Tìm hiểu công nghệ nhận dạng vô tuyến RFID

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CƠ KHÍ

BÁO CÁO THỰC HÀNH

CẢM BIẾN VÀ HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG
Đề Tài:
TÌM HIỂU CẢM BIẾN RFID

Nhóm thực hiện:Nhóm-2 CĐT1-K15

Trần Đức Công
Lê Văn Chiến
Phạm Quang Chiến

Hà Nội, 1-2016
1


NHẬN XÉT GIẢNG VIÊN
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

Hà Nội, ngày …… tháng …… năm 201…

MỤC LỤC
2


CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ RFID...........................
1.1. Giới thiệu sơ lược về RFID :........................................................5
1.2. Lịch sử phát triển của RFID :.........................................................6
1.3. Thành phần của hệ thống RFID :...................................................7
1.4. Phương thức hoạt động của RFID :...............................................8
CHƯƠNG II : CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG RFID
2.1. Thẻ RFID :.................................................................................. 10
2.1.1. Giới thiệu chung :................................................................... 10
2.1.2. Dung lượng, tần số hoạt động và khoảng đọc của thẻ :..........11
2.1.2.1. Dung lượng :......................................................................11
2.1.2.2. Tần số hoạt động :..............................................................11
2.1.2.3. Khoảng đọc của thẻ :......................................................... 12
2.1.3. Các thuộc tính và đặc điểm của thẻ :....................................... 13
2.1.4. Phân loại thẻ :...........................................................................16
2.1.4.1. Thẻ thụ động :....................................................................16
2.1.4.2. Thẻ tích cực :......................................................................19

2.1.4.3. Thẻ bán tích cực :................................................................20
2.1.5. Giao thức thẻ :..........................................................................22
2.1.5.1. Phương thức lưu trữ dữ liệu trên thẻ :............................... 23
2.1.5.2. Thủ tục Singulation và Anten Collession :.........................26
2.1.5.3. Cách khắc phục sự cố Communicationthẻ : …………………….32

2.2. Đầu đọc :....................................................................................32
2.2.1. Giới thiệu chung :....................................................................32
2.2.2. Thành phần vật lý và thành phần logic của đầu đọc :...........33
2.2.2.1. Thành phần vật lý :............................................................33
2.1.1.2. Thành phần logic :..............................................................34
2.2.3. Phân loại :................................................................................35
2.2.3.1. Phân loại theo giao diện đầu đọc :.....................................35
2.2.3.2. Phân loại dựa trên tính chuyển động của đầu đọc :...........36
2.2.4. Giao thức đầu đọc và giao thức của đại lý cung cấp :.............36
2.2.4.1. Giao thức đầu đọc :............................................................36
2.2.4.2. Giao thức do đại lý cung cấp :...........................................39
2.2.5. Anten của đầu đọc :.................................................................39

Chương III :Ứng dụng của RFID......................................41
LỜI NÓI ĐẦU
3


Ngày nay, với sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật, nhiều công
nghệ mới ra đời với mục đích làm cho mọi việc trở nên đơn giản, tiện lợi nhằm
đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người trong mọi lĩnh vực. Do vậy các
công nghệ mới càng hướng đến khả năng không dây làm cho con người được giải
phóng, tự do và thoải mái hơn.Và nhận dạng tự động là một trong những công
nghệ có thể đáp ứng được nhu cầu đó . Nhận dạng tự động (Automatic

Identification) là công nghệ dùng để giúp các máy nhận dạng các đối tượng mà
không cần nhập dữ liệu vào bằng nhân công. Các công nghệ nhận dạng tự
độngnhư : các mã vạch (Bar Codes), các thẻ thông minh, công nghệ sinh trắc học
(biometric), nhận dạng đặc trưng quang học (Optical character Recognition-OCR)
và nhận dạng tần số vô tuyến RFID (Radio Frequency Iditification).
Trong đó, RFID được coi là một cuộc cách mạng của hệ thống nhúng và môi
trường tương tác hiện nay. Công nghệ này đã và đang được phát triển mạnh ở
nhiều nước trênthế giới với những ứng dụng rất đa dạng trong các lĩnh vực : sản
xuất kinh doanh ( các dây chuyền sản xuất công nghiệp, trong chăn nuôi, nuôi
trồng thủy sản, các của hàng, siêu thị, trạm thu phí, bãi đậu xe, …), an ninh, y tế,
…
Công nghệ RFID đã được nghiên cứu ( từ khoảng những năm 1930) và ứng dụng từ
khá sớm, nhưng trong vòng khoảng mười năm trở lại đây công nghệ này mới thực
sữ được phát triển rầm rộ. Công nghệ RFID sẽ hết sức cần thiết cho sự phát triển của
thế giới do đó nhiều nước đã và đang xúc tiến các công tác triển khai công nghệ này.
Việt Namcũng không phải là ngoại lệ, tuy khái niệm RFID cũng chưa thực sự phổ
biến nhưng với xu hướng chung của thế giới, Việt Nam cũng đang nghiên cứu và
từng bước triển khai công nghệ này vào cuộc sống để phục vụ nhu cầu của người
dân trong nước.
Với mục đích giới thiệu về công nghệ mới này, đồ án “ Tìm hiểu công nghệ
nhận dạng vô tuyến RFID” sẽ giúp người đọc hiểu rõ hơn về khái niệm, thành phần,
phương thức hoạt động cũng như những ứng dụng của nó. Đồ án này bao gồm 3
chương :
Chương 1 : Giới thiệu về công nghệ RFID
Chương 2 : Các thành phần cơ bản của hệ thống RFID
Chương 3 : Ứng dụng của RFID

Chương 1 : Giới thiệu về công nghệ RFID
4

1.1. Giới thiệu sơ lược về RFID:
Công nghệ RFID (Radio Frequency Identification) là công nghệ cho phép một thiết
bị đọc thông tin chứa trong chip không tiếp xúc trực tiếp ở khoảng cách xa, không
thực hiện bất kỳ giaotiếp vật lý nào hoặc giữa hai vật không nhìn thấy nhau. Công
nghệ này cho ta phương pháptruyền, nhận dữ liệu từ một điểm đến điểm khác.
Kỹ thuật RFID sử dụng truyền thông không dây trong dải tần sóng vô tuyến để
truyền dữ liệu từ các thẻ (tag) đến các đầu đọc (reader). Thẻ có thể được đính kèm
hoặc gắn vào đối tượng được nhận dạng (bao gồm cả con người). Đầu đọc scan dữliệu
của thẻ và gửi thông tin đến cơ sở dữ liệu có lưu trữ dữ liệu củathẻ. Công nghệ RFID
cho phép nhận biết đối tượng thông qua thu phát sóng giúp cho con người có thể giám
sát quản lý dễ dàng hơn ,ít mắc lỗi, tốn ít thời gian và giảm thiểu
nhân lực quản lý. Ví dụ các công ty chỉ việc sử dụng máy tính để quản lý các sản
phẩm của mình từ xa nhờ việc gắn thẻ lên sản phẩm nhờ đó họ có thể biết các thông
tin về chúng (số lượng, nguồn gốc,đặc điểm,hạn sử dụng,…) không phải kiểm kho,
không sợ giao nhầm hàng,…Hoặc khi đi siêu thị thay vì phải xếp hàng chờ tính tiền
(bằng phương pháp code bar hay còn gọi là mã vạch ) thì chỉ cần đẩy xe hàng qua
cổng giám sát , thiết bị tự động sẽ nhận dạng món hàng , các nhân viên không cần
phải lướt mã vạch của sản phẩm qua đầu đọc nữa,…Đó chỉ là một vài ví dụ trong số
rất nhiều ứng dụng của RFID. Dạng đơn giản nhất được sử dụng hiện nay là hệ thống
RFID bị động làm việc như sau: đầu đọc truyền một tín hiệu tần số vô tuyến điện từ
qua anten của nó đến một con chip. Đầu đọc nhận thông tin trở lại từ chip và gửi nó
đến máy tính điều khiển đầu đọc và xử lý thông tin lấy được từ chip. Các chip không
tiếp xúc không tích điện, chúng hoạt động bằng cách sử dụng năng lượng nhận từ tín
hiệu được gửi bởiđầu đọc.
1.2 Lịch sử phát triển của hệ thống RFID
Thế giới ta trong giai đoạn đổi mới và phát triển mà trong đó nền công nghiệp hóa,
tự động hóa ngày càng được ứng dụng nhiều và đặc biệt nền công nghệ tự động hóa
nhận dạng (Auto-ID) đang trở nên phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp dịch vụ,
công nghiệp thương mại và trong nhiều nhà máy sản xuất. Công nghệ nhận dạng tồn

