Đồ án tốt nghiệp quản lý dữ liệu bệnh nhân trong bệnh viện sử dụng công nghệ RFID

TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP– Y SINH

----o0o----

Tp. HCM, ngày 1 tháng 7 năm 2018

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên:

Nguyễn Tài Tụ

Chuyên ngành:

Kỹ thuật Điện tử - Truyền thông Mã ngành:

41

Hệ đào tạo:

Đại học chính quy

1

Khóa:

2014

MSSV: 14141363
Mã hệ:

I. TÊN ĐỀ TÀI: QUẢN LÝ DỮ LIỆU BỆNH NHÂN TRONG BỆNH VIỆN SỬ
DỤNG CÔNG NGHỆ RFID
II. NHIỆM VỤ
1. Các số liệu ban đầu:
− Nguyễn Văn Hiệp, Giáo trình công nghệ nhận dạng bằng song vô tuyến, Đại học SPKT
Tp.HCM 2014.
− Phạm Quang Huy, Lê Cảnh Trung, Lập trình điều khiển Arduino, Đại học SPKT
Tp.HCM.
− Lê Trung Hiếu, Nguyễn Thị Minh Thi, Giáo trình lập trình Windows Form với C#.Net,
Đại học Duy Tân 2012.
2. Nội dung thực hiện:
− Thu thập dữ liệu quy trình quản lí giữ liệu bệnh nhân hiện nay.
− Lựa chọn các thiết bị trong việc thiết kế mô hình phần cứng.
− Thiết kế phần cứng.
− Viết phần mềm.
− Đánh giá kết quả thực hiện.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:

03/10/2018

IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 01/01/2019
V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ThS. Nguyễn Thanh Nghĩa
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

BM.ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH


TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PÚC
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
----o0o----

Tp. HCM, ngày 07 tháng 01 năm 2019

LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên : Nguyễn Tài Tụ
Lớp: 14941DT

MSSV:14141363

Tên đề tài: QUẢN LÝ DỮ LIỆU BỆNH NHÂN TRONG BỆNH VIỆN SỬ
DỤNG CÔNG NGHỆ RFID.
Tuần/ngày

Xác nhận
GVHD

Nội dung

24/09/2018 -

Tìm hiểu Arduino Uno R3. Tìm hiểu Module

30/09/2018

RFID RC522 Tìm hiểu giao tiếp RFID và
Arduino.Tìm hiểu giao tiếp LCD với Arduino

01/10/2018-

Viết chương trình Arduino giao tiếp với RFID

18/10/2018

RC522, hiển thị LCD

20/10/2018-

Tìm hiểu và viết form giao tiếp giứa Arduino và

22/11/2018

máy tính

12/11/2018 -

Tìm hiểu về SQL phpmyadmin và tạo cơ sở dữ

24/11/2018

liệu viết các hàm truy xuất

26/11/2018 -

Kết nối form máy tính với cơ sở dữ liệu. Bắt đầu

01/12/2018

viết luận văn

03/12/2018 -

Tiến hành kết nối các phần lại, tiến hành mô

16/12/2018

phỏng thực tế và cân chỉnh phần cứng, phần
mềm. Viết luận văn

17/12/2018-

Hoàn thành mô hình và nộp cuốn luận văn

10/01/2019
GV HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ và tên)


LỜI CAM ĐOAN
Đề tài này là do tôi tự thực hiện dựa vào một số tài liệu trước đó và không sao chép từ
tài liệu hay công trình đã có trước đó.

Người thực hiện
Nguyễn Tài Tụ


LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cảm ơn đến ThS. Nguyễn Thanh Nghĩa đã trực tiếp hướng dẫn, góp ý,
chia sẻ nhiều kinh nghiệm quý báu cũng như tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện để chúng em
hoàn thành tốt đề tài này.
Em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong Khoa Điện – Điện Tử đã tạo điều kiện
thuận lợi cho chúng em hoàn thành đề tài.
Em cũng gửi lời cám ơn đến các bạn chung nhóm Giáo Viên hướng dẫn, đã chia sẻ kinh
nghiệm, trao đổi những kiến thức và những kinh nghiệm quý báu trong quá trình thực hiện
đề tài.
Xin chân thành cảm ơn!
Người thực hiện đề tài
Bàn Văn Huy
Nguyễn Tài Tụ


MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ................................................................................. i
LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .................................................... ii
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................... iv
MỤC LỤC .......................................................................................................................... v
LIỆT KÊ HÌNH VẼ ........................................................................................................ vii
LIỆT KÊ BẢNG ............................................................................................................... ix
TÓM TẮT .......................................................................................................................... x
Chương 1. TỔNG QUAN ................................................................................................. 1
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ ........................................................................................................... 1

