Luận văn: Công nghệ mới (RFID)

Chia sẻ: Quangdat Quangdat | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:98

Thêm vào BST

Báo xấu

457
lượt xem 205
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Công nghệ này sẽ khỏa lấp những lỗ hổng an ninh trong dây chuyền cung cấp hàng hóa toàn cầu để tránh nạn làm hàng giả như rượu, thuốc, đĩa DVD..., giúp các chính phủ kiểm soát được công nhân và công dân trong một biên giới. Tuy nhiên, việc áp dụng RFID để theo dõi con người đang bị coi là ảnh hưởng đến quyền tự do cá nhân và sự bảo mật, nhất là khi các máy đọc thẻ có thể lấy thông tin từ khoảng cách 100 m.......

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn: Công nghệ mới (RFID)

…………..o0o………….. Luận văn: Công nghệ mới (RFID)
Lời mở đầu LỜI MỞ ĐẦU Công nghệ RFID là thế hệ mới nhất trong dòng công nghệ nhận dạng tự động (Auto - ID) hứa hẹn những ưu điểm và tính năng nổi trội so với các thế hệ đàn anh trước đó. Ứng dụng công nghệ RFID vào thực tế không chỉ là quá trình triển khai các thiết bị RFID tại khu vực kinh doanh mà còn cần phải xây dụng các giải pháp phần mềm b ên trên để xử lý các thông tin RFID. Nhiều nhà phát triển phân mềm nổi tiếng nh ư Sun và Microsoft đã có những bước tiến đáng kể trong việc giới thiệu các công nghệ hỗ trợ xây dựn g các giải pháp RFID. Câu hỏi đặt ra là, làm thế nào để xây dựng một hệ thống thông tin RFID hiệu quả trong môi trường kinh doanh. Theo quan điểm của ng ười viết, một hệ thống thông tin RFID nh ư vậy cần phải đảm bảo hai yếu tố: tuân theo một kiến trúc RFID chuẩn dành cho doanh nghiệp, và có một công nghệ hỗ trợ đủ mạnh. Theo h ướng tiếp cận này, nội dung báo cáo sẽ được chia thành hai phần: phần đầu giới thiệu kiến trúc chuẩn RFID v à phần hai giới thiệu công nghệ Microsoft BizTalk RFID. Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 11 năm 2007 Báo cáo đồ án tốt nghiệp -1-
Mục lục MỤC LỤC PHẦN I: KIẾN TRÚC RFID........................................................................... 8 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ RFID .............................................................. 8 1.1 Các trường hợp sử dụng RFID ..................................................................................... 9 1.2 Các ưu điểm của RFID so với các công nghệ khác ................................................... 10 1.3 Tiềm năng của RFID ..................................................................................................11 CHƯƠNG 2: KIẾN TRÚC RFID ...................................................................................... 13 2.1 Nơi hội tụ nhiều công nghệ ......................................................................................... 13 2.2 Các chức năng chính: .................................................................................................14 2.3 Các thành phần của hệ thống RFID ........................................................................... 17 2.3.1 Thẻ RFID (RFID Tag) ......................................................................................... 19 2.3.1.2 Chọn lựa thẻ..................................................................................................21 2.3.2 Đầu đọc RFID (RFID Readers) ........................................................................... 21 2.3.2.1 Các thành phần luận lý của đầu đọc ............................................................. 22 2.3.2.2 Chọn lựa đầu đọc .......................................................................................... 22 2.3.3 RFID Middleware ................................................................................................ 22 2.3.3.1 Các động lực thúc đẩy sử dụng RFID Middleware ...................................... 23 2.3.3.2 Bộ tương thích đầu đọc (Reader Adapter) .................................................... 24 2.3.3.3 Bộ quản lý sự kiện ........................................................................................ 24 2.3.3.4 Giao diện mức ứng dụng .............................................................................. 28 2.3.3.5 Các chuẩn EPCglobal ................................................................................... 28 2.3.4 Kênh dịch vụ RFID.............................................................................................. 28 2.3.5 Dịch vụ thông tin RFID ....................................................................................... 