Nghiên cứu ứng dụng công nghệ RFID (radio frequency identification ) trong bưu chính
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (852.31 KB, 103 trang )
BỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
VIỆN KHOA HỌC KỸ THUẬT BƯU ĐIỆN
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification ) trong bưu chính.
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ RFID (RADIO FREQUENCY
IDENTIFICATION ) TRONG BƯU CHÍNH
Hà nội, tháng 11 năm 2012
MỤC LỤC
Phòng nghiên cứu kỹ thuật Bưu chính - Viện khoa học kỹ thuật Bưu điện
122 Hoàng Quốc Việt – Nghĩa tân – Cầu giấy – Hà Nội
Trang 2
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification ) trong bưu chính.
BẢNG THUẬT NGỮ VIẾT TẮT............................................................................................5
DANH MỤC HÌNH VẼ............................................................................................................6
DANH MỤC BẢNG BIỂU.......................................................................................................7
MỞ ĐẦU....................................................................................................................................8
I. Tổng quan về công nghệ nhận dạng RFID........................................................................10
1.1 Các thành phần chính của hệ thống RFID....................................................................10
1.1.1. Thẻ.................................................................................................................................11
1.1.2. Đầu đọc..........................................................................................................................14
1.1.3 Các phần mềm trung gian...............................................................................................16
1.2. Nguyên tắc hoạt động của hệ thống...............................................................................21
1.3. Một số chuẩn về RFID....................................................................................................22
1.4. Ưu và nhược điểm của hệ thống RFID.........................................................................25
1.4.1. Ưu điểm..........................................................................................................................26
1.4.2. Nhược điểm....................................................................................................................27
II. CÁC ỨNG DỤNG CỦA RFID ĐỐI VỚI NGÀNH BƯU CHÍNH TẠI MỘT SỐ
QUỐC GIA..............................................................................................................................28
2.1 Một số giải pháp RFID cho dịch vụ bưu chính và vận chuyển....................................28
2.2 Ứng dụng đối với thùng thư............................................................................................29
2.3 Ứng dụng cho từng mức bưu gửi....................................................................................30
2.4 Một số ứng dụng khác.....................................................................................................32
2.5 Đề xuất hướng ứng dụng RFID trong một số hoạt động quản lý, sản xuất, kinh
doanh dịch vụ Bưu chính Việt nam.......................................................................................34
III. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN ỨNG DỤNG RFID CHO VIỆC QUẢN LÝ VÀ NÂNG
CAO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ BƯU PHẨM, BƯU KIỆN..............................................36
3.1 Hệ thống lưu vết, tìm dấu bưu phẩm, bưu kiện............................................................36
3.1.1 Mô tả chức năng cơ bản của hệ thống.............................................................................36
3.1.2 Tổ chức hệ thống.............................................................................................................37
3.1.3 Các thành phần của hệ thống..........................................................................................38
3.1.4 Ưu điểm của hệ thống.....................................................................................................39
3.1.5 Tính khả thi của hệ thống................................................................................................40
3.2 Hệ thống thư kiểm tra (Hệ thống Test Mail).................................................................41
3.2.1 Mô tả chức năng cơ bản của hệ thống.............................................................................41
3.2.2 Ưu điểm và tính khả thi của hệ thống.............................................................................42
3.3 Hệ thống kiểm soát thùng thư.........................................................................................43
3.3.1 Mô tả chức năng cơ bản của hệ thống.............................................................................43
3.3.2 Ưu điểm và tính khả thi của hệ thống.............................................................................43
IV. THỰC TẾ CÔNG TÁC GIÁM SÁT VÀ QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ BƯU
PHẨM-BƯU KIỆN TẠI MỘT SỐ QUỐC GIA...................................................................44
4.1. Các công nghệ được sử dụng.........................................................................................46
4.2. Hiệu quả đạt được...........................................................................................................48
4.3. Xu hướng công nghệ ứng dụng trong việc giám sát chất lượng dịch vụ bưu phẩm,
bưu kiện...................................................................................................................................48
4.4 Kết luận về phương án khả thi.......................................................................................51
V. PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ HỆ THỐNG ỨNG DỤNG RFID TRONG QUẢN LÝ VÀ
NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ BƯU PHẨM BƯU KIỆN..................................52
5.1 Phân tích, thiết kế hệ thống kỹ thuật.............................................................................52
5.1.1 Mô hình chung của hệ thống...........................................................................................52
5.1.2 Mô tả chức năng hệ thống...............................................................................................53
5.2 Kiến trúc chung của hệ thống Test Mail.......................................................................55
5.2.1 Hệ thống Test Mail II.....................................................................................................56
5.2.2 Hệ thống Test Mail I......................................................................................................57
Phòng nghiên cứu kỹ thuật Bưu chính - Viện khoa học kỹ thuật Bưu điện
122 Hoàng Quốc Việt – Nghĩa tân – Cầu giấy – Hà Nội
Trang 3
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification ) trong bưu chính.
5.2.3 Hệ thống quản lý tập trung (Hệ thống Test Mail CMS)................................................58
5.3 Các yêu cầu khi phát triển hệ thống RFID...................................................................59
5.3.1 Môi trường và yêu cầu của hệ thống...............................................................................60
5.3.2 Điều kiện về bảo mật......................................................................................................63
5.3.3 Đảm bảo tính liên thông tương thích với hệ thống Continuous Testing của liên minh
bưu chính thế giới.....................................................................................................................68
5.3.4 Yêu cầu đảm bảo tuân theo quy định của nhà nước về tần số sử dụng công nghệ RFID
...................................................................................................................................................71
5.4 Cấu trúc thông tin và hình dáng, trọng lượng của thẻ RFID gắn trong thư test.....74
5.4.1 Cấu trúc thông tin và tổ chức bộ nhớ..............................................................................74
5.4.2 Thông tin lưu trên thẻ.....................................................................................................79
5.4.3 Thiết kế hình dáng, trọng lượng của thiết bị gắn trong BPBK, thư Test........................80
VI. ĐỀ XUẤT PHẠM VI, QUY MÔ VÀ NỘI DUNG ĐẦU TƯ........................................83
6.1 Phạm vi, quy mô ứng dụng.............................................................................................83
6.1.1 Phạm vi...........................................................................................................................83
6.1.2 Quy mô ứng dụng............................................................................................................84
6.2 Nội dung đầu tư................................................................................................................85
6.2.1 Đề xuất nội dung cần đầu tư...........................................................................................85
6.2.2. Ưu điểm đạt được với những phần cứng và phần mềm đề xuất....................................88
VII ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN ĐÀO TẠO, TRIỂN KHAI VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG
...................................................................................................................................................89
7.1 Đào tạo..............................................................................................................................89
7.1.1 Đối tượng sử dụng hệ thống RFID..................................................................................89
7.1.2 Nội dung và quy mô trong việc đào tạo..........................................................................89
7.2 Triển khai.........................................................................................................................92
7.2.1. Chức năng, nhiệm vụ của các đơn vị tham gia hệ thống...............................................92
7.2.2. Quy trình thực hiện quản lý và đánh giá chất lượng dịch vụ bưu phẩm, bưu kiện ứng
dụng công nghệ RFID...............................................................................................................93
7.2.3 So sánh quy trình gửi thư kiểm tra khi chưa áp dụng RFID và khi đã áp dụng RFID....95
7.2.4 Kế hoạch triển khai qua các giai đoạn............................................................................97
7.3. Quy định vận hành và khai thác hệ thống.........................................................................99
KẾT LUẬN............................................................................................................................102
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................103
Phòng nghiên cứu kỹ thuật Bưu chính - Viện khoa học kỹ thuật Bưu điện
122 Hoàng Quốc Việt – Nghĩa tân – Cầu giấy – Hà Nội
Trang 4
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification ) trong bưu chính.