tại giúp cho chúng ta có thể nhận được các thông tin về đối tượng nhận dạng : con
người, tài sản,vật nuôi, … Công nghệ mã vạch (Barcode) đã mang lại sự thay đổi đáng
kể, nhưng nó chỉ mang là bước đầu của một ngành công nghệ và còn có nhiều thiếu
sót khi mà số lượng
đối tượng cần nhận dạng ngày một tăng lên. Ưu điểm của công nghệ mã vạch là giá
thành thấp, khuyết điểm là khả năng lưu trữthấp, không có khả năng lập trình lại.
Các thiết bị mang dữ liệu điện tử phổ biến nhất trong cuộc sống hàng ngày là loại
thẻ thông minh dựa trên một môi trường tiếp xúc (ví dụ: thẻ điện thoại, thẻ tín dụng,
thẻ ngân hàng …).Tuy nhiên thiết bị tiếp xúc với thẻ thông minh thường không linh
hoạt . Hệ thống RFID ( RFID : Radio Frequency Identification) ra đời nhằm khắc
phục những nhược điểm trên. Sự truyền dữ liệu không cần phải tiếp xúc giữa thiết bị
mang dữ liệu và đầu đọc của nó tronghệthống RFID sẽ linh hoạt hơn.
Kỹthuật RFID ngày càng được nhiều người biết đến trong những thập niên 60 và
70, bắt đầu xuất hiện nhiều hơn ứng dụng này trong nhiều mặt của cuộc sống. Kỹ
5


thuật này ngày càng được hoàn thiện, từ nhận biết trở thành nhận dạng (from detection
to unique identification). RFID tiên tiến vào đầu những năm 80, có những ứng dụng
rộng rãi trong việc kiểm soát xe tại Mỹhay đánh dấu đàn gia súc ở Châu Âu. Hệ thống
RFID cũng đựơc ứng trong đời sống hoang dã, các thẻ RFID được gắn vào con vật,
nhờ thế mà có thể lần theo dấu vết của chúng trong môi trường thiên nhiên hoang dã.
Hệ thống RFID là hệ thống nhận dạng dữ liệu tự động và không dây, cho phép việc
đọc và ghi dữ liệu và không cần tiếp xúc trực tiếp với hệ thống. Chúng tỏ ra rất hữu
ích trong sản xuất và hoạt động được trong những điều kiện môi trường mà kỹ thuật
khác không thể làm được. Tại Việt Nam, nhu cầu sử dụng các hệ thống RFID ngày
càng nhiều và mở ra một thị trường đầy tiềm năng cho các nhà nghiên cứu và sản
xuất. Tuy nhiên, để đón nhận , vận dụng và phát triển 1 hệ thống mới này, chúng ta
cần có sự hiểu biết nhất định về chúng.
Ngày nay các công nghệ mới đều hướng đến sự giản đơn, tiện lợi và một cách đặc

trưng quan trọng là khả năng không dây (wireless). Một thiết bị chủ yếu trong hướng
phát triển này là “Bộ nhận dạng tần số bằng sóng vô tuyến:RFID” (RFID: Radio
Frequency Identification) làm cho con người được giải phóng, tự do và thỏa mái hơn
về khả năng tự động của nó.
1.3. Thành phần của hệ thống RFID:
Một hệ thống RFID là một tậphợp các thành phần mà nó thực thi giải pháp RFID.

Hình 1.Mô phỏng hệ thống

Mộthệ thống RFID bao gồm các thành phần sau :
▪ Thẻ (Tag) : (là một thành phần bắt buộc đối với mọi hệ thống RFID) gồm chip bán
dẫn và anten nhỏ trong các hình thức đóng gói.
▪ Đầu đọc (Reader) : (là thành phần bắt buộc) thực hiện việc ghi đọc trên thẻ và
giao tiếp với máy chủ.
6


▪ Anten của đầu đọc : (là thành phần bắt buộc) làm nhiệm vụ bức xạ, thu sóng
điện từvà gia côngtín hiệu. Một vàiđầu đọchiện nay cũng đã có sẵn anten.
▪ Mạch điều khiển (Controller): (là thành phần bắt buộc) cho phép các thành
phần bên ngoài giao tiếp điều khiển chức năng của đầu đọc và các thành phần khác
như annunciation, actuator,… Ngày nay mạch điều khiển thường được tích hợp sẵn
trong đầu đọc.
▪ 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.
▪ Máy chủ (host) và hệ thống phần mềm (software system) :
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 (communication infrastructure) : là thành

phần bắt buộc, gồm cả hai mạng có dây và không dây và các bộ phận kết nối tuần tự
để kết nối các thành phầnđã liệt kêở trên với nhau để chúng truyền với nhau hiệu quả.

Hình 2: Hệ thống RFID với các thiết bị

1.4. Phương thức hoạt động của RFID:
Một hệ thống RFID có ba thành phần cơ bản: thẻ, đầu đọc, và một máy chủ. Thẻ
RFID gồm chip bán dẫn nhỏ và anten được thu nhỏ trong một số hình thức đóng gói.
Mỗi thẻ được lập trình với một nhận dạng duy nhất cho phép
theo dõi không dây đối tượng hoặc con người đang gắn thẻ đó vì các chip được sử
dụngtrong thẻ RFID có thể giữ một số lượng lớn dữ liệu, chúng có thể chứa thông tin
về đối tượng được gắn thẻ. Cũng như phát sóng tivi hay radio, hệ thống RFID cũng sử
7