1.2 MỤC TIÊU ............................................................................................................... 1
1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .................................................................................... 1
1.4 GIỚI HẠN ................................................................................................................ 2
1.5 BỐ CỤC .................................................................................................................... 2
Chương 2. CƠ SỞ LÍ THUYẾT ...................................................................................... 3
2.1 TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÍ DỮ LIỆU BỆNH NHÂN TRONG BỆNH VIỆN 3
2.1.1 Phương pháp quản lí dữ liệu bệnh nhân ......................................................... 3
2.1.2 Nhu cầu trong việc quản lí dữ liệu bệnh nhân tại các bệnh viện .................. 3
2.2 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG RFID .................................................................... 4
2.2.1 Giới thiệu Công Nghệ RFID ............................................................................. 4
2.2.2 Các Thành Phần Hệ Thống RFID ................................................................... 5
2.2.3 Ưu và nhược điểm của hệ thống RFID ............................................................ 6
2.3 GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM PHPMYADMIN ................................................ 7
2.3.1 Giới thiệu về phpMyAdmin .............................................................................. 7
2.3.2 Giới thiệu về cơ sở dữ liệu MySQL trong phpMyAdmin .............................. 7
2.4 GIỚI THIỆU VỀ PHẦN CỨNG ............................................................................ 9
2.4.1 Module RFID RC522 ........................................................................................ 9
2.4.2 Thẻ RFID.......................................................................................................... 11
2.4.3 Bộ Vi Xử Lí Trung Tâm Arduino UNO ........................................................ 13
2.4.4 LCD 16x02........................................................................................................ 14
2.4.5 Module I2C LCD ............................................................................................. 15
2.4.6 Chuẩn giao tiếp I2C ........................................................................................ 16
2.5 GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM LẬP TRÌNH CHO VI ĐIỀU KHIỂN ............ 17


2.6 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM LẬP TRÌNH CHO MÁY TÍNH ........................... 19
Chương 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ...................................................................... 22
3.1 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ PHẦN CỨNG ...................................................... 22
3.1.1 Thiết kế sơ đồ khối .......................................................................................... 22
3.1.2 Tính toán và thiết kế mạch ............................................................................. 23

3.1.3 Sơ đồ nguyên lý của toàn mạch ...................................................................... 27
Chương 4. THI CÔNG HỆ THỐNG VÀ KẾT QUẢ................................................... 28
4.1 THI CÔNG PHẦN CỨNG.................................................................................... 28
4.1.1 Thi công board mạch ...................................................................................... 28
4.1.2 Đóng gói và thi công bộ điều khiển ................................................................ 31
4.1.3 Thi công mô hình ............................................................................................. 31
4.1.4 Lập trình cho phần cứng ................................................................................ 32
4.2 LẬP TRÌNH VIẾT PHẦN MỀM ......................................................................... 33
4.2.1 Lưu đồ và giải thuật C# .................................................................................. 33
4.2.2 Thực hiện viết phần mềm ............................................................................... 34
4.3 KẾT QUẢ THỰC HIỆN ....................................................................................... 37
4.3.1 Kết quả thi công phần cứng............................................................................ 37
4.3.2 Hình ảnh mô phỏng ......................................................................................... 37
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ................................................... 41
5.1 KẾT LUẬN ............................................................................................................. 41
5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ........................................................................................ 42
5.3 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM ............................................................. 42
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 47
PHỤ LỤC ......................................................................................................................... 48


LIỆT KÊ HÌNH VẼ
Hình 2.1: Một số thẻ RFID thông dụng hiện nay................................................................ 5
Hình 2.2: Giao tiếp giữa thẻ Tag và đầu đọc ...................................................................... 5
Hình 2.3: Giao diện đăng nhập phpMyAdmin .................................................................... 7
Hình 2.4: Giao diện đăng nhập MySQL ............................................................................. 8
Hình 2.5: Tạo các trường dữ liệu mới ................................................................................. 8
Hình 2.6: Đầu đọc RFID HF ............................................................................................... 9
Hình 2.7: Đầu đọc RFID UHF ............................................................................................ 9
Hình 2.8: Đầu đọc/ghi RFID HF ....................................................................................... 10

Hình 2.9: Module đọc thẻ MFRC522 ............................................................................... 10
Hình 2.10: Thẻ RFID ........................................................................................................ 12
Hình 2.11: Board Arduino UNO ....................................................................................... 13
Hình 2.12: Màn Hình LCD 16x02 .................................................................................... 14
Hình 2.13: Module I2C LCD ............................................................................................ 15
Hình 2.14: Nguyên Lý hoạt động của chuẩn giao tiếp I2C............................................... 16
Hình 2.15: Hướng Dẫn cách Download phần mềm arduino ............................................. 18
Hình 2.16 Hướng dẫn tải phần mềm Arduino IDE ........................................................... 18
Hình 2.17: Giao diện khi cài đặt xong. ............................................................................. 19
Hình 2.18: Hướng dẫn tạo project mới ............................................................................. 20
Hình 2.19: Chạy thử chương trình mẫu. ........................................................................... 21
Hình 3.1: Sơ đồ khối của hệ thống .................................................................................... 22
Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lí mạch nguồn............................................................................. 24
Hình 3.3: Dạng sóng sau khi chỉnh lưu ............................................................................. 24
Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý kết nối module RFID với vi điều khiển ................................. 26
Hình 3.5: LCD 16x02 kết hợp với module I2C ................................................................ 26
Hình 3.6: Sơ đồ nguyên lý toàn hệ thống.......................................................................... 27
Hình 4.1: Sơ đồ bố trí linh kiện của mạch ........................................................................ 28
Hình 4.2: Mạch in sau khi thiết kế .................................................................................... 29
Hình 4.3: Kiểm tra kết nối với Arduino ............................................................................ 30
Hình 4.4: LCD khi kết nối với Arduino ............................................................................ 31
Hình 4.5: Mô hình hoàn chỉnh .......................................................................................... 31
Hình 4.6: Lưu đồ và giải thuật Arduino Uno .................................................................... 32
Hình 4.7: Lưu đồ và giải thuật C#..................................................................................... 33
Hình 4.8: Đăng nhập C# trên Visual Studio ..................................................................... 34
Hình 4.9: Giao diện lầm việc của C# trên Visual Studio .................................................. 35
Hình 4.10: Giao diện đăng nhập sau khi nhập trình.......................................................... 36
Hình 4.11: Giao diện màn hình chính lập trình C# trên Window Form ........................... 36
Hình 4.12: Giao diện đăng nhập vào hệ thống .................................................................. 37
Hình 4.13: Khi đọc mã thẻ thành công ............................................................................. 37