BẢNG THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
Từ viết tắt
Miêu tả
BC-PHBC
Bưu chính – phát hành báo chí
BCVT
Bưu chính Viễn thông
BPBK
Bưu phẩm bưu kiện
CNTT
Công nghệ thông tin
CMS
Center Management System
CSDL
Cơ sở dữ liệu
HF
High Frequency
IPC
International Post Corporation
ISO
International Organization for
Standardization
LDCS
Local Data Collection System
LF
Low frequency
RFID
Radio Frequency Identification
UHF
Ultra high frequency
UPU
Universal Postal Union
VNPT
Tập đoàn Bưu chính Viễn Thông Việt Nam
Phòng nghiên cứu kỹ thuật Bưu chính - Viện khoa học kỹ thuật Bưu điện
122 Hoàng Quốc Việt – Nghĩa tân – Cầu giấy – Hà Nội
Trang 5
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification ) trong bưu chính.
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Các thành phần của hệ thống RFID.....................................................................11
Hình 1.2: Hai thẻ RFID..........................................................................................................13
Hình 1.3: Các thành phần của đầu đọc RFID.....................................................................15
Hình 1.4: Các thành phần của phần mềm trung gian RFID...............................................16
Hình 1.5: Đặt ứng dụng trực tiếp với đầu đọc RFID...........................................................17
Hình 1.6: Sử dụng phần mềm trung gian RFID.................................................................17
Hình 1.7: Các bộ lọc sự kiện...................................................................................................20
Hình 1.8: Trao đổi thông tin giữ thẻ và đầu đọc..................................................................22
Hình 2.1: Quy trình phát triển hệ thống RFID của DHL..................................................31
Hình 3.1: Sơ đồ tổ chức hệ thống...........................................................................................38
Hình 5.1: Mô hình chung của hệ thống Test Mail................................................................52
Hình 5.2: Sơ đồ chức năng của hệ thống Test Mail.............................................................54
Hình 5.3: Kiến trúc chung của hệ thống TestMail...............................................................55
Hình 5.4: Mô hình dữ liệu tại bưu cục..................................................................................57
Hình 5.5: Mô hình dữ liệu tại VPS I, II, III..........................................................................58
Hình 5.6: Mô hình dữ liệu tại Ban Post * Net.......................................................................59
Hình 5.7: Các miền bảo mật của hệ thống RFID.................................................................66
Hình 5.8: Quy trình hoạt động của hệ thống RFID track and trace của IPC...................70
Hình 5.9:Kiến trúc bộ nhớ theo chuẩn ISO/IEC..................................................................75
Hình 5.10: Sơ đồ tổ chức bộ nhớ của thẻ RFID 1024 bit.....................................................76
Hình 5.12: Phương thức giao tiếp giữa thẻ Mifare và đầu đọc...........................................78
Hình 5.13: Thẻ hình tròn- dạng đồng xu..............................................................................80
Hình 5.14: Thẻ RFID gắn với hàng hóa trong siêu thị........................................................81
Hình 5.15: RFID dạng nhãn..................................................................................................81
Phòng nghiên cứu kỹ thuật Bưu chính - Viện khoa học kỹ thuật Bưu điện
122 Hoàng Quốc Việt – Nghĩa tân – Cầu giấy – Hà Nội
Trang 6
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification ) trong bưu chính.
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Bảng kê trung bình ( đồ điện)...............................................................................19
Bảng 1.2. Tổng dữ liệu theo dõi của hệ thống RFID............................................................19
Bảng 1.3. Một số chuẩn RFID................................................................................................24
Bảng 1.4: So sánh các công nghệ nhận dạng theo các tham số hệ thống...........................26
Bảng 5.1. Tính chất chung của thẻ RFID..............................................................................62
Bảng 5.2. Đặc điểm hệ thống RFID của IPC........................................................................69
Bảng 7.1: Nội dung đào tạo....................................................................................................91
Bảng 7.2: So sánh quy trình trước và sau khi ứng dụng RFID .........................................96
Phòng nghiên cứu kỹ thuật Bưu chính - Viện khoa học kỹ thuật Bưu điện
122 Hoàng Quốc Việt – Nghĩa tân – Cầu giấy – Hà Nội
Trang 7
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification ) trong bưu chính.
MỞ ĐẦU
RFID là công nghệ nhận dạng không tiếp xúc, sử dụng tần số radio. Đặc điểm
của thẻ RFID (IC Tags) là có thể thu tín hiệu ở khoảng cách xa và người kiểm soát
nhận ra số lượng lớn các thẻ một lần. Nó có tính bền vững cao, chịu được môi trường
khắc nghiệt, không phát quang, không nhìn thấy, đồng thời có thể đọc và ghi được.
Hiện nay RFID đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, Đề tài này đề giới thiệu đặc
điểm công nghệ này, xu hướng phát triển và đặc biệt là khả năng ứng dụng trong lĩnh
vực bưu chính. Khái niệm RFID đã được nhắc đến rất nhiều trong một số năm gần đây
và RFID đang là mục tiêu hướng tới của rất nhiều nhà sản xuất. Tại Việt Nam việc sử
dụng công nghệ RFID đã và đang áp dụng thử nghiệm vào việc quản lý thời gian, hành
trình của các tuyến xe buýt; trên thế giới đặc biệt là tại các nước có nền công nghệ
phát triển thì việc sử dụng RFID trong cuộc sống dường như đã trở thành một điều tất
yếu.
Đề tài này giới thiệu các đặc điểm, xu hướng phát triển của công nghệ RFID trên thế
giới và tại Việt Nam. Đặc biệt đề xuất một số mô hình triển khai công nghệ RFID vào
lĩnh vực Bưu chính của Việt Nam.
Hiện nay, công tác giám sát và quản lý chất lượng dịch vụ bưu phẩm, bưu kiện tại Việt
Nam vẫn còn nhiều bất cập. Việc đảm bảo chất lượng của các dịch vụ bưu chính hiện
đã được quan tâm nhưng vẫn chưa đáng kể. Khi khách hàng yêu cầu thông tin về bưu
phẩm bưu kiện mà mình đã gửi đang ở đâu vẫn chưa đáp ứng được hoặc trong trường
hợp bị mất mát hay chậm trễ, rất khó để có thể nhận biết bưu phẩm, bưu kiện đang ở
nơi nào và có thể kiểm tra từ vị trí nào. Điều này đã gây ra không ít khó khăn trong
việc đảm bảo chất lượng dịch vụ của ngành Bưu chính và việc mất mát các gói hàng,
dù ở tỷ lệ thấp, vẫn là điều khó tránh khỏi.
Trong khi đó, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ nói chung và Công nghệ
thông tin nói riêng, nhiều nước trên thế giới hiện nay đã áp dụng công nghệ nhận dạng
bằng tần số vô tuyến RFID để quản lý, nâng cao chất lượng dịch vụ bưu phẩm, bưu
kiện cũng như mở ra một số dịch vụ gia tăng mới cho khách hàng.
Trước tình hình đó, bước đầu nhằm quản lý và nâng cao chất lượng dịch vụ bưu phẩm
bưu kiện, tiến tới đưa ra một số dịch vụ gia tăng cho khách hàng, góp phần nâng cao
tính cạnh tranh của các dịch vụ Bưu chính truyền thống so với các hình thức gửi thư,
thiếp qua mạng Internet (e-mail, e-card), đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ
RFID (Radio Frequency Identification ) trong bưu chính”, đề xuất phương án ứng
dụng công nghệ nhận dạng bằng tần số vô tuyến RFID trong việc quản lý và nâng cao
chất lượng dịch vụ bưu phẩm, bưu kiện do phòng nghiên cứu kỹ thuật Bưu chính –
Viện khoa học kỹ thuật Bưu điện đề xuất.
