THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỂM DANH SINH VIÊN DÙNG RFID

ĐAMH2 – Hệ thống điểm danh sử dụng RFID

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ - CÔNG NGHIỆP



ĐỒ ÁN
MÔN HỌC 2
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỂM DANH SINH
VIÊN DÙNG RFID

GVHD:

PGS. TS. NGUYỄN THANH HẢI

SVTH:

MSSV

HÀ GIA KÍNH

16141189

NGUYỄN NHẬT PHA

16141224

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2019

1


ĐAMH2 – Hệ thống điểm danh sử dụng RFID

Lời cảm ơn
Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Thanh Hải đã tận tình
trực tiếp hướng dẫn, góp ý và tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em hoàn thành đề
tài này.
Em cũng xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong Khoa Điện – Điện tử cùng
các bạn sinh viên trong Khoa đã đóng góp ý kiến và kinh nghiệm trong quá trình
em thực hiện đề tài này. Tuy nhiên trong quá trình thực hiện, do kiến thức và kinh
nghiệm thực tế của chúng em còn hạn chế, nên không thể tránh khỏi nhiều sai sót.
Vì vậy, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của thầy để em được
hiểu biết hơn trong quá trình học tập tiếp theo.
Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn!
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2019
Nhóm sinh viên thực hiện
Hà Gia Kính
Nguyễn Nhật Pha

2


ĐAMH2 – Hệ thống điểm danh sử dụng RFID

ĐỀ CƯƠNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC
I.

Tên đề tài

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG ĐIỂM DANH SINH VIÊN SỬ
DỤNG RIFD
Giáo Viên Hướng Dẫn: thầy Nguyễn Thanh Hải
Sinh Viên Thực Hiện:

-

Sinh Viên 1: Hà Gia Kính

MSSV:16141189

-

Sinh Viên 2: Nguyễn Nhật Pha

MSSV:16141224

Học kỳ 1_Năm 2019-2020
II.

Tổng quan quan và lý do chọn đề tài :
Công nghệ ngày càng phát triển kéo theo đó là hàng loạt các máy móc thiết

bị được các công ty phát triển. Song song với sự phát triển của các máy móc,
thiết bị thì vi xử lý cùng công nghệ cảm biến cũng tạo ra một cuộc cách mạng
đảm nhiệm các chức năng thay cho con người trong các quy trình công nghiệp
và dân dụng đòi hỏi sự chính xác, tốc độ và khả năng làm việc liên tục mà con
người không làm được.
Kết hợp vi xử lý và cảm biến đã tạo ra nhiều ứng dụng giúp ích cho con
người. Có thể kể đến dùng làm máy chấm công trong các trường học, công ty,

doanh nghiệp.
Làm cách nào để có thể nhận biết chính xác đối tượng mình cần quản lý,
tránh sai sót hoặc gian lận là vấn đề lớn nhất của máy chấm công từ trước đến
nay. Tuy nhiên hầu hết các giải pháp này đều sử dụng riêng lẻ. Chính vì vậy để
tạo tính mới cho mô hình đã phá phổ biến này, nhóm tiến hành thiết kế và thi
công mô hình điểm danh bằng đề tài: “THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG
ĐIỂM DANH SINH VIÊN SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN PIC 16F877A VÀ
RFID ” .
3


ĐAMH2 – Hệ thống điểm danh sử dụng RFID

III.

Mục tiêu và giới hạn :

3.1 Mục tiêu:
-Tìm hiểu về dòng vi xử lí 16F887A cùng các ngoại vi giao tiếp, song song đó là
tìm hiểu về RFID và các ngoại vi khác, kết hợp cùng với sự điều khiển của vi
xử lí ,tương tác từ màn hình LCD 16x2 nhằm tạo ra một thiết bị có khả năng
điểm danh bằng hình thức: quét thẻ.
3.2 Giới hạn
-Sử dụng 1 module RFID RC522 để tiến hành điểm danh.
-Sử dụng 1 module PL2303 để gửi và truyền dữ liệu từ vi xử lí qua máy tính.
-Giao tiếp giữa module RFID RC522 với vi xử lí 16F887A.
-Giao diện được xây dựng và xử lý trên màn hình LCD 16x2.
-Xử lý việc điểm danh bằng file Excel lưu sẵn trong thẻ nhớ.
-Tiến hành đưa dữ liệu lên server để dễ dàng quản lý từ xa.
-Sử dụng 1 module RFID RC522 để tiến hành điểm danh.