Hình 4.14: Giao diện đăng nhập vào hệ thống .................................................................. 38
Hình 4.15: Giao diện phần mềm sau khi đăng nhập ......................................................... 38


Hình 4.16: Tra cứu thông tin Bệnh Nhân bằng mã thẻ ..................................................... 39
Hình 4.17: Tra thông tin bệnh nhân theo ngày vào ........................................................... 39
Hình 4.18: Tra và xuất thông tin đơn thuốc của bệnh nhân .............................................. 40
Hình 5.1: Giao diện khi đăng nhập ................................................................................... 42
Hình 5.2: Giao diện sau khi đăng nhập thành công .......................................................... 43
Hình 5.3: Giao diện đăng ký tài khoản người dùng .......................................................... 44
Hình 5.4: Tra cứu bằng ngày vào khám ............................................................................ 45
Hình 5.5 : Giao diện tra cứu thông tin bệnh nhân bằng mã thẻ của bệnh nhân ................ 45
Hình 5.6: Giao diện thông tin đơn thuốc........................................................................... 46


LIỆT KÊ BẢNG
Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật của LCD 16X02 .................................................................. 15
Bảng 3.1: Thông số dòng điện và điện áp của các linh kiện trong mạch.......................... 23
Bảng 4.1: Bảng linh kiện sử dụng trong mạch .................................................................. 29


TÓM TẮT
Ngày nay cùng với sự phát triển vược bậc của khoa học kỹ thuật thì điện tử kết hợp với
công nghệ thông tin là một trong những lĩnh vực có nhiều đóng góp thiết thực nhất để phục
vụ cuộc sống của con người, một công cụ hỗ trợ đắc lực nhất trong công tác quản lí dữ liệu,
bên cạnh đó trong lĩnh vực y tế cũng được áp dụng trong việc quản lí các thông tin liên
quan đến các bệnh nhân như: các thông tin cá nhân, hồ sơ bệnh án, lịch sử khám bệnh.
Nhưng sau khi nhóm đã đi tìm hiểu tại các bệnh viện hiện nay thì đa số việc áp dụng
còn rất nhiều hạn chế vì vậy nhóm đã làm đề tài này với mong muốn để giải quyết vấn đề
về quản lí dữ liệu bệnh nhân để giúp giảm bớt thời gian cũng như chi phí cho công tác lưu

trữ dữ liệu bệnh nhân.
Nội dung chính của đề tài quản lý dữ liệu bệnh nhân trong bệnh viện sử dụng công nghệ
RFID, bao gồm:
− Sử dụng board Arduino UNO làm vi điều khiển của khối điều khiển trung tâm.
− Ứng dụng công nghệ RFID trong việc quản lí bệnh nhân.
− Thêm, tra cứu thông tin bệnh nhân qua phần mềm máy tính.
− Quản lí và lưu trữ thông tin bệnh nhân qua database.


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

Chương 1. TỔNG QUAN
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong thời đại khoa học công nghệ phát triển như vũ bão hiện nay, ngày càng có
nhiều công nghệ mới được áp dụng vào thực tiễn. Tại Việt Nam, trong những năm
gần đây đã xuất hiện và ứng dụng rộng rãi một công nghệ mới, đó là RFID (Radio
Frequency Identification- Nhận dạng tần số sóng vô tuyến). RFID nổi lên tại Việt
Nam nhờ có sự hỗ trợ hữu hiệu từ công nghệ số và bán dẫn. Dự báo trong vòng từ 3
đến 5 năm tới, một số lĩnh vực tiềm năng của RFID sẽ xuất hiện như thẻ thông minh
(Smart card), chứng minh nhân dân, hộ chiếu điện tử (E-passport), ngành may mặc,
lĩnh vực giày dép, đông lạnh, xuất khẩu nông sản, hệ thống giao thông công cộng,
quản lý dữ liệu trong bệnh viện...Với những tính năng ưu việt của mình, hiện nay
công nghệ RFID đã và đang được triển khai ngày càng nhiều trong các ứng dụng của
cuộc sống. Với mục đích tìm hiểu phần nào công nghệ mới này để áp dụng vào lĩnh
vực y tế, nhóm đã thực hiện đồ án “QUẢN LÝ DỮ LIỆU BỆNH NHÂN TRONG
BỆNH VIỆN SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ RFID”
Đề tài này ứng dụng những kiến thức lập trình về arduino, truyền số liệu, quản lý cơ
sở dữ liệu trên database để thiết kế một hệ thống sử dụng công nghệ RFID. Dữ liệu
sẽ được quản lý trên một giao diện máy tính cho phép người sử dụng đọc và chỉnh
sửa nội dung bên trong mỗi thẻ của mình quản lý bao gồm thời gian, ngày giờ bệnh

nhân ra, vào viện, và các dữ liệu liên quan đến hồ sơ bệnh án.

