Một hệ thống RFID là một tập hợp các thành phần mà nó thực thi giải pháp RFID. Một hệ thống RFID bao gồm các thành phần sau:
- Tag: là một thành phần bắt buộc đối với mọi hệ thống RFID.
- Reader: là thành phần bắt buộc.
- Reader anten: là thành phần bắt buộc. Một vài reader hiện hành ngày nay cũng đã có sẵn anten.
- Máy chủ và hệ thống phần mềm: Về mặt lý thuyết, một hệ thống RFID có thể hoạt động độc lập không có thành phần này. Thực tế, một hệ thống RFID gần như không có ý nghĩa nếu không có thành phần này.
- Cơ sở hạ tầng truyền thông: là thành phần bắt buộc, nó là một tập gồm cả hai mạng có dây và không dây và các bộ phận kết nối tuần tự để kết nối các thành phần đã liệt kê ở trên với nhau để chúng truyền với nhau hiệu quả.
- Mạch điều khiển (Controller): là thành phần bắt buộc. Tuy nhiên, hầu hết các reader mới đều có thành phần này gắn liền với chúng. Cảm biến (sensor), cơ cấu chấp hành (actuator) và bảng tín hiệu điện báo (annunciator): những thành phần này hỗ trợ nhập và xuất của hệ thống.
.
1.Thẻ RFID
Thẻ RFID là một thiết bị có thể lưu trữ và truyền được được dữ liệu tới reader không phải theo cách tiếp xúc trực tiếp mà bằng cách sử dụng các sóng vô tuyến. Các thẻ RFID có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau. Dưới đây là cách phân loại thứ nhất, dựa trên cơ sở thẻ đó có chứa nguồn năng lượng ngay trên bảng mạch thẻ hay không hoặc dựa trên cơ sở các chức năng đặc biệt mà nó cung cấp:
– Thẻ thụ động
– Thẻ tích cực
– Thẻ bán tích cực (hoặc bán thụ động)
2.Thiết bị đọc Thẻ RFID ( Reader )
Đầu đọc thẻ RFID là một thiết bị điện tử tích hợp. Nó gồm các module như: Module giao tiếp vô tuyến sử dụng Antenna, Module mã hoá và giải mã, Module xử lý tín hiệu từ thẻ, Module truyền thông ( Hỗ trợ kết nối RS232, USB, LAN…)
Các antenna có thể gắn trong đầu đọc hoặc gắn rời. Chúng có nhiệm vụ thu và phát tín hiệu sóng radio giao tiếp với thẻ.
Reader RFID là một thiết bị đọc và ghi dữ liệu các thẻ RFID tương thích. Hoạt động ghi dữ liệu lên thẻ bằng reader được gọi là tạo thẻ. Quá trình tạo thẻ và kết hợp thẻ với một đối tượng được gọi là đưa thẻ vào hoạt động (commissioning the tag). Decommissioning thẻ có nghĩa là tách thẻ ra khỏi đối tượng được gắn thẻ và tùy ý làm mất hiệu lực hoạt động của thẻ. Thời gian mà reader có thể phát năng lượng RF để đọc thẻ được gọi là chu kỳ làm việc của reader.
Reader là hệ thần kinh trung ương của toàn hệ thống phần cứng RFID thiết lập việc truyền với thành phần này và điều khiển nó, là thao tác quan trọng nhất của bất kỳ thực thể nào muốn liên kết với thực thể phần cứng này.
Một reader có các thành phần chính sau:
– Máy phát (Transmitter).
– Máy thu
– Vi mạch Bộ nhớ
– Các kênh nhập/xuất của các cảm biến, cơ cấu truyền động đầu từ và bảng tín hiệu điện báo bên ngoài
– Mạch điều khiển
– Giao diện truyền thông.
– Nguồn năng lượng.
Sơ đồ khối một hệ thống RFID
Hệ thống RFID với các thiết bị
3.Antenna Của Thiết Bị Đọc Thẻ
Reader truyền thông với tag thông qua anten của reader, là một thiết bị riêng mà nó được gắn vào reader tại một trong những cổng anten của nó bằng cáp. Khối phát tín hiệu trên reader sẽ điều khiển anten phát đi tín hiệu RF ra bên ngoài xung quanh nó và nhận về thông tin phản hồi từ thẻ. Do đó anten có một vị trí quan trọng tương đương với reader trong hệ thống RFID. Thông thường trong
thực tế anten thường được chế tạo theo cách quấn dây theo dạng hình vuông, hoặc cũng có thể chế tạo theo kiểu các đường mạch PCB.
