Đồ án Thiết kế hệ thống điểm danh sinh viên dùng công nghệ RFID (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Thiết kế hệ thống điểm danh sinh viên dùng công nghệ RFID (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỂM DANH SINH VIÊN DÙNG CÔNG NGHỆ RFID GVHD: ThS. NGUYỄN VĂN HIỆP SVTH: HUỲNH THANH TÙNG MSSV: 12141256 SVTH: ĐẶNG MINH DUY MSSV: 12141034 S K L 0 0 4 5 6 6 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 01/2017
2. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỂM DANH SINH VIÊN DÙNG CÔNG NGHỆ RFID GVHD: ThS. Nguyễn Văn Hiệp SVTH: Huỳnh Thanh Tùng MSSV: 12141256 SVTH: Đặng Minh Duy MSSV: 12141034 Tp. Hồ Chí Minh - 01/2017
3. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỂM DANH SINH VIÊN DÙNG CÔNG NGHỆ RFID GVHD: ThS. Nguyễn Văn Hiệp SVTH: Huỳnh Thanh Tùng MSSV: 12141256 SVTH: Đặng Minh Duy MSSV: 12141034 Tp. Hồ Chí Minh - 01/2017
4. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Chương 1. TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Thế giới ngày nay với sự phát triển bùng nổ của khoa học kỹ thuật đem lại nhiều tiện ích thiết thực hơn cho cuộc sống con người. Các công nghệ mới ra đời để đáp ứng những nhu cầu ngày càng cao của con người trong mọi lĩnh vực. RFID, Trong đó công nghệ RFID (Radio Frequency Identification) đang phát triển gần như vô hạn, công nghệ RFID thật sự đã tạo mới bước đột phá trong khoa học. Hiện nay, số lượng sinh viên trên một khóa học ở trường ta là rất lớn vì vậy việc điểm danh sinh viên bằng cách truyền thống sẽ gây mất thời gian cũng như sai sót trong việc tổng hợp danh sách để đánh giá chuyên cần. Nhận thấy sự cần thiết của việc ứng dụng công nghệ thông tin và công nghệ RFID vào việc hỗ trợ giáo viên điểm danh, nhóm chúng em đã thực hiện đề tài: “Thiết kế hệ thống điểm danh sinh viên ”. Đề tài sẽ kết hợp công nghệ RFID và thiết bị di động để thiết kế hệ thống linh hoạt có thể giúp giảng viên tiết kiệm thời gian trong việc điểm danh, t . Đồng thời giúp sinh viên cũng có thể của mình để có sự điều chỉnh hợp lý. Từ đó giúp việc giảng dạy và học tập hiệu quả hơn. Một số đề tài đã nghiên cứu về vấn đề này như: “Xây dựng hệ thống hổ trợ điểm danh sinh viên”[3], “Ứng dụng công nghệ RFID vào quản lý học sinh”[4]. Đặc điểm của những đề tài này là thiết bị điểm danh được đặt cố định và giao tiếp với máy tính để cập nhật dữ liệu. Do vậy việc xây Hệ thống chúng em xây dựng thì việc quản lý sẽ được thực hiện trên điện thoại của giảng viên. Từ đó việc điểm danh sẽ linh động theo ý muốn của giảng viên.Vì hệ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 1
5. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN thống không cần cố định nên việc sẽ rất dễ dàng. 1.2 Đồ án nguyên cứu và thực hiện nhằm áp dụng những kiến thức đã học trong 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. 1.3 NỘI DUNG 1: P RFID RC522. NỘI DU HC05. NỘI DU NỘI DU Bluetooth. NỘI DU NỘI DU 1.4 Ứng dụng được viết cho một giảng viên và các sinh viên theo học các khóa học của giảng viên đó. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 2
6. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Hệ thống chỉ điểm danh theo thẻ không xác định chính xác chủ thẻ đã điểm danh hay không. 1.5. BỐ CỤC Chương 1: Tổng Quan Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết. Chương 3: Chương 4: Thi Công Chương 5: Kết Quả, Nhận Xét và Đánh Giá. Chương 6: Kết Luận và Hướng Phát Triển. Chương 1: Tổng quan. Chương này trình bày đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nôi dung nghiên cứu, các giới hạn thông số và bố cục đồ án. Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết. Chương 3: . - - - - Chương 4: - - - - Chương 5: Kết Quả, Nhận Xét và Đánh Giá. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 3
7. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Chương 6 t luận và BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 4
8. Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ RFID 2.1.1 Khái niệm về RFID RFID (Radio Frequency Identification) là công nghệ xác nhận dữ liệu đối tượng bằng sóng vô tuyến để nhận dạng, theo dõi và lưu thông tin trong một thẻ (Tag). Reader quét dữ liệu thẻ và gửi thông tin đến cơ sở dữ liệu lưu trữ dữ liệu của thẻ [1]. Kỹ thuật RFID sử dụng truyền thông không dây trong dải tần sóng vô tuyến để truyền dữ liệu từ các thẻ đến các Reader. Thẻ có thể được đính kèm hoặc gắn vào đối tượng nhận dạng chằng hạn như sản phẩm, hộp hoặc sách Dạng đơn giản nhất được sử dụng hiện nay là hệ thống RFID bị động làm việc như sau: reader truyền một tín hiệu tần số vô tuyến điện từ qua anten của nó đến một con chip. Reader nhận thông tin trở lại từ chip và gửi nó đến máy tính điều khiển đầu đọc và xử lý thông tin lấy được từ chip. Các chip không tiếp xúc không tích điện, chúng hoạt động bằng cách sử dụng năng lượng nhận từ tín hiệu được gửi bởi reader 2.1.2 Các thành phần của một hệ thống RFID Một hệ thống RFID là một tập hợp các thành phần mà nó thực thi giải pháp RFID. Một hệ thống RFID bao gồm các thành phần sau [1]: Tag: là bộ phận quan trọng cấu thành lên hệ thống RFID và được sử dụng trong tất cả các hệ thống RFID. Reader: là thành phần bắt buộc để truy vấn thẻ. Reader anten: là thành phần bắt buộc. Một vài reader hiện hành ngày nay cũng đã có sẵn anten. Mạch điều khiển (Controller): là thành phần bắt buộc. Tuy nhiên, hầu hết các reader mới đều có thành phần này gắn liền với chúng. Cảm biến (sensor), cơ cấu chấp hành (actuator) và bảng tín hiệu điện báo (annunciator): những thành phần này hỗ trợ nhập và xuất của hệ thống. Máy chủ và hệ thống phần mềm: 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. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 5
9. Cơ sở hạ tầng truyền thông: là thành phần bắt buộc, nó là một tập gồm cả hai mạng có dây và không dây và các bộ phận kết nối tuần tự để kết nối các thành phần đã liệt kê ở trên với nhau để chúng truyền với nhau hiệu quả. Sơ đồ khối hệ thống RFID. Hình 2.2. Các thành phần của hệ thống RFID a. Thẻ RFID ( Tag ) Thẻ RFID là một thiết bị có thể lưu trữ và truyền dữ liệu đến một reader trong một môi trường không tiếp xúc bằng sóng vô tuyến. Tag RFID mang dữ liệu về một vật, một sản phẩm (item) nào đó và gắn lên sản phẩm đó. Mỗi tag có các bộ phận lưu trữ dữ liệu bên trong và cách giao tiếp với dữ liệu đó. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 6
10. Phân loại thẻ RFID Các tag RFID có thể được phân loại theo hai phương pháp khác nhau. Dựa trên việc tag có chứa nguồn cung cấp gắn bên trong hay là được cung cấp bởi reader: . Thụ động (Passive) . Tích cực (Active) . Bán tích cực (Semi-active, cũng như bán thụ động semi-passive) TAG thụ động Loại tag này không có nguồn bên trong, sử dụng nguồn nhận được từ reader để hoạt động và truyền dữ liệu được lưu trữ trong nó cho reader. Tag thụ động có cấu trúc đơn giản và không có các thành phần động. Đối với loại tag này, khi tag và reader truyền thông với nhau thì reader luôn truyền trước rồi mới đến tag. Cho nên bắt buộc phải c reader để tag có thể truyền dữ liệu của nó. Tag thụ động bao gồm những thành phần chính sau: . Vi mạch (microchip). . Anten. Các thành phần của Tag thụ động Một vi mạch của thẻ thụ động bao gồm các khối như hình vẽ dưới đây: BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 7
