Tài liệu Hệ thống quản lý kiểm soát ra vào cửa dùng công nghệ thẻ rfid 13.56mhz

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TPHCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KHOA HỌC & KỸ THUẬT MÁY TÍNH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH-CN CẤP TRƯỜNG TÊN ĐỀ TÀI: Hệ thống quản lý kiểm soát ra vào cửa dùng công nghệ thẻ RFID 13.56MHz Mã số đề tài: T-KHMT-2012-81 Thời gian thực hiện: 6/2012 – 12/2012 CN đề tài: TS. Đinh Đức Anh Vũ TP. HCM, tháng 12 – 2012 Danh sách CB tham gia thực hiện đề tài 1. 2. 3. 4. 5. TS. Đinh Đức Anh Vũ ThS. Võ Tấn Phương ThS. Vũ Tuấn Thanh KS. Phan Đình Thế Duy KS. Vũ Trọng Thiên GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Lời mở đầu Cuộc cách mạng công nghệ thông tin diễn ra sôi động hiện nay đang tác động sâu sắc và trực tiếp đến mọi mặt hoạt động kinh tế xã hội của hầu khắp các quốc gia trên thế giới. Nội dung chủ đạo của bước chuyển biến lần này là sự phát triển từ nền văn minh công nghiệp tiến lên nền văn minh thông tin và trí tuệ, mà cơ sở của nó là sự phát triển từ nền kinh tế công nghiệp truyền thống sang nền kinh tế thông tin. Về cơ bản, bước chuyển biến này được nẩy sinh và thực hiện chủ yếu tại các nước đã có nền kinh tế công nghiệp phát triển; tuy nhiên, với xu thế “toàn cầu hoá” nhanh chóng hiện nay, tác động của bước chuyển biến vĩ đại này đã lan toả nhanh chóng đến khắp các nước trên thế giới, tạo ra những cơ hội to lớn và đồng thời cũng là những thách thức to lớn cho các nước đang phát triển đang tìm đường công nghiệp hoá và hiện đại hoá nền kinh tế và xã hội của mình. Hiên nay, cùng với sự phát triển của những văn phòng làm việc hiện đại trong các tập đoàn, công ty là những phòng học, phòng làm việc cũng được nâng cao về chất lượng và quản lý trong môi trường giảng dạy, nghiên cứu nơi các trường và các trung tâm nghiên cứu. Và với một văn phòng làm việc hoặc một phòng nghiên cứu, giảng dạy mang tính chuyên nghiệp và hiện đại thì hệ thống kiểm soát vào ra là một trong những yếu tố không thể thiếu được. Với những lý do trên, nhóm thực hiện đề tài đã quyết tâm tìm hiểu và thực hiện một hệ thống ứng dụng dựa trên nền tảng vi xử lý ARM và RFID, mà cụ thể là đề tài “Hệ thống quản lý kiểm soát ra vào cửa dùng công nghệ thẻ RFID 13.56MHz”. Chủ nhiệm dự án TS. Đinh Đức Anh Vũ 2 Đề tài KHCN ĐHBK T-KHMT-2012-81 Mục lục Danh sách CB tham gia thực hiện đề tài ...................................................................... 1 Lời mở đầu ................................................................................................................... 2 Mục lục......................................................................................................................... 3 Danh sách hình vẽ ........................................................................................................ 5 Danh sách bảng biểu .................................................................................................... 8 Chương 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI ............................................................................ 9 1.1 Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................. 9 1.2 Đối tượng và vấn đề nghiên cứu .................................................................. 10 1.3 Tình hình nghiên cứu đề tài (trong và ngoài nước) ..................................... 10 1.4 Thiết kế ý niệm ............................................................................................ 11 1.4.1 Trung tâm điều hành Web Server ........................................................ 12 1.4.2 Phương pháp xác định vào ra mỗi phòng ............................................ 12 1.4.3 Giao tiếp, truyền nhận đồng bộ thông tin ............................................ 13 1.5 Kết luận........................................................................................................ 13 Chương 2 TỔNG QUAN RFID ........................................................................... 