Tài liệu Nghiên cứu xây dựng cơ chế thanh toán thực hiện giao dịch ứng dụng công nghệ rfid

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI -VIỆN ĐIỆN---------- BÁO CÁO THỰC HÀNH Đề Tài: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ CHẾ THANH TOÁN THỰC HIỆN GIAO DỊCH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ RFID Sinh Viên Nhóm Lớp Giáo viên hướng dẫn : : : : Cơ sở dữ liệu TĐH 02-K58 TS. Bùi Đăng Thảnh Hà Nội-2014 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ CHẾ THANH TOÁN, THỰC HIỆN GIAO DỊCH MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU.....................................................................................................3 Chương I..............................................................................................................4 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ RFID............................................................4 1.1. Lịch sử phát triển RFID...........................................................................5 1.2. Các ứng dụng của RFID...........................................................................5 1.3. Phần cứng hệ thống định danh RFID........................................................6 1.3.1. Thẻ RFID (RFID tag)........................................................................7 1.3.2. Đầu đọc thẻ RFID (RFID Reader)...................................................10 1.3.3. Reader Anten..................................................................................11 1.3.4. Middleware.....................................................................................12 1.4. Tổng quan phần mềm hệ thống ETC......................................................12 1.4.1. Các khối chức năng chính của phần mềm hệ thống..........................13 1.4.2. Mô hình hệ thống thu phí điện tử cơ bản..........................................14 1.4.3. Cấu trúc phần mềm.........................................................................16 1.4.4. Cơ sở dữ liệu...................................................................................18 Chương II........................................................................................................... 21 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ CHẾ THANH TOÁN................................21 THỰC HIỆN GIAO DỊCH...............................................................................21 2.1. Tổng quan về dự án................................................................................22 2.2. Mục đích, chức năng của chuyên đề.......................................................23 2.3. Cơ sở dữ liệu.........................................................................................24 2.4. Xây dựng cơ sở dữ liệu..........................................................................26 Chương III.........................................................................................................30 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC....................................................................................30 KẾT LUẬN........................................................................................................34 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................35 Đại Học Bách Khoa Hà Nội 1 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ CHẾ THANH TOÁN, THỰC HIỆN GIAO DỊCH MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Mô tả hệ thống RFID cơ bản...................................................................7 Hình 1.2: Mô tả hoạt động của hệ thống RFID với thẻ thụ động...........................7 Hình 1.3: Cấu tạo cơ bản của 1 RFID tag................................................................9 Hình 1.4: RFID reader..........................................................................................10 Hình 1.5: Mô tả hoạt động của đầu đọc thẻ...........................................................11 Hình 1.6: Các khối chức năng chính trong hệ thống thu phí tự động ETC..........13 