân Ñaïi hoïc Quoác gia Tp. HCM laø vieäc öùng duïng RFID trong quaûn lyù saùch ôû Thö vieän trung taâm, theû RFID hoaït ñoäng ôû daûi taàn 13.56 MHz. Naêm 2001, Thuû töôùng ñaõ chæ ñaïo xaây döïng heä thoáng xe ñieän ngaàm ôû Tp. HCM, Haø Noäi vaø höôùng ñeán söû duïng coâng ngheä RFID trong soaùt veù haønh khaùch. RFID höùa heïn phaùt trieån maïnh ôû Vieät Nam, khi ñoù vieäc nghieân cöùu coâng ngheä saûn xuaát theû RFID noùi chung vaø thieát keá anten noùi rieâng thaønh coâng seõ taïo ra söï linh hoaït vaø öu theá trong vieäc öùng duïng RFID vaøo caùc lónh vöïc ñôøi soáng.