IV.

Nội dung thực hiện :

-Thiết kế sơ đồ khối và nguyên lý chức năng của từng khối.
-Vẽ sơ đồ mạch.
-Thiết kế ,thi công hệ thống
-Lắp ráp các khối điều khiển vào mô hình.
-Viết chương trình điều khiển.
-Nạp chương trình vào vi điều khiển
-Chạy thử nghiệm hệ thống.
-Kiểm tra, tinh chỉnh hoàn thiện hệ thống.
-Viết báo cáo.
-Báo cáo đồ án môn học 2.
V.

Tài liệu tham khảo:

[1]

Nguyễn Đình Phú, Phan Vân Hoàn, Trương Ngọc Anh, Giáo trình: Thực

hành vi điều khiển Pic, NXB đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2017.
4


ĐAMH2 – Hệ thống điểm danh sử dụng RFID

[2]

Nguyễn Việt Hùng, Nguyễn Ngô Lâm, Nguyễn Văn Phúc, Đặng Phước

Hải Trang, giáo trình kỹ thuật truyền số liệu, NXB ĐH Quốc Gia, Tp. Hồ Chí
Minh, 2013.
[3]

Hoàng Ngọc Văn, Giáo trình thực hành điện tử công suất, 2015.

[4]

MaViet, Tìm hiểu về RFID, />
rfid.html 15/11/2018.
[5] .

Nguyễn Đình Phú, Nguyễn Trường Duy, “Giáo Trình: Kỹ Thuật Số”,

Xuất bản ĐH Quốc Gia, Tp.HCM, 2013.
[6].

Nguyễn Đình Phú, “Giáo trình Vi Xử Lý”, NXB Trường Đại Học Sư Phạm

Kĩ Thuật TP.HCM, 2016.

Ngày tháng 12 năm2019
Xác nhận của GVHD

5


ĐAMH2 – Hệ thống điểm danh sử dụng RFID

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ
TP.HCM

NGHĨA VIỆT NAM

KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

Độc lập- Tự do- Hạnh phúc

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
G. viên hướng dẫn:

PGS.TS Nguyễn Thanh Hải

Sinh viên thực hiện:

Hà Gia Kính

MSSV: 16141189

Nguyễn Nhật Pha

MSSV: 16141224

Ngành: Công nghệ kĩ thuật Điện tử, truyền thông
Tên đề tài: Thiết kế và thi công hệ thống điểm danh sinh viên sử dụng RFID
NHẬN XÉT
1.Về nội dung đề tài và khối lượng thực hiện:
……………………………………………………………………………………

….........…………………………………………………………………………...
2. Ưu điểm:
……………………………………………………………………………………
….………………………………………………………………………………..
3. Khuyết điểm:
…………………………………………………………………………………….
.……………………………………………………………………………………
4. Đánh giá loại:
……………………………………………………………………………………
Điểm:……………….( Bằngchữ:………………………………………………...)

6


ĐAMH2 – Hệ thống điểm danh sử dụng RFID

Tp Hồ Chí Minh, ngày

tháng 12 năm 2019

Xác nhận của GV viên hướng dẫn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ
TP.HCM

NGHĨA VIỆT NAM

KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

Độc lập- Tự do- Hạnh phúc

BẢNG MÔ TẢ CÔNG VIỆC
Họ tên sinh viên 1: Hà Gia Kính

MSSV: 16141189

Họ tên sinh viên 2: Nguyễn Nhật Pha

MSSV: 16141224

Tên đề tài:
Thiết kế và thi công hệ thống điểm danh sinh viên sử dụng RFID
1. MÔ TẢ MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
- Hiểu được nguyên lí cơ bản của mạch điều khiển
- Thiết kế được mạch điều khiển
- Thi công mạch
- Hoàn thiện mạch
2. MÔ TẢ CÔNG VIỆC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI CỦA TỪNG SINH
VIÊN
Họ và tên sinh viên 1: Hà Gia Kính
Các công việc thực hiện trong đề tài:

STT

Nội dung công việc

1

Tìm hiểu đề tài

2

Thiết kế sơ đồ nguyên lí

3

Tính toán lựa chọn linh kiện

7


ĐAMH2 – Hệ thống điểm danh sử dụng RFID

4

Viết chương trình điều khiển

5

Viết báo cáo

Họ và tên sinh viên 2: Nguyễn Nhật Pha
Các công việc thực hiên trong đề tài:

STT

Nội dung công việc

1

Tìm hiểu đề tài

2

Viết chương trình điều khiển

3

Thi công mạch

4

Cân chỉnh mạch

5

Viết báo cáo

Sinh viên 1

Sinh viên 2

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

XÁC NHẬN CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)

8

ĐAMH2 – Hệ thống điểm danh sử dụng RFID

MỤC LỤC
Chương 1:...........................................................................................................12
GIỚI THIỆU.......................................................................................................12
1.1

. TỔNG QUAN VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI.........................................12

1.2. MỤC TIÊU VÀ GIỚI HẠN......................................................................13
1.2.1. Mục tiêu..............................................................................................13
1.2.2. Giới hạn..............................................................................................13
1.3. NỘI DUNG THỰC HIỆN........................................................................13
Chương 2:...........................................................................................................14
CƠ SỞ LÍ THUYẾT...........................................................................................14
2.1. BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM PIC 16F877A................................................14
2.3. LCD 16X2.................................................................................................18
Bảng 2-3. Bảng thông tin chân LCD...............................................................19
2.4. THIẾT BỊ QUẸT THẺ ĐIỂM DANH RFID............................................19
2.4.1. Giới thiệu RFID..................................................................................20
2.4.2. Hệ thống RFID gồm những thành phần cơ bản sau:..........................20
2.4.3.

Độ bảo mật và tin cậy:...................................................................21

2.5. MODULE MFRC 522..............................................................................21
2.6. PL2303 – USB2COM............................................................................22
2.7. PC..........................................................................................................23

2.8. MẠCH ỔN ÁP..........................................................................................23
9


ĐAMH2 – Hệ thống điểm danh sử dụng RFID

2.9. TRANSISTOR C1815..............................................................................24
Chương 3:...........................................................................................................26
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ....................................................................................26
3.1. GIỚI THIỆU.............................................................................................26
3.2. THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI.........................................................................26
3.3. THIẾT KẾ MẠCH....................................................................................27
3.3.1. Khối điều khiển trung tâm..................................................................27
3.3.2. Khối nguồn 5V...................................................................................27
3.3.3. Khối nguồn 3,3V................................................................................28
3.3.4. Khối hiển thị.......................................................................................29
Bảng 3.6 Cấu trúc các chân LCD 16X2.......................................................30
3.3.5. Khối âm thanh....................................................................................30
3.3.6. Khối nút nhấn.....................................................................................30
3.4. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TOÀN MẠCH.....................................................31
Chương 4:...........................................................................................................33
THI CÔNG MẠCH, MÔ HÌNH VÀ VIẾT CHƯƠNG TRÌNH.........................33
4.1. THI CÔNG PCB.......................................................................................33
4.1.1. BẢNG DANH SÁCH LINH KIỆN...................................................33
4.1.2. VẼ PCB..............................................................................................33
4.1.2. HÀN LINH KIỆN..............................................................................35
4.2. VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN..................................................36
4.2.1. LƯU ĐỒ CHƯƠNG TRÌNH.............................................................36
4.2.2. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM PIC C COMPILER................................37
KẾT QUẢ THỰC HIỆN....................................................................................51

10


ĐAMH2 – Hệ thống điểm danh sử dụng RFID

5.1. KẾT QUẢ THỰC HIỆN...........................................................................51
Chương 6:...........................................................................................................56
KẾT LUẬN.........................................................................................................56
6.1. KẾT LUẬN:..............................................................................................56
6.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN............................................................................56