29 2.3.6 Mạng thông tin RFID .......................................................................................... 29 CHƯƠNG 3: RFID MIDDLEWARE................................................................................ 32 3.1 Động lực thúc đẩy....................................................................................................... 32 3.1.1 Cung cấp một giao diện đầu đọc ......................................................................... 32 3.1.2 Lọc sự kiện .......................................................................................................... 32 3.1.3 Cung cấp một giao diện dịch vụ chuẩn ................................................................ 33 3.2 Kiến trúc luận lý ......................................................................................................... 33 3.3 Đặc tả “Các sự kiện mức ứng dụng” (Application Level Events) ............................. 35 3.3.1 Các lợi ích trọng tâm của đặc tả ALE ..................................................................35 3.3.2 Các khái niệm và thuật ngữ quan trọng trong đặc tả ALE ..................................36 3.3.2.1 Nguồn phát sinh sự kiện (Event originators) ................................................ 36 3.3.2.2 Các chu kì đọc (Read cycles) ....................................................................... 36 3.3.2.3 Các chu kì sự kiện (Event cycles) ................................................................ 37 3.3.3 Các mô hình tương tác......................................................................................... 38 3.3.4 Các thành phần dữ liệu ........................................................................................ 38 3.3.5 Giao diện dịch vụ ALE ........................................................................................ 38 3.3.6 Lọc và phân nhóm ............................................................................................... 39 PHẦN 2: MICROSOFT BIZTALK RFID PLATFORM ............................ 40 CHƯƠNG 4: GIỚI THIỆU MICROSOFT BIZTALK RFID PLATFORM ................. 40 Báo cáo đồ án tốt nghiệp -2-
Mục lục 4.1 Các khái niệm và thuật ngữ trong BizTalk RFID ....................................................... 40 4.1.1 Các thiết bị RFID.................................................................................................40 4.1.2 Device Providers..................................................................................................41 4.1.3 Các quá trình RFID (RFID Processes) ................................................................ 41 4.1.4 Bộ xử lý sự kiện RFID......................................................................................... 42 4.1.5 Gắn kết cấu kiện và gắn kết thiết bị..................................................................... 42 4.1.5.1 Gắn kết thiết bị ............................................................................................. 42 4.1.5.2 Gắn kết cấu kiện ........................................................................................... 43 4.1.6 Bộ mô phỏng thiết bị ........................................................................................... 45 4.1.7. Cơ chế truyền lệnh đồng bộ (Synchronous Command Model) .......................... 45 4.1.8 Cơ chế xử lý sự kiện bất đồng bộ (Asynchronous Event Handler Model) .......... 45 4.1.9 Sử dụng luật lệ (rules) trong BizTalk RFID ........................................................ 45 4.1.9.1 Các công cụ về chính sách............................................................................ 46 4.1.9.2 Tính đa dạng trong chính sách (Policy Morphing) ....................................... 46 4.2. Kịch bản ví dụ : Quy trình cung ứng sản phẩm sử dụng công nghệ RFID ............... 46 CHƯƠNG 5: KIẾN TRÚC CỦA BIZTALK RFID.......................................................... 49 5.1 Device Service Provider Interface (DSPI) .................................................................50 5.2 Event Processing Engine ............................................................................................ 50 5.2.1 RFID và ống sự kiện (RFID and Event Pipeline) ................................................ 