RFID LÀ GÌ ?
RFID (Radio Frequency Identification) là công nghệ nhận dạng không tiếp xúc, sử dụng tần số radio. RFID được thiết kế nhằm cho phép thiết bị quét nắm bắt dữ liệu trên thẻ thông minh và tự động chuyển các dữ liệu này sang hệ thống máy tính. Hệ thống của công nghệ RFID gồm 3 bộ phận: thẻ RFID, thiết bị quét thẻ RFID và các phần mềm vi tính.
Thiết bị quét thẻ sẽ phát ra một tín hiệu tần số vô tuyến để liên lạc với các thẻ RFID. Khi thẻ RFID đi qua các vùng tần số của thiết bị quét thẻ phát ra; nó phát hiện các tín hiệu kích hoạt và có thể truyền dữ liệu thông tin qua lại với thiết bị quét thẻ.
Lịch sử RFID đánh dấu từ những năm 1930 nhưng công nghệ RFID có nguồn gốc từ năm 1897 khi Guglielmo Marconi phát hiện ra sóng radio. RFID áp dụng các nguyên tắc vật lý cơ bản như truyền phát radio, sóng radio là một dạng năng lượng điện từ truyền và nhận dạng dữ liệu khác nhau.
Để hiểu rõ hơn về sự giống nhau này, ta hình dung một trạm radio phát ra âm thanh hoặc âm nhạc qua một bộ phát. Dữ liệu này cần phải mã hóa sang dạng sóng radio có tần số xác định. Tại những vị trí khác nhau, người nghe có một máy radio để giải mã dữ liệu từ trạm phát (âm thanh hoặc âm nhạc). Mọi người đều nhận biết được sự khác nhau về chất lượng sóng radio khi ngồi trên xe hơi. Khi di chuyển càng xa bộ phát tín hiệu thu được càng yếu. Khoảng cách theo các hướng hoặc các vùng mà sóng radio phát ra có thể bao phủ được xác định bởi điều kiện môi trường, kích thước và năng lượng của anten tại mỗi đường giao tiếp. Sử dụng thuật ngữ RFID, vật có chức năng như một trạm truyền gọi là một transponder (tag) được tạo thành từ 2 thuật ngữ transmitter và responder; vật có chức năng như radio gọi là reader (bộ đọc) hay interrogator. Anten xác định phạm vi đọc (range).
Ba thành phần tag, reader và anten là những khối chính của một hệ thống RFID. Khi thay đổi về năng lượng, kích thước, thiết kế anten, tần số hoạt động, số lượng dữ liệu và phần mềm để quản lý và xuất dữ liệu tạo ra rất nhiều ứng dụng. Công nghệ RFID có thể giải quyết rất nhiều bài toán kinh doanh thực tế.
Thời Kỳ Đầu Của RFID
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. Kỹ thuật này trở nên phổ biến trong hệ thống điều khiển lưu thông hàng không bắt đầu vào cuối thập niên 50. Những ứng dụng của sóng RF vào trong việc xác định vật thể trong 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. Những thiết bị to lớn và cồng kềnh này là tiền thân của những hệ thống gọi là RFID ngày nay.
Những công nghệ mới giúp những sản phẩm này gọn hơn và giá rẻ hơn như: công nghệ tích hợp trong IC, chip nhớ lập trình được, vi xử lý, những phần mềm ứng dụng hiện đại ngày nay và những ngôn ngữ lập trình làm cho công nghệ RFID đang có xu hướng chuyển sang lĩnh vực thương mại rộng lớn.
Hình 1.1 Thiết Bị IFF
Cuối thập kỉ 60 đầu thập kỉ 70 nhiều công ty như Sensormatic and Checkpoint Systems giới thiệu những sản phẩm mới ít phức tạp hơn và ứng dụng rộng rãi hơn. Những công ty này bắt đầu phát triển thiết bị giám sát điện tử (electronic article surveillance EAS) để bảo vệ và kiểm kê sản phẩm như quần áo trong cửa hàng, sách trong thư viện. Hệ thống RFID thương mại ban đầu này chỉ là hệ thống RFID tag một bit (1-bit tag) giá rẻ để xây dựng, thực hiện và bảo hành. Tag không đòi hỏi nguồn pin (loại thụ động) dễ dàng đặt vào sản phẩm và thiết kế để khởi động chuông cảnh báo khi tag đến gần bộ đọc, thường đặt tại lối ra vào, phát hiện sự có mặt của tag.