Mục tiêu đặt ra đối với đề tài là:
-
Nghiên cứu công nghệ nhận dạng bằng tần số vô tuyến RFID
-
Đề xuất phương án xây dựng phần mềm ứng dụng RFID trong việc quản lý và
nâng cao chất lượng dịch vụ bưu phẩm, bưu kiện.
Phòng nghiên cứu kỹ thuật Bưu chính - Viện khoa học kỹ thuật Bưu điện
122 Hoàng Quốc Việt – Nghĩa tân – Cầu giấy – Hà Nội
Trang 8
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification ) trong bưu chính.
Sau một thời gian thực hiện đề tài, Phòng nghiên cứu kỹ thuật Bưu chính báo cáo
những công việc đã thực hiện được đồng thời xin ý kiến đóng góp của các chuyên gia
trong lĩnh vực này để từ đó có thể chỉnh sửa, và hoàn thiện nội dùn nghiên cứu
-
Công nghệ nhận dạng bằng tần số vô tuyến RFID (Radio Frequency
Identification)
-
Các ứng dụng của RFID đối với ngành bưu chính tại một số quốc gia
-
Đề xuất phương án ứng dụng RFID cho việc quản lý và nâng cao chất lượng
dịch vụ bưu phẩm, bưu kiện
Nhóm thực hiện đề tài xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của Vụ khoa học và công
nghệ, Vụ Bưu chính - Bộ thông tin và truyền thông, đồng cám ơn chuyên viên Ban
BC-PHBC, Ban Post*Net cũng như những góp ý của đồng nghiệp.
Phòng nghiên cứu kỹ thuật Bưu chính - Viện khoa học kỹ thuật Bưu điện
122 Hoàng Quốc Việt – Nghĩa tân – Cầu giấy – Hà Nội
Trang 9
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification ) trong bưu chính.
I. Tổng quan về công nghệ nhận dạng RFID
1.1 Các thành phần chính của hệ thống RFID
Các thành phần chính của hệ thống RFID bao gồm (hình 3.1):
-
Thẻ: Tại góc trái dưới của hình minh họa, có một bộ các thẻ RFID dùng để ký
hiệu cho các hàng hóa đã được gắn thẻ.
-
Đầu đọc: Gian hàng này cũng có các đầu đọc được đặt trên các giá và lối ra.
Những đầu đọc này có thể đọc thẻ với tốc độ hàng trăm thẻ thậm trí là hàng
nghìn thẻ trong vòng một phút. Các đầu đọc phải được cấu hình, quản lý và
phải biết kết hợp với nhau trong trường hợp có một đầu đọc gặp lỗi.
-
Phần mềm trung gian:Hình chữ nhật ghi “RFID midleware” (phần mềm trung
gian RFID) đại diện cho một hay nhiều module phần mềm điều khiển những
nhiệm vụ này.
-
Ứng dụng biên: Hình chữ nhật ghi “Edge Applications” (ứng dụng biên) ký
hiệu bất kỳ ứng dụng nào có thể di chuyển trong gian hàng, lấy ví dụ là các
thành phần của hệ thống POS (Pharmcacy’s point of sales).
-
Các dịch vụ thông tin RFID: (RFID Informaiton Services) là cơ chế lưu các
sự kiện RFID và những dữ liệu liên quan ở vùng biên. Hình minh họa cho thấy
có một thành phần tương tự là “RFID Information Services” ở trong
“Enterprise’s data center”.
-
Các trung tâm dữ liệu: (Data Center) gồm có trung tâm dữ liệu của bản thân
doanh nghiệp (Enterprise’s Data Center) và trung tâm dữ liệu của các đối tác
kinh doanh (Bussiness Partner’s data center). Sở dĩ có điều này là bởi thông tin
RFID được lưu tại rất nhiều điểm trong hạ tầng kỹ thuật: tại các điểm biên, tại
trung tâm dữ liệu và với các đối tác kinh doanh.Hai thành phần khác trong
trung tâm dữ liệu là “Enterprise service bus” và “Enterprise applications”.
Trong đó, “Enterprise service bus” là bất kỳ cơ chế nào mà công ty bạn đã chọn
để tích hợp ứng dụng. “Enterprise Application” là bất kỳ ứng dụng nào trong
hoạt động kinh doanh của bạn chịu ảnh hưởng của dữ liệu RFID.
Phòng nghiên cứu kỹ thuật Bưu chính - Viện khoa học kỹ thuật Bưu điện
122 Hoàng Quốc Việt – Nghĩa tân – Cầu giấy – Hà Nội
Trang 10
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification ) trong bưu chính.
Hình 1.1: Các thành phần của hệ thống RFID
Chúng ta sẽ lần lượt xem xét chi tiết các thành phần này:
1.1.1. Thẻ
Thuật ngữ “RFID” dùng để mô tả các hệ thống trong đó sử dụng một loại thiết bị được
gọi là đầu đọc (reader) có khả năng nhận ra các thiết bị điện (thẻ) sử dụng một trong số
các cơ chế truyền không dây. Các cơ chế này có thể họat động nhờ các sóng ngắn (vi
sóng) nhưng không phải là tia hồng ngoại hay hệ thống ánh sáng thấy. Vì đầu đọc có
khả năng nhận ra từng thẻ độc lập nên hệ thống có thể yêu cầu các đối tượng được
nhận dạng phải gắn thẻ. Các thẻ có thể được gắn vào một nút nhựa nhỏ, một ống thủy
tinh, một nhãn giấy hay thậm chí vào các hộp kim loại,…Chúng có thể được dán vào
các gói nhỏ, có thể để vào trong người hoặc động vật.
Đặc điểm
Sau đây là những những đặc điểm quan trọng của thẻ RFID:
-
Đóng gói
Như đã nhắc đến ở phần trên, các thẻ có thể được đặt trong các nút PVC, trong các
ống thủy tinh nhỏ, trên các nhãn giấy hoặc trên các tấm thẻ bằng nhựa. Các thẻ này
Phòng nghiên cứu kỹ thuật Bưu chính - Viện khoa học kỹ thuật Bưu điện
122 Hoàng Quốc Việt – Nghĩa tân – Cầu giấy – Hà Nội
Trang 11
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification ) trong bưu chính.
cũng có thể được gắn vào đồ trang sức, treo vào cùng với chùm chìa khóa hay gắn trực
tiếp vào thân chìa khóa. Chuẩn DIN/ISO69873 đã xác định tiêu chuẩn cho các thẻ
được gắn vào các khe trên các máy hoặc các công cụ. Một số thể gắn vào dây chuyền
lắp ráp tự động được thiết kế và đóng gói sao cho nó vẫn có thể hoạt động được khi
phải chịu sức nóng của các máy khoan. Nói một cách ngắn gọn, có thể có nhiều cách
đóng gói thẻ khác nhau. Hình 3-13 minh họa hai thẻ: thẻ thanh toán nhanh trong lồng
chía khóa để lộ ra cả antenna và chip, và đầu chiếc chìa khóa cũng chứa một con chip.
Về khả năng đóng gói, công nghệ RFID hoàn toàn phù hợp để có thể gắn vào các bưu
phẩm, bưu kiện dưới hình thức nhãn bằng giấy, có keo dán sẵn. Loại thẻ RFID này
không cồng kềnh, có thể gắn cả vào thư, thiếp,…không ảnh hưởng tới trọng lượng,
tình trạng của bưu gửi
-
Kết nối
Việc kết nối liên quan tới cách thức đầu đọc và thẻ “giao tiếp với nhau”. Mỗi một cách
kết nối khác nhau đều có những ưu và nhược điểm riêng. Việc lựa chọn phương pháp
kết nối có ảnh hưởng trực tiếp tới phạm vi giao tiếp giữa thẻ và đầu đọc, tới giá thành
của thẻ và tới điều kiện gây nhiễu.