11


ĐAMH2 – Hệ thống điểm danh sử dụng RFID

Chương 1:
GIỚI THIỆU
1.1 . TỔNG QUAN VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Hiện nay, với sự phát triển của khoa học, các ứng dụng công nghệ thông
minh ngày càng được sử dụng trong cuộc sống hằng ngày nhằm mục đích phục
vụ tốt cho con người. Hệ thống điểm danh thông minh sử dụng RFID là một
trong những ứng dụng được phát minh trong thời đại công nghệ này. Các hệ
thống điểm danh thông minh RFID đươc lắp đặt rộng rãi trong các trường học,
thư viện, cơ quan, … nhằm kiểm soát, quản lý nhân sự.
Giải pháp điểm danh sinh viên bằng công nghệ RFID giúp quá trình quản
lý dạy học, quản lý sinh viên, quản lý mọi diễn biến hiện diện và địa điểm, vị trí
của đối tượng quản lý được dễ dàng nhanh chóng và chính xác, giúp nâng cao
hiệu quả quản lý của nhà trường đối với sinh viên về mọi mặt của công tác đào
tạo và quản lý con người. Các sự kiện vắng mặt, điểm danh, truy xét địa điểm vị

trí… được dễ dàng hiển thị thị trên hệ thống một cách tức thời và chính xác. Mỗi
sinh viên chỉ cần đeo 1 tag hoặc thẻ RFID, tại các vị trí trong nhà trường phủ
sóng RFID là dễ dàng có thể đem lại kết quả quản lý như mong muốn.
Ứng dụng RFID trong giáo dục chỉ là một vấn đề của thời gian. Thiết bị
nhận dạng tần số vô tuyến là một phần hàng ngày của thời đại điện tử và nhanh
chóng trở thành một phần của kiểm soát truy cập, thư viện và thẻ thanh toán và
dự kiến có thể phát triển rộng rãi để thay thế nhãn mã vạch trên hàng tiêu dung.
Qua tóm tắt trên, nhóm chúng em đã chọn đề tài “HỆ THỐNG ĐIỂM
DANH SỬ DỤNG RIFD” để nghiên cứu và chọn làm đề tài Đồ Án Môn Học 2
này. Hệ thống sử dụng RFID, dùng PIC 16F877A làm vi điều khiển trung tâm,
LCD để hiển thị.

12


ĐAMH2 – Hệ thống điểm danh sử dụng RFID

1.2. MỤC TIÊU VÀ GIỚI HẠN
1.2.1. Mục tiêu
Đồ án nguyên cứu và thực hiện nhằm áp dụng những kiến thức đã học trong
nhà trường và khoa học kỹ thuật để tạo ra một hệ thống có điểm danh sinh viên
tự động. Đồ án này được thực hiện nhằm mục đích tạo ra một hệ thống có thể
giúp giảng viên quản lý việc điểm danh sinh viên, thống kê đưa ra kết quả để
cuối kì giảng viên có thể đánh giá tình trạng chuyên cần của sinh viên. Đồng
thời có thể giúp sinh viên có thể theo dõi tình trạng chuyên cần của bản thân.
1.2.2. Giới hạn
 Sử dụng PIC 16F877A để làm khối điều khiển trung tâm.
 Hiện thị trên LCD với những ký tự đơn giản.
1.3. NỘI DUNG THỰC HIỆN
 Tìm hiểu cách thức hoạt động của hệ thống điềm danh.

 Thiết kế mạch nguồn.
 Thiết kế và thi công hệ thống điểm danh: dùng Module MFRC 522, hiển
thị lên LCD.
 Viết chương trình điều khiển cho PIC 16F877A, nạp code và chạy thử
nghiệm sản phẩm, chỉnh sửa và hoàn thiện.
 Thực hiện viết luận văn báo cáo.
 Tiến hành báo cáo đề tài.

13


ĐAMH2 – Hệ thống điểm danh sử dụng RFID

Chương 2:
CƠ SỞ LÍ THUYẾT
2.1. BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM PIC 16F877A

Hình 2-1. PIC 16F877A
PIC – Programmable Intelligent Computer là sản phẩm của hãng General
Instruments được sản xuất bởi công ty Microchip Technology.
Một số thông số kỹ thuật:

Bảng 2-1. Thông số kỹ thuật các dòng PIC 16F877A














Tốc độ hoạt động cho phép 20MHz – chu kì thực hiện lệnh 200ns.
Bộ nhớ lập trình 14,3K Bytes.
Bộ nhớ RAM 368 Bytes, Bộ nhớ EEPROM 256 Bytes.
5 Cổng xuất/nhập với 33 chân I/O.
8 kênh chuyển đổi ADC 10-bit.
Hỗ trợ chuẩn giao tiếp SPI, I2C, USART.
Bộ đếm 8/16 bit timers.
bộ Capture/ So sánh/ PWM (điều chế độ rộng xung)
Bộ nhớ Flash/EEPROM với khả năng ghi/xóa lớn.
Dữ liệu lưu trữ > 40 năm, chức năng bảo mật code.
Tích hợp chế độ Sleep tiết kiệm năng lượng.
14


ĐAMH2 – Hệ thống điểm danh sử dụng RFID

Sơ đồ chân PIC 16F877A

Hình 2-2. Sơ đồ chân PIC 16F877A
Cổng A:
-

Thanh TRISA độ dài 6 bit, các chân 2 chiều có thể xuất/nhập được.