15 2.1 Khái niệm .................................................................................................... 15 2.2 Lịch sử phát triển ......................................................................................... 15 2.3 Các thành phần của hệ thống thẻ RFID ....................................................... 17 2.3.1 Thẻ (Tag) ............................................................................................. 17 2.3.2 Đầu đọc (Reader) ................................................................................. 18 2.4 Các loại thẻ RFID ........................................................................................ 19 2.4.1 Phân loại theo nguồn cung cấp ............................................................ 19 2.4.2 Phân loại theo giao thức truyền nhận .................................................. 20 2.4.3 Phân loại theo tần số hoạt động ........................................................... 21 2.4.4 Phân loại theo tính chuyển động của Reader ....................................... 22 2.5 Các chuẩn RFID .......................................................................................... 23 2.5.1 Điều lệ và chuẩn hóa ........................................................................... 23 2.5.2 Một số tiêu chuẩn xây dựng cho công nghệ RFID .............................. 24 2.6 Nguyên lý hoạt động.................................................................................... 25 2.7 Các ứng dụng hiện hành của RFID ............................................................. 26 2.7.1 Ứng dụng trong xử phạt....................................................................... 26 2.7.2 Ứng dụng trong an ninh quốc gia ........................................................ 26 2.7.3 Ứng dụng trong hệ thống viễn thông ................................................... 27 2.7.4 Ứng dụng trong quản lý thư viện......................................................... 27 2.7.5 Ứng dụng trong quản lý bán hàng ....................................................... 28 2.7.6 Ứng dụng trong nhận dạng động vật ................................................... 29 3 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 2.7.7 Ứng dụng trong cấy ghép vào con người ............................................ 29 2.7.8 Ứng dụng trong thu phí giao thông ..................................................... 30 2.8 Ưu nhược điểm của hệ thống RFID ............................................................ 30 2.8.1 Ưu điểm ............................................................................................... 30 2.8.2 Nhược điểm ......................................................................................... 31 Chương 3 VI XỬ LÝ ARM CORTEX-M3 .......................................................... 33 3.1 Giới thiệu ..................................................................................................... 33 3.2 Kiến trúc và tính năng xử lý của lõi Cotex-M3 ........................................... 34 3.2.1 Kiến trúc .............................................................................................. 34 3.2.2 Cấu trúc tập lệnh Thumb-2 .................................................................. 35 3.2.3 Cách tổ chức và thực thi tập lệnh ........................................................ 36 3.2.4 Bộ nhớ ................................................................................................. 37 3.2.5 Truy xuất dữ liệu không thẳng hàng (Unaligned) ............................... 38 3.2.6 Hoạt động của Bit-Band ...................................................................... 38 3.2.7 Đơn vị bảo vệ bộ nhớ (MPU) .............................................................. 39 3.2.8 Bộ điều khiển Vector ngắt lồng nhau (NVIC) ..................................... 39 Chương 4 HỆ THỐNG QUẢN LÝ KIỂM SOÁT RA VÀO CỬA DÙNG CÔNG NGHỆ rfid 13.56mhZ .......................................................................................................... 