-
Nguồn
Nhiều thẻ RFID sử dụng một số hệ thống passive (thụ động), trong đó năng lượng của
điện từ trường hoặc của xung tần số do đầu đọc phát ra sẽ cung cấp nguồn hoạt động
cho thẻ. Còn trong những thẻ active thì lại có một pin nguồn, microchip hoặc các cảm
biến bổ sung. Tuy nhiên, các thẻ active vẫn giao tiếp với đầu đọc sử dụng nguồn năng
lượng nhận được từ đầu đọc. Loại thẻ thứ ba được gọi là “thẻ two-way”, loại thẻ này
tự cung cấp nguồn để giao tiếp với đầu đọc và thậm chí nó còn có khả năng giao tiếp
trực tiếp với các thẻ khác mà không thông qua đầu đọc.
Có thể chọn một trong ba loại thẻ nói trên để ứng dụng RFID cho việc quản lý các bưu
gửi. Mỗi một loại thẻ đều có ưu nhược điểm riêng, điều này sẽ được phân tích kỹ hơn
trong phần sau.
-
Khả năng lưu trữ thông tin
Lượng thông tin lưu trữ được trong các thẻ thường biến đổi. Những thẻ chỉ đọc được
thiết lập để lưu trữ những giá trị cụ thể ngay trong quá trình sản xuất. Người sử dụng
có thể ghi một lần các giá trị vào thẻ ghi một lần, trong khi đó giá trị được lưu trong
thẻ ghi nhiều lần có thể được thay đổi nhiều lần. Nhiều thẻ cũng có khả năng tự thu
nhận thêm thông tin mới như các thông số về nhiệt độ, áp suất. Khả năng lưu trữ của
các thẻ nằm trong khoảng từ 1-bit (loại thẻ 1-bit) cho thới hàng nghìn byte (các loại
thẻ được sử dung trong dây chuyền tự động).
Với khả năng lưu trữ lượng thông tin lớn, có thể ghi thêm thông tin bổ sung khi cần
thiết, RFID rất phù hợp với việc quản lý, lưu vết các bưu gửi. Có thể đưa ra một ứng
dụng cụ thể là mỗi bưu gửi khi đi qua một bưu cục nào đó có thể được cập nhật thông
tin về thời gian, mã bưu cục vừa qua, tình trạng bưu gửi (nguyên vẹn, hỏng hóc, rách,
…) một cách tự động.
Phòng nghiên cứu kỹ thuật Bưu chính - Viện khoa học kỹ thuật Bưu điện
122 Hoàng Quốc Việt – Nghĩa tân – Cầu giấy – Hà Nội
Trang 12
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification ) trong bưu chính.
Hình 1.2: Hai thẻ RFID.
-
Tuân theo các chuẩn
Có nhiều loại hệ thống RFID, mỗi loại đều tuân theo các chuẩn quốc gia hoặc quốc tế
riêng. Một số chuẩn như hệ thống phân lớp do EPCglobal sử dụng lại xác định chính
xác tần số, loại kết nối, khả năng lưu trữ thông tin và nhiều đặc điểm khác.
Phân loại
Có 2 loại thẻ (tag) đang được sử dụng rộng rãi hiện nay:
-
-
Passive tag (tag bị động): đây là loại tag được sử dụng rộng rãi hiện nay, giá thành
rẻ.
+
Phương thức hoạt động: Bộ phận đọc tag sẽ truyền sóng radio đến passive
tag và kích hoạt tag. Sau đó tag sẽ tự động truyền thông tin được mã hóa của
nó đến bộ phận đọc.
+
Hạn chế: tầm hoạt động hạn chế, thường chỉ xấp xỉ 3-2m.
+
Ưu điểm: passive tag không đòi hỏi phải có pin để hoạt động, có vòng đời
sử dụng rất lâu, kích thước nhỏ và rẻ, có thể tái sử dụng
Active tag: là loại tag có gắn pin (một loại gắn pin cố định, một loại có thể thay
thế)
+
Phương thức hoạt động: active tag sẽ tự động phát ra tín hiệu trong một bán
kính khoảng 100m đến các bộ phận đọc và truyền thông tin được mã hóa.
+
Hạn chế: tag không thể hoạt động nếu không có pin, đắt và có kích thước
tương đối lớn
+
Ưu điểm: tầm phủ sóng lớn (hơn 100m), có thể sử dụng các nguồn điện để
hoạt động. Trong tương lai gần, các active tag có thể sẽ mang nhưng chức
năng sau:
o Khả năng tư kiểm soát và theo dõi sản phẩm nó gắn vào.
o Có dung lượng thông tin lớn nhất.
o Có thể được gắn với bộ phận tìm kiếm mạng lưới tự động, cho phép
nó lựa chọn kênh truyền thông tốt nhất.
Phòng nghiên cứu kỹ thuật Bưu chính - Viện khoa học kỹ thuật Bưu điện
122 Hoàng Quốc Việt – Nghĩa tân – Cầu giấy – Hà Nội
Trang 13
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification ) trong bưu chính.
Ngoài ra còn có loại thẻ bán thụ động là sự kết hợp giữa thẻ thụ động và chủ động.
Thẻ bán thụ động có sử dụng nguồn pin, khoảng cách đọc thẻ ngắn hơn thẻ chủ động
nhưng xa hơn so với thẻ thụ động.
Lựa chọn thẻ phụ thuộc vào yêu cầu sau:
-
Dải đọc yêu cầu
Các thẻ active thường cho có dải đọc rộng hơn thẻ passive. Đối với các ứng dụng bán
hàng, người ta thường sử dụng thẻ passive vì dải đọc của những thẻ nãy cũng đủ đáp
ứng yêu cầu.
-
Chất liệu và đóng gói
Mỗi một chất liệu khác nhau sẽ tạo ra các thẻ RFID có đặc điểm khác nhau. Ví dụ,
chất lỏng có thể ngăn cả luồng sóng radio. Các hộp chứa bằng kim loại cũng tạo ra
nhiễu tới đầu đọc.
-
Hệ số kích thước
Thẻ RFID có các kích thước khác nhau. Hệ số kích thước cho các loại thẻ RFID dùng
cho các mỗi loại sản phẩm sẽ phụ thuộc vào cách đóng gói sản phẩm đó.
-
Chấp nhận các chuẩn
Việc tính toán xem liệu có phải hầu hết các đầu đọc hiện có sẽ hiểu được các thẻ RF
bạn đã chọn hay không cũng là một điều quan trọng. EPCglobal và International
Standards Organization (ISO) đã cung cấp các chuẩn cho giao tiếp giữa thẻ RFID và
đầu đọc
-
Chi phí
Chi phí của một thẻ RFID giữ vai trò quan trọng trong việc có chọn loại thẻ đó hay
không bới vì hầu hết các ứng dụng đều sử dụng rất nhiều thẻ RFID. Vì vậy, cần phải
chọn loại thẻ RFID đáp ứng vừa đủ nhu cầu và có chi phí chấp nhận được
1.1.2. Đầu đọc
Đầu đọc RFID dùng để nhận ra sự có mặt (trong phạm vi nhất định) của các thẻ RFID.