11. . Những thành phần cơ bản của một vi mạch . Bộ chỉnh lưu (power control/rectifier): chuyển nguồn AC từ tín hiệu anten của reader thành nguồn DC . Chính nguồn điện một chiều này sẽ cung cấp năng lượng tới các thành phần khác của vi mạch. . Bộ tách xung (Clock extractor): tách tín hiệu xung từ tín hiệu anten của reader. . Bộ điều chế (Modulator): điều chế tín hiệu nhận được từ reader. Đáp ứng của tag được nhúng trong tín hiệu đã điều chế sau đó được truyền trở lại reader . Đơn vị luận lý (Logic unit): chịu trách nhiệm cung cấp giao thức truyền giữa tag và reader . Bộ nhớ vi mạch (memory): được dùng lưu trữ dữ liệu. Bộ nhớ này thường được phân đoạn (gồm vài block hoặc field). Ở đây ta cần chú ý đến thuật ngữ addressability, nghĩa là khả năng đánh địa chỉ (đọc hoặc ghi) các vị trí bộ nhớ riêng lẻ của một vi mạch trên tag. Một khối bộ nhớ của thẻ có thể lưu trữ được nhiều kiểu dữ liệu khác nhau, chẳng hạn như một phần của đối tượng dữ liệu được sử dụng để nhận dạng thẻ, các bit kiểm tra tổng (ví dụ, cyclic redundancy check [CRC]) để kiểm tra độ chính xác của dữ liệu đã được truyền, ) TAG tích cực BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 8
12. Thẻ tích cực có một nguồn năng lượng bên trong (chẳng hạn một bộ pin, hoặc có thể là những nguồn năng lượng khác nhau như sử dụng nguồn năng lượng mặt trời) và điện tử học để thực thi những nhiệm vụ chuyên dụng. Thẻ tích cực sử dụng nguồn năng lượng bên trong để truyên dữ liệu cho reader. Điện tử học bên trong gồm bộ vi mạch, cảm biến và các cổng vào/ra được cấp nguồn bởi năng lượng bên trong nó. Đối với loại thẻ này, trong quá trình truyền giữa thẻ và reader, thẻ luôn truyền trước, rồi mới đến reader. Vì sự hiện diện của reader không cần thiết cho việc truyền dữ liệu nên thẻ tích cực có thể phát dữ liệu của nó cho những vùng lân cận nó thâm chí trong cả trường hợp không có reader ở nơi đó. Tag tích cực bao gồm các thành phần chính sau: . Vi mạch (microchip) : cấu tạo và chức năng giống với tag thụ động nhưng kích thước vi xử lý và khả năng thì lớn hơn. . Anten : Nó có thể là một dạng của module RF có thể truyền tín hiệu của Tag và nhận tín hiệu của reader tương ứng. . Nguồn năng lượng trên bên trong tag : Tất cả các thẻ tích cực đều có mang một nguồn năng lượng trên nó (ví dụ, có một pin nhỏ kèm theo) để cung cấp năng lượng tới các thành phần điện tử và để nó thực hiện truyền dữ liệu đi. Một trong những nhân tố quyết định độ bền của pin là tốc độ truyền dữ liệu của thẻ. Ngoài ra, các cảm biến nằm trên bảng mạch thẻ và các bộ xử lý tiêu thụ năng lượng ít cũng có thể góp phần làm cho tuổi thọ của pin ngắn đi. . Các thành phần điện tử : Các thành phần điện tử nằm trên bảng mạch thẻ cho phép thẻ hoạt động như một bộ phát tín hiệu (transmitter), và tùy theo lựa chọn cụ thể mà nó có thể thực hiện được các chức năng đặc biệt chẳng hạn như việc tính toán, hoặc hoạt động như một cảm biến, Ta cần chú ý rằng khi số các chức năng tăng nên thì kích thước vật lý của phần này tăng lên, và vì vậy kích thước thẻ cũng tăng lên. TAG bán tích cực BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 9