43 4.1 Yêu cầu thiết kế, tổng quan hệ thống .......................................................... 43 4.2 Hiện thực phần cứng .................................................................................... 44 4.2.1 Cơ sở dữ liệutrên Main Control ........................................................... 44 4.2.2 Cách thức lưu trữ và truy xuất dữ liệu ................................................. 45 4.2.3 Giao tiếp .............................................................................................. 46 4.2.4 Giải thuật điều khiển............................................................................ 47 4.2.5 Trình tự thực hiện các chức năng ........................................................ 49 4.3 Hiện thực phần mềm .................................................................................... 68 4.3.1 Cơ sở lý thuyết ..................................................................................... 68 4.3.2 Hiện thực hệ thống ............................................................................ 108 4.3.3 Chi tiết hiện thực ............................................................................... 110 Chương 5 KẾT LUẬN ....................................................................................... 127 5.1 Kết luận đề tài ............................................................................................ 127 5.2 Hướng phát triển trong tương lai ............................................................... 129 Chương 6 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................. 131 PHỤ LỤC ................................................................................................................. 132 4 Đề tài KHCN ĐHBK T-KHMT-2012-81 Danh sách hình vẽ Hình 1-1 Mô hình thiết kế ý niệm .............................................................................. 12 Hình 1-2 Mô hình hiệ thực hệ thống .......................................................................... 13 Hình 2-1 RFID ........................................................................................................... 15 Hình 2-2 Lịch sử phát triển RFID giai đoạn 1880-1960 ............................................ 16 Hình 2-3 Lịch sử phát triển RFID giai đoạn 1960-1990 ............................................ 16 Hình 2-4 Lịch sử phát triển RFID giai đoạn 1990-2009 ............................................ 17 Hình 2-5 Cấu tạo thẻ (Tag) ........................................................................................ 17 Hình 2-6 Tổng quan hệ thống .................................................................................... 18 Hình 2-7 Cấu tạo của một thẻ thụ động ..................................................................... 19 Hình 2-8 Cấu trúc thẻ bán tích cực ............................................................................ 20 Hình 2-9 Thẻ tích cực ................................................................................................ 20 Hình 2-10 Reader mạng không dây (802.11b) ........................................................... 22 Hình 2-11 Reader cầm tay UHF của Intermec Corporation ...................................... 23 Hình 2-12 Nguyên lý hoạt động thẻ RFID ................................................................. 25 Hình 2-13 Ứng dụng công nghệ RFID trong quản lý thư viện .................................. 28 Hình 2-14 Ứng dụng công nghệ RFID trong siêu thị................................................. 29 Hình 2-15 Ứng dụng RFID trong cấy ghép ............................................................... 30 Hình 2-16 Ứng dụng RFID thu phí giao thông .......................................................... 30 Hình 3-1 Block diagram Cotex-M3 ........................................................................... 34 Hình 3-2 Bộ xử lý Cotex-M3 ..................................................................................... 35 Hình 3-3 Mối quan hệ giữa tập lệnh Thumb và Thumb-2 ......................................... 