dụng bốn băng thông tần số chính : tần số thấp (LF), tần số cao (HF), siêu cao tần
(UHF) hoặc sóng cực ngắn (viba).Các hệ thống trong siêu thị ngày nay hoạt động ở
băng thông UHF, trong khi các hệ thống RFID cũ sử dụng băng thông LF và HF.
Băng thông vi ba đang được để dành cho các ứng dụng trongtương lai.
Các thẻ có thể được cấp nguồn bởi một bộ pin thu nhỏ trong thẻ (các thẻ tích cực)
hoặcbởi đầu đọc mà nó “wake up” (đánh thức) thẻ để yêu cầu trả lời khi thẻ đang
trong phạm vi (thẻ thụ động).
Đầu đọc gồm một anten liên lạc với thẻ và một đơn vị đo điện tử học đã được nối
mạng với máy chủ. Đơn vị đo tiếp sóng giữa máy chủ và tất cả các thẻ trong phạm vi
đọc của anten, cho phép một đầu đọc liên lạc đồng thời với hàng trămthẻ. Nó cũng
thực thi các chức năng bảo mật như mã hóa/ giải mã và xác thực người dùng. Đầu đọc
có thể phát hiệnthẻngay cả khi không nhìn thấy chúng.
Khi thẻ đi vào vùng sóng điện từ nó sẽ phát hiện tín hiệu kích hoạt từ đầu đọc và
nó sẽ phát thông tin nhận dạng đến đầu đọc. Đầu đọc giải mã dữ liệu được mã hóa
trong chip (sóngvô tuyến phản xạ từthẻ) và đưa vào máy chủ để xử lý .

Hình 3: Hoạt động củathẻ và đầu đọc RFID
Hầu hết các mạng RFID gồm nhiều thẻ và nhiều đầu đọc được nối mạng với nhau bởi
một máy tính trung tâm (máy chủ), hầu như thường là một trạm làm việc gọn
để bàn. Máy chủ xử lý dữ liệu mà các đầu đọc thu thập từ các thẻ và dịch nó giữa
mạng RFID và các hệ thống công nghệ thông tin lớn hơn, mà nơi đó quản lý dây
chuyền hoặc cơ sở dữ liệu quản lý có thể thực thi. Middleware là phần mềm nối hệ
thống RFID với một hệ thống IT quản lý luồng dữ liệu.

8


Hình 4: Mô hình hoạt động của hệ thống RFID

9


CHƯƠNG II:CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG RFID
2.1. Thẻ RFID:
2.1.1. Giới thiệu chung :
Thẻ RFID là một thiết bị có thể lưu trữ và truyền dữ liệu đến một đầu đọc trong
một môi trường không tiếp xúc bằng sóng vô tuyến. Thẻ RFID mang dữ liệu về một
vật, một sản phẩm (item) nào đó và gắn lên sản phẩm đó. Mỗi thẻ có các bộ phận lưu
trữ dữ liệu bên trong và cách giao tiếp với dữ liệu đó.
Dữ liệu có thể là một số nhận dạng đơn giản được lưu giữ trong một thẻ chỉ đọc
hoặc dữ liệu một dòng phức tạp bao gồm dữ liệu được lưu trữ trong bộ nhớ bổ sung
của thẻ. Các thẻ này phức tạp hơn có thể chứa dữ liệu như các mục như ngày sản xuất,
số lượng rất nhiều, số serial, hoặc thậm chí tích hợp cảm biến để theo dõi nhiệt độ
trung bình hoặc lưu trữ dữ liệu khác.
Thẻ RFID gồm chip bán dẫn nhỏ ( bộ nhớ của chip có thể chứa tới 96 bit đến 512 bit

dữ liệu nhiều gấp 64 lần so với mã vạch ) và anten được thu nhỏ trong một số hình
thức đóng gói. Vài thẻ RFID giống như những nhãn giấy và được ứng dụng để bỏ vào
hộp và đóng gói. Một số khác được sáp nhập thành các vách của các thùng chứa
plastic được đúc. Còn một số khác được xây dựng thành miếng da bao cổ tay. Mỗi thẻ
được lập trình với một nhận dạng duy nhất cho phép theo dõi không dây đối tượng
hoặc con người đang gắn thẻ đó
Thông thường mỗi thẻ RFID có một cuộn dây hoặc anten nhưng không phải tất cả
RFID đều có vi chip và nguồn năng lượng riêng.

Hình 5 Một số dạng anten

10


2.1.2. Dung lượng, tần số hoạt động và khoảng đọc của thẻ :
2.1.2.1. Dung lượng :
Dung lượng thông tin RFID Thẻ có thể lưu trữ được phụ thuộc nhà cung cấp và loại
ứng dụng, thông thường nó có thể mang lượng thông tin không lớn hơn 2 Kb - đủ để
lưu trữ dữ liệu về món đồ đang nằm trong diện cần quản lý. Các công ty đang nỗ lực
tìm kiếm sử dụng các miếngThẻ đơn giản 96 bit các số thứ tự riêng, các vi chip đơn
giản này chế tạo dễ và rẻ đồng thời tiện dụng hơn cho các ứng dụng ở nơi các món
hàng cần phải đóng gói.
2.1.2.2. Tần số hoạt động :
Tần số hoạt động là tần số điện từ thẻ dùng để giao tiếp hoặc thu được năng lượng.
Các thẻ và đầu đọc phải được chỉnh về cùng một tần số để liên lạc với nhau vì vậycần
phải chọn tần số đúng cho các ứng dụng cần triển khai. Phổ điện từ mà RFID thường
hoạt động là tần số thấp (LF), tần số cao (HF), siêu cao tần (UHF) và vi sóng
(Microwave). Các tần số khác nhau có đặc tính khác nhau nên thích hợp với các ứng
dụng khác nhau. Ví dụ như thẻ làm việc ở tần số thấp thích hợp cho việc nhận dạng
các đối tượng phi kim và đối tượng chứa nhiều nước (hoa qua tươi,..) nhưng khoảng

cách có thể nhận dạng lại ngắn. Còn thẻ hoạt động ở tần số cao thì thích hợp với việc
nhận dạng đối tượng bằng kim loại (bao gói,…) và các món đồ chứa nhiều nước với
khoảng cách nhận dạng lớn hơn. Đối với thẻ ở tần số siêu cao thì có thể chuyển dữ
liệu nhanh hơn ở tần số cao và thấp (nhưng cần công suất lớn hơn và khả năng truyền
qua kim loại
thấp hơn ),…
Bảng2.1 - Khoảng tần số RFID

Vì hệ thống RFID truyền đi bằng sóng điện từ, chúng cũng được điều chỉnh như
thiết bị radio.Hệ thống RFID không được gây cản trở các thiết bị khác, bảo vệ các ứng
dụng như radio cho các dịch vụ khẩn cấp hoặc truyền hình.
Trong hoạt động, tần số RFID thực tế bị giới hạn bởi những mức tần số nằm bên
phần Industrial Scientific Medical (ISM)
. Tần số thấp hơn 135kHz không phải là tần số ISM,
nhưng trong khoảng này hệ thống RFID dùng nguồn năng lượng từ trường và
hoạt động ở khoảng cách ngắn vì vậy nhiễu phát ra ít hơn tại tần số khác.