Đầu đọc RFID sẽ truyền năng lượng RF (Radio Frequency) qua một hay nhiều
antenna. Lúc này, antenne của một thẻ (nằm trong vùng hoạt động của đầu đọc kể
trên) sẽ bắt được năng lượng này và sau đó, qua hiện tượng cảm ứng, thẻ này sẽ
chuyển chúng thành năng lượng điện. Năng lượng điện này đủ để cấp nguồn cho chip
bán dẫn gắn trên antenna của thẻ. Sau đó, thẻ sẽ gửi những tín hiệu nhận dạng về đầu
đọc (bằng cách tăng và giảm điện trở của antenna) dưới dạng mã Morse. Đây chỉ là
một trường hợp riêng, những loại thẻ khác nhau có thể hoạt động theo những cách
tương khác nhau (không đáng kể), nhưng đây là sự tương tác đặc trưng giữa đầu đọc
và thẻ.
Thẻ RFID có nhiều hình dạng và kích thước khác nhau. Có thể coi các đầu đọc như
điểm kết nối các thẻ với mạng. Hình 3-14 minh họa các thành phần của một đầu đọc,
đồng thời cũng cho thấy làm cách nào một đầu đọc có thể hoạt động ăn khớp với các
thẻ và với thế giới bên ngoài
Phòng nghiên cứu kỹ thuật Bưu chính - Viện khoa học kỹ thuật Bưu điện
122 Hoàng Quốc Việt – Nghĩa tân – Cầu giấy – Hà Nội
Trang 14
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification ) trong bưu chính.
Hình 1.3: Các thành phần của đầu đọc RFID.
Các hệ thống con của đầu đọc
Đầu đọc là một hệ thống gồm có bốn hệ thống con sau đây:
-
API của đầu đọc
API của đầu đọc là giao diện chương trình ứng dụng cho phép chương trình có thể bắt
được các sự kiện đọc thẻ RFID. Nó cũng cung cấp khả năng cấu hình, điều khiển và
khả năng quản lý đầu đọc.
-
Giao tiếp
Các đầu đọc là những thiết bị biên và cũng giống như những thiết bị RFID khác,
chúng được nối với toàn bộ biên của mạng. Các thành phần giao tiếp sẽ điều khiển các
chức năng mạng.
-
Quản lý sự kiện
Khi đầu đọc “nhìn thấy” một thẻ, chúng ta gọi đó là sự kiện theo dõi. Sự kiện theo dõi
được nhắc đến ở đây khác với sự theo dõi thông thường, nên nó được gọi là một sự
kiện. Quá trình phân tích sự kiện theo dõi được gọi là lọc sự kiện. Việc quản lý sự kiện
sẽ xác định xem loại theo dõi nào được coi như các sự kiện và cũng định rõ những sự
kiện nào đủ cần thiết để đưa vào trong báo cáo hoặc được gửi lập tức tới những ứng
dụng bên ngoài nằm trong mạng.
-
Hệ thống antenna
Hệ thống antenna bao gồm một hoặc nhiều antenna, các logic và kết nối hỗ trợ cho
phép đầu đọc có thể có thể tham vấn các thẻ RFID.
Lựa chọn đầu đọc
Phòng nghiên cứu kỹ thuật Bưu chính - Viện khoa học kỹ thuật Bưu điện
122 Hoàng Quốc Việt – Nghĩa tân – Cầu giấy – Hà Nội
Trang 15
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification ) trong bưu chính.
Việc lựa chọn đầu đọc phụ thuộc hoàn toàn vào loại thẻ đã chọn. Nhiều đầu đọc chỉ có
thể tương thích với đích xác một số loại thẻ nhất định và không tương thích với các
loại khác. Các đầu đọc cũng phải tương thích với các quy tắc cục bộ liên quan tới tần
số, mức năng lượng và tần suất (tần suất truyền thực sự của đầu đọc). Khi lựa chọn
một loại đầu đọc, cũng cần chú ý tới môi trường vật lý mà đầu đọc sẽ hoạt động trong
đó. Đầu đọc phải đủ nhỏ để gắn vào các thiết bị và phải đủ nhạy để chống lại khi bị
bám bụi, gặp sốc hay chịu được độ ẩm hoặc nhiệt độ cao (hoặc thấp). Cuối cùng, quan
tâm tới việc lựa chọn một đầu đọc sao cho nó có thể kết hợp được tốt với hệ thống và
các công cụ quản lý IT của bạn.
1.1.3 Các 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. Một trong những lợi ích của việc sử dụng phần mềm trung gian RFID là nó
sẽ chuẩn hóa các phương án giải quyết khi xảy ra hiện tượng “lụt” thông tin do các thẻ
này tạo ra. Bên cạch việc lọc sự kiện, cũng cần phải có một cơ chế để gói gọn ứng
dụng để bảo vệ, làm cho các chi tiết về cơ sở hạ tầng vật lý không bị lộ ra ngoài (các
chi tiết đó có thể là: đầu đọc, các cảm biến và cấu hình của chúng).
Hình 3.4 cho thấy các thành phần chính của phần mềm RFID trung gian
Hình 1.4: Các thành phần của phần mềm trung gian RFID
Mục đích của việc sử dụng phần mềm trung gian RFID
Có ba lý do chính thúc đẩy việc đưa các phần mềm trung gian RFID vào sử dụng, đó
là:
-
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 (thông qua bộ quản lý sự kiện)
Phòng nghiên cứu kỹ thuật Bưu chính - Viện khoa học kỹ thuật Bưu điện
122 Hoàng Quốc Việt – Nghĩa tân – Cầu giấy – Hà Nội
Trang 16
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification ) trong bưu chính.
-
Cung cấp kết nối mức ứng dụng (application-level interface) để quản lý các đầu
đọc và lọc các sự kiện RFID.
Hình 1.5: Đặt ứng dụng trực tiếp với đầu đọc RFID.
Trong hình 3.6, phần mềm trung gian xử lý sự kiện được đưa vào giữa đầu đọc và ứng
dụng. Phương pháp này thích hợp trong việc triển khai ở quy mô nhỏ sử dụng các khả
năng do các sản phẩm tích hợp ứng dụng cung cấp.
Hình 1.6: Sử dụng phần mềm trung gian RFID
Các chính thành phần của phần mềm trung gian RFID:
• Bộ điều hợp thiết bị đọc
Hiện nay có khá nhiều loại đầu đọc RFID và mỗi một loại trong số đó đều có dạng kết
nối riêng. Sẽ là không thực tế nếu yêu cầu những người phát triển các ứng dụng phải
học các loại kết nối khác nhau của mỗi loại thẻ khác nhau. Các cách kết nối đầu đọc,
cũng như truy cập dữ liệu và khả năng quản lý thiết bị, đều khác xa nhau, vì vậy bạn
nên cố gắng sử dụng phần mềm trung gian mà có khả năng giúp bạn tránh khỏi việc
phải học đặc tính của từng đầu đọc đơn lẻ. Chính vì vậy, lớp điều hợp thiết bị đọc
đóng gói các kết nối đầu đọc riêng lẻ lại để tránh việc người phát triển ứng dụng phải
tiếp xúc trực tiếp với các kết nối đầu đọc
Phòng nghiên cứu kỹ thuật Bưu chính - Viện khoa học kỹ thuật Bưu điện
122 Hoàng Quốc Việt – Nghĩa tân – Cầu giấy – Hà Nội
Trang 17
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification ) trong bưu chính.
• Bộ quản lý sự kiện
Một dây chuyền ứng dụng công nghệ RFID có thể có hàng trăm thậm chí hàng nghìn
đầu đọc thực hiện quét và đọc hàng trăm lần mỗi giây. Hầu hết những sự theo dõi có
thể có ít ý nghĩa đối với hệ thống vì vậy bạn muốn đóng gói các kế nối đầu đọc lại để
tránh cho ứng dụng của bạn bị tấn công khi gặp phải những dữ liệu thô. Do đó, cần
phải triển khai những phần mềm trung gian RFID có mục đặc biệt trong vùng biên của
cơ sở hạ tầng IT.