1.2 MỤC TIÊU
Tìm hiểu về cách quản lí bệnh nhân ở các bệnh viện. Từ đó thiết kế mô hình phần
cứng của hệ thống mô phỏng theo mô hình đã tìm hiểu. Thiết kế giao diện quản lý
bệnh nhân cho bệnh viện có thể truy xuất các thông tin như: hồ sơ bệnh án, các thông
tin cơ bản, lịch sử khám bệnh. Sau khi đã hoàn thành, đúc kết kiến thức, kinh nghiệm
để tìm hướng phát triển với mong muốn có thể áp dụng vào thực tế ở các bệnh viện
để thuận tiện và tiết kiệm thời gian cho cả bệnh nhân và đội ngũ y bác sĩ.

1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
− Nghiên cứu Arduino UNO và module RFID RF522.
− Tìm hiểu ngôn ngữ C#, cơ sở dữ liệu SQL.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

1


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
− Thiết kế giao diện, viết code để quản lí bệnh nhân.
− Xây dựng CSDL cho hệ thống.
− Thiết kế và thi công mô hình phần cứng của hệ thống.
− Viết code cho vi điều khiển kết nối với các phần cứng.
− Kiểm tra hiệu chỉnh.
− Viết báo cáo.

1.4 GIỚI HẠN
Do đây là đề tài nghiên cứu có giới hạn thời gian nhất định nên đề tài của nhóm
có một số giới hạn:

− Có thể tra cứu lưu trữ được các thông tin cơ bản của bệnh nhân.
− Có thể thêm, xóa, chỉnh sửa, xuất và in các thông tin của bệnh nhân.

1.5 BỐ CỤC
− Chương 1: Tổng quan
Đặt vấn đề, mục tiêu, nội dung nghiên cứu, giới hạn và bố cục đề tài.
− Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Trình bày về quy trình hoạt động của hệ thống. Giới thiệu phần cứng và các phần
mềm công cụ được sử dụng trong đề tài.
− Chương 3: Tính toán và thiết kế
Giới thiệu về hệ thống, tính toán thiết kế phù hợp, sơ đồ nguyên lý, lưu đồ giải
thuật, thi công hệ thống và viết phần mềm.
− Chương 4: Thi công hệ thống và kết quả
Trình bày quá trình thi công mạch, kết quả đạt được.
− Chương 5: kết luận và hướng phát triển
Trình bày nhận xét các kết quả đạt được từ mô hình, mức độ hoàn thiện đề tài và
trình bày kết luận nêu hướng phát triển.
− Chương 6: Tài liệu tham khảo và phụ lục
Tài liệu tham khảo và phụ lục.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

2


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÍ THUYẾT

Chương 2. CƠ SỞ LÍ THUYẾT
2.1 TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÍ DỮ LIỆU BỆNH NHÂN TRONG BỆNH
VIỆN

2.1.1 Phương pháp quản lí dữ liệu bệnh nhân
Ngày nay cùng với sự phát triển vược bậc của khoa học kỹ thuật thì điện tử kết
hợp với công nghệ thông tin là một trong những lĩnh vực có nhiều đóng góp thiết thực
nhất để phục vụ cuộc sống của con người, một công cụ hỗ trơ đắc lực nhất trong công
tác quản lí dữ liệu, bên cạnh đó trong lĩnh vực y tế cũng được áp dụng trong việc quản
lí các thông tin liên quan đến bệnh nhân như: các thông tin cá nhân, hồ sơ bệnh án,
lịch sử khám bệnh, nhưng sau khi tìm hiểu tại các bệnh viện hiện nay thì đa số việc
áp dụng còn rất nhiều hạn chế vì vậy nhóm đã làm đề tài với mong muốn để giải
quyết vấn đề về quản lí dữ liệu bệnh nhân.

2.1.2 Nhu cầu trong việc quản lí dữ liệu bệnh nhân tại các bệnh viện
Trong quá trình tìm hiểu tại nhiều nơi và xem nhiều tài liệu khác nhau, một bệnh
viện có rất nhiều khoa như: khoa xét nghiệm, khoa sinh hóa, khoa thần kinh, khoa tai
mũi họng. Trong mỗi khoa còn có rất nhiều các phòng ban nhỏ nên lượng thông tin
của bệnh nhân rất khó kiểm soát. Trong nội dung của đề tài nhóm đã nghiên cứu
khách quan làm đề tài để đồng bộ tất cả các dữ liệu của bệnh nhân lại để người dùng
dễ dàng trong công tác quản lí và từ những thông tin đã tìm hiều trước đó đề tài sẽ có
những yêu cầu sau:
− Phần mềm có chức năng thêm, xóa, chỉnh sửa các thông tin của bệnh nhân thông
qua tài khoản của người dùng hoặc cho phép tạo tài khoản để đăng nhập.
− Lưu trữ được thông tin bệnh nhân với số lượng lớn.
− Đáp ứng và dễ dàng tìm kiếm tất cả các thông tin cơ bản của bệnh nhân.
− Cho phép người dùng tìm kiếm thông tin bệnh nhân với mã thẻ đọc được của mỗi
bệnh nhân. Quản lý các thông tin cơ bản của bệnh nhân như: họ và tên, địa chỉ,
số điện thoại, ngày vào, ngày ra, và hồ sơ khám bệnh.
− Quản lý và xuất hồ sơ của bệnh nhân theo mã thẻ, ngày vào hoặc cho từng đơn
thuốc khác nhau của bệnh nhân.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