11


Hiện nay thế giới chưa có thống nhất được chuẩn chung cho tần số RFID. Phần lớn
các nước ấn định vùng tần số vô tuyến 125 kHz hoặc 134Khz cho các hệ thốngRFID ở
tần số thấp, 13.56 MHz cho tần số cao. Nhưng hệ thống UHF RFID mới ra đời giữa
thập kỉ 90 và các nước không đồng ý dùng vùng riêng của phổ UHF cho RFID nênở
châu Âu thì sử dụng tần số 868 MHz trong khi Mỹ thì sử dụng 915 MHz, còn Nhật
đang tìm kiếm để mở băng tần 960 MHz,…
2.1.2.3. Khoảng đọc của thẻ :
Khoảng đọc của các RFID Thẻ thu động phụ thuộc rất nhiều tham số như : tần số
làm việc, công suất bộ đọc, can nhiễu từ các thiết bị vô tuyến khác, . . . Thông thường
các việc ở tần số thấp đọc được trong khoảng cách 50cm hoặc ngắn hơn thế. Các thẻ

làm việc ở tần số cao đọc được từ khoảng cách 3m và các thẻ ở dải tần UHF đọc được
từ 9m. Ở những nơi cần đọc ở khoảng cách dài hơn ví dụ như phải đeo bám các toa xe
lửa cần sử dụng các thẻ tích cực có nguồn riêng, khoảng cách đọc có thể đến 100 m
hoặc xa hơn thế nữa.
Bảng 2.2- Khoảng đọc RFID

2.1.3. Các thuộc tính và đặc điểm của thẻ :
Các thẻ có 2 hoạt động cơ bản là :
▪Gắnthẻ:bất kìthẻnào cũng được gắn lên item theo nhiều cách
▪ Đọc thẻ:thẻ RFID phải có khả năng giao tiếp thông tin qua sóng radio theo nhiều
Cách
Nhiềuthẻcòn có một hoặc nhiều thuộc tính hoặc đặc điểm sau:
▪ Kill/disable: Nhiều thẻ cho phép bộ đọc ra lệnh cho nó ngưng các chức năng.
Sau khi thẻ nhận chính xác “kill code”,thẻsẽ không đáp ứng lại bộ đọc.
▪ Ghi một lần (write once): Với thẻ được sản xuất có dữ liệu cố định thì các dữ
liệu này được thiết lập tại nhà máy, nhưng với thẻ ghi một lần dữ liệu của thẻ có thể
được thiết lập một lần bởi người dùng sau đó dữ liệu này không thể thay đổi.
▪ Ghi nhiều lần(write many):nhiều kiểuthẻcó thể được ghi dữ liệu nhiều lần.
▪ Anti-collision : Khi nhiều thẻ đặt cạnh nhau, bộ đọc sẽ gặp khó khăn để nhận
biết khi
nào đáp ứng của một thẻ kết thúc và khi nào bắt đầu một đáp ứng khác.
Vớithẻ anticollision sẽ nhận biết được thời gian đáp ứng đến bộ đọc.
12


▪ Mã hóa và bảo mật (Security and encryption): Nhiều thẻ có thể tham gia vào
các giao tiếp có mật mã, khi đó thẻ chỉ đáp ứng lại bộ đọc chỉ khi cung cấp đúng
password.
Một số đặc điểmvật lý :
Thẻ RFID mang dữ liệu được gắn lên sản phẩm có hình dạng và kích thước khác

nhau và đặt trong những môi trường làm việc khác nhau Càng ngày hình dạng của thẻ
ngày càng phong phú, kích thước ngày càng được thu nhỏ để tiện lợi cho các mục
đích sử dụng khác nhau. Dưới đây là một số dạngthẻ:
▪ Thẻ hình cúc áo hoặc đĩa làm bằng PVC, nhựa thông thường có một lỗ ở giữa để
móc. Thẻnày bền và có thể sử dụng lại được.
▪Thẻ nhỏ gắn vào các sản phẩm như: quần áo, đồng hồ, đồ trang sức...Những thẻ
này cóhình dạng chìa khóa và chuỗi khóa.

▪ThẻRFID có hình dạng như thẻ tín dụng còn gọi là các thẻ thông minh không tiếp
xúc.

▪Thẻtrong hộp thủytinh có thể hoạt động trong các môi trường ăn mòn hoặc trong
chấtlỏng
▪Thẻ có dạng nhãn dán được có thể được dán lên quần áo, sách (thư viện), hành
lý,…

13


▪Các dạngthẻđượccấy trên cơ thể người, động vật.

Với công nghệ ngày càng phát triển, các nhà sản xuất đã thu gọn kích thước của
thẻ đến mức bất ngờ, loại thẻ nhỏ nhất hiện nay là loại thẻ bột có kích thước chỉ 0.05 x
0.05 mm (củaHitachisản xuất ).

2.1.4. Phân loại thẻ :
Tất cả các thẻ đều có các điểm chung, phân loại thẻ giúp dễ dàng tìm hiểu về cách
thức làm việc của thẻ. Có nhiều cách phân loại thẻ : dựa trên nguồn cung cấp, các đặc
điểm vật lý, các giao diện không khí“air interface” (cách mà chúng giao tiếp được với
bộ đọc), khả năng lưu trữ và xử lý thông tin,…

14


Sau đây là phương pháp phương pháp phân loại thẻ thường được sử dụng đó là
dựa theo nguồn năng lượng cung cấp chothẻ:
▪ Thụ động (Passive)
▪ Tích cực (chủ động )(Active)
▪Bán tích cực (Semi-active, cũng như bán thụ động semi-passive)
2.1.4.1. Thẻ thụ động :
Loại thẻ này không có nguồn bên trong, sử dụng nguồn nhận được từ đầu đọc để
hoạt động và truyền dữ liệu được lưu trữ trong nó cho đầu đọc. Đầu đọc phát sóng vô
tuyến, thẻ sẽ thu và nó sẽ được chỉnh lưu để cung cấp nguồn điện cho thẻ. Thẻ bắt đầu
hoạt động khi dòng điện một chiều sau khi chỉnh lưu đạt được một giá trị xác định
nào đó.
Đối với loại thẻ này, khi thẻ và đầu đọc truyền thông với nhau thì đầu đọc luôn
truyền trước rồi mới đến thẻ. Cho nên bắt buộc phải có đầu đọc để thẻ có thể truyền
dữ liệu của nó.

Hình 6: Hoạt động củathẻthụ động
Thẻ thụ động có cấu trúc đơn giản và không có các thành phần động. Thẻ như thế
có một thời gian sống dài và thường có sức chịu đựng với điều kiện môi trường khắc
nghiệt. Chẳng hạn, một sốthẻthụ động có thể chịu đựng các hóa chất gặm mòn như
acid, nhiệt độ lên tới 400°F (xấp xỉ 204°C)và nhiệt độ caohơn nữa. Ngoài ra,thẻ thụ
động nhỏ hơn và cũng rẻ hơn thẻ tích cực hoặc thẻ bán tích cực(vì không có bộ nguồn
cung cấp gắn liền trên mạch) và nó còn có nhiều phạm vi đọc, ít hơn 1 inch đến
khoảng 30 feet (xấp xỉ 9 m).Chính vì thế nên phần lớnthẻRFID hiện nay làthẻthụ
động.
Thẻthụ động bao gồm những thành phần chính sau: anten và vi mạch (microchip).