35 Hình 3-4 Câu lệnh một chu kỳ máy sử dụng dày chảy lệnh có 3 tác vụ .................... 36 Hình 3-5 Sơ đồ bộ nhớ ............................................................................................... 37 Hình 3-6 Truy xuất dữ liệu không thẳng hàng .......................................................... 38 Hình 3-7 Tail-Chaining trong NVIC .......................................................................... 40 5 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Hình 4-1 Tổng quan hệ thống .................................................................................... 44 Hình 4-2 Cách lưu trữ, quản lý thông tin ................................................................... 46 Hình 4-3 Tổng quan giao tiếp .................................................................................... 47 Hình 4-4 Tổng quan giải thuật ................................................................................... 47 Hình 4-5 Trạng thái thực thi của taskMain ................................................................ 50 Hình 4-6 Các bước hiện thực taskMain ..................................................................... 50 Hình 4-7 Mô hình kích hoạt module SIM900 ............................................................ 51 Hình 4-8 Mô hình giao tiếp Bộ nhớ, RTC ................................................................. 52 Hình 4-9 Cấu trúc bộ nhớ Flash AT25DF041A ......................................................... 53 Hình 4-10 Các bước ghi dữ liệu vào Flash ................................................................ 54 Hình 4-11 Trạng thái thực thi của taskInternet .......................................................... 55 Hình 4-12 Các bước hiện thực của taskInternet ......................................................... 55 Hình 4-13 Mô hình kết nối Internet và Web server ................................................... 56 Hình 4-14 Mô hình giao tiếp Mainboard và Server ................................................... 56 Hình 4-15 Truyền nhận dữ liệu giữa main và server ................................................. 57 Hình 4-16 Mô hình đồng bộ thời gian thực từ web server và Mainboard ................. 60 Hình 4-17 Mô hình tổng quan hệ thống sử dụng GSM.............................................. 61 Hình 4-18 Các bước hiện thực tác vụ kiểm xoát ra vào cửa ...................................... 62 Hình 4-19 Mô hình giao tiếp hệ thống sử dụng đầu đọc thẻ ...................................... 63 Hình 4-20 Ý nghĩa chuỗi thông tin cập nhật .............................................................. 64 Hình 4-21 Các bước cập nhật thông tin ..................................................................... 65 Hình 4-22 Các bước thực hiện vô hiệu hóa dữ liệu ................................................... 66 Hình 4-23 Các bước thực hiện xóa dữ liệu người dùng ............................................. 67 Hình 4-24 Mô hình cập nhật thông tin người dùng từ server xuống Mainboard ....... 67 Hình 4-25 Cấu trúc .net framework ........................................................................... 69 Hình 4-26 Mục đích thiết kế .net framework ............................................................. 77 Hình 4-27 Mẫu Model – View – Controller............................................................... 82 Hình 4-28 Mô hình RFID hệ thống phần mềm ........................................................ 109 Hình 4-29 Sơ đồ khối chức năng ............................................................................. 110 6 Đề tài KHCN ĐHBK T-KHMT-2012-81 Hình 4-30 Đăng nhập hệ thống ................................................................................ 113 Hình 4-31 Giao diện “Quên mật khẩu” .................................................................... 113 Hình 4-32 Tổng quan giao diện trang chủ sau khi đăng nhập ................................. 114 Hình 4-33 Biểu đồ truy cập tài nguyên (vào ra phòng)............................................ 