Hình 1.7: Mô hình hệ thống thu phí cơ bản..........................................................14 Hình 1.8: Cấu trúc Website....................................................................................16 Hình 1.9: Cấu trúc phần mềm tại trạm thu phí địa phương..................................17 Hình 1.10: Cơ sở dữ liệu hệ thống thu phí điện tử................................................18 Hình 2.1: Cơ sở dữ liệu của phần mềm thu phí, thực hiện giao dịch....................24 Hình 2.2: Cơ sở dữ liệu cho việc tính toán cước phí.............................................25 Đại Học Bách Khoa Hà Nội 2 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ CHẾ THANH TOÁN, THỰC HIỆN GIAO DỊCH LỜI NÓI ĐẦU Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển và thay đổi từng ngày. Ngày càng có nhiều công nghệ mới hoàn thiện hơn, hiện đại hơn ra đời thay thế cho những công nghệ cũ. Những thành tựu của công nghệ mới này ngày càng được ứng dụng nhiều vào đời sống hàng ngày và mang lại nhiều tiện ích và thuận lợi cho con người. Công nghệ RFID (Radio Frequency Identification) là một điển hình trong số đó. Dựa vào ưu điểm của mình, Công nghệ RFID ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như kinh doanh, an ninh, ngân hàng, tin học, giao thông,…tuy nhiên ở Việt Nam công nghệ này chưa phổ biến nhiều. Là một nước đi sau, chúng ta có nhiều lợi thế trong việc áp dụng những công nghệ tiên tiến nhất để phát triển, như vậy chúng ta sẽ tiết kiệm được nhiều thời gian và tiền bạc. Việc tìm hiểu vầ Công nghệ RFID và ứng dụng của nó trong hệ thống thu phí giao thông không dừng ETC giúp em có thêm được nhiều kiến thức, hiểu biết và có thể khẳng định rằng đây là một công nghệ tiên tiến có rất nhiều tiềm năng ứng dụng trong tương lai. Bên cạnh đó, em cũng trau dồi được cho bản thân kỹ năng làm báo cáo, điều này sẽ giúp em thuận lợi hơn rất nhiều trong công việc và quá trình học tập sau này. Bản báo cáo em làm được tham khảo từ nhiều nguồn tài liệu nhưng chủ yếu là từ nguồn tài liệu được cung cấp và tìm hiểu thêm ở nhiều nguồn khác nhau. Do kiến thức và kinh nhiệm chưa đầy đủ nên trong quá trình làm báo cáo có gì sai sót em mong các thầy có thể thông cảm và chỉ bảo. Em xin trân trọng cảm ơn. Đại Học Bách Khoa Hà Nội 3 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ CHẾ THANH TOÁN, THỰC HIỆN GIAO DỊCH Chương I TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ RFID Đại Học Bách Khoa Hà Nội 4 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ CHẾ THANH TOÁN, THỰC HIỆN GIAO DỊCH 1.1. Lịch sử phát triển 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 trữ thấp, 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. So với một hệ thống mã vạch, hệ thống RFID có một số ưu điểm như: giao tiếp nhiều – nhiều (tức là một thẻ RFID có thể được đọc bởi nhiều đầu đọc và một đầu đọc có thể đọc nhiều thẻ cùng một lúc), truyền dẫn dữ liệu bằng sóng vô tuyến thay vì truyền dẫn quang như hệ thống mã vạch nên không cần đường truyền trực tiếp, và bản chất tính toán của hệ thống (dễ tin học hóa). Kỹ thuật 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 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 Mỹ hay 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. 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. mà kỹ thuật khác không thể làm được. 1.2. Các ứng dụng của RFID  Trong công nghiệp: RFID rất thích hợp cho việc xác định sản phẩm có giá trị đơn vị cao thôngqua quá trình lắp ráp chặt chẽ. Hệ thống RFID rất bền vững trong môi trường thời tiết khắc nghiệt nên thích hợp để định danh các vật chứa, lưu giữ sản phẩm lâu Đại Học Bách Khoa Hà Nội 5 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ CHẾ THANH TOÁN, THỰC HIỆN GIAO DỊCH dài như container, cần cẩu, xe kéo v.v… Một mặt, các thẻ RFID cho phép xác định sản phẩm mà nó được gắn vào (Ví dụ: part number, serial number, trong hệ thống đọc/ghi, hướng dẫn quy trình lắp ráp xử lý sản phNm). Mặt khác, thông tin đầu vào được nhập bằng tay (hoặc bằng các đầu đọc mã vạch) cho phép hệ thống điều khiển/kiểm soát. Sau đó những thông tin này có thể được truy xuất bởi các đầu đọc RFID.  