Phát Hiện Các Vật Thể Riêng Biệt
Suốt thập kỷ 70, ngành công nghiệp sản xuất, vận chuyển bắt đầu nghiên cứu và phát triển những dự án để tìm cách dùng IC dựa trên hệ thống RFID. Có nhiều ứng dụng trong công nghiệp tự động, xác định thú vật, theo dõi lưu thông. Trong giai đoạn này tag có IC tiếp tục phát triển và có các đặc tính: bộ nhớ ghi được, tốc độ đọc nhanh hơn và khoảng cách đọc xa hơn.
Đầu thập niên 80 công nghệ phức tạp RFID được áp dụng trong nhiều ứng dụng: đặt tại đường ray ở Mỹ, đánh dấu thú vật trên nông trại ở châu Âu. Hệ thống RFID còn dùng trong nghiên cứu động vật hoang dã đánh dấu các loài thú quý và nguy hiểm.
Vào thập niên 90, hệ thống thu phí điện tử trở nên phổ biến ở Thái Bình Dương: Ý, Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha… và ở Mỹ: Dallas, New York và New Jersey. Những hệ thống này cung cấp những dạng truy cập điều khiển phức tạp hơn bởi vì nó còn bao gồm cả máy tính tiền.
Đầu năm 1990, nhiều hệ thống thu phí ở Bắc Mỹ tham gia một lực lượng mang tên E-ZPass Interagency Group (IAG) cùng nhau phát triển những vùng có hệ thống thu phí điện tử tương thích với nhau. Đây là cột mốc quan trọng để tạo ra những ứng dụng tiêu chuẩn. Hầu hết những tiêu chuẩn tập trung các đặc tính kỹ thuật như tần số hoạt động và giao thức giao tiếp phần cứng.
E-Zpass còn là một tag đơn tương ứng với một tài khoản trên một phương tiện. Tag của xe sẽ truy cập vào đường cao tốc của hệ thống thu phí mà không phải dừng lại. E-Z Pass giúp lưu thông dễ dàng hơn và giảm lực lượng lao động để kiểm soát vé và thu tiền.
Cùng vào thời điểm này, khóa (card RFID) sử dụng phổ biến thay thế cho các thiết bị máy móc điều khiển truy nhập truyền thống như khóa kim loại và khóa số. Những sản phẩm này còn được gọi là thẻ thông minh không tiếp xúc cung cấp thông tin về người dùng, trong khi giá thành thấp để sản xuất và lập trình.
Hình 2 Những giai đoạn phát triển quan trọng của RFID trước năm 2000
Thời Kỳ RFID PHÁT TRIỂN TOÀN CẦU
Cuối thế kỉ 20, số lượng các ứng dụng RFID hiện đại bắt đầu mở rộng theo hàm mũ trên phạm vi toàn cầu. Dưới đây là một vài bước tiến quan trọng góp phần đẩy mạnh sự phát triển này.
Texas Instrument đi tiên phong ở Mỹ
Vào năm 1991, Texas Instrument đã đi tiên phong trong hệ thống RFID ở Mỹ, công ty đã tạo ra một hệ thống xác nhận và đăng ký Texas Instrument (TIRIS). Hệ thống TI-RFID (Texas Instruments Radio Frequency Identification System) đã trở thành nền tản cho phát triển và thực hiện những ứng dụng mới của RFID.
Châu Âu đã bắt đầu công nghệ RFID từ rất sớm
Ngay cả trước khi Texas Instrument giới thiệu sản phẩm RFID, vào năm 1970 EM Microelectronic-Marin một công ty của The Swatch Group Ltd đã thiết kế mạch tích hợp năng lượng thấp cho những đồng hồ của Thụy Sỹ. Năm 1982 Mikron Integrated Microelectronics phát minh ra công nghệ ASIC và năm 1987 phát triển công nghệ đặc biệt liên quan đến việc xác định thẻ thông minh. Ngày nay EM Microelectronic và Philips Semiconductors là hai nhà sản xuất lớn ở châu Âu về lĩnh vực RFID.
Phát triển thẻ thụ động trong thập niên 90
Hình 3 Những giai đoạn phát triển quan trọng của RFID từ năm 1990 đến nay
Công nghệ RFID đang được sử dụng trong toàn bộ chuỗi cung ứng trong các ngành như bán lẻ, hàng không, an ninh, sản xuất, giao thông vận tải và hồ sơ ngành. Ngày càng nhiều ngành công nghiệp nhận ra độ chính xác và hiệu quả mà RFID cung cấp từ góc độ hậu cần.
Để biết thêm thông tin về các ứng dụng RFID, vui lòng truy cập các blog liên quan khác của chúng tôi. Ngoài ra, bạn có thể liên hệ với chúng tôi để tìm hiểu thêm về các sản phẩm RFID.
References
Giáo Trình Công Nghệ RFID – Nguyễn Văn Hiệp (Tổng Hợp )
www.Core.ac.uk