15

Hình 7: Các thành phần củathẻ thụ động

a. Vi mạch:

Hình 8: -Các thành phần của vi mạch
Trong đó:
▪ Bộ chỉnh lưu (power control/rectifier) : chuyển nguồn AC từ tín hiệu
anten của đầu đọc thành nguồn DC. Nó cung cấp nguồn đến các thành phần
khác của vi mạch.
▪ Máy tách xung (Clock extractor) : rút tín hiệu xung từ tín hiệu anten của đầu
đọc.
▪ Bộ điều chế (Modulator) :
16


điều chỉnh tín hiệu nhận được từ đầu đọc. Đáp
ứng của thẻ
được gắn trong tín hiệu đãđiều chế, sau đó nó được truyền trở lạiđầu đọc.
▪ Đơn vị luận lý (Logic unit) :
chịu trách nhiệm cung cấp giao thức truyền giữa
thẻ và đầu đọc
▪ Bộ nhớ vi mạch (memory) : được dùng lưu trữ dữ liệu. Bộ nhớ này thường
được phân đoạn (gồm vài block hoặc field). Addressability có nghĩa là có khả
năng phân tích (đọchoặc ghi) vào bộ nhớ riêng của một vi mạch của thẻ. Một
block nhớ của thẻ có thể giữ nhiều loại dữliệu khác nhau, ví dụ như một phần
của dữ liệu nhận dạng đối tượng
được gắnthẻ,các bit checksum (chẳng hạn kiểm tra lỗi CRC) kiểm tra độ chính
xác của dữ liệu được truyềnv.v…

Sự tiến bộ của kỹ thuật cho phép kích thước của vi mạch nhỏ đến mức nhỏ hơn
hạt cát. Tuy nhiên, kích cỡ của thẻ không được xác định bởi kích thước vi
mạch của nó
mà bởichiều dài anten của nó.
b. Anten:
Anten củathẻđược dùng để lấy năng lượng từ tín hiệu củađầu đọcđể làm tăng
sinh lực cho thẻ hoạt động, gửi hoặc nhận dữ liệu từ đầu đọc. Anten này được
gắn vào vi mạch. Antenlà trung tâm đối với hoạt động của thẻ. Có thể có nhiều
dạng anten, nhất là với tần số UHF, chiều dài anten tươngứng với
bước sóng hoạt động củathẻ. Một anten lưỡng cực bao gồm một dây dẫn điện
(chẳng hạn đồng) mà nó bị ngắt ở trung tâm. Chiềudài tổng cộng của một anten
lưỡng cực bằng nửa bước sóng tần số được dùng nhằm tốiưu nănglượng truyền
từ tín hiệu anten củađầu đọc đếnthẻ.Một anten lưỡng cực bao gồm hai cực,có
thể giảm được độ nhạy chuẩn trực củathẻ
(thẻ’s alignment sensitivity).Đầu đọccó thể đọc thẻnàyở nhiều hướng khác
nhau. Folded dipole bao gồm hai hoặc nhiều dây dẫn điện được nối song song
nhau và mỗi dây bằng nửa chiều dài bước sóng của tần số được dùng. Khi hai
dây dẫn được cuộn vào nhau thì folded dipole được gọi là 2-wire folded dipole.
Loại 3-wire folded dipole bao gồm ba dây dẫn điện được nối sóng song nhau.

17


Hình 9:Antenthẻ
Chiều dài anten của thẻ thường lớn hơn nhiều so với vi mạch của thẻ vì vậy nó
quyết định kích cỡ vật lý củathẻ.
Một anten có thể được thiết kế dựa trên một số nhân tố sau đây:
o Khoảng cách đọc củathẻvớiđầu đọc.
o Hướng cố định củathẻđối vớiđầu đọc.
o Hướng tùy ý củathẻđối vớiđầu đọc.

o Loại sản phẩm riêng biệt.
o Vận tốc của đối tượng được gắnthẻ.
o Độ phân cực anten củađầu đọc.
2.1.4.2. Thẻ tích cực :
Thẻ tích cực có nguồn cung cấp bên trong (chẳng hạn một bộ pin hoặc có thể
là những nguồn năng lượng khác như sử dụng nguồn năng lượng mặt trời) và
điện tử học để thực thi những nhiệm vụ chuyên dụng. Chúng có tầm hoạt động
rộng hơn và bộ nhớ nhiều hơn do đó có khả năng lưu trữ thông tin từ các bộ
phát đáp.
Thẻtích cực bao gồm các thành phần chính sau:
∙ Vi mạch (microchip).
∙ Anten.
∙ Nguồn cung cấp bên trong.
∙ Điện tử học bên trong.
Hai thành phần đầu tiên đã được mô tả ở trên. Sau đây, hai thành phần nguồn
và điện tử học :
a. Nguồn cung cấp bên trong :

18


Tất cả các thẻ tích cực đều mang một nguồn năng lượng bên trong để cung
cấp nguồn và truyền dữ liệu. Nếu sử dụng bộ pin thì thẻ tích cực thường kéo
dài tuổi thọ từ 2 đến 7 nămtùy thuộc vào thời gian sống của bộ pin. Một trong
những nhân tố quyết định thời gian sống của bộ pin là tốc độ truyền dữ liệu của
thẻ. Nếu khoảng cách đó càng rộng thì bộ pin càng tồn tại lâu và vì thế thời
gian sống củathẻcũng dài hơn. Chẳng hạn, thẻ tích cực truyền mỗi lần vài giây.
Nếu tăng thời gian này để thẻ có thể truyền mỗi lần vài phút hoặc vài giờ thì
thời gian sống của bộ pin được kéo dài. Cảm biến và bộ xử lý bên trong sử
dụng nguồn nănglượng có thể làm giảm thời gian sống của bộ pin. Khi bộ pin

trong thẻ tích cực hoàn toàn phóng điện thì thẻ ngừng truyền thông điệp. Đầu
đọcđang đọc những thông điệp này không biết bộ pin củathẻcó bị chết hay là
sản phẩm được gắn thẻ biến mất khỏi phạm vi đọc của nó trừ khi thẻ truyền
tình trạng
pinchođầu đọcnày.
b. Điện tử học bên trong :
Điện tử học bên trong cho phép thẻ hoạt động như một máy phát và cho phép
nó thực thi những nhiệm vụ chuyên dụng như tính toán, hiển thị giá trị các
tham số động nào đó, hoặc hoạt động như một cảm biến, v.v… Thành phần này
cũng có thể cho phép chọn lựa kết nối với các cảm biến bên ngoài. Vì vậy thẻ
có thể thực thi nhiều nhiệm vụ thông minh, tùy thuộc vào loại cảm biến được
gắn vào. Nói cách khác thì phạm vi làm việc của thành phần này hầu như vô
hạn. Vì vậy khả năng làm việc và kích thước của thành phần
này tăng thì thẻ cũng tăng kích thước. Có thể tăng kích thước với điều kiện là
nó có thể được triển khai (nghĩa là được gắn đúng cách vào đối tượng cần được
gắn thẻ).