Trong vận chuyển và phân phối và lưu thông: Hệ thống RFID phù hợp nhất với phương thức vận tải đường ray. Các thẻ có thể nhận dạng toàn bộ 12 ký tự theo chuẩn công nghiệp cho phép xác định loại xe/toa hàng, chủ sở hữu, số xe...Các thẻ này được gắn vào gầm xe, toa hàng; Các ăng-ten được cài đặt ở giữa hoặc bên cạnh đường ray vận chuyển, các đầu đọc và các thiết bị hiển thị được lắp trong vòng khoảng 40 đến 100 feet dọc theo đường ray cùng các thiết bị viễn thông và thiết bị kiểm soát khác, do vậy có thể kiểm soát được các toa hàng trên ray. Mục đích chính trong các ứng dụng vận chuyển theo ray là cải tiến kích thước và tốc độ vận chuyển nhanh chóng cho phép giảm kích thước xe hàng hoặc giảm thiểu chi phí cho việc đầu tư các thiết bị mới.  Trong lĩnh vực an ninh: RFID không đòi hỏi tầm nhìn giữa bộ thu phát và máy đọc, hệ thống này khắc phục được những hạn chế của các phương pháp nhận dạng tự động khác, ví dụ như mã vạch. Điều này có nghĩa là hệ thống RFID có thể hoạt động hiệu quả trong các môi trường khắc nghiệt những nơi bụi bẩn, ẩm ướt quá mức hay có phạm vi quan sát bị hạn chế. Một trong các lợi ích nổi bật của RFID là khả năng đọc trong các môi trường khắc nghiệt với tốc độ đáng chú ý: trong hầu hết các trường hợp thời gian phản ứng dưới 100 mili giây.  Trong y tế, giáo dục, vui chơi giải trí: Công nghệ RFID có thể sử dụng cho người cũng như đồ vật. Vì vậy, một số bệnh viện đang sử dụng vòng đeo tay RFID cho trẻ mới sinh và bệnh nhân cao tuổi mất trí. Ngoài ra còn ứng dụng trong việc quản lý hồ sơ bệnh án... Học sinh một trường đông học sinh ở Nhật dùng thẻ RFID để báo cho cha mẹ biết mình đã ra tới. Các công viên giải trí ở Mỹ bán ra vé RFID sẽ bật-nháy báo cho khách biết đến lượt mình vào cuộc chơi... 1.3. Phần cứng hệ thống định danh RFID Một hệ thống RFID bao gồm các bộ phát đáp dữ liệu, được gọi là “thẻ RFID” hay transponder hay tag và các thiết bị truy cập dữ liệu trên các thẻ gọi là “thiết bị đọc thẻ”, “thiết bị đọc ghi thẻ” hoặc bộ đọc. Ngoài ra còn có các thành phần như Reader Anten và Hệ thống phần mềm trung gian middleware. Đại Học Bách Khoa Hà Nội 6 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ CHẾ THANH TOÁN, THỰC HIỆN GIAO DỊCH  Thẻ RFID (Transponder/Tag): Đây là bộ phận quan trọng cấu thành lên hệ thống RFID và được sử dụng trong tất cả các hệ thống RFID.  Bộ đọc (Reader): Cùng với thẻ thì nó cũng là bộ phận không thể thiếu trong hệ thống RFID.  Reader Anten: Là thành phần bắt buộc. Một vài reader hiện hành ngày nay cũng đã có sẵn anten.  Hệ thống phần mềm (Midlleware): 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. Hình 1.1: Mô tả hệ thống RFID cơ bản 1.3.1. Thẻ RFID (RFID tag) Mỗi thẻ RFID cơ bản đều bao gồm một bộ vi xử lý (intergrated circuit hay IC) và một anten, tùy vào mục đích sử dụng mà chúng được gắn vào những chiếc thẻ chắc chắn hay thậm chí gắn vào nhãn giấy để có thể dán vào những vật phẩm cần theo dõi. Hình 1.2: Mô tả hoạt động của hệ thống RFID với thẻ thụ động Đại Học Bách Khoa Hà Nội 7 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ CHẾ THANH TOÁN, THỰC HIỆN GIAO DỊCH Tùy thuộc vào chức năng và các chuẩn mà thẻ RFID được phân loại thành nhiều loại khác nhau :  Thẻ thụ động (Passive tag). Không có nguồn điện bên trong. Sóng vô tuyến phát ra từ đầu đọc sẽ truyền một dòng điện nhỏ đủ để kích hoạt hệ thống mạch điện trong thẻ giúp nó gửi lại tín hiệu hồi đáp. Có thể truyền mã số nhận dạng và lưu trữ một số thông tin về đối tượng được nhận dạng. Kích thước thường rất nhỏ nên được ứng dụng khá phổ biến, thậm chí có thể dùng để dán lên sản phẩm hay cấy vào dưới da. Tầm hoạt động của thẻ thụ động tương đối nhỏ, khoảng 10m, tùy theo tần số sử dụng.  Thẻ tích cực (Active tag). Được tích hợp một nguồn giúp nó tự gửi tín hiệu đến đầu đọc. Cường độ tín hiệu của loại thẻ này, do vậy mạnh hơn tín hiệu của thẻ thụ động, cho phép nó hoạt động có hiệu quả hơn trong môi trường nước (trong cơ thể con người hay động vật) hay kim loại (xe cộ, container). Tầm hoạt động của thẻ thụ động khá lớn, có thể lên đến vài trăm mét tùy tần số, tuổi thọ của nguồn có thể lên tói 10 năm. Cũng do khả năng hoạt động và tuổi thọ mà giá thành của loại thẻ này cũng cao hơn thẻ thụ động.  