13. Tag bán tích cực 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 năng lượng cho tag hoạt động. Tuy nhiên trong quá trình truyền dữ liệu, tag bán tích cực sử dụng nguồn từ reader. Phân loại thẻ RFID dựa trên khả năng hỗ trợ ghi chép dữ liệu TAG read only (RO) Thẻ RO có thể được lập trình (tức là ghi dữ liệu lên thẻ RO) chỉ một lần. Dữ liệu có thể được lưu vào thẻ tại xí nghiệp trong lúc sản xuất. 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 khách hàng dựa trên ứng dụng. Loại thẻ này được sử dụng trong các ứng dụng kinh doanh và hàng không nhỏ. TAG 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 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. TAG read write (RW) 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 (lập trình lại). Sự an toàn dữ liệu là một thách thức đối với thẻ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 10
14. 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. b. READER Một reader điển hình chứa một Module tần số vô tuyến (máy phát và máy 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 robot ) Reader RFID được gọi là vật tra hỏi (interrogator), là một thiết bị đọc và ghi dữ liệu các thẻ RFID tương thích. Hoạt động ghi dữ liệu lên thẻ bằng reader được gọi là tạo thẻ. Quá trình tạo thẻ và kết hợp thẻ với một đối tượng được gọi là đưa thẻ vào hoạt động (commissioning the tag). Reader là hệ thần kinh trung ương của toàn hệ thống, phần cứng RFID thiết lập việc truyền với thành phần này và điều khiển nó, là thao tác quan trọng nhất của bất kỳ thực thể nào muốn liên kết với thực thể phần cứng này. Các thành phần chính của reader bao gồm: Máy phát (Transmitter): Truyền nguồn AC và chu kỳ xung đồng hồ qua antenna của nó đến thẻ trong phạm vi đọc cho phép, nó chịu trách nhiệm gửi tín hiệu của reader đến môi trường xung quanh và nhận lại đáp ứng của thẻ qua antenna của reader. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 11
15. Máy thu (Receiver): Nhận tín hiệu tương tự từ thẻ qua antenne của reader. Sau đó nó gửi những tín hiệu này cho vi mạch của reader, tại nơi này nó được chuyển thành tín hiệu số tương đương (có nghĩa là dữ liệu mà thẻ đã truyền cho reader được biểu diễn ở dạng số). Vi mạch (Microprocessor): Thành phần này chịu trách nhiệm cung cấp giao thức cho reader để nó truyền thông với thẻ tương thích với nó. Nó thực hiện việc giải mã và kiểm tra lỗi tín hiệu tương tự nhận từ máy thu. Bộ nhớ: Bộ nhớ dùng lưu trữ dữ liệu như các tham số cấu hình reader và một bản kê khai các lần đọc thẻ. Vì vậy nếu việc kết nối giữa reader và hệ thống mạch điều khiển/phần mềm bị hỏng thì tất cả dữ liệu thẻ đã được đọc không bị mất. Kênh vào/ra đối với các cảm biến, cơ cấu truyền động đầu từ, bảng tín hiệu điện báo bên ngoài: Các reader không cần bật suốt. Các thẻ có thể chỉ xuất hiện lúc nào đó và rời khỏi reader mãi cho nên việc bật reader suốt sẽ gây lãng phí năng lượng. Thêm nữa là giới hạn vừa đề cập ở trên cũng ảnh hưởng tới chu kỳ làm việc của reader. Thành phần này cung cấp một cơ chế bật và tắt reader tùy thuộc vào các sự kiện bên ngoài Mạch điều khiển (có thể nó được đặt ở bên ngoài): Là một thực thể cho phép thực thể bên ngoài là con người hoặc chương trình máy tính giao tiếp, điều khiển các chức năng của reader, điều khiển bảng tín hiệu điện báo và cơ cấu truyền động đầu từ kết hợp với reader này. Mạch truyền thông: Cung cấp các lệnh truyền đến reader, nó cho phép tương tác với các thực thể bên ngoài qua mạch điều khiển, để truyền dữ liệu của nó, nhận lệnh và gửi lại đáp ứng. Thành phần này cũng có thể xem như là một phần của mạch điều khiển hoặc là phương tiện truyền giữa mạch điều khiển và các thực thể bên ngoài. Nguồn năng lượng: Thành phần này cung cấp năng lượng cho các thành phần của reader. Nguồn năng lượng được được cung cấp cho các thành phần này qua một dây dẫn điện được kết nối với một ngỏ ra bên ngoài thích hợp. Phân loại Reader BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 12