50 5.3 BizTalk RFID OM/APIs .............................................................................................. 51 CHƯƠNG 6: XÂY DỰNG GIẢI PHÁP BIZTALK RFID .............................................. 52 6.1 Mô hình đối tượng của BizTalk RFID (BizTalk RFID Object Model) ....................... 52 6.1.1 Các lệnh đồng bộ tương tác với thiết bị............................................................... 52 6.1.2 Mô hình đối tượng xử lý sự kiện bất đồng bộ ..................................................... 53 6.1.3 Mô hình đối tượng của các sự kiện quản lý......................................................... 54 6.1.4 Mô hình đối tượng dành cho các thao tác quản trị .............................................. 55 6.2 Sử dụng mô hình truyền lệnh đồng bộ ........................................................................ 57 6.2.1 Dòng điểu khiển trong mô hình truyền lệnh đồng bộ .......................................... 57 6.2.2 Các ghi chú bổ sung về mô hình lệnh đồng bộ.................................................... 59 6.2.3 Sử dụng mô hình truyền lệnh đồng bộ trong giải pháp “quy tr ình cung ứng sản phẩm”............................................................................................................................ 60 6.2.3.1 Dòng dữ liệu trên diễn ra theo trình tự sau:.................................................. 61 6.2.3.2 Giao diện và code tham khảo cho ứng dụng “Tagging Application” ........... 62 6.2.3.3 Các đoạn mã tham khảo trong ứng dụng: ..................................................... 62 6.3 Sử dụng mô hình xử lý sự kiện bất đồng bộ (Assynchoronous Event Processing Model)............................................................................................................................... 63 6.3.1 Cây xử lý sự kiện .................................................................................................65 6.3.2 Bộ xử lý sự kiện...................................................................................................65 6.3.2.1 Các quy tắc khi viết một bộ xử lý sự kiện t ùy chọn (custom event handler) 66 6.3.2.2 Bộ xử lý sự kiện chuẩn SqlServerSink ......................................................... 66 6.3.2.3 Bộ xử lý sự kiện chuẩn RuleEnginePolicyExecutor ..................................... 68 6.3.3 Mô hình xử lý sự kiện bất đồng bộ trong kịch bản “quy tr ình cung ứng sản phẩm”............................................................................................................................ 69 Báo cáo đồ án tốt nghiệp -3-
Mục lục 6.3.3.1 Dòng dữ liệu trong quy trình RFID “OrderFulfillment” .............................. 70 6.3.3.2 Viết bộ xử lý sự kiện “TagVerify” ............................................................... 71 6.3.3.3 Cơ chế giao dịch (transaction model) ........................................................... 74 6.3.3.4 Xử lý lỗi cho quy trình RFID ....................................................................... 75 6.4 Sử dụng các sự kiện quản lý của BizTalk RFID ......................................................... 75 6.4.1 Dòng dữ liệu các sự kiện quản lý ........................................................................ 76 6.4.2 Lắng nghe các sự kiện quản lý ............................................................................ 77 6.4.2.1 Tạo một đối tượng ManagementEventWatcher ........................................... 77 6.4.2.2 Viết phương thức xử lý sự kiện quản lý ....................................................... 77 6.4.2.3 Bắt đầu lắng nghe các sự kiện quản lý ......................................................... 78 6.5 Sử dụng các quy tắc kinh doanh (business rules) trong quá tr ình sử lý sự kiện ........ 79 6.5.1 Các quy tắc kinh doanh (Business Rules) ........................................................... 79 6.5.2 Sử dụng chính sách trong quy tr ình RFID........................................................... 81 6.6 Windows Communication Foundation v ới BizTalk RFID .......................................... 81 6.6.1 Các bước xây dựng một WCF Service trong quy tr ình RFID: ............................ 82 6.6.2 Sử dụng WCF trong quy trình “dây chuyền cung ứng sản phẩm” ...................... 