Thẻ bán thụ động (Semi-Pasive tag). Có một nguồn năng lượng bên trong(chẳng hạn là bộ pin) và điện tử học bên trong để thực thi những nhiệm vụ chuyên dụng. Nguồn bên trong cung cấp sinh lực cho thẻ hoạt động. Tuy nhiên trong quá trình truyền dữ liệu, thẻ bán tích cực sử dụng nguồn từ reader. Thẻ bán tích cực được gọi là thẻ có hỗ trợ pin (battery-assisted tag). Đối với loại thẻ này, trong quá trình truyền giữa thẻ và reader thì reader luôn truyền trước rồi đến thẻ. Thẻ bán thụ động được sủ dụng do có những ưu điểm so với thẻ thụ động, thẻ bán thụ động không sử dụng tín hiệu của reader 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 sinh lực cho thẻ bán thụ động, thẻ có thể nằm trong phạm vi đọc của reader ít hơn thời gian đọc quy định. Phân loại theo khả năng ghi/ đọc dữ liệu :  Thẻ chỉ đọc (Read Only). Thẻ RO có thể được lập trình (tức là ghi dữ liệu lên thẻ RO) chỉ một lần. 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 ứng dụng nhỏ mà không thực tế đối với quy mô sản xuất lớn hoặc khi dữ liệu của thẻ cần được làm theo yêu cầu của khác hàng dựa trên ứng dụng. Loại thẻ này được sử dụng trong các ứng dụng kinh doanh và hàng không nhỏ.  Thẻ cho phép ghi một lần, đọc nhiều lần (Write once Read many, WORM). Thẻ 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 Đại Học Bách Khoa Hà Nội 8 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ CHẾ THANH TOÁN, THỰC HIỆN GIAO DỊCH programmable. 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.  Thẻ ghi – đọc (Write - Read). 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 reader 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. 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 công nghệ thẻ phát triển thì chi phí thẻ giảm xuống. Ăng-ten Chất nền Bộ vi xử lý Hình 1.3: Cấu tạo cơ bản của 1 RFID tag Bộ vi xử lý của thẻ RFID là trung tâm trên một chiếc thẻ, có nhiệm vụ điều khiển toàn bộ chiếc thẻ, nó kiểm soát những tín hiệu ra vào thẻ, thực hiện lệnh được yêu cầu bới đầu đọc thẻ. Mỗi chip sẽ được lập trình để lưu trữ một số lượng khá lớn dữ liệu như chuỗi số, thời dấu, dữ liệu kỹ thuật, lịch trình hay để nhận dạng một mã định danh điện tử (electronic product code hay EPC) nào đó của mẫu vật được gắn thẻ. Anten của thẻ thực hiện nhiều nhiệm vụ chính trong hầu hết các thẻ RFID. Nó có nhiệm vụ phải nhận và chuyển dữ liệu cho các đầu đọc, và trong trường hợp hệ thống định danh phương tiện giao thông sử dụng công nghệ RFID thụ động, nó có nhiệm vụ thụ nhận năng lượng điện từ cần thiết giúp cho bộ vi xử lý có thể hoạt động được, Nhìn chung, phần anten trong một thẻ càng lớn thì năng lượng nó có thể thu nhận được và tầm mức hoạt động của thẻ sẽ càng lớn. Từ đó, tùy vào mục đích sử dụng mà nó có thể được làm cho phù hợp với từng hệ thống nhất định. Một vài thẻ sẽ được tối ưu hóa cho một mức tần số nhất định, các thẻ khác có thể dùng được với mức tần số cao hơn và tầm xa lớn hơn. Đại Học Bách Khoa Hà Nội 9 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ CHẾ THANH TOÁN, THỰC HIỆN GIAO DỊCH 1.3.2. Đầu đọc thẻ RFID (RFID Reader) Đầu đọc thẻ, hay còn được gọi là bộ dò tín hiệu, là bộ phận mang lại sự kết nối giữa thẻ đọc dữ liệu và hệ thống phần mềm riêng biệt sử dụng những dữ liệu ấy. Đầu đọc gồm một đơn vị điều khiển đã được nối mạng với máy chủ và giao diện HF, bao gồm một bộ truyền và một bộ nhận dữ liệu. Ngoài các chức năng cơ bản thì đầu đọc cũng thực thi các chức năng mã hóa, xác thực người dùng. Đầu đọc thẻ có thể phát hiện thẻ ngay cả khi không nhìn thấy chúng. Hầu hết các mạng RFID gồm nhiều thẻ và nhiều đầu đọc được nối mạng với nhau bởi một máy tính trung tâm, 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 kỹ thuật thông tin lớn hơn, mà nới đó quản lý dây chuyền hoặc cơ sở dữ liệu quản lý có thể thực thi. Hình 1.4: RFID reader Đơn vị điều khiển của reader thực hiện các chưc năng sau:  Thực hiện giao tiếp với phần mềm ứng dụng và thực hiện các lệnh từ phần mềm ứng dụng.  