4. Phần mềm Trung Gian
Chọn đúng loại thẻ, đầu đọc và xác định vị trí đặt antenna mới chỉ là bước đầu tiên trong việc xây dựng hệ thống RFID, vì việc nhận dạng các đối tượng chỉ là bước đầu trong cả quy trình quản lý chúng. Khả năng đọc hàng trăm, hàng nghìn, thậm chí hàng triệu thẻ khi chúng di chuyển qua dây chuyền sản xuất và sự cần thiết phải gắn những thông tin có nghĩa vào mã thẻ sẽ tạo ra lượng dữ liệu lớn có quan hệ với nhau khá phức tạp.
Mục đích của việc sử dụng phần mềm trung gian RFID ( RFID Middleware ):
– Cung cấp khả năng kết nối với đầu đọc (thông qua bộ điều hợp thiết bị đọc)
– Xử lý các theo dõi thô của RFID
– Cung cấp kết nối mức ứng dụng (application-level interface) để quản lý các đầu đọc và lọc các dữ liệu RFID.
Các thành phần của phần mềm trung gian RFID
NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG
Để hiểu được làm cách nào một thẻ RFID có thể truyền thông tin tới đầu đọc về sự có mặt của nó và các đặc điểm nhận dạng, hãy quan sát minh họa bên dưới. Trong hình này, đầu đọc truyền tín hiệu Radio với tần số và khoảng thời gian (thường là khoảng vài trăm lần mỗi giây) thiết lập từ trước. Bất kỳ thẻ nào có tần số nằm trong khoảng đọc được của đầu đọc này sẽ bắt được sóng do đầu đọc phát ra vì mỗi một thẻ có gắn sẵn một antenna có khả năng nhận biết được các tín hiệu radio tại tần số nhất định. Các thẻ này sử dụng năng lượng nhận được từ tín hiệu radio để phản hồi lại tín hiệu này và sau đó có thể sẽ điều chỉnh tín hiệu để gửi thông tin về đầu đọc.
Ảnh Minh Họa. Trao đổi thông tin giữ thẻ và đầu đọc
Những loại thẻ và đầu đọc khác nhau sẽ thích hợp với những ứng dụng cũng như môi trường khác nhau. Quyết định sẽ sử dụng loại thẻ và đầu đọc là công việc bao gồm xác định những gì thích hợp nhất so với nhu cầu. Tuy nhiên, chi phí cho hệ thống sẽ chịu ảnh hưởng nhiều nhất từ quyết định chọn loại thẻ nào.
Nguyên tắc chung về hoạt động của hệ thống RFID như sau: các vật phẩm, hàng hóa cần giám sát được gắn với các thẻ RFID (các thẻ này có thể ở dạng nhãn hoặc ở dạng thẻ cứng). Các thẻ này sẽ phát ra tín hiệu, anten của đầu đọc có nhiệm vụ kích thích và bắt tín hiệu để đầu đọc RFID đọc thông tin từ các thẻ khi chúng đi qua những đầu đọc này. Dữ liệu do thẻ đọc được là dữ liệu thô và sẽ được các thành phần trung gian, những thành phần lọc và quản lý sự kiện lọc thông tin và chuyển đến cơ sở dữ liệu máy tính. Qua các thành phần ứng dụng (phần mềm biên, các ứng dụng ERP…) thông tin trên thẻ được truyền tới người dùng và dưới dạng con người có thể hiểu được. Quá trình xử lý dữ liệu mà đầu đọc đọc được cho tới dạng con người có thể hiểu là rất phức tạp và yêu cầu có sự bảo mật, an toàn dữ liệu nhằm đảm bảo thông tin không bị rò rỉ, tránh những thiệt hại cho người dùng.
Hiện nay các đầu đọc đã cung cấp các khả năng lọc dữ liệu, và vì các đầu đọc ngày càng trở nên “thông minh” hơn nên chúng sẽ có khả năng tự thực hiện được nhiều bước lọc. Tuy nhiên, phần mềm trung gian và phần mềm biên cung cấp các bộ lọc ở mức sâu hơn, các thư viện hàm lập trình, các đặc tả giao tiếp giữa thẻ và đầu đọc còn các thành phần ứng dụng đóng vai trò hiển thị dữ liệu cho người dùng cuối.
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 (Tổng Hợp )