82 6.6.2.1 Hàm xử lý sự kiện của WCF EH ..................................................................82 6.6.2.2 Ứng dụng client sử dụng WCF Service ........................................................ 82 CHƯƠNG 7: ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG VÀ ĐIỀU CHỈNH HIỆU SUẤT HỆ THỐNG RFID .................................................................................................................................... 84 7.1 Tổng quan ................................................................................................................... 84 7.1.1 Các định nghĩa ..................................................................................................... 84 7.1.2 Dòng dữ liệu hiệu suất (Performance Data Flow) ............................................... 85 7.1.3 Xử lý sự kiện ....................................................................................................... 85 7.1.4 Hồi đáp lệnh (Command Response) .................................................................... 86 7.2 Giai đoạn lập kế hoạch (Planning Phase) ..................................................................86 7.2.1 Các yêu cầu.......................................................................................................... 87 7.2.2 Khái quát thiết bị RFID ....................................................................................... 87 7.2.3 Số thiết bị quản lý bởi 1 node .............................................................................. 87 7.2.4 Kịch bản đánh giá: ............................................................................................... 87 7.2.5 Các kết quả thực nghiệm: .................................................................................... 88 7.2.6 Kết luận................................................................................................................ 88 7.3 Giai đoạn thiết kế và phát triển (Design and Development Phase) ........................... 88 7.3.1 Các chế độ xử lý thẻ RFID .................................................................................. 88 7.3.1.2 Kịch bản đánh giá: ........................................................................................ 89 7.3.1.2 Các kết quả thực nghiệm: ............................................................................. 89 7.3.1.3 Kết luận......................................................................................................... 90 7.3.2 Thiết kế quy trình RFID ................................................................ 90 7.3.2.1 Kịch bản đánh giá: ........................................................................................ 90 7.3.2.2 Các kết quả thực nghiệm: ............................................................................. 90 7.3.3.3 Kết luận: ....................................................................................................... 91 7.3.4 Lưu giữ kết nối thiết bị trong bộ đệm (Device Connection Caching) ................. 91 Báo cáo đồ án tốt nghiệp -4-
Mục lục 7.3.4.1 Kịch bản đánh giá: ........................................................................................ 92 7.3.4.2 Các kết quả thực nghiệm: ............................................................................. 92 7.3.4.3 Kết luận: ....................................................................................................... 92 7.4 Giai đoạn sau triển khai (Post-Deployment Phase) ................................................... 92 7.4.1 Giám sát hiệu suất................................................................................................ 93 7.4.1.1 Hướng dẫn chung: ........................................................................................ 94 7.4.1.2 Đo thông lượng............................................................................................. 94 7.4.1.3 Đo độ trễ từ đầu cuối đến đầu cuối trong ống quy tr ình............................... 95 7.4.1.4 Đo độ trễ trên pipeline khi ghi dữ liệu vào SQL Server ............................... 95 7.4.1.5 Đo thời gian đáp ứng lệnh ............................................................................ 95 7.4.2 Khắc phục sự cố liên quan đến hiệu suất hệ thống.............................................. 95 7.4.2.1 Quá trình xử lý sự kiện bị trì hoãn và thông lượng hệ thống xuống thấp ..... 96 7.4.2.2 Hệ thống bị trì hoãn và sinh ra nhiều luồng (threads) ..................................96 7.4.2.3 Độ trễ xử lý sự kiện từ đầu cuối đến đầu cuối cao ....................................... 96 7.4.2.4 Thời gian đáp ứng cao đối với các thao tác lên thiết bị................................ 96 Báo cáo đồ án tốt nghiệp -5-