Điều khiển sự giao tiếp với một thẻ RFID (nguyên lý Master – Slave).  Mã hóa và giải mã tín hiệu. Giao diện HF của đầu đọc thực hiện các chức năng sau:  Tạo ra công suất để làm hoạt động thẻ RFID và cung cấp công suất cho nó.  Điều chỉnh tín hiệu truyền để gửi dữ liệu đến thẻ RFID.  Sự tiếp nhận và giải mã tín hiệu tần số cao được truyền bởi một thẻ RFID. Đại Học Bách Khoa Hà Nội 10 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ CHẾ THANH TOÁN, THỰC HIỆN GIAO DỊCH Hình 1.5: Mô tả hoạt động của đầu đọc thẻ Thẻ RFID và đầu đọc giao tiếp với nhau ở cùng một tần số. Do hệ thống RFID truyền nhận với nhau thông qua sóng vô tuyến và khoảng cách cũng như khả năng truyền nhận phụ thuộc rất nhiều vào tần số chính vì vậy mà các hệ thống RFID sử dụng rất nhiều tần số khác nhau. Nhưng theo thực tiễn thì phạm vi tần số thông dụng nhất, đó là:  Tần số thấp (LF) (khoảng 100kHz – 150 kHz)  Tần số cao (HF) (10 – 15 MHz)  Siêu cao tần (UHF) (850 – 950 MHz). Những đầu đọc thẻ, giống như thẻ, khác nhau trong nhiều cách, và không có đầu đọc thẻ nào hoản hảo. Những đầu đọc thường có nhiều hình dạng và kích thước, hỗ trợ những giao thức khác nhau, và thường phải phù họp với những yêu cầu điều chỉnh, mà có nghĩa một đầu đọc đặc biệt có thể chấp nhận được cho một ứng dụng. 1.3.3. Reader Anten Anten của đầu đọc thẻ làm việc cùng với đầu đọc để đọc thẻ. Anten của đầu đọc biến đổi dòng điện thành sóng điện từ để từ đó có thể truyền tới các thẻ RFID và các thẻ RFID tiếp tục biến đổi các sóng đó thành dòng điện cung cấp năng lượng cho bộ vi xử lý. Có khá nhiều loại anten cho đầu đọc nhưng hai loại phổ biến nhất đó là anten phân cực tròn và phân cực tuyến tính. Anten phân cực tuyến tính mang năng lượng lớn hơn nhưng chúng hoạt động tốt hay không phụ thuộc vào vị trí và cách đặt, tiếp xúc với thẻ, ngược lại anten phân cực tròn ít bị phụ thuộc vào vị trí thẻ nhưng lại mang năng lượng nhỏ hơn anten sóng thẳng. Vùng đọc của anten là vùng không gian ba chiều bao gồm các sóng RF được phát ra từ thiết bị đọc. Một thẻ chỉ khi được đặt trong vùng này mới có thể được đọc bởi một đầu đọc. Các nhà cung cấp phần cứng Đại Học Bách Khoa Hà Nội 11 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ CHẾ THANH TOÁN, THỰC HIỆN GIAO DỊCH hoặc công ty dịch vị cung cấp có thể cung cấp cho khách hàng bản đồ các vùng đọc anten tại một vùng hoạt động. Đặc điểm của từng thiết bị đọc và mục đích sử dụng sẽ quyết định đến chủng loại và kích thước của anten được sử dụng. Đối với các ứng dụng khác nhau sẽ có những yêu cầu về mặt tính năng và kích thước khác nhau. Do vậy, tùy từng ứng dụng mà ta có thể chọn được một loại anten phù hợp với mục đích. 1.3.4. Middleware Phần mềm Middleware sẽ quản lý đầu và dữ liệu đến từ thẻ, chuyển nó tới hệ thống cơ sở sũ liệu tập trung. Middleware được bố trí ở giữa đầu đọc và cơ sở dữ liệu. Ngoài việc lấy dữ liệu từ thẻ và chuyển dữ liệu vào cơ sở dữ liệu, middleware còn thực hiện các chức năng như lọc, quản lý và phối hợp đầu đọc. Khi các hệ thống RFID phát triển hiện đại hơn, middleware sẽ được bổ sung thêm các chức năng quản lý nâng cao và cải tiến cho cả đầu đọc và thẻ, chưa kể đến các tùy chọn quản lý dữ liệu mở rộng. 1.4. Tổng quan phần mềm hệ thống ETC Tốc độ gia tăng không ngừng về số lượng các phương tiện giao thông đường bộ và mật độ phương tiện giao thông dẫn đến thường xuyên xảy ra các hiện tượng UTGT, TNGT ngày một tăng đồng thời gây nên ô nhiễm môi trường đang trở thành vấn nạn nghiêm trọng không chỉ ở Việt Nam mà còn ở nhiều nước trên thế giới. Quản lý giao thông và thu phí điện tử (ETTM) là một bộ phận cấu thành hệ thống giao thông thông minh (ITS), cho phép giám sát giao thông và thu phí điệm tử không dừng. ETTM sửa dụng các thẻ điện tử gắn trên các phương tiện giao thông, thông tin vô tuyến, các cảm biến trên đường hoặc bên lề đường, và một hệ thống máy tính (bao gồm phần cứng, phần mềm) để nhận diện một cách duy nhất mỗi phương tiện giao thông, thực hiện thu phí điện tử, giám sát giao thông/ phương tiện