Các đầu đọc có thể bắt được tín hiệu từ các thẻ trong vùng lân cận của nó với độ chính
xác nhỏ hơn 100%. Giả sử có 100 đối tượng xuất hiện gần một đầu đọc đã được thiết
lập để quét hàng trăm lần trong một phút. Sự may rủi là ở chỗ mỗi lần đầu đọc quét, nó
có thể bắt được từ 80 đến 90 đối tượng trong số 100 đối tượng kể trên. Nhưng thực tế,
đầu đọc lại chỉ “nhìn” thấy được 80% số lần đối tượng thứ 2 (lấy ví dụ) khi nó đi qua
đầu đọc nhiều lần. Tuy nhiên, ví dụ này minh họa tại sao việc đọc của đầu đọc RFID
được coi là “thô” và vẫn phải có những quy trình xử lý tiếp theo để thu được những sự
kiện có ý nghĩa. Giả sử rằng, đầu đọc này được đặt trên một kệ thông minh. Liệu
người sử dụng có muốn đặt những bộ theo dõi đọc không lọc vào quy trình ứng dụng
của mình không? Đối với tất cả các ứng dụng, trừ những ứng dụng ít quan trọng, hầu
như chắc chắn người sử dụng sẽ muốn những theo dõi này được xử lý kỹ hơn trước
khi gửi chúng đi tiếp. Một ví dụ là bộ lọc “mịn” có thể lấy kết quả quét của nhiều đầu
đọc và tổng hợp lại trong kết quả, cách làm này được coi là ít chính xác hơn so với các
công nghệ RFID khác.
Nếu bạn nghĩ rằng việc đặt sự quan sát của một đầu đọc trực tiếp vào ứng dụng của là
một ý kiến tồi, hãy nghĩ rằng hoạt động của một hệ thống RFID đặc trưng luôn cần có
sự kết hợp chặt chẽ nhiều đầu đọc RFID. Hãy tưởng tượng lượng dữ liệu do tất cả
những đầu đọc này tạo ra và cần phải có bao nhiêu bộ lọc.
Bộ phận quản lý sự kiện RFID sẽ kết hợp các dữ liệu RF thô đọc được từ nhiều nguồn
dữ liệu (như từ các đầu đọc), củng cố lại và lọc dữ liệu dựa trên các bộ lọc sự kiện
mức ứng dụng đã được cấu hình trước đó. Hầu hết các bộ phận quản lý sự kiện sau đó
sẽ gửi tiếp dữ liệu đã lọc tới hệ thống phụ trợ (backend systems).
Hãy quan sát kỹ hơn cách đưa vào sử dụng bộ quản lý sự kiện trong trường hợp đối
với kệ (giá) thông minh. Hãy tưởng tượng đối với một ứng dụng nào đó, mỗi một đầu
đọc sẽ quét xung quanh các kệ 10 lần một phút. Mỗi lượt quét sẽ trả về kết quả là một
tập hợp các theo dõi, và mỗi theo dõi sẽ có dạng như sau:
Reader Observation
Timestamp, reader code, antenna code, RF tag id, Signal strength
(Kết quả theo dõi của bộ dọc
Nhãn thời gian, mã đầu đọc, mã anntenna, Id của thẻ RF, cường độ tín hiệu)
Để có thể nhận biết được các giá trị của dữ liệu do các đầu đọc gắn trên các kệ sinh ra,
hãy chú ý tới ví dụ dưới đây. Một đại lý đồ điện, muốn tiến hành sử dụng hệ thống kệ
thông minh. Trong một kho, đồ được sắp như sau: 25 đồ điện trên một ngăn, có 4 ngăn
trên một giá, như vậy, tính trung bình, một giá có 100 đồ điện. Cứ 10 kho hàng thì có
20 dãy, mỗi dãy có 20 giá (mỗi bên có 10 giá). Vì vậy, kho hàng có 400 giá đồ thì sẽ
có khoảng 40.000 đồ điện. Bảng 2-1 tóm tắt những con số trên:
Phòng nghiên cứu kỹ thuật Bưu chính - Viện khoa học kỹ thuật Bưu điện
122 Hoàng Quốc Việt – Nghĩa tân – Cầu giấy – Hà Nội
Trang 18
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification ) trong bưu chính.
Giả sử giá trị dữ liệu được sinh ra khi hệ thống RFID đọc các dữ liệu:
-
Mỗi lần quét cho ra một bảng theo dõi gồm thông tin trên tất cả các đồ điện (trên
ngăn) đã được nhận ra
-
25 đồ điện (1giá) x 4 giá x 10 lần quét 1 phút= 1.000 bản theo dõi trong một phút,
đối với mỗi giá
-
1.000 đồ điện được đọc trong 1 phút x 400 giá= 400.000 bản theo dõi trong một
phút
-
Coi như phải theo dõi các kho 10 tiếng/ ngày: 10 tiếng x 2.400.000 đối tượng một
giờ= 24.000.000 bản theo dõi một ngày đối với mỗi kho
-
10 kho= 240.000.000 bản theo dõi.
Đơn vị dùng để chứa
Số lượng đồ điện/đơn vị ngăn chứa
Ngăn
25
Giá (4 ngăn)
100
Kho (400 giá)
40.000
Toàn bộ 10 Kho
400.000
Bảng 1.1: Bảng kê trung bình ( đồ điện)
Bảng sau tính toán tổng lượng dữ liệu:
Vị trí xếp đồ
Số lượng bản theo dõi
1 giá trong 1 phút
1.000
1 kho trong 1 phút
400.000
1 kho trong 1 ngày
24.000.000
Tất cả các kho trong 1 ngày
240.000.000
Bảng 1.2. Tổng dữ liệu theo dõi của hệ thống RFID
Có thể nói đây là một con số rất lớn, tuy nhiên, vẫn chưa tính đến các bản theo dõi từ
các cổng kiểm soát. Việc xử lý tất cả những bản theo dõi này đòi hỏi phải lên kế hoạch
một cách có hệ thống. Nhưng trước khi bắt đầu thiết kế hệ thống (với những ô chức
năng và các luồng xử lý), cần phải hiểu về đặc điểm và sự liên quan của các thông tin
chứa trong các bảng theo dõi.
Nếu chỉ đơn giản cho những bảng theo dõi này đi qua trung tâm dữ liệu của ứng dụng
thì sẽ không thể áp đảo được những ứng dụng này nhưng cũng có thể làm cho hệ thống
mạng và các phần tử hạ tầng kỹ thuật đạt tới giới hạn. Cũng như vậy, những ứng dụng
ở tuyến tiếp theo cũng có khả năng tìm thấy những bảng theo dõi thô từ đầu đọc RF.
Lấy ví dụ, hãy yêu cầu một khách hàng lấy một đĩa DVD từ giá này và chuyển sang
Phòng nghiên cứu kỹ thuật Bưu chính - Viện khoa học kỹ thuật Bưu điện
122 Hoàng Quốc Việt – Nghĩa tân – Cầu giấy – Hà Nội
Trang 19
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification ) trong bưu chính.
giá khác. Điều này có thể tạo ra hàng loạt các bảng theo dõi do các đầu đọc tương ứng
với các giá đó truyền về. Tuy nhiên, nếu nhìn ví dụ này trong bối cảnh hệ thống quản
lý đặt hàng, những thông tin này có thể không thực sự quan trọng vì không có sự thay
đổi về hàng trong kho. Trên thực tế, thậm chí nếu khách hàng mua chiếc đĩa DVD này,
hệ thống quản lý đặt hàng cũng sẽ không quan tâm tới sự kiện này nếu như như bảng
kê của kho lưu trữ về DVD này chưa xuống dưới mức nhất định nào đó (được thiết
lập từ trước qua một số quy tắc quản lý kinh doanh).