Mục lục Mục lục hình Hình 1.1: Các thiết bị RFID...................................................................................................... 8 Hình 1-2: Thẻ và đầu đọc RFID ............................................................................................... 9 Hình 1-3: Loại reader nhỏ nhất hiện nay ................................................................................ 10 Hình 2-1: Quá trình phát triển của công nghệ RFID .............................................................. 15 Hình 2-2: Kiến trúc hệ thống RFID ........................................................................................ 18 Hình 2-3: Cơ chế truyền thông giữa đầu đọc v à thẻ RFID..................................................... 19 Hình 2-4: Thẻ RFID ............................................................................................................... 20 Hình 2-5: Các thành phần logic của đầu đọc RFID ................................................................ 22 Hình 2-6: Các thành phần của RFID Middleware ..................................................................23 Hình 2-7: Cơ chế gắn kết trực tiếp từ đầu đọc đến ứng dụng RFID ...................................... 23 Hình 2-8: Cơ chế gắn kết gián tiếp giữa đầu đọc và ứng dụng RFID thông qua middleware 24 Hình 2-9: Hệ thống lọc trong RFID middleware .................................................................... 27 Hình 2-10: Mô hình EPCIS ...................................................................................................... 30 Hình 3-1: Thành phần logic của RFID middleware ............................................................... 32 Hình 3-2: Lượng sự kiện và tính ứng dụng tương ứng qua các lớp khác nha u của hệ thống RFID ......................................................................................................................................... 33 Hình 3-3: Kiến trúc lý thuyết của một sản phẩm RFID Middleware ..................................... 35 Hình 3-4: Ví dụ về các chu kì đọc .......................................................................................... 37 Hình 3-5: Ánh xạ các chu kì sự kiện tới các chu kì đọc ......................................................... 38 Hình 3-6: Các kiểu dữ liệu chính............................................................................................ 38 Hình 3-7: Giao diện dịch vụ ALE chính................................................................................. 39 Hình 4-1: Các giao thức truyền thông giữa BizTalk RFID, thiết bị v à thẻ ............................ 41 Hình 4-2: Kịch bản quy trình xử lý đơn đặt hàng...................................................................47 Hình 4-3: Mô hình giải pháp của BizTalk RFID cho quy tr ình đề xuất.................................48 Hình 5-1: Kiến trúc Microsoft BizTalk RFID ........................................................................ 49 Hình 5-2: Bộ xử lý sự kiện và các tương tác của nó với các thành phần khác trong kiến trúc RFID ......................................................................................................................................... 50 Hình 6-1: Chuỗi tương tác trong mô hình truyền lệnh đồng bộ ............................................. 53 Hình 6-2: Các tương tác trong mô hình xử lý sự kiện bất đồng bộ ........................................ 54 Hình 6-3: Dòng tương tác trong mô hình sự kiện quản lý...................................................... 55 Hình 6-4: Dòng tương tác của các đối tượng quản trị trong BizTalk RFID ........................... 57 Hình 6-5: Dòng điều khiển của mô hình lệnh đồng bộ .......................................................... 59 Hình 6-6: Mô hình truyền lệnh đồng bộ trong quy tr ình ........................................................ 61 Hình 6-7: Dòng dữ liệu của mô hình truyền lệnh đồng bộ trong giải pháp “dây chuyền cung ứng sản phẩm” .......................................................................................................................... 