3


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÍ THUYẾT

2.2 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG RFID
2.2.1 Giới thiệu Công Nghệ RFID
Công nghệ RFID (Radio Frequency Identification) là công nghệ nhận dạng đối
tượng bằng sóng vô tuyến, cho phép một thiết bị đọc có thể đọc thông tin chưa trong
một thiết bị khác ở một khoảng cách gần mà không cần phải có một sự tiếp xúc vật
lý nào. Một hệ thống RFID thường bao gồm 2 phần chính là thẻ tag (chip RFID chứa
thông tin) và bộ đọc (reader) đọc các thông tin trên chip [1].
Kỹ thuật RFID sử dụng truyền thông không dây trong tải tần sóng vô tuyến để
truyền dữ liệu từ các thẻ tag đến bộ đọc. Bộ đọc dữ liệu của tag và gửi thông tin để
hệ thống để xử lý trên cơ sở dữ liệu [1].
Dạng đơn giản và phổ biến nhất được sử dụng hiện nay là hệ thống RFID bị động.
Trong đó bộ đọc truyền một tín hiệu tần số vô tuyến thông qua anten đến một con
chip, sau đó bộ đọc sẽ nhận lại thông tin phản hồi từ chip và gửi đến máy tính để xử
lý thông tin. Các con chip từ các thẻ tag này không cần nguồn nuôi, chúng sử dụng
năng lượng phát ra từ tín hiệu được gửi bởi bộ đọc [1].
Thẻ RFID là thiết bị có thể lưu trữ và truyền dữ liệu về bộ đọc bằng sóng vô tuyến.
Trong đó các thẻ thường lưu trữ thông tin về các sản phẩm nào đó.
Dữ liệu có thể là một số nhận dạng đơn giản được lưu trữ trong một thẻ chỉ đọc
hoặc dữ liệu phức tạp hơn. Các thẻ phức tạp hơn này có thể chứa được các dữ liệu về
ngày sản xuất số serial, hoặc thậm chí một số loại đặc biệt còn chưa các cảm biến để
theo dõi nhiệt độ trung bình hoặc các loại dữ liệu khác.
Thẻ RFID gồm chip bán dẫn nhỏ (bộ nhớ của chip có thể chứa từ 96 đến 512 bit
dữ liệu, nhiều gấp 64 lần so với mã vạng) 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 sản xuất thành các 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. Khi thẻ đi vào vùng sóng điện từ, nó sẽ phát hiện ra tín hiệu kích
hoạt từ đầu đọc và sẽ phát thông tin nhận dạng đến đầu đọc. Đầu đọc giải mã dữ liệu
được mã hóa trong chip (sóng vô tuyến phản xạ từ thẻ) và gửi vào hệ thống để xử lý.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

4


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÍ THUYẾT

Hình 2.1: Một số thẻ RFID thông dụng hiện nay

Hình 2.2: Giao tiếp giữa thẻ Tag và đầu đọc

2.2.2 Các Thành Phần Hệ Thống RFID
Một hệ thống RFID bao gồm các thành phần sau:
− Reader: là thành phần bắt buộc, thường được tích hợp sẵn cả anten.
− Thẻ tag: là thành phần bắt buộc với mọi hệ thống RFID.
− Thiết bị xử lý: bao gồm các vi xử lý có khả năng nhận được mã tag được gửi về
từ reader, sau đó gửi lên hệ thống.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

5


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÍ THUYẾT

− Ngoài ra các hệ thống lớn còn được kết nối với các máy tính, hạ tầng mạng để
truyền nhận thông tin của thẻ tag, thực hiện các tác vụ như liên kết tài khoản, thông
tin, tiền phí...Cũng như có các cơ cấu chấp hành để thực thi các yêu cầu đặt ra với hệ
thống.

2.2.3 Ưu và nhược điểm của hệ thống RFID
➢ Ưu điểm
− Đọc với tốc độ cao mà không cần tiếp xúc vậy lý: nhiều đối tượng có thể được
quét tại cùng một thời điểm, có thể lên đến 40 thẻ trong 3 giây làm giảm thời gian
hoạt động tăng năng suất của hệ thống.
− Khả năng đọc và ghi dữ liệu nhiều lần: một số thẻ cho phép đọc và ghi dữ liệu
nhiều lần, từ đó làm giảm chi phí hoạt động của hệ thống, cũng như của người sử
dụng.
− Nhỏ gọn, bền: các thẻ RFID hoạt động khá tốt trong môi trường không thuận lợi
(nóng ẩm, bụi bẩn...).
− Một số thẻ RFID, đặc biệt là các thẻ thụ động không cần phải cung cấp nguồn
để có thể hoạt động, từ đó nâng cao tính tiện lợi của hệ thống.
− Việc áp dụng công nghệ RFID vào các lĩnh vực của đời sống làm tăng năng suất
lao động, đồng thời tự động hoát các quy trình, sản xuất, thay thế các hoạt động đòi
hỏi việc phải lặp đi lặp lại với tần suất cao của con người, từ đó giảm thiểu, triệt tiêu
những sai sót có thể xảy ra.
− Kiểm kê với tốc độ cao mà không cần tiếp xúc: Nhiều đối tượng có thể được
quét tại cùng một thời điểm, có thể lên đến 40 thẻ trong 1 giây. Kết quả là thời gian
để đếm các đối tượng đã giảm thực sự.
➢ Nhược điểm
− Khả năng kiểm soát các thiết bị còn hạn chế: thẻ dễ bị nhiều sóng trong môi
trường nước và kim loại.
− Các đầu đọc có thể đọc chồng lên nhau: vì nhiệm vụ của các đầu đọc thẻ là gửi
tín hiệu đến các thẻ tag, sau đó nhận tín hiệu gửi về, vì thế trong một số trường hợp
có thể xảy ra việc đọc chồng chéo lên nhau.