-

Ngõ ra của bộ A/D, bộ Comparator, ngõ vào xung clock Timer0.

Cổng B:
-

Thanh TRISB độ dài 8 bit, các chân 2 chiều có thể xuất/nhập được.

-

Một số chân được dùng để nạp chương trình và bộ ngắt ngoại vi.

Cổng C:
-

Thanh TRISC độ dài 8 bit, các chân 2 chiều có thể xuất/nhập được.

-

Chức năng timer1, PWM.

-

Các chuẩn giao tiếp SPI, I2C, USART, SSP.

Cổng D:
-

Thanh TRISD độ dài 8 bit, các chân 2 chiều có thể xuất/nhập được.

-

Cổng xuất dữ liệu PSP (Parallel Salve Port).

Cổng E:
-

Thanh TRISE độ dài 3 bit, các chân 2 chiều có thể xuất/nhập được.

-

Cổng điều khiển giao tiếp PSP (Read, Write, Chip Select).
15


ĐAMH2 – Hệ thống điểm danh sử dụng RFID

Tên chân

Số chân

Vị trí chân

VDD
VSS
MCLR/Vpp
OSC1, OSC2

2

2
1
2

11,32
12,31
1
13,14

PORT A

PORT B

PORT C

PORT D
PORT E

Tính năng chân

Chấn nối nguồn
Chân nối đất
Chân reset của PIC
2 chân nối với
thạch anh ngoài
6
2,3,4,5,6,7
 I/O analog
 I/O digital
 Chuyển đổi adc

8
15,16,17,18,23,24,25,26
 I/O digital
 Hỗ trợ nạp chương
trình cho PIC
8
19,20,21,22,27,28,29,30
 I/O digital.
 Băm xung PWM
 Hỗ trợ giao tiếp
ISP, I2C,USART.
8
19,20,21,22,27,28,29,30
 I/O digital.
3
8,9,10
 I/O digital
 Ngõ vào analog
Bảng 2-2. Thông số kỹ thuật PIC 16F877A





2.2.1. Giao tiếp USART
 USART - Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter là
chuẩn giao tiếp thiết bị ngoại vi. Sử dụng giao tiếp với các vi điều khiển khác
hoặc PC.
 Hai chân sử dụng RC6/TX/CK (Chân truyền) và RC7/RX/DT (Chân
nhận)

16


ĐAMH2 – Hệ thống điểm danh sử dụng RFID

Hình 2-3. Các trường hợp sử dụng giao tiếp USART
 Baudrate - tốc độ truyền dữ liệu giữa 2 thiết bị có thể tùy chỉnh, tốc độ
truyền càng cao càng nhanh thì càng dễ bị lỗi, bị nhiễu, nên do đó người ta
thường chọn tốc độ tầm trung baudrate 9600 (bit/s).
 Trong đề tài này, chúng ta sử dụng chuẩn giao tiếp USART để giao tiếp và
truyền dữ liệu cho PC điểm danh sinh viên.
2.2.2. Giao tiếp SPI
 Chuẩn giao tiếp SPI giao thức nối tiếp đồng bộ cho phép dữ truyền nhận
đồng thời. Sử dụng mối quan hệ Master – Slave. Các chân sử dụng:

Hình 2-4. Mô tả mối quan hệ Master – Slave chuẩn SPI

CHÂN

TÊN

CHỨC NĂNG
17


ĐAMH2 – Hệ thống điểm danh sử dụng RFID

RC5/SDO

RC4/SDI/SDA
RC3/SCK/SCL

Serial Data

Ngõ ra dữ liệu nối tiếp.

Output
Serial Data

Ngõ vào dữ liệu nối tiếp.

Input
Serial Clock

Xung clock.
Chọn đối tượng giao tiếp. Được sử

RA5/AN4/SS/C2OU
T

dụng ở chế độ Slave.