Ví dụ này minh họa sự cần thiết của một cơ chế để tập hợp kết quả của các bảng theo
dõi của các đầu đọc trong một khoảng thời gian nhất định nào đó. Ví dụ cũng minh
họa cần phải có lọc, hợp nhất và truyền các bảng theo dõi thô. Điều đó giải thích tại
sao hệ thống RFID cần phải có các phần mềm trung gian chạy tại các ứng dụng biên
của trung tâm dữ liệu. Theo cách này, chỉ những bảng theo dõi thực sự quan trọng mới
được gửi tới các ứng dụng. Phần mềm trung gian RFID sẽ lọc phần còn lại của dữ liệu.
Như vậy, những loại dữ liệu nào sẽ được lọc? Vì các antenna đặt khá gần nhau (hai
antenne mỗi giá) nên vùng quét của chúng sẽ chồng lên nhau. Do đó, những bảng theo
dõi từ các đầu đọc phải được lọc để xóa đi những bảng trùng nhau. Cũng như vậy, vì
độ chính xác của quá trình quét luôn nhỏ hơn 100% nên những bảng theo dõi này cần
phải được tổng hợp lại sau các vòng đọc. Vì khách hàng sẽ đi dọc theo lối đi giữa các
giá để đồ, họ có thể cầm sản phẩm hàng hóa trên tay hoặc để trên xe đẩy hàng của cửa
hàng nên những đầu đọc gần đó cũng có thể bắt được sóng từ các sản phẩm hàng hóa
này. Chúng ta nên lọc những bảng theo dõi để bỏ đi bất kỳ một bảng nào không chính
xác trong hệ thống điều khiển thống kê. Hình 3.7 minh họa việc lọc và làm làm mịn hệ
thống.
Hình 1.7: Các bộ lọc sự kiện
Mỗi thành phần trong hệ thống nói trên được giải thích kỹ hơn ở phần dưới đây:
Phòng nghiên cứu kỹ thuật Bưu chính - Viện khoa học kỹ thuật Bưu điện
122 Hoàng Quốc Việt – Nghĩa tân – Cầu giấy – Hà Nội
Trang 20
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification ) trong bưu chính.
-
Nhận các bảng theo dõi ở dạng dữ liệu thô (EPC)
Các đầu đọc bắt tín hiệu, lấy dữ liệu dạng thô (các bảng theo dõi).
-
Làm mịn các bảng theo dõi
Hiện nay, độ chính xác của các đầu đọc khi bắt tín hiệu từ các thẻ RF thường nhỏ hơn
100% nếu quét 1 lần, vì vậy cần phải phân tích dữ liệu thô từ đầu đọc qua vài lần quét
và lấy trung bình các giá trị của bảng theo dõi. Lấy ví dụ, nếu 70% số bảng theo dõi đều
cho ta thấy hộp cáp RCA đang ở quầy thu tiền, thông tin này sẽ được chấp nhận.
-
Lọc những bảng theo dõi bị trùng lặp
Việc các bảng theo dõi bị trùng lặp xảy ra khi nhiều hơn một antenna nhận dạng cùng
một đối tượng, hiện tượng này có thể xử lý bằng các phương pháp lọc dựa trên cường
độ tín hiệu liên quan.
-
Lọc những bảng theo dõi khi đối tượng đi qua lối đi giữa các giá
Bảng theo dõi của những đối tượng di chuyển qua lối đi giữa các giá để đồ sẽ có
cường độ tín hiệu nhỏ hơn và tồn tại trong khoảng thời gian ngắn hơn. Vì vậy, các tín
hiệu này có thể được lọc đi.
-
“Công bố” các bảng theo dõi
Sau giai đoạn lọc cần thiết, dữ liệu của chúng ta đã sằn sàng để “giao tiếp” với tuyến
tiếp theo.
• Giao diện mức ứng dụng
Giao diện mức ứng dụng là lớp cao nhất của phần mềm trung gian RFID. Mục đích
chính của nó là cung cấp một cơ chế đã được chuẩn hóa cho phép các ứng dụng có thể
nhận được các sự kiện RFID đã lọc từ nhiều đầu đọc. Thêm vào điều này, giao diện
mức ứng dụng cũng cung cấp API chuẩn để cấu hình, điều khiển và quản lý phần mềm
trung gian RFID, các đầu đọc, các cảm biến. Nhiều nhà cung cấp phần mềm RFID đưa
ra những giao diện độc quyền được thiết kế cho những mục đích trên. Gần đây hơn
nữa, EPCglobal đã đưa ra khái niệm sự kiện mức ứng dụng (Application Level Events,
ALE) để chuẩn hóa việc quản lý sự kiện của chức năng RFID.
Cuối cùng, cần lưu ý rằng phần mềm trung gian RFID có thể khai thác trên nhiều góc
độ và khía cạnh khác nhau. Những điều trình bày trên đây mới chỉ là sự phân tích
thống kê mang tính logic của những gì gọi là phần mềm trung gian và những gì mà
phần mềm trung gian làm được. Trong thực tế, có thể tìm ra rất nhiều nhà cung cấp
phần mềm trung gian đưa ra các module cho phép bạn triển khai trên các loại đầu đọc
riêng của những ứng dụng nhất định.
1.2. 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 trong hình 3. 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
Phòng nghiên cứu kỹ thuật Bưu chính - Viện khoa học kỹ thuật Bưu điện
122 Hoàng Quốc Việt – Nghĩa tân – Cầu giấy – Hà Nội
Trang 21
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification ) trong bưu chính.
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.
Hình 1.8: 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.
1.3. Một số chuẩn về RFID
Quá trình ghi dữ liệu lên thẻ, giao tiếp và trao đổi dữ liệu giữa đầu đọc và thẻ RFID là
một quá trình phức tạp. Để thực hiện được một hệ thống RFID hoàn chỉnh, phục vụ
cho việc đọc và ghi dữ liệu lên thẻ cũng như lên cơ sở dữ liệu, đã có khá nhiều chuẩn
và giao thức cũng như thư viện API thực hiện công việc này. Các chuẩn phục vụ cho
hệ thống được phân chia làm hai chuẩn chính cho hai quá trình: quá trình đọc ghi dữ
Phòng nghiên cứu kỹ thuật Bưu chính - Viện khoa học kỹ thuật Bưu điện
122 Hoàng Quốc Việt – Nghĩa tân – Cầu giấy – Hà Nội
Trang 22
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification ) trong bưu chính.
liệu lên thẻ và quá trình giao tiếp giữa đầu đọc với thẻ. Ngoài ra còn có các chuẩn khác
cho việc kiểm tra hiệu năng và tuân theo chuẩn quốc tế của thẻ và đầu đọc (ví dụ ISO
18047 và ISO 18046).
ISO 11784 là chuẩn xác định cấu trúc dữ liệu trên thẻ, cách lưu trữ và sắp xếp thông
tin. ISO 11785 xác định giao thức giao tiếp giữa đầu đọc và đầu ghi, tần số được sử
dụng là 134.2kHz. Hai chuẩn này chủ yếu được sử dụng trong việc nhận dạng và theo
dõi động vật. Các chuẩn dùng để nhận dạng các vật thể bao gồm ISO 18000 hay
EPCGlobal. Tập đoàn EPCGlobal đã triển khai và áp dụng một chuẩn mới cho quá
trình giao tiếp giữa đầu đọc và thẻ, tuy nhiên lại chỉ áp dụng cho dải tần số UHF (tức
là dải tần số cao) bởi vì họ cho rằng giao thức UHF của ISO (ISO/IEC 18000-6) quá
phức tạp sẽ làm cho chi phí của thẻ tăng lên không cần thiết. Chuẩn này được đặt tên
là Gen2, được phổ biến trên toàn cầu. Đi kèm với chuẩn này là sự phát triển của đặc tả
ALE, cung cấp các thư viện hàm, API tốt hơn cho việc giao tiếp với đầu đọc và thẻ.