− Giá thành của hệ thống RFID hiện nay vẫn còn khá cao, xét đến tính thực tế ở
Việt Nam thì vẫn chưa thể ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

6


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÍ THUYẾT

2.3 GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM PHPMYADMIN
2.3.1 Giới thiệu về phpMyAdmin
PhpMyAdmin là phần mềm mã nguồn mở được viết bằng ngôn ngữ PHP nhằm
giúp người dùng (thường là các nhà quản trị cơ sở dữ liệu hay database administrator)
có thể quản lý cơ sở dữ liệu MySQL thông qua giao diện web thay vì sử dụng giao
diện cửa sổ dòng lệnh (command line interface). Sử dụng phpMyAdmin người dùng
có thể thực hiện được nhiều tác vụ khác nhau như khi sử dụng cửa sổ dòng lệnh. Các
tác vụ này bao gồm việc tạo, cập nhật và xoá các cơ sở dữ liệu, các bảng, các trường,
dữ liệu trên bảng, phân quyền và quản lý người dùng phpMyAdmin là một công cụ
hoàn hảo để duyệt cơ sở dữ thể được coi là một công cụ quản trị đầy đủ tính năng.
2.3.2 Giới thiệu về cơ sở dữ liệu MySQL trong phpMyAdmin

Hình 2.3: Giao diện đăng nhập phpMyAdmin
➢ Giới thiệu
SQL là viết tắt của cụm từ Structure Query Language, tạm dịch là ngôn ngữ truy
vấn có cấu trúc hay được gọi là Cơ sở dữ liệu Thông qua phpMyAdmin nó người
dùng có thể quản lý cơ sở dữ liệu MySQL thông qua giao diện web phpMyAdmin

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

7


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÍ THUYẾT
online người sử dụng có thể thực hiện nhiều tác vụ khác nhau như cập nhập chỉnh sửa
bảng, trường dữ liệu, phân quyền cho người dùng.

Hình 2.4: Giao diện đăng nhập MySQL
Hướng dẫn tạo cơ sở dữ liệu và truy vấn

Hình 2.5: Tạo các trường dữ liệu mới
Trong giao diện đăng nhập MySQL ta chọn New để tạo một database có tên
timkiem trong cơ sở dữ liệu tìm kiếm ta chọn new để tạo các cơ sở dữ liệu. Trong

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

8


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÍ THUYẾT
các cơ sở dữ liệu ta chọn “chèn” để điền các thông tin vào để chỉnh sửa thông tin ta
chọn “thay đổi”.

2.4 GIỚI THIỆU VỀ PHẦN CỨNG
2.4.1 Module RFID RC522
➢ Giới thiệu các loại đầu đọc RFID
Trên thị trường có rất nhiều loại đầu đọc thẻ RFID. Nó đa dạng về kiểu, màu sắc,
loại kết nối... Sau đây là một số đầu đọc có trên thị trường:

Hình 2.6: Đầu đọc RFID HF

Hình 2.6 trình bày loại đầu đọc ở dãy tần HF 13.56MHz. Là loại đầu đọc có dây
và có thêm bộ driver đính kèm cho việc giao tiếp máy tính. Thiết bị này chỉ có chức
năng đọc dữ liệu từ thẻ mà không thể ghi dữ liệu.

Hình 2.7: Đầu đọc RFID UHF

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

9


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÍ THUYẾT
Hình 2.5 trình bày loại đầu đọc hoạt động ở dãy tần số UHF. Là loại đầu đọc di
động và chỉ cho chức năng đọc dữ liệu từ thẻ mà không thể ghi dữ liệu. Đây cũng là
loại có giá cao nhất trong các loại đầu đọc RFID trên thị trường.
Hình 2.6 trình bày loại đầu đọc/ghi dữ liệu rẻ nhất trên thị trường. Thiết bị hoạt
động ở tần số 13.56MHz. Cho phép ghi/ đọc dữ liệu lên thẻ cũng như tương thích kết
nối với đa số vi xử lý trên thị trường. Vì những thuận lợi mà thiết bị này mang đến
nên nhóm nghiên cứu đã chọn module này làm thiết bị đọc RFID chính [3].

