Nghiên cứu thiết kế bộ thu phát vô tuyến tần số 2.4 ghz trong hệ thống RFID

Nội dung text: Nghiên cứu thiết kế bộ thu phát vô tuyến tần số 2.4 ghz trong hệ thống RFID

1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ THU PHÁT VÔ TUYẾN TẦN SỐ 2.4 GHZ TRONG HỆ THỐNG RFID Giảng viên hướng dẫn: TS. Trần Hoài Trung Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Thành Nguyễn Đức Hợp Ninh Văn Đức Bùi Thanh Vĩnh Nguyễn Văn Ninh Lớp: Kỹ thuật VT K57 Tóm tắt: Hiện nay, RFID đang dần trở thành công nghệ nhận dạng đối tượng phổ biến nhất trên thế giới. Hệ thống RFID chia làm 2 loại là hệ thống sử dụng thẻ RFID tích cực và thẻ thụ động. Trong đó thẻ tích cực có nhiều ưu điểm vượt trội hơn thẻ thụ động như khoảng cách, tốc độ đọc thẻ, Nhóm đã nghiên cứu, thiết kế thành công hệ thống RFID sử dụng thẻ tích cực hoạt động ở tần số 2.4 GHz và ứng dụng nó cho hệ thống Login máy tính. Hệ thống gồm một đầu đọc Reader, một thẻ tích cực và phần mềm Login. Khi người dùng đeo thẻ ra khỏi phạm vi hoạt động (1 - 2 m) thì máy tính sẽ chuyển sang trạng thái Lock. Lúc này người khác sẽ không thể tác động, sử dụng máy tính đó. Khi người dùng quay lại phạm vi hoạt động của hệ thống thì máy tính sẽ được mở khóa. Như vậy hệ thống RFID đã tạo ra một giải pháp bảo mật đơn giản cho máy tính. Từ khóa: RFID, Tag Active, Reader, 2.4 GHz 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Công nghệ RFID ngày càng phổ biến với nhiều ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày từ kiểm soát hàng hóa, quản lý và chấm công nhân trong các siêu thị, nhận dạng và kiểm soát tại những bãi gửi xe thông minh, các công ty bảo mật hàng đầu cũng đang sử dụng. Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2019 103
2. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI Công nghệ này cho phép nhận biết các đối tượng thông qua hệ thống thu phát tần số sóng vô tuyến, từ đó con người có thể giám sát, quản lý hoặc lưu vết từng đối tượng. Đây là một phương pháp nhận dạng tự động dựa trên việc lưu trữ dữ liệu từ xa, sử dụng thiết bị thẻ RFID và một đầu đọc RFID. Ngoài ra sự ưu việt của công nghệ này còn thể hiện ở khả năng đọc được thông tin xuyên qua các môi trường, vật liệu như: bê tông, tuyết, sương mù, băng đá, sơn và các điều kiện môi trường thách thức khác mà mã vạch và các công nghệ khác không thể phát huy hiệu quả. 2. CÁC NỘI DUNG CHÍNH  Phương pháp nghiên cứu - Thông qua nghiên cứu tài liệu, sách, báo trong nước và ngoài nước để tóm tắt nội dung cần có của đề tài sau đó triể khai nghiên cứu chi tiết từng vấn đề. - Dựa vào các tài liệu tham khảo để thiết kế, lắp ráp phần cứng. - Tự lập trình phần mềm ứng dụng cho đề tài.  Phương tiện nghiên cứu - Sử dụng phần mềm Altium Designer để thiết kế, mô phỏng phần cứng. - Sử dụng các công cụ hỗ trợ lập trình và nạp chương trình phần cứng như : Arduino IDE, PROGISP, - Thiết kế lập trình phần mềm ứng dụng trên giao diện Windows Form.  Nội dung nghiên cứu đã thực hiện - Nghiên cứu được cấu tạo, nguyên l‎ ‎ í hoạt động của Reader và Tag trong hệ thống RFID. Nêu ra được các ứng dụng thực tiễn của công nghệ RFID trong đời sống. - Nghiên cứu nguyên lí thu phát vô tuyến trong tần số 2.4 GHz. - Nghiên cứu thiết kế và lắp ráp hệ thống RFID sử dụng thẻ tích cực hoạt động trong tần số 2.4 GHz và ứng dụng nó vào hệ thống Login máy tính.  Kết quả nghiên cứu - Thẻ RFID hoạt động tốt ở tần số 2.4 GHz. - Phần mềm hoạt động ổn định trong phạm vi mong muốn. 104 Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2019
3. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI Hình 1. Mạch 3D mô phỏng của Reader Hình 2. Mạch 3D mô phỏng Tag Hình 3. Giao diện phần mềm Login 3. KẾT LUẬN Với đề tài: “Nghiên cứu thiết kế bộ thu phát vô tuyến tần số 2.4 GHz trong hệ thống RFID” đã tập trung tìm hiểu về tổng quan của hệ thống RFID, phương thức làm việc và ứng dụng của RFID. Tìm hiểu nguyên lý hoạt của bộ thu phát NRF trong hệ thống RFID. Trang bị thêm nhiều kiến thức về các module thu phát, các vi điều khiển phục vụ cho đề tài. Đề tài đã đưa ra cách thiết kế, lắp đặt và thử nghiệm thực tế của hệ thống thu phát vô tuyến tần số 2,4 GHz trong hệ thống RFID. Để phát triển sản phẩm có tính thực tế và thương mại cao cần phải : hoàn chỉnh và tối ưu về mặt thiết kế; tìm các phương án thiết kế để giảm kích thước của mạch Reader và Tag cũng như kiểm tra độ tin cậy của thiết bị thông qua việc thử nghiệm và đưa ra các giải pháp; hoàn thiện về phần mềm cho các hệ điều hành Windows. Việc thiết kế, chế tạo hệ thống RFID cho hệ thống login chỉ là một ứng dụng nhỏ để mô tả nguyên lý, phương thức làm việc của RFID nhưng đã cho thấy được các tính Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2019 105
4. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI năng cũng như sự thiết thực, quan trọng của nó. Để có thể thấy rõ các tính năng và sự tiện ích của công nghệ RFID mang lại thì cần phải mở rộng ứng dụng của nó trong đời sống thực tế. Tài liệu tham khảo [1]. Himanshu Bhatt, Bill Glover, RFID Essentials, Nhà xuất bản O’Reilly, tháng 1- 2006. [2]. Sandip Lahiri, RFID Sourcebook, Nhà xuất bản Prentice Hall PTR, tháng 8-2005. [3]. Roy Want, RFID Explained: A Primer on Radio Frequency Identification Technologies, Nhà xuất bản Morgan & Claypool, 2006. [4]. Bhuptani Manish, Moradpour Shahram, RFID Field Guide: Deploying Radio Frequency Identification Systems, Nhà xuất bản Prentice Hall PTR, tháng 2-2005. [5]. Shunyu-Shi, Tingting-Lu, Hao-Zhang et al, "A design of active RFID tags based on NRF24L01", 2013 10th International Computer Conference on Wavelet Active Media Technology and Information Processing (ICCWAMTIP). [6]. Nguyễn Văn Hiệp và Phạm Quang Huy, Công nghệ nhận dạng bằng sóng vô tuyến RFID, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2014. [7]. Nguyễn Văn Hiệp, Công nghệ nhận dạng vô tuyến RFID, Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM. [8]. [9]. [10]. 106 Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2019