Ngoài ISO 18000-6 dành cho dải tần số UHF còn có ISO 18000-3 dành cho dải tần số
HF. Bên cạnh chuẩn của ISO và EPC Global, Trung Quốc cũng đã đưa ra chuẩn của
riêng mình, nhằm phục vụ cho việc ứng dụng RFID trên toàn Trung Quốc thống nhất
theo một chuẩn riêng. Việc này được thực hiện vào cuối năm 2004, áp dụng cho công
nghệ DVD và chuẩn này không phải miễn phí.
Trung tâm Auto-ID phát triển hai đặc tả Class 1 và Class 0 cho thẻ EPC và thuộc quản
lý của EPCGlobal vào tháng 12-2003. Đến tháng 6-2004 hai đặc tả này hoàn thiện
chuẩn tiến trình của EPCGlobal và trở thành chuẩn EPC đầu tiên, và đến tháng 122004 thì chuẩn Gen2 ra đời thay thế cho Class 1 và Class 0. Gen2 được thiết kế để làm
việc mang tính chất quốc tế, có thể được sử dụng ở bất cứ nơi nào trên thế giới, cải
thiện khả năng của đầu đọc và ngăn chặn những tín hiệu nhiễu từ những đầu đọc khác
khi có quá nhiều đầu đọc cùng hoạt động trong một phạm vi hẹp. Giá rẻ hơn và khả
năng làm việc của thẻ tốt hơn đã khiến Gen2 được chấp nhận rộng rãi. Tuy vậy, dù
chuẩn của EPC được thiết kế để hoạt động mang tính chất toàn cầu nhưng nó vẫn
không phải là một chuẩn thuộc quản lý của ISO.
Phòng nghiên cứu kỹ thuật Bưu chính - Viện khoa học kỹ thuật Bưu điện
122 Hoàng Quốc Việt – Nghĩa tân – Cầu giấy – Hà Nội
Trang 23
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification ) trong bưu chính.
Bảng dưới thể hiện một số chuẩn trên thế giới cho RFID:
Tên chuẩn
Mô tả
ISO 18000-1
Giao tiếp Air Interface (giao tiếp giữa
đầu đọc và ghi) cho tần số được chấp
nhận trên toàn cầu
ISO 18000-2
Giao tiếp Air Interface cho tần số dưới
135kHz
ISO 18000-3
Giao tiếp
13.56MHz
ISO 18000-4
Giao tiếp Air Interface tần số 2.45GHz
ISO 18000-5
Giao tiếp Air Interface tần số 5.8GHz
Air
Interface
tần
số
ISO 18000-6 (dự định tên sẽ được thay Giao tiếp Air Interface tần số 860đổi)
930MHz
ISO 18000-7 (chuẩn mới dự kiến)
Giao tiếp Air
433.92MHz
Interface
tần
số
ISO 18185
Giao thức giao tiếp tần số Radio cho
dấu điện tử
ISO 23330
RFID đọc ghi
ISO 11784
Xác định cấu trúc của mã nhận dạng
ISO 11785
Xác định hệ thống nhận và phát tín
hiệu hoạt động và lưu trữ thông tin
truyền tới bộ nhận như thế nào (tính
chất của việc truyền nhận thông tin
giữa bộ phát và nhận)
Bảng 1.3. Một số chuẩn RFID
Ngoài ra, còn có một số chuẩn khác như chuẩn ANSI (tổ chức tiêu chuẩn Quốc Gia
Hoa Kỳ), chuẩn cho hệ thống thời gian thực RTLS (ANSI INCITS T20) hay Trung
Quốc sử dụng chuẩn của EPCGlobal cùng với một vài thay đổi để phù hợp với đặc
điểm riêng của nước này, được biết đến với việc phát triển EPCGlobal China.
Chính sự xuất hiện của khá nhiều chuẩn cho các quốc gia và khu vực riêng biệt đã là
một trong những nguyên nhân khiến RFID chậm tiến trình phát triển và triển khai trên
toàn cầu. Thêm vào đó, hiện nay khá nhiều công ty cung cấp các phần mềm, các đặc tả
hỗ trợ cho các công nghệ này yêu cầu cấp bản quyền đã làm cho việc sản xuất và đưa
công nghệ này vào thực tế chậm lại. Tuy nhiên, trong tương lai, sự phát triển của RFID
là tất yếu, được sử dụng trong nhiều hoạt động phân phối hàng hóa, sản xuất kinh
Phòng nghiên cứu kỹ thuật Bưu chính - Viện khoa học kỹ thuật Bưu điện
122 Hoàng Quốc Việt – Nghĩa tân – Cầu giấy – Hà Nội
Trang 24
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ RFID (Radio Frequency Identification ) trong bưu chính.
doanh và các hệ thống bán lẻ cũng như các dịch vụ Bưu chính và vận chuyển trên toàn
thế giới với chi phí triển khai và giá thành ngày càng hạ.
1.4. Ưu và nhược điểm của hệ thống RFID
Việc so sánh các hệ thống nhận dạng nói trên sẽ nêu bật ưu điểm cũng như nhược
điểm của hệ thống RFID trong mối quan hệ với các hệ thống khác. Cũng ở đây, có một
mối quan hệ khá gần giữa thẻ thông minh hoạt động dựa vào lớp tiếp xúc bề mặt và hệ
thống RFID, tuy nhiên, hệ thống ra đời sau đã loại bỏ được toàn bộ các nhược điểm
liên quan tới lỗi tiếp xúc bề mặt (như: bụi bẩn, mặt tiếp xúc bị xước, đọc thẻ theo một
hướng duy nhất, thời gian đọc thẻ,..).Bảng 1-1 so sánh các hệ thống nhận dạng với
nhau
Tham số hệ Mã
thống
vạch
Nhận
Nhận
dạng ký dạng
tự bằng tiếng nói
quang
học
Nhận
Thẻ
dạng
thông
bằng đặc minh
điểm
sinh học
Hệ thống
RFID
Lượng dữ 1-100
liệu
đặc
trưng
(byte)
1-100
__
__
16-64K
16-64K
Mật độ dữ Thấp
liệu
Thấp
Cao
Cao
Rất cao
Rất cao
Máy
được
Tốt
Khó khăn
đọc Tốt
Khó Tốt
Tốt
khăn
Con người Bị giới Đơn giản
đọc được
hạn
Đơn giản
Khó khăn Không
thể
Không
thể
Ảnh hưởng Cao
của bụi và
độ ẩm
Cao
__
__
Có thể
Không
ảnh
hưởng
Ảnh hưởng Hoàn
của lớp vỏ toàn sai
Hoàn
toàn sai
__
Có thể
__
Không
ảnh
hưởng
Ảnh hưởng Bị giới Bị giới __
của hướng hạn
hạn
và vị trí
__
Vô
hướng
Không
ảnh
hưởng
Giảm chất Bị giới Bị giới __
lượng, hao hạn
hạn
mòn
__
Mòn lớp Không
tiếp xúc
ảnh
hưởng
Chi
Rất cao
Thấp
phí Rất thấp Trung
Rất cao
Phòng nghiên cứu kỹ thuật Bưu chính - Viện khoa học kỹ thuật Bưu điện
122 Hoàng Quốc Việt – Nghĩa tân – Cầu giấy – Hà Nội
Trung
Trang 25