16. Reader được phân loại chủ yếu theo tiêu chuẩn là giao diện mà reader cung cấp cho việc truyền thông. Trong tiêu chuẩn này, reader có thể được phân loại ra như sau: Serial. Network. Serial Reader Serial reader sử dụng liên kết serial để truyền với một ứng dụng. Reader kết nối đến cổng serial của máy tính dùng kết nối tuần tự RS232 hoặc RS485. Cả hai loại kết nối này đều có giới hạn trên về chiều dài cáp sử dụng kết nối reader với máy tính. Chuẩn RS485 cho phép cáp dài hơn chuẩn RS232. Ưu điểm của serial reader là phụ thuộc vào chiều dài tối đa của cáp sử dụng để kết nối một reader với một máy tính. Thêm nữa, thường thì trên một máy chủ thì số cổng serial bị hạn chế. Tốc độ truyền dữ liệu serial thường thấp hơn tốc độ truyền dữ liệu mạng. Những nhân tố này dẫn đến chi phí bảo dưỡng cao hơn và thời gian chết đáng kể. Network Reader Network reader kết nối với máy tính sử dụng cả mạng dây và không dây. Thực tế, reader hoạt động như thiết bị mạng. Ưu điểm của network reader là không phụ thuộc vào chiều dài tối đa của cáp kết nối reader với máy tính. Sử dụng ít máy chủ hơn so với serial reader. Thêm nữa là phần mềm hệ thống của reader có thể được cập nhật từ xa qua mạng. Nhược điểm của network reader là việc truyền không đáng tin cậy bằng serial reader. khác: Reader cố định c. Cơ chế truyền dữ liệu giữa tag và bộ đọc. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 13
17. Tùy thuộc vào loại thẻ, việc truyền giữa bộ đọc và thẻ có thể theo một trong những cách sau đây: − − Kiểu máy phát − Kiểu bộ Trong phương thức truyền thông này, reader truyền đi một tín hiệu RF sóng liên tục chứa nguồn AC và tín hiệu xung clock đ . Kiểu máy phát Loại truyền thông này ch ứng dụng vào loại tag tích cực. Trong phương thức truyền tin này, tag phát đi tin của n ng t n quan tâm là có reader hay không. Vì vậy tag luôn luôn truyền trước reader. Kiểu bộ phát - đáp Trong loại truyền thông này, tag sẽ vào chế độ “ngủ” h ngủ. Khi tag nhận lệnh này tag sẽ thoát khi chế độ ngủ và trở lại hoạt động như tag phát. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 14
18. 2.1.3 Tần số vô tuyến hoạt động của RFID Tần số hoạt động của thẻ RFID là tần số điện từ dùng để giao tiếp hoặc thu được năng lượng. Phổ điện từ mà RFID thường hoạt động là tần số thấp (LF), tần số cao (HF), siêu cao tần (UHF) và vi sóng (Microwave). Hệ thống RFID không được gây cản trở các thiết bị khác, bảo vệ các ứng dụng như radio cho các dịch vụ khẩn cấp hoặc truyền hình. Bảng 2.1: Khoảng tần số RFID 2.2 GIỚI THIỆU VỀ HỆ ĐIỀU HÀNH ANDROID Android là một hệ điều hành có mã nguồn mở dựa trên nền tảng Linux được thiết kế dành cho các thiết bị di độngcó màn hình cảm ứng như điện thoại thông minh và máy tính bảng. Ban đầu, Android được phát triển bởi Tổng công ty Android, với sự hỗ trợ tài chính từ Google, sau này được chính Google mua lại vào năm 2005 và hệ điều hành Android đã ra mắt vào năm 2007. Chiếc điện thoại đầu tiên chạy Android là HTC Dream được bán vào ngày 22 tháng 10 năm 2008. Giao diện người dùng của Android dựa trên nguyên tắc tác động trực tiếp, sử dụng cảm ứng chạm tương tự như những động tác ngoài đời thực như vuốt, chạm, kéo dãn và thu lại để xử lý các đối tượng trên màn hình BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 15