114 Hình 4-34 Thống kê số lần truy cập theo ngày ........................................................ 115 Hình 4-35 Biểu đồ sử dụng phòng ........................................................................... 115 Hình 4-36 Mô hình Quản lý người dùng.................................................................. 116 Hình 4-37 Giao diện website quản lý tài khoản ....................................................... 116 Hình 4-38 Giao diện thêm tài người dùng mới ........................................................ 117 Hình 4-39 Nhóm chức năng quản lý từng tài khoản ................................................ 117 Hình 4-40 Giao diện chi tiết tài khoản ..................................................................... 118 Hình 4-41 Giao diện chỉnh sửa thông tin người dùng .............................................. 118 Hình 4-42 Giao diện lịch sử truy cập vào/ ra của tài khoản người dùng ................. 119 Hình 4-43 Giao diện Đổi mật khẩu .......................................................................... 119 Hình 4-44 Giao diện Import người dùng từ file Excel ............................................. 120 Hình 4-45 Mô hình quản lý tài nguyên hệ thống ..................................................... 120 Hình 4-46 Mô hình quản lý phân quyền truy cập vào ra ......................................... 121 Hình 4-47 Giao diện quản lý phân quyền truy cập .................................................. 122 Hình 4-48 Giao diện thêm phân quyền .................................................................... 123 Hình 4-49 Quản lý lịch thực hành ............................................................................ 124 Hình 4-50 Mô hình quản lý hệ thống ....................................................................... 125 Hình 4-51 Mô hình quản lý hệ thống ....................................................................... 125 Hình 4-52 Lịch sử hệ thống ..................................................................................... 126 Hình 5-1 Hệ thống được lắp đặt và vận hành tại phòng thí nghiệm Renesas .......... 128 Hình 5-2 Triển lãm nghiên cứu khoa học kỷ niệm 55 thành lập trường ĐHBK...... 128 7 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Danh sách bảng biểu Bảng 4-1 Ý nghĩa dữ liệu thời gian ............................................................................ 44 Bảng 4-2 Ý nghĩa dữ liệu level người dùng ............................................................... 45 Bảng 4-3 Ý nghĩa dữ liệu trạng thái cập nhật ............................................................ 45 Bảng 4-4 Phân biệt các lệnh giao tiếp ........................................................................ 58 Bảng 4-5 Ý nghĩa vùng lưu trữ dữ liệu ...................................................................... 66 8 Đề tài KHCN ĐHBK T-KHMT-2012-81 Chương 1 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Tính cấp thiết của đề tài  Với sự phát triển mạnh mẽ, khoa học và công nghệ ngày càng được ứng dụng nhiều hơn, trong tất cả các lĩnh vực để hỗ trợ tích cực và sâu rộng trong công cuộc xây dựng và phát triển đất nước. Với mong muốn góp sức mình trong quá trình phát triển này, nhóm chúng tôi đã quyết định nghiên cứu và triển khai đề tài “Hệ thống quản lý kiểm soát ra vào cửa dùng công nghệ thẻ RFID 13.56MHz” với những lý do sau:  ARM là một bộ xử lý được dùng trong hầu hết các hệ thốngnhúng. Việc nghiên cứu và nắm vững làm chủ bộ xử lý ARM giúp phát triển các ứng dụng khác trong tương lai dễ dàng hơn.  RFID là một công nghệ hiện đại của thế giới, được ứng dụng rộng rãi trong việc quản lý truy cập, vào ra. Tại Việt Nam, RFID còn khá mới mẻ nhưng cũng đã thu hút sự quan tâm của công chúng. Đây là một thị trường tiềm năng và là công cụ hỗ trợ đắc lực cho việc xây dựng hệ thống quản lý tại Việt Nam.  RFID là một đề tài nghiên cứu mà những ứng dụng của nó có liên quan mật thiết với BMKỹ thuật Máy tính, Khoa KH&KT Máy tính, cả về chuyên môn phần cứng và phần mềm.  