Hình 10: Cấu tạothẻtích cực và bán tích cực
2.1.4.3. Thẻ bán tích cực :
Thẻbán tích cực cónguồn cung cấpbên trong (chẳng hạn là bộ pin) và điện
tửhọc bên trong để thực thi những nhiệm vụ chuyên dụng. Nguồn bên trong
cung cấp năng lượng cho thẻ hoạt động. Tuy nhiên trong quá trình truyền dữ
liệu, thẻ bán tích cực sử dụng nguồn từ đầu đọc. Thẻ bán tích cực được gọi là

19


thẻ có hỗ trợ pin (battery-assisted thẻ). Đối với loại thẻ này, trong quá trình
truyền giữa thẻ và đầu đọc thì đầu đọc luôn
truyền trước rồi đếnthẻ. Ưu điểm của thẻ bán tích cực so với thẻ thụ động là thẻ

bán tích cực không sử dụng tín hiệu của đầu đọc như thẻ thụ động, nó tự kích
động, nó có thể đọc ở khoảng cách xa hơn thẻ thụ động. Bởi vì không cần thời
gian tiếp năng lượng lực cho thẻ bán tích cực, thẻ có thể nằm trong phạm vi
đọc của đầu đọc ít hơn thời gian đọc quy định (không giống như thẻ thụ động).
Vì vậy nếu đối tượng được gắn thẻ đang di chuyển ở tốc độ cao, dữ liệu thẻ có
thể vẫn được đọc nếu sử dụng thẻ bán tích cực. Thẻ bán tích
cực cũng cho phép đọc tốt hơn ngay cả khi gắn thẻ bằng những vật liệu chắn
tần số vô tuyến (RF-opaque và RF-absorbent) (Sự có mặt của những vật liệu
này có thể ngăn không cho thẻ thụ động hoạt động đúng dẫn đến việc truyền dữ
liệu không thànhcông).
Phạm vi đọc của thẻ bán tích cực có thể lên đến 100 feet (xấp xỉ 30.5 m) với
điều kiện lý tưởng bằng cách sử dụng mô hình tán xạ đã được điều chế
(modulated back scatter)trongUHF và sóng vi ba.
❖ ThẻRO :
Thẻ Read Only (RO) có thể được lập trình (tức là ghi dữ liệu lên thẻ RO) chỉ
một lần. Dữ liệu có thể được lưu vàothẻtạitrong lúc sản xuất.Việc này được
thực hiện như sau: các fuse riêng lẻ trên vi mạch của thẻ được lưu cố định bằng
cách sử dụng chùm tia laser. Sau khi thực hiện xong, không thể ghi đè dữ liệu
lên thẻ được nữa. Thẻ này được gọi là factory programmed (lập trình tại nhà
máy). Nhà sản xuất loại thẻ này sẽ đưa dữ liệu lên thẻ và người sử dụng thẻ
không thể điều chỉnh được. Loại thẻ này chỉ tốt đối với những ứngdụng nhỏ mà
không thực tế đối với quy mô sản xuất lớn hoặc khi dữ liệu củathẻ cần được
làm theo yêu cầu của khách hàng dựa trên ứng dụng. Loại thẻ này được sử
dụng trong các ứng dụng kinh doanh và hàng không nhỏ.
❖ ThẻWORM :
Thẻ Write Once, Read Many (WORM) có thể được ghi dữ liệu một lần, mà
thường thì không phải được ghi bởi nhà sản xuất mà bởi người sử dụng thẻ
ngay lúc thẻ cần được ghi. Tuy nhiên trong thực tế thì có thể ghi được vài lần
(khoảng 100 lần). Nếu ghi quá số lần cho phép, thẻ có thể bị phá hỏng vĩnh
viễn. Thẻ WORM được gọi là field programmable(lập trình theo trường).

Loại thẻ này có giá cả và hiệu suất tốt, có an toàn dữ liệu và là loại thẻ phổ biến
nhất trong lĩnh vực kinh doanh ngày nay.
❖ ThẻRW :
Thẻ RW có thể ghi dữ liệu được nhiều lần, khoảng từ 10.000 đến 100.000 lần
hoặc có thể hơn nữa. Việc này đem lại lợi ích rất lớn vì dữ liệu có thể được ghi
bởi đầu đọc hoặc bởi thẻ (nếu là thẻ tích cực). Thẻ RW gồm thiết bị nhớ Flash
và FRAM để lưu dữ liệu. Thẻ RW được gọi là field programmable hoặc
reprogrammable (có thể lập trình
lại). Sự an toàn dữ liệu là một thách thức đối với thẻ RW, thêm vào nữa là loại
thẻ này thường đắt nhất. Thẻ RW không được sử dụng rộng rãi trong các ứng
dụng ngày nay, trong tương lai có thể côngnghệthẻphát triển thì chi phíthẻgiảm
xuống.
Một số kiểuthẻkhác :
20


❖ThẻSAW ( Surface Acoustic Wave) :
Thẻ SAW hoạt động tại tần số vi sóng như thẻ tán xạ ngược và không có bộ
vi xử lý.Thẻ SAW có thể mã hóa thông số tại thời điểm sản xuất. Anten bên
tráiở bên của bộnhận xung vi sóng từ bộ đọc và cấp cho nó bộ chuyển đổi cảm
biến xen kẽ (khối ở phía bên trái). Bộ chuyển đổi bao gồm một điện áp sẽ rung
khi nó nhận được xung vi sóng. Những rung động này tạo ra sóng âm di
chuyển qua thẻ tác động với các miếng phản xạ (bên phải).ThẻSAW hoạt động
ở chế độ giao tiếp SEQ. Thẻ SAW khác với các thẻ dựa trên vi mạch.Thẻ SAW
bắt đầu xuất hiện trên thị trường và có thể được sử dụng rộng rãi trong tương
lai. Hiện tại thì thiết bị SAW được sử dụng trong các mạng điện thoại tế bào,
tivi màu, v.v… Thẻ SAW sử dụng sóng RF năng lượng thấp hoạt động trong
băng tần ISM 2.45 GHz. Không giống như các thẻ dựa trên vi mạch,thẻ SAW
không cần nguồn DC để tiếp sinh lực hoạt động cho nó truyền dữ liệu. Sau đây
là hình trình bày cách hoạt động của loại thẻ này.

❖Thẻ Non-RFID
Khái niệm gắnthẻvà truyềnvô tuyến ID duy nhất của nó đếnđầu đọckhông
phải là vùng sóng dành riêng. Có thể sử dụng các loại truyền vô tuyến khác cho
mục đích này. Chẳng hạn có thể sử dụng sóng siêu âm hoặc sóng hồng ngoại
đối với việc truyền thông giữathẻvớiđầu đọc. Việc truyền siêu âm có ưu điểm
là không gây ra nhiễu với thiết bị điện hiện có và không thể xuyên qua tường.
Vì thế những hệ thống gắn thẻ siêu âm có thể được triển khai trong bệnh viện
mà nơi đó kỹ thuật như thế này có thể cùng tồn tại với thiết bị y tế hiện có.
Thêm nữa là đầu đọc siêu âm và thẻ phải nằm trong cùng phòng đầu đọc đọc
được dữ liệu củathẻ. Điều này giúp dễ kiểm soát tài sản.Thẻ hồng ngoại sử
dụng ánh sáng để truyền dữ liệu đến đầu đọc. Vì ánh sáng không thể xuyên qua
tường nên thẻ và đầu đọc hồng ngoại phải đặt trong cùng phòng để truyền với
nhau. Nếu có vật cản nguồn sáng của thẻ thì thẻ không còn truyền với đầu
đọcnữa (đây là mộtnhược điểm).
❖Thẻmột bit EAS:
Thẻ giám sát điện tử (Electronic Article Surveillance EAS) là loại thẻ tiêu
biểu cho mục đích chống trộm. Sách thư viện hay các băng video cho thuê có
thể gắn các thẻ EAS theo dạng mỏng hoặc nhãn. Thậm chí nhiềuthẻ được thiết
kế để có thể làm hỏng sản phẩm nếu sản phẩm bị di chuyển trái phép hoặc bị
trộm.
ThẻEAS cònđược gọi làthẻ “1 bit vì chúng có thể truyền thông tin theo một
bit. Với 1 bit thì chỉ biết có sự hiện diện của thẻ hay không. Nếu phát hiện thẻ
thì trả lời “1” hoặc “Yes”. Ngược lại sẽ là “0” hoặc “No”.thẻEAS là loạithẻđơn
giản nhất và giá rẻ.
ThẻEAS không có vi chip và bộ nhớ lưu trữ, là loạithẻthụ động dùng kiểu
điều chế thích hợp cho nhừng kiểu bộ ghép và tạo ra các kí hiệu đặc biệt để bộ
đọc nhận biết được tán xạ ngược.thẻEAS tạo ra đáp ứng theo nhiều kiểu khác
nhau.