giao thông, và thu thập dữ liệu. Các công nghệ và cơ sở hạ tầng ETTM cung cấp các tính năng cần thiết cho các ứng dụng trong tương lai như quản lý sự cố, hướng dẫn lựa chọn tuyến đường thay thế, và quản lý nhu cầu đi lại… Nếu được xây dựng đúng, ETTM có thể tăng hiệu quả hoạt động, tăng độ an toàn của cơ sở đường bộ, giảm thiểu các vấn đề môi trường, giảm thời gian đi lại, di chuyển đường bộ. Bộ phận chính của hệ thống ETTM là thu phí điện tử không dừng ETC. ETC( Electronic toll collection) được tạo ra với mục đích giảm thiểu tối đa thời gian chờ đợi và các phát sinh trong khi thu phí đường bộ các phương tiện giao thông. Nhờ ưu điểm thu phí không dừng này mà ETC đã góp phần làm giảm ùn tắc giao thông, hơn nữa làm giảm chi phí quản lý hệ thống và hạn chế tiêu cực trong thu phí. Hiện nay hình thức này đã được ứng dụng rộng rãi ở rất nhiều nước trên thế giới, đây cũng là một trong những biện pháp hiệu quả để giải quyết bài toán thu phí giao thông đường bộ ở Việt Nam hiện nay. Đại Học Bách Khoa Hà Nội 12 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ CHẾ THANH TOÁN, THỰC HIỆN GIAO DỊCH 1.4.1. Các khối chức năng chính của phần mềm hệ thống Hình 1.6: Các khối chức năng chính trong hệ thống thu phí tự động ETC Dựa trên mô hình hệ thống thu phí giao thông, phần mềm hệ thống được thiết kế để thực hiện 4 khối chức năng chính. Gồm:  Khối Quản trị hệ thống: Khối Quản trị hệ thống quản lý toàn bộ hệ thống. Có khả năng khởi tạo cũng như hủy quyền sử dụng các loại tài khoản cho Nhân viên thu phí địa phương, nhân viên bán hàng và cả khách hàng. Ngoài ra, Quản trị hệ thống còn giám sát trạng thái hoạt động chung của toàn hệ thống như: trạng thái hoạt động của các thiết bị phần cứng như server hoặc các đầu đọc thẻ RFID, trạng thái hoạt động của các tài khoản bán hàng và thu phí địa phương. Quản trị còn quản lý kho thẻ, sô lượng thẻ, xóa bỏ hoặc thêm người sử dụng vào danh mục đặc biệt, blacklist…và tạo báo cáo thường xuyên về tình trạng các tái khoản.  Khối Bán hàng Khối bán hàng trực tiếp cung cấp tài khoản, bán và khởi tạo thẻ RFID mới cho khách hàng. Khối này cũng thực hiện những yêu cầu của khách hàng như đổi thẻ cũ lấy thẻ mới, nạp tiền vào tài khoản người khách hàng, nạp lại các mã xác thực ngẫu nhiên. Khối bán hàng cũng rà soát những tài khoản ảo, tài khoản không còn sử dụng dịch vụ và hủy tài khoản và thẻ. Các thông kê, báo cáo về số tài khoản mới cấp phát, số tài khoản hủy đi, số lượng thẻ còn tồn đọng trong kho cũng được nhân viên bán hàng thường xuyền thực hiện.  Khối Khách hàng Các tài khoản được tạo và cấp cho các khách hàng có nhu cầu. Một tài khoản khách hàng có thể cài đặt và điều chỉnh những thông tin các nhân, thay đổi mật khẩu truy nhập tài khoản hay lấy lại mật khẩu đã mất. Khách hàng cũng có thể Đại Học Bách Khoa Hà Nội 13 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ CHẾ THANH TOÁN, THỰC HIỆN GIAO DỊCH nạp tiền vào tài khoản thông qua nhân viên bán hàng và xem lại lịch sử các giao dịch, số tiền còn dư trong tài khoản,… Khách hàng cũng có thể đóng góp ý kiến về hệ thống và nhận lại phản hồi từ trung tâm ở phần ý kiến phản hồi.  Khối thu phí địa phương Khối thu phí địa phương đặt tại các trạm thu phí địa phương, trực tiếp giám sát các trạng thái hoạt động của các đầu đọc thẻ RFID. Thu thập dữ liệu từ các đầu đọc, cập nhật các giao dịch trong ngày và gửi thông tin dữ liệu về trung tâm quản lý. Khối cũng xác thực tài khoản khách hàng, thực hiện giao dịch thu phí tự động hoặc thủ công cho khách hàng và gửi thông báo thu phí tới khách hàng. Khối thu phí địa phương cũng điều khiển những barrier tại trạm thu phí, cho phép đóng mở sau khi giao dịch. Những báo cáo về số giao dịch được chấp nhận, số giao dịch bị từ chối cũng được khối thực hiện và gửi về trung tâm quản lý. 1.4.2. Mô hình hệ thống thu phí điện tử cơ bản Hình 1.7: Mô hình hệ thống thu phí cơ bản Hình 1.7 mô tả mô hình hoạt động của hệ thống thu phí giao thông điện tử ứng dụng công nghệ RFID hiện nay. Hệ thống bao gồm: trung tâm quản lý và thu phí, các điểm bán hàng và các trạm thu phí địa phương.  