Đề tài RFID còn khá mới mẻ tại Việt Nam. Thông qua việc nghiên cứu đề tài chúng tôi mong muốn đưa đến người đọc những ứng dụng và hiệu quả cao mà RFID đem lại. Từ đó thúc đẩy sự phát triển các ứng dụng khác của RFID vào đời sống kinh tế - xã hội: o Nâng cao độ an toàn của phòng làm việc ngay cả khi ra ngoài. o Có thể kết hợp quản lý thời gian làm việc của nhân viên một cách chuyên nghiệp. o Khi trong phòng xảy ra sự cố nào đó thì có thể kiểm soát được trong thời gian đó có những đối tượng nào ở trong phòng và rời khỏi phòng làm việc. o Kiểm soát được sự vào ra của những người không có nhiêm vụ hoặc người ngoài công ty. 9 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI o Tạo ra một môi trường làm việc chuyên nghiệp, hiện đại, từ đó nâng cao ý thực làm việc của cán bộ. 1.2 Đối tượng và vấn đề nghiên cứu  Đề tài nhằm mục đích tìm kiếm và đề xuất giải pháp quản lý, thống kê, đánh giá sự vào ra, truy cập, tần suất xuất hiện. Không làm mất tính tổng quát, nhóm thực hiện đề tài đề xuất đối tượng cần quản lý và đánh giá cụ thể hoạt động trong các phòng thí nghiệm, phòng học là các sinh viên, cán bộ, giảng viên các phòng thí nghiệm, phòng học.  Bài toáncụ thể cần nghiên cứu: Các phòng học, phòng thí nghiệm trong quy trình hoạt động sẽ có rất nhiều sinh viên, cán bộ nghiên cứu, giảng viên ra vào phòng theo nhiều khung thời gian khác nhau. Việc xác định, quản lý hoạt động vào ra của những người được cấp phép tại một phòng nhất định nào đó theo một khung giờ cụ thể sẽ giúp những người làm công tác quản lý giảm được các chi phí vận hành, ngăn chặn các tiêu cực có thể xảy ra, thống kê, phân tích và đánh giá được hoạt động của các thành viên hoạt động trong phòng.  Một trong những vấn đề cấp thiết trong quản lý các phòng học, phòng thí nghiệm, hoặc các văn phòng làm việc là việc kiểm soát được ai vào ai ra khỏi phòng với thời điểm và thời gian ra sao. Điều này hết sức quan trọng trong việc quản lý thời gian làm việc, học tập, nghiên cứu,… đồng thời đánh giá được thời lượng hiện diện, tần suất xuất hiện,… tại phòng của các đối tượng được cấp phép và giao nhiệm vụ tại mỗi phòng.  Bên cạnh đó, việc quản lý bằng hệ thống có tính bảo mật và khả năng lưu trữ lại những hoạt động vào ra cũng là một trong những biện pháp hỗ trợ tích cực trong việc đảm bảo trong kiểm soát an ninh tại mỗi phòng với cơ chế kiểm soát từ xa hoặc theo dõi lịch sử hoạt động của phòng thông qua hệ thống lưu trữ trạng thái hoạt động của mỗi phòng trong quá khứ.  Từ đó, chúng ta đặt vấn đề cần phải có một hệ thống quản lý và kiểm soát vào ra một cách hiện đại và chuyên nghiệp nhằm nâng cao công tác quản lý và hiệu năng hoạt động tại các phòng ban (phòng học, phòng nghiên cứu, văn phòng, phòng làm việc,…). 1.3 Tình hình nghiên cứu đề tài (trong và ngoài nước)  RFID ( Radio Frequency Identification ) là kỹ thuật nhận dạng, quản lý đối tượng bằng sóng vô tuyến. Là một phương pháp nhận dạng tự động dựa trên việc lưu trữ dữ liệu từ xa sử dụng thiết bị thẻ RFID và một đầu đọc RFID.Thẻ RFID có kích 10 Đề tài KHCN ĐHBK T-KHMT-2012-81 thước nhỏ và có thể gắn vào sản phẩm, gắn trên người, động vật. Thẻ RFID chứa các chip silicon và các anten cho phép nhận lệnh và đáp ứng lại bằng tần số vô tuyến RF từ một RFID phát đáp.  RFID trên thế giới đã ra đời và hình thành từ rất lâu. Những ứng dụng của RFID đã trở nên rất phổ biến và không thể thiếu ở các nước đã phát triển. Ví dụ: Ở các nước phát triển, RFID đã được tích hợp trong hầu hết các hệ thống quản lý như: quản lý đối tượng, quản lý nhân sự, quản lý hàng hóa bán lẻ trong siêu thị, nghiên cứu động thực vật học, quản lý hàng hóa xuất-nhập trong xí nghiệp hay nhà kho, quản lý xe cộ qua trạm thu phí, làm thẻ hộ chiếu, kiểm kê, chống trộm, tự động chấm công, bố mẹ theo dõi con cái, tự động nhận diện, an ninh khu vực, quản lý thủy hải sản…  Ở các quốc gia tiên tiến thì quản lý nhân sự vào ra trong những văn phòng làm việc cũng như trong những phòng thí nghiệm hiện đại giúp cho việc quản lý và hiệu suất làm việc trong các phòng ban tăng lên một cách rõ rệt. Ở Việt Nam, trong những năm gần đây cũng đã bắt đầu xuất hiện một số hệ thống quản lý tương tự nhưng với những công nghệ thấp và thiếu an toàn, và những hệ thống đó cũng không đủ linh động và chặt chẽ trong hoạt động. Mặt khác, những sản phẩm từ nước ngoài trên những công nghệ RFID hiện đại thì giá thành khá cao và bởi tính bao đóng của sản phẩm nên hệ thống khó được mở rộng một cách linh hoạt.  