61 Hình 6-8: Giao diện của ứng dụng “Tagging Application”.................................................... 62 Hình 6-9: Dòng dữ liệu trong mô hình xử lý sự kiện bất đồng bộ ......................................... 64 Hình 6-10: Ví dụ về cây xử lý sự kiện của BizTalk RFID ....................................................... 65 Hình 6-11: Ví dụ về cây xử lý sự kiện của BizTalk RFID ....................................................... 65 Hình 6-12: Mô hình xử lý sự kiện bất đồng bộ trong q uy trình cung ứng sản phẩm ............... 70 Hình 6-13: Dòng dữ liệu trong quy trình “OrderFulfillment” .................................................. 71 Hình 6-14: Tạo một bộ xử lý sự kiện với Event Handler Template của Visual Studio 2005 ..72 Hình 6-15: Dòng dữ liệu của sự kiện quản lý ........................................................................... 76 Hình 6-16: Công cụ Business Rule Composer ......................................................................... 81 Hình 6-17: Giao diện ứng dụng sử dụng WCF Service ............................................................ 83 Hình 7-1: Dòng dữ liệu hiệu suất BizTalk RFID ...................................................................85 Hình 7-2: Công cụ Performance của Windows XP cho phép giám sát hiệu suất BizTalk RFID .................................................................................................................................................. 93 Báo cáo đồ án tốt nghiệp -6-
Mục lục Mục lục bảng Bảng 2-1: Bảng kê khai số lượng hàng hóa của cửa hàng Nirvana .......................................... 25 Bảng 2-2: Bảng kê khai số lượng quan sát RFID của chuỗi cửa h àng Nirvana ....................... 26 Bảng 4-1: Các tham số của lớp xử lý sự kiện ........................................................................... 45 Bảng 6-1: Các tham số của bộ xử lý sự kiện SqlServerSink .................................................... 67 Bảng 6-2: Các tham số của bộ xử lý sự kiện RuleEnginePolicyExecutor ................................ 69 Bảng 7-1: Các thuật ngữ và từ viết tắt ...................................................................................... 85 Bảng 7-2: Bảng đo hiệu suất thực thi các thao tác quản trị ...................................................... 88 Bảng 7-3: Bảng đo hiệu suất các chế độ xử lý thẻ .................................................................... 90 Bảng 7-4. Bảng số liệu hiệu suất của các quy trình RFID....................................................... 91 Bảng 7-5: Bảng số liệu hiệu suất trong tr ường hợp lưu đệm kết nố......................................... 92 Bảng 7-6: Các thông số hiệu suất do BizTalk RFID hỗ trợ...................................................... 94 Báo cáo đồ án tốt nghiệp -7-
Chương 1: Giới thiệu công nghệ RFID PHẦN I: KIẾN TRÚC RFID CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ RFID Trong cuốn “Đêm thứ 12”, Shakespeare đã viết: “một số người vĩ đại ngay từ khi sinh ra, một số người cố gắng để đạt được sự vĩ đại, và một số khác thì được người ta giúi sự vĩ đại vào tay”. RFID là một trong những từ viết tắt 4 kí tự gần đây nhất đ ược trở nên vĩ đại trong cơn náo động của các yêu cầu từ các ngành công nghiệp, từ pháp chế chính phủ. RFID l à từ viết tắt của Radio Frequency Ident ification (Nhận dạng bằng sóng vô tuyến), 1 thuật ngữ mô tả 1 hệ thống định danh trong đó 1 thiết bị điện tử d ùng sóng vô tuyến hay các biến thiên từ trường để giao tiếp, được gắn vào một món hàng. Hai bộ phận được nói đến nhiều nhất trong một hệ thống RFID là thẻ (tag), một thiết bị định danh gắn v ào món hàng ta cần theo dõi, và đầu đọc (reader), một thiết bị nhận biết sự có mặt của thẻ RFID v à đọc thông tin lưu trên thẻ. Sau đó dầu đọc sẽ thông báo với một hệ thống khác về sự hiện diện của các món h àng có gắn thẻ. Hệ thống giao tiếp với đầu đọc n ày thường chạy một loại phần mềm đứng giữa các đầu đọc và các ứng dụng. Phần mềm này gọi là RFID middleware. Hình 1-1 cho thấy các bộ phận gắn với nhau như thế nào. Hình 1.1: Các thiết bị RFID Rất nhiều mối quan tâm về RFID đ ã xuất hiện từ các yêu cầu và khuyến nghị của các cơ quan nhà nước như Bộ quốc phòng Mỹ, Cơ quan quản lý thực phẩm và dược phẩm Mỹ, và từ một số tập đoàn lớn trong khu vực kinh tế t ư nhân. Ví dụ, trong khi