Hình 2.8: Đầu đọc/ghi RFID HF
➢ Giới thiệu module MFRC522

Hình 2.9: Module đọc thẻ MFRC522
Module MFRC522 là module đọc/ghi trong môi trường giao tiếp tại tần số
13.56MHz. Module hỗ trợ đọc các chuẩn ISO/IEC 1443 A/MIFARE và NTAG.
Module MFRC522 hỗ trợ hầu hết các loại thẻ MF1xxS20, MF1xxS70 và MF1xxS50.
Module còn hỗ trợ giao tiếp và cho phép tốc độ truyền lên tới 848 kBd trong cả hai
chiều đối với thẻ MIFARE.
➢ Chức năng chân và Thông số kỹ thuật.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

10


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÍ THUYẾT
− Chức năng chân:
+ SDA(CS): chân lựa chọn chip khi giao tiếp SPI (kích hoạt mức thấp).
+ SCK: chân xung trong chế độ SPI.
+ MOSI (SDI): master data out - slave in trong chế độ giao tiếp SPI.
+ MISO (SDO): master data in – slave out trong chế độ giao tiếp SPI.
+ IRQ: chân ngắt.
+ GND: chân mass.
+ RST: chân reset module.
+ VCC: nguồn cung cấp 3.3V.
− Thông số kỹ thuật cơ bản MFRC522:
+ Nguồn: 3.3VDC, 13-26mA.
+ Tần số sóng mang: 13.56MHz.
+ Khoảng cách hoạt động:0 ~60mm (mifare1 card).
+ Giao tiếp: SPI, I2C, UART.
+ Tốc độ truyền dữ liệu: tối đa 10Mbit/s.
+ Các loại Card RFID (tag) hỗ trợ: mifare1 S50, mifare1 S70, mifare UltraLight,
mifare Pro, mifare Desfire.
+ Kích thước: 40mm x 60 mm.
➢ Nguyên lý hoạt động
Module MFRC522 là một reader nên có sẽ phát ra sóng điện từ có tần số
13.56MHz qua anten. Khi có một thẻ tag nằm trong vùng hoạt động, thẻ tag sẽ nhận
ra sóng điện từ này và thẻ sẽ thu nhận sóng này làm năng lượng. Từ đó phát lại cho
module MFRC522 biết mã số cũng như dữ liệu của thẻ. Module sẽ đọc mã số thẻ và

dữ liệu để thực thi một nhiệm vụ mà người sử dụng yêu cầu.
➢ Kết nối module MFRC522 với Arduino
Để module MFRC522 có thể đọc/ghi dữ liệu lên thẻ tag cũng như giao tiếp dữ liệu
với máy tính, ta cần kết nối module này với Arduino thông qua chuẩn giao tiếp SPI.
2.4.2 Thẻ RFID
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại thẻ RFID với nhiều kích thước và mẫu
mã khác nhau nhưng chúng đều có cấu tạo các phần cơ bản như nhau gồm 2 thành
phần cơ bản: Chip lưu trữ một số thứ tự duy nhất, hoặc thông tin khác dựa trên loại

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

11


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÍ THUYẾT
thẻ và anten được gắn với vi mạch truyền thông tin từ chip đến bộ đọc, một anten
được gắn với vi mạch truyền thông tin từ chip đến bộ đọc, một anten càng lớn.

Hình 2.10: Thẻ RFID
➢ Các loại thẻ RFID được chia làm 3 loại cơ bản và thông dụng là:
− Thẻ thụ động (Passive tag): Thẻ thụ động hay nhãn dán thụ động là thẻ không
có nguồn năng lượng. Ngay khi mà dòng điện được gây ra bởi những tín hiệu sóng
radio đi vào trong ăng-ten cung cấp đủ năng lượng cho mạch tích hợp CMOS (IC)
trong thẻ, mạch bắt đầu hoạt động và thẻ truyền tín hiệu phản hồi lại. Điều này có
nghĩa là khi thẻ thụ động đi qua máy đọc, năng lượng của sóng radio phát từ máy đọc
sẽ cung cấp năng lượng cho chip và đánh thức nó để thu nhận thông tin mà nó lưu
giữ. Điều này có nghĩa là anten phải thiết kế để thu năng lượng từ cả hai tín hiệu đến
và tín hiệu phản lại truyền ra. Chính vì nó không có nguồn nuôi bên trong thẻ, nên
những thẻ thụ động và nhãn dán thụ động có kích thước khá nhỏ, vì thể nó cũng không
có khoảng cách đọc quá xa.

− Thẻ bán chủ động (Semi-active tag): Thẻ bán chủ động RFID tương đối giống
với thẻ thụ động, trừ phần có thêm một pin nhỏ. Pin này cho phép IC của thẻ được
cấp nguồn liên tục, giảm bớt sự cần thiết trong thiết kế anten thu năng lượng từ tín
hiệu quay lại. Các thẻ bán thụ động không chủ động truyền tín hiệu vô tuyến về đầu
đọc, mà nó nằm im bảo tồn năng lượng cho tới khi nhận được tín hiệu vô tuyến từ
đầu đọc, nó sẽ kích hoạt hệ thông hoạt động. Thẻ bán chủ động RFID nhanh hơn

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

12


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÍ THUYẾT
trong sự phản hồi lại vì vậy mạnh hơn trong việc đọc số truyền so với thẻ chủ động.
Do đó khoảng cách đọc của nó cũng xa hơn so với thẻ thụ động.
− Thẻ chủ động (Active tag): Đây là loại thẻ khác so với hai loại trên, thẻ chủ động
RFID có nguồn năng lượng trong chính bản thân, được sử dụng để cung cấp nguồn
cho tất các các IC và phát ra tín hiệu. Chúng thường được gọi là đèn hiệu bởi vì chúng
phát các tín hiệu mà chúng nhận được. Thẻ chủ động có vùng hoạt động rộng hơn, có
thể lên tới vài chục mét, trong khi bộ nhớ của nó cũng lớn hơn, cho phép lưu trữ và
truyền nhiều dữ liệu hơn.
Trong khuôn khổ đề tài này sử dụng thẻ thụ động (Passive tag).