21

2.1.5. Giao thức thẻ :
Phần này trình bày các giao thức mà đầu đọc và thẻ sử dụng để trao đổi thông điệp
thông qua giao diện không gian (air interface) cũng như xem xét chi tiết thông tinđược
lưu trữ trên thẻ. Giao thức thẻ là một tập các quy tắc chính thức mô tả cách truyền dữ
liệu, đặc biệt là qua một mạng. Các giao thức cấp thấp xác định các tiêu chuẩn về
điện, về vật lý được tiến hành theo kiểu bit và kiểu byte, việc truyền, việc phát hiện lỗi
và hiệu chỉnh chuỗi bit. Các giao thức cấp cao đề cập đến định dạng dữ liệu bao gồm
cú pháp của thông điệp, đoạn đối thoại giữa đầu cuối tới máy tính, các bộ ký tự, sự sắp
xếp thứ tự của thông điệp, v.v… Với định nghĩa này, các giao diện không gian sẽ là
các giao thức cấp thấp, còn các giaothức được mô tả dưới dây là các giao thức cấp
cao. Nó xác định cú pháp của thông điệp và cấu trúc của đoạn đối thoại giữa đầu đọc
và thẻ.
Sau đây là một số thuật ngữ thường được sử dụng :
❖Singulation :
Thuật ngữ này mô tả một thủ tục giảm một nhóm (group) thành một luồng (stream) để
quản lý kế tiếp nhau được. Chẳng hạn một cửa xe điện ngầm là mộ tthiết bị để giảm
một nhóm người thành một luồng người mà hệ thống có thể đếm và yêu cầu xuất trình
thẻ. Singulation cũng tương tự khi có sự truyền thông với các thẻ RFID, vì không có
cơ chế nào cho phép thẻ trả lời tách biệt, nhiều thẻ sẽ đáp ứng một đầu đọc đồng thời
và có thể phá vỡ việc truyền thông này. Singulation cũng có hàm ý rằngđầu đọchọc
các ID của mỗithẻđể nó kiểm kê.
❖Anti-collision
: Thuật ngữ này mô tả một tập thủ tục ngăn chặn các thẻ khác và không cho phép có
thay đổi. Singulation nhận dạng các thẻ riêng biệt, ngược lại anti-collision điều chỉnh
thời gian đáp ứng và tìm các phương thức sắp xếp ngẫu nhiên những đáp ứng này
đểđầu đọccó thể hiểu từngthẻtrong tình trạng quá tảinày.
❖Identity: Identity là một cái tên, một số hoặc địa chỉ mà nó chỉ duy nhất một vật
hoặc một nơi nào đó.

2.1.5.1. Phương thức lưu trữ dữ liệu trênthẻ :
Giao thức truyền thông thẻ cấp cao hiểu được các loại Indentity (ID) và phương
thức lưu trữ dữ liệu trên thẻ. Tuy nhiên vì một đầu đọc chỉ liên lạc với một thẻ nên sắp
xếp về mặt vật lý thực tế của bộ nhớ trên thẻ tùy thuộc vào nhà sản xuất. Layout có
cấu trúc logic như sau:

Hình 2.19 - Cách bố trí vật lý của bộ nhớ trênthẻ
Trong đó:
∙ CRC là một checksum.
∙ EPC là ID củathẻ.
∙ Password là một “mã chết” để làm mất khả năng hoạt động củathẻ.
Chuẩn EPC phiên bản 1.1 (hay 1.26) định nghĩa EPC là mô hình meta-coding vì nó
cho phép ID hiện tại được mã hóa sang ID EPC hoặc tạo ID mới hoàn toàn. Chuẩn
22


này định nghĩa mã hóa General ID (GID) dùng để tạo mô hình nhận dạng mới và năm
kiểu mã hóa cụ thể được gọi là các ID hệ thống cho những ứng dụng cụ thể:
∙ SGTIN(Serialized Global Trade Item Number) : Đánh dấu item.
∙ SSCC (Serial Shipping Container Code) :Thùng chứa hànghóa.
∙ GLN (Global Location Number) :Vị trí.
∙ GRAI(Global Returnable Asset Identifier) :Sản phẩm cho thuê hoặc trong thư viện.
∙ GIAI(Global Individual Asset Identifier) :Đánh dấu tài sản.
∙ GID (General Identifier) : ID cá nhân.
a. CCTITT-CRC :
CRC (Cyclic Redundancy Check) là một phương pháp xác minh một khối dữ liệu
không thích hợp do đã bị sửa đổi. Người gửi khối dữ liệu này sẽ tính một giá trị bằng
cách xử lý toàn khối thành một số lớn và chia nó bởi một số được gọi là đa thức CRC.
Số dư của phép toán này là CRC. Người gửi sẽ gửi CRC này cùng với dữ liệu và
người nhận dùng phương pháp tương tự để tính CRC qua khối dữ liệu để so sánh. Nếu

CRC từ người gửi không thỏa với CRC đã được tính bởi người nhận thì người nhận
yêu cầu dữ liệu được gửi lại. Để phát sinh CRC, các giao thức EPC sử dụng đa thức
CCITT-CRC mà nó giống đa thức được sử dụng để phát hiện lỗi trong hầu hết các ổ
đĩa và trong các giao thức truyền file XMODEM. Giao thức này dùng chuỗi 16 bit
CRC sử dụng đa thức x 16 +x 12 +x 5 +1. nó có thể bắt được 99.998% lỗi.
Thuật toán tính CRC:Đầu tiên tính giá trị hex cho đa thức. Thực hiện bằng cách tính
từ 15 xuống (vì đây là chuỗi CRC 16 bit) và đánh dấu 1 cho mỗi lũy thừa xuất hiện
trong đa thức. Đối với mỗi lũy thừa không có trong đa thức ta đánh dấu 0. Điều này có
nghĩa là ta có1 ở vị trí 2 12 và 1 ở vị trí 2 5 . Vì đa thức kết thúc là 1, ta cộng 1 vào
cuối số, số đó là một số 0001000000100001 hoặc số hex 1021(số này là CCITT). Lấy
đa thức khối dữ liệu chia chođa thức này, số dư là CRC.
GID định nghĩa một header, 3 trường :General Manager Number (GMN), Object
Class, Serial Number. GMN được PCglobal gán cho công ty hoặc thực thể và nó là
duy nhất.Trường Object Class và trường Serial Number không cần phải là duy nhất
cho một General Manager, các General Manager khác nhau có thể dùng cùng Object
Class và Serial Number.
Lưu ý “identity” có ý nghĩa như đã mô tả trong phần trước. EPC địnhnghĩa 3 lớp
nhậndạng: Lớp nhận dạngPure, lớp Encoding,lớp Physical Realization of an
Encoding. Mã hóa là một thủ tục phối hợp nhận dạng pure với một thông tin cụ thể có
cú pháp, như giá trị lọc hoặc checksum, sau đó biểu diễn thông tin này theo dạng có
cú pháp. Nhậndạng pure có thể được biểu diễn theo dạng mã hóa mã vạch, mã hóa thẻ
RFID hoặc một EPC URI (Uniform Resource Identifier) được in ra một tờ giấy.
Physical realization of an encoding là một phép biến đổi riêng của mã hóa đó cho
phép lưu trữ nó ở dạng mã vạch, ghi vào bộ nhớ củathẻhoặc được thực hiện qua một
vài công nghệ khác.
Chú ý, GID mã hóa chủ yếu cho thẻ EPC. Những mã hóa khác (mã hóa mã vạch
chẳnghạn) nhận một ID và chuyển nó về một dạng có cú pháp tương tự với GID:
“Header.GeneralManagerNumber.ObjectClass.SerialNumber”.