Trong nước đã có những đề tài nghiên cứu về RFID nhưng vẫn chưa có những ứng dụng thực sự sử dụng hết được sức mạnh của RFID. Chưa có được hệ thống có thể quản lý được hàng trăm thiết bị để áp dụng trong các hệ thống quản lý nhiều phòng, nhiều cửa khác nhau. Đặc biệt trong môi trường quản lý ở các phòng ban, lớp học trong môi trường giáo dục tại Việt Nam vẫn chưa có hệ thống quản lý nào thực sự hoàn chỉnh dựa trên công nghệ RFID. Điều này dẫn đến trong khâu quản lý các phòng ban và lớp học còn rất nhiều bất cập và tiêu tốn nhiều công sức trong quản lý.  Chính vì thế chúng tôi quyết định nghiên cứu RFID và xây dựng một ứng dụng thiết thực về nó tại Việt Nam: “Hệ thống quản lý kiểm soát ra vào cửa dùng công nghệ thẻ RFID 13.56MHz” 1.4 Thiết kế ý niệm  Từ những yêu cầu được giao, chúng tôi đã xác định hệ thống cần xây dựng sẽ bao gồm các thành phần được mô tả trong Hình 1.1. Hệ thống bao gồm 1 mạch điều khiển trung tâm giao tiếp với các module:  2 đầu đọc thẻ RFID 11 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI  Khóa điện tử khóa cửa  Chuông cảnh báo  Sim điện thoại  Web server qua đường truyền internet Hình 1-1 Mô hình thiết kế ý niệm 1.4.1 Trung tâm điều hành Web Server  Trung tâm điều hành Web Server chứa cơ sở dữ liệu, nó chứa đầy đủ tất cả những dữ liệu quản lý của hệ thống: người dùng hệ thống, các tài nguyên (phòng, lớp, khoa), quyền truy cập phòng của mỗi người dùng trong hệ thống ứng với mỗi phòng và với khung thời gian nhất định.  Giao tiếp với hệ thống điều khiển tại mỗi phòng thông qua đường truyền Internet (chuẩn HTTP), thống kê lưu trữ lại toàn bộ hoạt động vào ra trên mỗi phòng. Ngoài ra, cập nhật mọi thay đổi về danh sách người sử dụng phòng cho mỗi hệ thống điều khiển tại mỗi phòng. 1.4.2 Phương pháp xác định vào ra mỗi phòng  Để có thể biết được hoạt động vào ra tại mỗi phòng và đánh giá được việc vào ra đó là được phép hay không, nhóm đưa ra một số ý tưởng quản lý như sau:.  12 Truy cập bằng thẻ RFID: người dùng sẽ sử dụng thẻ RFID tương tác với đầu đọc thẻ (bằng cách quét thẻ trên đầu đọc thẻ), hệ thống điều khiển tại phòng tiếp nhận thông tin thẻ, sẽ kiểm tra thẻ so trùng với cơ sở dữ liệu có Đề tài KHCN ĐHBK T-KHMT-2012-81 sẵn trong bộ nhớ để xác định có quyền được truy cập vào phòng hay không để đưa ra điều khiển đóng hay mở cửa cho phù hợp.  Truy cập bằng gọi điện, nhắn tin: Người dùng có thể sử dụng điện thoại di động để gọi điện, nhắn tin vào hệ thống thông qua 1 số điện thoại giao tiếp của hệ thống tại phòng muốn vào tương ứng. Hệ thống sẽ kiểm tra xem người sử dụng điện thoại, nhắn tin với số điện thoại đó có quyền được truy cập phòng hay không. 1.4.3 Giao tiếp, truyền nhận đồng bộ thông tin  Hệ thống giao tiếp đồng bộ dữ liệu, lưu trữ hoạt động của các phòng được thực hiện giữa hệ thống điều khiển phần cứng tại mỗi phòng với hệ thống web server thông qua giao tiếp Internet (cụ thể là chuẩn giao tiếp HTTP).  Hệ thống giao tiếp giữa đầu đọc thẻ, module GSM, điều khiển,… với hệ thống điều khiển chính (Main control) được hiện thực dựa trên nền tảng những chuẩn giao tiếp thông dụng như: CAN, SPI, UART, GSM. 1.5 Kết luận Nhóm phát triển sau cùng đã đi đến thiết kế ý niệm được mô tả trong hình vẽ bên dưới. Hình 1-2 Mô hình hiệ thực hệ thống 13 Chương 2 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN RFID 2.1 Khái niệm RFID (Radio Frequency Identification, nhận dạng bằng sóng vô tuyến) là một phương pháp nhận dạng tự động bằng song vô tuyến dựa trên việc lưu trữ dữ liệu từ xa, sử dụng thiết bị thẻ RFID và đầu đọc RFID.Thẻ RFID có kích thước nhỏ và có thể gắn vào sản phẩm, gắn trên người, động vật.Thẻ RFID chứa các chip silicon và các anten cho phép nhận lệnh