Trung tâm quản lý và thu phí là nơi đặt các máy chủ lưu cơ sở dữ liệu của toàn hệ thống và các máy chủ cài đặt phần mềm ứng bên trên hệ cơ sở dữ liệu. Trung tâm quản lý cũng là nơi có nhiệm vụ thu nhận và xử lý các dữ liệu liên quan tới Đại Học Bách Khoa Hà Nội 14 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ CHẾ THANH TOÁN, THỰC HIỆN GIAO DỊCH quá trình thu phí từ những trạm thu phí địa phương, trực tiếp quan sát và quan lý nhân viên, các trạm thu phí địa phương. Tất cả các dữ liệu của quá trình thu phí và trạng thái của các thiết bị đều ngay lập tức được thu thập và lưu trữ trên một cơ sở dữ liệu trung tâm.  Trạm thu phí địa phương là nơi đặt máy chủ cài đặt phần mềm ứng dụng liên quan tới giao tiếp đầu đọc thẻ RFID và các bộ phận điều khiển ngoại vi cũng như các thực hiện thu phí cảu khách hàng. Các trạm thu phí địa phương trực tiếp thu thập dữ liệu từ các đầu đọc bao gồm các khoản thu phí, ảnh điện từ của phương tiện giao thông, các thao tác của nhân viên thu phí địa phương. Cùng lúc đó thì trạm thu phí địa phương cũng nhận dữ liệu từ trung tâm quản lý như những dữ liệu về mức trao đổi, “danh sách đen”, những gian lân trong thu phí đã được phát hiện, thời gian cũng như lịch sử giao dịch và cả mật khẩu của nhân viên quản lý trạm thu phí. Trạm thu phí địa phương kết nối với trung tâm quản lý và thu phí thông qua đường truyền Internet. Một trạm thu phí địa phương có thể quản lý được nhiều đầu đọc thẻ RFID khác nhau ở các vị trí khác nhau thông qua kết nối Ethernet hoặc Internet.  Các điểm bán hàng là nơi cài đặt phần mềm ứng dụng cho mảng bán hàng. Các điểm bán hàng cũng tiếp nhận và phản hồi những yêu cầu của khách như khởi tao và hủy tài khoản, nạp tiền, xem lịch sử giao dịch và giải đáp những thắc mắc chung của khách. Các nhân viên ở đây cũng được cấp tài khoản Nhân viên bán hàng. Đại Học Bách Khoa Hà Nội 15 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ CHẾ THANH TOÁN, THỰC HIỆN GIAO DỊCH 1.4.3. Cấu trúc phần mềm a) Website Profile About Lịch sử giao dịch Khách hàng Nạp têền Đăng kí Ý kiêến ph ản hồềi Tạ o tài khoản cho khách Qu ản lý kho thẻ Web Đăng nhập Bán hàng Nạp têền cho khách hàng Quản lý giao dịch Quả n lý kháchh hàng Admin Quên mật khẩu Quản lý người dùng Qu ản lý kho thẻ Quản lý thiêết bị phầền cứng Hình 1.8: Cấu trúc Website Website cho ta một môi trường giao tiếp và thực hiện các thao tác trực tuyến. Khi vào địa chỉ website của đơn vị quản lý và thu phí sẽ cho ta thông tin chung về hệ thống (About), cho phép đăng kí và đăng nhập, cấp lại mật khẩu khi mất. Tài khoản đăng nhập sẽ gồm có Admin, Nhân viên bán hàng và Khách hàng.  Admin: Là người quản trị có quyền lớn nhất. Có thể quản lý được các tài khoản cấp dưới, cấp phát và hủy thẻ khi cần thiết. Admin cũng quản lý và xem xét những giao dịch đã được thực hiện, phát hiện sai sót, quản lý số lượng thẻ trong kho. Thông tin và trạng thái của những thiết bị phần cứng cũng được admin xử lý.  Nhân viên bán hàng: là người trực tiếp giao dịch với khách hàng. Nhân viên bán hàng thực hiện yêu cầu của khách như tạo thẻ mởi, hủy thẻ, nạp tiền vào tài khoản cho khách. Nhân viên cũng quản lý số lượng thẻ và tạo báo cáo gửi về cho admin. Đại Học Bách Khoa Hà Nội 16 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ CHẾ THANH TOÁN, THỰC HIỆN GIAO DỊCH  Khách hàng: mỗi khách hàng khi có tài khoản sẽ đăng nhập được vào hệ thống. Khách hàng có thể thay đổi thông tin cá nhân, mật khẩu. Khách hàng có thể nạp tiền vào tài khoản, sử dụng các hình thức thanh toàn trực tiếp hoặc bên thứ 3 như Bảo Kim, Ngân Lượng,… Khách hàng cũng có thể gửi phản hồi về hệ thống. b) Trạm thu phí địa phương Hình 1.9: Cấu trúc phần mềm tại trạm thu phí địa phương Mỗi nhân viên thu phí địa phương được cấp tài khoản đăng nhập để làm việc tại các trạm thu phí địa phương. Sau khi đăng nhập nhân viên có thể tra lại thông tin về các giao dịch trong ngày và in báo cáo. Nhân viên có thể cập nhật về tình trạng hoạt động của các đầu đọc trong hệ thống. Ở màn thu phí, các đầu đọc sẽ quét thẻ RFID của phương tiện, nếu thành công sẽ xác thực tài khoản khách