Serial Select

Bảng 2-3. Bảng thông tin chân giao tiếp SPI của PIC 16F887A
2.3. LCD 16X2

Hình 2-5. LCD
LCD – Liquid Crystal Display với khả năng hiển thị đa dạng ký tự, dễ

dàng sử dụng, tốn ít tài nguyên, chi phí thấp, … nên được dùng nhiều trong cái
ứng dụng vi điều khiển.

CHÂ
N
1

KÝ HIỆU
VSS

CHỨC NĂNG
Chân nối đất.
18


ĐAMH2 – Hệ thống điểm danh sử dụng RFID

2

VDD

Chân cấp nguồn 5V

3

VEE

Chân điều chỉnh độ tương phản nối với biến trở.

4

RS

Lựa chọn thanh ghi.

5

RW

Chọn chế đọc đọc/ghi.

6

EN

7 – 14

D0 – D7

15

A

Nguồn dương đèn nền

16

K

Nối đất cho nền.

Chân cho phép, các lệnh chỉ được thực hiện khi có 1
xung cho phép của chân EN.
Trao đổi thông tin với vi điều khiển.

Bảng 2-4. Bảng thông tin chân LCD.
2.4. THIẾT BỊ QUẸT THẺ ĐIỂM DANH RFID

Hình 2-6. Module MFRC 522
2.4.1. Giới thiệu RFID
RFID – Radio Frequency Identification công nghệ truyền nhận dữ liệu từ
chip ở khoảng cách xa mà không thông qua tiếp xúc vật lý trực tiếp nào.
Các thiết bị thu phát thông qua sóng vô tuyến cùng tần số với nhau. Các tần số
thường được dùng là 125Khz hoặc 900Mhz.

19


ĐAMH2 – Hệ thống điểm danh sử dụng RFID

Hình 2-7. Nguyên lý làm việc RFID
Nguyên lý làm việc của hệ thống RFID sử dụng thông dụng ngày nay:
Bộ đọc (Reader) phát 1 tín hiệu thông qua anten đến một con chip sau đó
bộ đọc nhận thông tin lại từ chip rồi sẽ gửi nó đến trạm chủ để điều khiển và xử
lý dữ liệu nhận được.
Các chip không tiếp xúc vật lý với nhau, hoạt động bằng sử dụng năng
lượng nhận từ tín hiệu của bộ đọc.
2.4.2. Hệ thống RFID gồm những thành phần cơ bản sau:

Hình 2-8. Thành phần cơ bản của một hệ thống RFID






Thẻ Tag tích hợp Chip và Anten. (Transponder)
Bộ đọc nhận dữ liệu từ các thẻ. (Reader)
Thiết bị liên kết giữa thẻ và bộ đọc. (Antenna)
Trạm thu nhận, xử lý, thống kê, điều khiển. (Server)

20


ĐAMH2 – Hệ thống điểm danh sử dụng RFID

2.4.3. Độ bảo mật và tin cậy:
Thẻ tag chứa rất nhiều mã nhận dạng khác nhau, thông thường là 32bit tương
ứng với hơn 4 tỷ mã số khác nhau. Ngoài ra khi xuất xưởng mỗi thẻ chip RFID
được gán một mã số khác nhau.
2.5. MODULE MFRC 522

Hình 2-9. Cơ cấu chân RFID RC522

CHÂ
N

KÝ HIỆU

CHỨC NĂNG

1

SDA

Chân giao tiếp ( mức thấp ).

2

SCK

Chân kích xung.

3

MOSI

Chân truyền dữ liệu.
21


ĐAMH2 – Hệ thống điểm danh sử dụng RFID

4

MISO

Chân nhận dữ liệu.

5

IRQ

Chân ngắt.

6

GND

Chân nối đất.

7

RST

Chân reset.

8

3,3 V

Chân nguồn 3,3V.