19. Từ khi ra đời hệ điều hành Android đã trải qua nhiều lần nâng cấp hệ điều hành như hình Hình 2.6. Các thế hệ của hệ điều hành Android 2.2.1 Kiến trúc hệ điều hành Android Hình 2.7. Kiến trúc hệ điều hành Android Linux kernel Ở dưới cùng của các tầng trên là Linux – Linux 2.6 với khoảng 115 bản vá lỗi. Tầng này cung cấp chức năng hệ thống cơ bản như quản lý các tiến trình, quản lý bộ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 16
20. nhớ, quản lý thiết bị như máy ảnh, bàn phím, màn hình hiển thị, v.v Ngoài ra, nhân Linux xử lý tất cả các vấn đề về Mạng và một loạt các trình điều khiển thiết bị giao tiếp với phần cứng ngoại vi[2]. Libraries Tầng này là một tập hợp các thư viện bao gồm trình duyệt web mã nguồn mở sử dụng WebKit engine, thư viện libc, cơ sở dữ liệu SQLite là một kho lưu trữ hữu ích cho việc lưu trữ và chia sẻ dữ liệu của ứng dụng, có các thư viện để chơi/ghi lại âm thanh và video, các thư viện SSL chịu trách nhiệm về bảo mật Internet, v.v [2]. Android Runtime Đây là phần thứ ba của kiến trúc Android. Phần này cung cấp một thành phần quan trọng được gọi là Dalvik Virtual Machine – một loại máy ảo Java được thiết kế đặc biệt và tối ưu hóa cho Android[2]. Dalvik VM sử dụng các tính năng cốt lõi của Linux như quản lý bộ nhớ và đa luồng, những tính năng này đều có trong ngôn ngữ Java . Dalvik VM cho phép tất cả các ứng dụng Android chạy trong tiến trình riêng của nó[2]. Android Runtime cũng cung cấp một tập các thư viện lõi cho phép các nhà phát triển ứng dụng Android viết các ứng dụng Android sử dụng ngôn ngữ lập trình Java (J2SE). Application Framework Tầng Application Framework cung cấp nhiều dịch vụ cấp cao hơn cho các ứng dụng trong ở dạng các class trong Java. Các nhà phát triển ứng dụng được phép sử dụng các dịch vụ này trong các ứng dụng của họ. (Ví dụ: dịch vụ kết nối Internet, dịch vụ SMS, ) Applications Bạn sẽ viết ứng dụng và các ứng dụng mà bạn viết được cài đặt ở tầng này 2.2.2 Vòng đời ứng dụng Android. Android có cơ chế quản lý các tiến trình (process) theo chế độ ưu tiên (priority). Các tiến trình có độ ưu tiên thấp sẽ bị giải phóng mà không cảnh báo nhằm đảm bảo tài nguyên Các loại tiến trình trong android : BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 17
21. Foreground process: là process của ứng dụng hiện thời đang được người dùng tương tác. Visible process: là process của ứng dụng mà activity đang hiển thị đối với người dùng (onPaused() của activity được gọi). Service process: là Service đang running. Background process: là process của ứng dụng mà các activity của nó ko hiển thị với người dùng (onStoped() của activity được gọi). Empty process: process không có bất cứ 1 thành phần nào active. 2.2.3 Các thành phần trong một ứng dụng Android Activity Activity là thành phần tối quan trọng của bất kỳ một ứng dụng Android nào, được dùng để hiển thị một giao diện và nắm bắt các hoạt động xảy ra trên giao diện đó. Một ứng dụng thường bao gồm nhiều Activity được ràng buộc với nhau. Thông thường, một trong những Activity được quy dịnh là Activity chính (MainActivity), được trình bày cho người dùng xem khi ứng dụng chạy lần đầu. Mỗi Activity sau đó co thể gọi Activity khác để thực hiện các hành động khác nhau. Mỗi Activity muốn hoạt động thì phải khai báo trong AndroidMenifest.xml. Trạng thái của mỗi Activity : Running: Activity đang hiển thị trên màn hình. Pause: Activity vẫn hiển thị nhưng không thể tương tác. Stop: Activity cũ thay thế Activity mới. Kill: Khi hệ thống thiếu bộ nhớ nó sẽ giải phóng theo nguyên tắc ưu tiên. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 18
22. S K L 0 0 2 1 5 4