hàng và thực hiện giao dịch, ngược nếu không quét được sẽ phải tìm kiếm khách thủ công. Nếu các giao dịch tự động không thành công, nhân viên sẽ phải thực hiện giao dịch thủ công, thu phí trực tiếp. Giao dịch và thu phí cuối cùng được thành công sẽ được ghi lại báo cáo và gửi lên server, barrier sẽ mở để phương tiện có thể lưu thông. Đại Học Bách Khoa Hà Nội 17 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ CHẾ THANH TOÁN, THỰC HIỆN GIAO DỊCH 1.4.4. Cơ sở dữ liệu Hình 1.10: Cơ sở dữ liệu hệ thống thu phí điện tử Hệ thống cơ sở dữ liệu được xây dựng cho người sử dụng là cá nhân, công ty, hoặc các cơ quan và tổ chức xã hội. Cho phép lưu trữ các thông tin về phương tiện giao thông cũng như thồn tin của chủ phương tiện như thông tin cá nhân, thông tin về giấy phép lái xe. Bên cạnh đó, hệ thống cơ sở dữ liệu cũng phù hợp với các loại hình thu phí dịch vụ khác nhau như: thu phí các tuyến đường nội đô, thu phí bến bãi, thu phí tại các tuyến đường vành đai của thành phố, nằm phục vụ cho công tác mở rộng ứng dụng của hệ thống trong tương lai. Với số người sử dụng lớn, việc tìm kiếm tra cứu thông tin của khách hàng trong CSDL với tốc độ đủ nhanh đóng vai trò quan trọng trong hệ thống thu phí điện tử. Vì vậy, cần tập trung nghiên cứu, xây dựng một chương trình tìn kiếm nhanh trong CSDL nhằm giúp khách hàng có thể nhanh chóng biết được số lượng tiền đã chi trả trong mỗi lần thu phí. Hơn nữa, khách hàng có thể sớm thông báo, khiếu nại với cơ quan quản lý khi có sai sót xảy ra trong quá trình tính phí, đảm bảo quyền lợi cho khách hàng. Việc cập nhật thông tin liên tục về khách hàng sẽ gây trở ngại cho bộ nhớ chung của hệ thống nếu toàn bộ thông tin liên tục được cập nhật. Giải pháp đặt ra là giảm thiểu bộ nhớ sử dụng qua việc cập nhật bằng cách cập nhật có chọn lọc chỉ những thông tin đã được thay đổi ở tài khoản khách hàng. Cơ sở dữ liệu của một hệ thống thu phí điện tử ứng dụng ETC dựa trên các mục sau: Đại Học Bách Khoa Hà Nội 18 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CƠ CHẾ THANH TOÁN, THỰC HIỆN GIAO DỊCH Customer: là dữ liệu khách hàng mang đầy đủ các thông tin cá nhân, thông tin tài khoản mà khách hàng đã đăng ký bao gồm:  Mã tài khoản: là mã số tài khoản của khách hàng để trang chủ dễ dàng quản lý. Khi user truy cập mã một tài khoản nào đó thì từ mã số đó cơ sở dữ liệu sẽ đưa ra các thông tin đầy đủ về tài khoản như tên, tuổi, công việc và một số thông tin cá nhân khách hàng.  Tên phương tiện: ô-tô hay xe khách, xe buýt …v.v  Biển số xe: thông tin pháp lý dùng để quản lý các xe.  Mô tả: màu sắc, chủng loại, hình dáng chủng loại của xe.  Thời gian: thời gian lập, thay đổi thông tin tài khoản, thời gian truy cập.  Tiền: số tiền còn dư trong tài khoản khách hàng. Phản hồi (Feedback): là dữ liệu phản hồi của khách hàng sau khi thực hiện giao dịch có thể là các ý kiến đóng góp hoặc phàn nàn về dịch vụ của khách hàng.  Mã phản hồi: tin nhắn phản hồi sẽ được chia ra theo mã để admin xem xét.  Mã tài khoản: mã số thông tin của tài khoản đã gửi dữ liệu phản hồi trong đó có cả csdl về khách hàng.  Tiêu đề: làm rõ nội dung văn bản.  Thời gian gửi và cập nhật phản hồi. Thẻ_tag: là dữ liệu được lưu trữ về thẻ RFID của khách hàng thường chỉ có mang ít thông tin.  Mã thẻ: (dưới 45 ký tự) mã thẻ được cung cấp ngay từ đầu khi người sử dụng được cung cấp.  Khách hàng: thông tin về khách hàng được lưu giữ trong thẻ rất ít thường chỉ có mã khách hàng, được sử dụng để trực tiếp thu phí khi nhận thôn tin từ thẻ về tài khoản khách hàng.  Phương tiện: thông tin phương tiện được đăng ký với thẻ thường một thẻ chỉ được dùng cho một phương tiện, sử dụng để đảm bảo phương tiện đi qua trạm có camera giám sát đúng với phương tiện đăng ký cho thẻ.  Thời gian: thời gian tạo thẻ, cập nhật thẻ được lưu lại để đánh giá độ tin cậy. Thiết bị (device): dữ liệu về trạng thái hoạt động của các thiết bị làm việc như đầu đọc, máy chủ.  Mã số thiết bị: các thiết bị được đánh mã số để dễ quản lý, giám sát hoạt động.  Tên thiết bị: (<= 45 ký tự) tên của thiết bị đang cần xem xét. Đại Học Bách Khoa Hà Nội 19