2.4.3 Bộ Vi Xử Lí Trung Tâm Arduino UNO
➢ Giới thiệu

Hình 2.11: Board Arduino UNO
Arduino là dự án nguồn mở, làm việc dựa trên bo mạch điện tử bao gồm một vi
điều khiển, các đầu vào/đầu ra, một ngôn ngữ lập trình và một IDE (trình soạn thảo
trong môi trường phát triển tích hợp). Arduino là một công cụ để thực hiện các ứng

dụng tương tác độc lập hoặc có thể được kết nối với phần mềm trên máy tính (chẳng
hạn như là Flash, Max/MSP…).
Arduino UNO R3 là dòng mạch phổ biến nhất trong các dòng mạch Arduino,
phiên bản R3 là phiên bản mới nhất, có độ chính xác và độ bền cao hơn rất nhiều so
với Arduino UNO phiên bản cũ. Arduino UNO R3 có thể sử dụng 3 vi điều khiển họ
8bit AVR là Atmega8, Atmega168, Atmega328. Bộ điều khiển này có thể điều khiển
led đơn, điều khiển động cơ, xử lí các tín hiệu, thu thập dữ liệu từ cảm biến để hiển
thị lên màn hình LCD...và còn rất nhiều ứng dụng khác mà Arduino có thể xử lý [4].

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

13


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÍ THUYẾT
➢ Thông số kỹ thuật
Các thông số kĩ thuật chính:
− Sử dụng vi điều khiển Atmega328 họ 8 bit.
− Có 14 chân I/O Digital. Trong đó có 6 chân có thể được sử dụng là ngõ ra cấp
xung PWM.
− Có 6 ngõ ra Analog với độ phân giải 10 bit.
− Điện áp hoạt động là 5Vdc được cấp thông qua cổng USB.
− Điện áp khuyên dùng là từ 7V đến 12V.
− Điện áp vào giới hạn từ 6V đến 20V.
− Bộ nhớ Flash: 32kB với 0,5kB được dùng cho Bootloader.
− SRAM: 2kB.
Arduino UNO R3 có thể được cấp nguồn 5V thông qua cổng USB hoặc cấp nguồn
ngoài với điện áp khuyên dùng là 7V đến12V và giới hạn là 6V đến 20V. Thông
thường nếu không cấp nguồn bằng cáp USB thì nên cấp nguồn bằng pin 9V. Bởi vì
nếu cấp nguồn vượt quá ngưỡng giới hạn trên thì Arduino UNO sẽ dễ dàng bị hỏng.

Vi điều khiển Atmega328 tiêu chuẩn cung cấp cho người dùng các thông số sau:
− 32KB bộ nhớ Flash: những câu lệnh được lập trình sẽ được lưu trữ trong bộ nhớ
Flash của vi điều khiển. Thường sẽ có vài KB được sử dụng cho Bootlader.
− 2KB cho SRAM: Giá trị các biến được khai báo khi lập trình sẽ lưu ở đây. Trong
chương trình khai báo càng nhiều biến thì càng cần nhiều bộ nhớ RAM.
− 1KB cho EEPROM: là nơi có thể đọc và ghi dữ liệu vào mà không lo bị xóa khi
mất điện giống như dữ liệu trên SRAM.
2.4.4 LCD 16x02
➢ Giới thiệu
LCD là một thiết bị được sử dụng rất nhiều trong các ứng dụng của vi điều khiển.
LCD có nhiều ưu điểm hơn các dạng hiển thị khác như: có khả năng hiển thị đa dạng
nhiều ký tự, các ký tự rất trực quan (gồm chữ, số, ký tự để đồ họa), dễ dàng ứng dụng

Hình 2.12: Màn Hình LCD 16x02

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

14


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÍ THUYẾT
theo nhiều giao thức giao tiếp khác nhau, ít chiếm tài nguyên hệ thống và giá thành
hợp lý. LCD có nhiều loại về số chân nhưng chủ yếu là hai loại 14 chân và 16 chân.
Điểm khác nhau giữa hai loại này là 16 chân sẽ có thêm chân nguồn cho đèn nền, còn
các chân còn lại không thay đổi [2].
➢ Thông số kỹ thuật
Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật của LCD 16X02
STT

Tên

I/O

Chức năng

1

VSS

Nguồn

Chân nối GND

2

VDD

Nguồn

Chân cấp nguồn cho LCD

3

VCC

Điện áp

Chân cho phép điều khiển sự tương phản

4

RS

InPut

Chân chọn thanh ghi

5

RW

InPut

Chân để chọn chế độ đọc/ghi dữ liệu:
− Nối mức “0” để LCD hoạt động ở chế độ ghi
− Nối mức “1” để LCD hoạt động ở chế độ đọc

6

E

InPut

Chân cho phép

7-14

DB0-DB7

I/O

Chân dữ liệu có 2 chế độ hoạt động:
− Chế độ 8 bit: dữ liệu truyền trên 8 đường
− Chế độ 4 bit: dữ liệu truyền trên đường D4 –
D7.

15

A

Input

Chân cấp nguồn 5V.

16

K

Input

Chân nối GND

2.4.5 Module I2C LCD

Hình 2.13: Module I2C LCD

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

15