Bảng 2-5. Bảng thông tin chân RC 522.
Module RFID-RC522 là một có kích thước nhỏ gọn 40x60mm, tần số
13.56Mhz (high frequency) hoạt động ở khoảng cách khá ngắn chỉ có từ 0 đến
60mm.
Sử dụng giao thức SPI và hoạt động bằng nguồn cấp 3.3Vdc. Tốc độ
truyền dữ liệu khá ổn 10Mbit/s. Hoạt động cùng với thẻ Tag là 1 loại thẻ từ có
gắn chip.
2.6. PL2303 – USB2COM

Hình 2-10. Bộ chuyển đổi USB sang COM
Bộ chuyển đổi USB sang COM sử dụng Chip PL2303HX sử dụng để kết nối
với PC gồm 4 chân:
- Chân TX: Chân truyền.
- Chân RX: Chân nhận.
- Chân nối đất .
22


ĐAMH2 – Hệ thống điểm danh sử dụng RFID

- Chân cấp nguồn 5V.
2.7. PC

Hình 2-11. Chương trình hệ thống điểm danh
Ứng dụng Hệ thống điểm danh được viết bằng ngôn ngữ C# trên nền tảng
Visual Studio. Ứng dụng có chức năng kết nối, nhận dữ liệu từ vi điều khiển và
hiển thị danh sách sinh viên được lấy từ database của công cụ quản lý dữ liệu
SQL.
Do khả năng truy xuất database từ công cụ quản lý dữ liệu SQL nên ứng
dụng có thể hiển thị nhiều danh sách sinh viên, cho phép người sử dụng biết
được số lượng sinh viên hiện diện trong lớp và lưu trữ danh sách ra các file
Excel sau mỗi buổi học, điều này giúp cho việc quản lý trở nên dễ dàng hơn và
sử dụng thuận lợi hơn cho các giảng viên giảng dạy nhiều lớp.
2.8. MẠCH ỔN ÁP
Có chức năng ổn định điện áp ngõ ra sao khi chỉnh lưu.
Dùng IC 7805, khi đó điện áp ngõ ra ổn áp là 5V. Điện áp này củng là điện
áp cung cấp cho cả hệ thống mạch hoạt động.

23


ĐAMH2 – Hệ thống điểm danh sử dụng RFID

Hình 2-12. Sơ đồ chân 7805
Thông số IC LM7805:
Điện áp ngõ ra
5v
Điện áp đầu vào thấp nhất
7v
Điện áp đầu vào cao nhất có thể
12v
Dòng ngõ ra cao nhất
1.5A
Nhiệt độ hoạt động
0°C đến 125°C
Dạng chân
T0-220
Bảng 2-6. Thông số LM7085
Sơ đồ chân IC LM7805:
Chân số 1: Chân ngõ vào điện áp
Chân số 2: Chân nối đất.
Chân số 3: Chân ngõ ra điện áp ổn định 5V.
2.9. TRANSISTOR C1815
Transistor C1815 là một bóng bán dẫn được sử dụng rộng rãi, nó được sử
dụng trong các dự án thương mại và giáo dục. Nó được thiết kế để khuếch đại
tần số âm thanh và OSC tần số cao. Điện áp cơ sở thu của bóng bán dẫn là 50V
do đó nó có thể dễ dàng được sử dụng trong các mạch sử dụng dưới 50V DC.
Dòng thu của bóng bán dẫn là 150mA do đó nó có thể điều khiển bất kỳ tải nào

dưới giới hạn 150mA. Công suất tiêu tán của bộ thu và giá trị khuếch đại dòng
DC của bóng bán dẫn khá tốt do sử dụng lý tưởng cho mục đích khuếch đại âm
thanh và khuếch đại tín hiệu điện tử. Ngoài ra, nó cũng có thể được sử dụng như
một công tắc để điều khiển tải dưới 150mA.
24


ĐAMH2 – Hệ thống điểm danh sử dụng RFID

Hình 2-13. Sơ đồ chân C1815

Hình 2-14. Hình ảnh thực tế

Tính năng/thông số kỹ thuật:


Loại gói: TO-92



Loại bóng bán dẫn: NPN



Bộ IC dòng điện tối đa (IC): 150mA



Điện áp cực đại Collector-Emitter (VCE): 50V



Điện áp cực đại Collector-Base (VCB): 60V



Điện áp cực đại cực phát (VEBO): 5V



Max Collector Dissestion (Pc): 400 miliWatt



Tần số chuyển đổi tối đa (fT): 80 MHz



Mức tăng dòng DC tối thiểu và tối đa (hFE): 70 – 700



Lưu trữ tối đa và nhiệt độ hoạt động phải là: -55 đến +150 C.

25