23

Hình 2.20- Mã hóa nhận dạng pure
b. Mã hóa GS1SGTIN :
Đầu đọc EPC và middleware RFID trình bày dữ liệu thẻ theo mã hóa EPC. Việc
giao tiếp với đầu đọc hoặc middleware ít nhất cần phải biết về mã hóa thẻ để gỡ rối
mã. Việc hiểu biết về mã hóa cũng cần phải xác định các sự kiện và các bộ lọc.
SGTIN là ví dụ cụ thể về nhận dạng và mã hóa.
EPC-SGTIN là mở rộng của GS1 GTIN, dùng để nhận dạng các loại đối tượng. Mã
vạch Universal Product Code (UPC) 12 số và mã vạch EAN 13 số là tập con của
GTIN. GTIN không có một con số serial cho item vì vậy SGTIN thêm vào một số
serial là giá trị đã được gán bởi General Manager.

Hình 2.21- Mã vạch UPC
Hình trên đây trình bày một mã vạch UPC tiêu biểu. Để chuyển nó thành EPC và
lưu nó vào một thẻ RFID ta phải chuyển nó về GTIN. Mã vạch này có một số
Indicator Digit (0), một Company Prefix (12345), một ItemReference (54322) và một
Check digit (7). Để chuyển nó về GTIN ta lấy toàn bộ mã thành một chuỗi và thêm 2
số 0 vào đầu chuỗi thành chuỗi GTIN 00012345543227. Lưu ý là Company Prefix trở
thành 00012345, là một octet.Sau đó sẽ chuyển GTIN thành SGTIN cho phép ta theo
dõi từng item bằng cách cộng vào một số Serial Number (4208)
Để trình bày một nhận dạng pure, EPC sử dụng URI được biểu diễn thành ký hiệu
URN. Đối với SGTIN, ký hiệu này là:
urn:epc:id:sgtin:CompanyPrefix.ItemReference.Seria lNumber
Ký hiệu này chỉ có thông tin để phân biệt item này với item khác chứ không có GTIN
check digit hoặc giá trị lọc. Ở đây Item Reference thực sự là Indicator Digit cùng với
ItemReference từ GTIN. Ví dụ minh họa sẽ được mã hóa như sau:
urn:epc:id:sgtin:00012345.054322.4208

24

Hình 2.22- Chuyển đổi từ GTIN sang SGTIN
Để biểu diễn một nhận dạng đã được mã hóa thành SGTIN-96 là một giá trị phụ
thuộcvào loạithẻthì EPC sử dụng một định dạng khác cho URN:
urn:epc:thẻ:sgtin-96:FilterValue.CompanyPrefix.ItemReference.SerialNumber
Khi dùng ký hiệu này, ví dụ sẽ được mã hóa như sau:
urn:epc:thẻ:sgtin-96:2.00012345.054322.4208
Các bước mã hóa EPC 96 bit thành chuỗi nhị phân như sau:
∙ Tìm header phù hợp cho loại nhận dạng.
∙ Tra cứu giá trị partition dựa vàochiều dàicủa Company Prefix.
∙ Ràng buộc các trường header 8 bit, lọc 3 bit và partition 3 bit.
∙ Gắn vào Company Prefix và các trường khác phù hợp với nhận dạng (Item
Referencevà Serial Number cho SGTIN)
∙ Tính CRC và thêm EPC vào cuối CRC.
2.1.5.2. Thủ tục Singulation và Anten Collession:
Có nhiều phương thức khác nhau cho các đầu đọc và thẻ liên lạc với nhau nhưng tất
cả có thể được phân loại thành ThẻTalks First (TTF) hoặcĐầu đọc TalksFirst (RTF).
Một số thẻ tích cực đầu trên sử dụng các giao thức truyền TTF nhưng một nhóm mới
là các smart label và các thẻ thụ động sử dụng các giao thức RTF. Trong phần này, ta
sẽ nghiên cứu các giao thức phổ biến nhất cho RFID : Slotted Aloha, Adaptive Binary
Tree, Slotted Terminal Adaptive Collection và đặc lả EPC Gen2 mới.
a. Slotted Aloha :
Đối với thủ tục này, các thẻ bắt đầu thông báo ID của chúng ngay khi đầu đọc nạp
năng lượng cho chúng. Mỗi thẻ gửi ID của nó và chờ một khoảng thời gian ngẫu
nhiên trước khi thông báo lại. Đầu đọc nhận các ID, mỗi thẻ sẽ thông báo trong
khoảng thời gian các thẻ khác im lặng. Dẫu sao thì đầu đọc cũng không trả lời các thẻ.
Ưu điểm của thủ tục này là tốc độ và tính đơn giản. Luận lý của thẻ rất nhỏ và với
giao thức yếu như thế này thì tốc độ đọc chỉ đạt cao nhất khi chỉ có một vàithẻhiện
diện.

Tuy nhiên, các thẻ thêm vào làm giảm cơ hội truyền. Có nghĩa là chờ các thẻtruyền
lạiđến khi truyền hết, nó phụ thuộc vào khoảng cách truyền, và không thể thực thi theo
dõi item được khoảng 8 đến 12 thẻ. Slotted Aloha cải tiến giao thức bằng cách thêm
vào khái niệmsingulation và yêu cầu cácthẻchỉthông báo vào lúc bắt đầu một khe thời
gian nào đó vì thế nó làm giảm đụng độ một cách đáng kể. Và có khả năng đọc gần
1000 thẻ trong một giây.
Slotted Aloha sử dụng 3 lệnh chọn thẻ: REQUEST, SELECT và READ. Lệnh đầu
tiênlà REQUEST cung cấp một đánh dấu thời gian cho bất kỳ thẻ nào có trong dãy.
Lệnh REQUEST cũng cho biết phương thức các thẻ sử dụng các khe có sẵn. Mỗi thẻ
chọn một trong những khe đó, nó dựa vào tổng số tùy chọn củađầu đọc, chúng chọn
ngẫu nhiên khoảngthời gian chờ trước khi trả lời lệnh REQUEST. Sau đó cácthẻthông
25