và đáp ứng lại bằng tần số vô tuyến RF từ một RFID phát đáp. Hình 2-1 RFID 2.2 Lịch sử phát triển Năm 1945, Leon Theremin phát minh ra một công cụ do thám cho chính phủ Liên Xô cũ bằng cách truyền các sóng vô tuyến phụ với tin tức audio. Thiết bị này là một thiết bị chuyển đổi âm thanh thụ động chứ không phải là một thẻ nhận dạng và được coi là thiết bị đầu tiên sử dụng một bộ xử lý công nghệ RFID. Một công nghệ tương tự đó là bộ tách sóng IFF được phát minh 1939 bởi người Anh và được quân đồng minh sử dụng trong thế chiến thứ II để nhận dạng máy bay ta và địch. Nhưng trong khoảng thời gian này do chi phí quá cao và kích thước quá lớn của hệ thống nên chúng chỉ được sử dụng trong quân đội. Năm 1948, Harry Stockman cho ra đời tập tài liệu “Communication by Means of Reflected Power” nghiên cứu về RFID. HỆ THỐNG QUẢN LÝ RA VÀO CỬA DÙNG CÔNG NGHỆ THẺ RFID 13.56MHz Hình 2-2 Lịch sử phát triển RFID giai đoạn 1880-1960 Cuối thập niên 60 đầu thập niên 70, bắt đầu xuất hiện những công ty giới thiệu những ứng dụng mới cho RFID mà không quá phức tạp và đắt tiền, Ban đầu là những thiết bị giám sát điện tử (Electronic Article Surveillance – EAS) để kiểm soát hàng hóa như quần áo, sách thư viện…. Năm 1973, Mario Cardullo (US) chính thức trở thành người đầu tiên hoàn thiện công nghệ RFID. Hình 2-3 Lịch sử phát triển RFID giai đoạn 1960-1990 Đến thập niên 90, khi mà tần số UHF được sử dụng và thể hiện được những ưu điểm về khoảng cách và tốc độ truyền dữ liệu thì công nghệ RFID đạt được những thành tựu rực rỡ. Những năm đầu thế kỉ 21 đã đánh dấu những điểm mốc chuyển biến quan trọng của RFID. Kĩ thuật RFID hiện nay đang được sử dụng trong cả khu vực kinh tế tư nhân và nhà nước, từ việc theo dõi sách trong thư viện đến việc xác nhận một chiếc chìa khóa. 16 Đề tài KHCN ĐHBK T-KHMT-2012-81 Hình 2-4 Lịch sử phát triển RFID giai đoạn 1990-2009 2.3 Các thành phần của hệ thống thẻ RFID Một hệ thống RFID có thể gồm một số thành phần: thẻ, bộ đọc thẻ, database, máy chủ, middleware và phần mềm ứng dụng.Với những ứng dụng phức tạp đòi hỏi thêm mạch điện điều khiển trung tâm, bộ mã hóa cấp phát thẻ. Mục đích của một hệ thống RFID là cho phép dữ liệu được truyền bởi một thiết bị di động đến một bộ đọc RFID và bộ đọc xử lý thông tin theo yêu cầu của từng ứng dụng cụ thể. Dữ liệu truyền từ thẻ có thể chứa thông tin nhận dạng hoặc thông tin định vị hoặc những chi tiết về sản phẩm được đánh thẻ như giá, màu, ngày mua,... 2.3.1 Thẻ (Tag) Thẻ RFID gồm chip bán dẫn nhỏ và anten được thu nhỏ trong một số hình thức đóng gói. Một vài thẻ giống như những nhãn giấy và được ứng dụng để dán lên trên sản phẩm. 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. Hình 2-5 Cấu tạo thẻ (Tag) 17 HỆ THỐNG QUẢN LÝ RA VÀO CỬA DÙNG CÔNG NGHỆ THẺ RFID 13.56MHz RFID có thể lưu giữ một lượng lớn dữ liệu về đối tượng đang theo dõi như thông số kỹ thuật, hướng dẫn cấu hình, thời gian xuất xưởng, màu sắc, giá cả… Dung lượng thẻ phụ thuộc vào nhà cung cấp và loại ứng dụng, thông thường không lớn hơn 2Kb đủ để lưu trữ dữ liệu về đối tượng. Thẻ RFID có thể xảy ra nhiễu, xung đột nếu có nhiều bộ phát đáp phản xạ tín hiệu tại một thời điểm. 2.3.2 Đầu đọc (Reader) Một Reader điển hình chứa một module tần số vô tuyến (anten phát và thu) là một đơn vị điều khiển và là phần tử kết nối đến bộ phát đáp. Ngoài ra các Reader còn được gắn với một giao diện bổ sung (RS232, RS485…) để chúng có thể chuyển tiếp dữ liệu đọc được đến một hệ thống khác (PC, hệ thống điều khiển…).Reader có thể phát hiện được các thẻ ngay cả khi không nhìn thấy (tùy thuộc vào tần số radio). Reader có thể xử lý nhiều iteam cùng lúc làm cho thời gian xử lý đọc tăng lên. Các reader cũng có dung lượng lưu trữ, dung lượng xử lý khác nhau và các tần số chúng có thể đọc. Hình 2-6 Tổng quan hệ thống Database là hệ thống phụ trợ để theo dõi và chứa thông tin về đối tượng có thẻ. Thông tin lưu trong database gồm định danh về đối tượng, phần mô tả, nhà sản xuất, hoạt động, vị trí,… Thông tin database sẽ thay đổi tùy theo ứng dụng. Các database cũng được 18