cố gắng để cải thiện hiệu quả kinh doanh, Wal-Mart đã kêu gọi 100 nhà cung cấp lớn nhất của họ dùng thẻ RFID trước năm 2005 cho các kiện h àng gởi đến cửa hàng của họ. Yêu cầu này làm cho các công ty nằm trong chuỗi cung cấp của Wal -Mart phải chú trọng vào việc thực hiện các giải pháp RFID. Nhiều công ty đã nghiên cứu để quyết định nên dùng thẻ và đầu đọc nào, làm sao để gắn thẻ vào container hay sản phẩm, và thử tốc độ đọc của thẻ gắn tr ên các kiện hàng khi chúng đi qua các cửa và vào xe tải như thế nào. Một số công ty đã tuyên bố họ ủng hộ cho các ứng dụng ngày nay thường gọi là “tag and ship” (gắn và gởi), theo đó món hàng sẽ được gắn thẻ ngay trước khi được gởi đi đến 1 nơi khác, nhưng rất ít công ty trong số này đi xa hơn việc đáp ứng yêu cầu tối thiểu đối với việc sử dụng thông tin tr ên thẻ RFID để tăng hiệu quả trong quá trình sản xuất nội tại công ty. Ban đầu các yêu cầu đã tập trung nhiều vào việc gắn thẻ, nghĩa là tập trung vào khía cạnh vật lý của hệ thống RFID. Tuy nhi ên, lợi ích thật sự (và cũng là sự phức tạp thực sự) của hệ thống RFID không phải xuất phát từ việc đọc thẻ, m à từ việc đưa thông tin từ các lần đọc này tới đúng nơi có thể thu lợi, trong khi việc lực chọn thẻ v à đầu đọc và việc tìm ra cách sắp Báo cáo đồ án tốt nghiệp -8-
Chương 1: Giới thiệu công nghệ RFID xếp antenne nhận diện thẻ khi chúng đi qua cảng và băng chuyền đều quan trọng. 100 nh à cung cấp ban đầu chỉ là khởi đầu của chương trình RFID của Wal-Mart. Nhiều nhà cung cấp cũng sẽ gắn thẻ vào các kiện hàng và từng món hàng vào cuối năm 2006. Trong khi đó, thông tin quan trọng nhất về RFID có thể sẽ là những sáng kiến ePedigree, những sang kiến n ày nhằm vào việc giảm thiểu hàng giả và cải thiện tính hiệu quả và an toàn trong phân phối dược phẩm. Đến lúc đó, nhiều sáng kiến mới hơn chắc đã được ứng dụng để đưa RFID vào các ngành công nghiệp khác theo những cách thức m à chúng ta không thể nào tiên đoán được. 1.1 Các trường hợp sử dụng RFID Công nghệ RFID đem đến những lợi ích thiết thực cho hầu hết những ai cần theo d õi tài sản vật chất của mình. Các nhà sản xuất cải tiến quá trình hoạt định và điều hành dây chuyền cung ứng bằng cách sử dụng công nghệ RFID. Các nh à bán lẻ dùng RFID để hạn chế mất cắp, tăng hiệu quả trong dây chuyền cung ứng của họ. Các cửa hàng bán máy móc dùng RFID đ ể theo dõi dụng cụ trong cửa hàng để tránh thay nhầm dụng cụ và theo dõi xem các dụng cụ làm việc như thế nào. Thẻ thông minh có gắn RFID giúp kiểm soát lối vào các tòa nhà. Và trong vài n ăm gần đây, chủ yếu do nhu cầu của Wal-Mart và bộ quốc phòng, phần lớn các chuỗi cửa hàng bán lẻ và các nhà sản xuất hàng tiêu dùng đã bắt đầu thử nghiệm việc gắn thẻ v ào hàng hóa theo từng kiện hàng một để cải thiện vấn đề quản lý việc giao h àng cho khách. Một phần làm nên sự lớn mạnh của công nghệ RFID l à việc giảm giá và kích cỡ các bộ phận bán dẫn. Một số thẻ RFID đầu tiên có kích cỡ của một cái lò vi ba, và những đầu đọc đầu tiên là những tòa nhà có antenne lớn. Hình 1-2 là 1 thẻ RFID và 1 đầu đọc. Hình 1-2: Thẻ và đầu đọc RFID Cũng như thẻ RFID, kích cỡ của đầu đọc thẻ cũng nhỏ dần. Trong khi đa số đầu đọc thẻ vẫn còn ở kích cỡ của 1 cuốn sách lớn, những đầu đọc nhỏ h ơn và rẻ hơn có thể mở ra cơ hội cho nhiều ứng dụng RFID. Những ứng dụng n ày có thể trở thành một phần tất yếu trong cuộc sống của chúng ta. Báo cáo đồ án tốt nghiệp -9-
Chương 1: Giới thiệu công nghệ RFID Trên phương diện cá nhân, chúng ta sẽ xem công nghệ n ày sẽ ảnh hưởng đến cuộc sống của chúng ta như thế nào. Cơ chế theo dõi rất kín đáo và hiệu quả này có thể được sử dụng trong những trường hợp cần quan tâm đến quyền ri êng tư và an ninh cá nhân. Là những người công dân, chúng ta phải hiểu đ ược những ích lợi và ảnh hưởng của của công nghệ này đối với đời sống của chúng ta. Ng ược lại, trên quan điểm các nhà phát triển công nghệ, chúng ta biết rằng “kín đáo” là một cách nói vòng của “ làm việc chính xác vì rất nhiều nỗ lực đã đổ vào thiết kế, thực hiện và thử nghiệm”. Là nhà quản lý, kiến trúc sư, và là người phát triển, chúng ta phải làm cho công nghệ này làm việc tốt đến mức chúng trông nh ư không hề tồn tại. Hình 1-3: Loại reader nhỏ nhất hiện nay 1.2 Các ưu điểm của RFID so với các công nghệ khác Có nhiều cách để định danh đồ vật, con vật v à người. Vì sao dùng RFID? Con người đã chú ý đến việc kiểm kê hàng hóa từ rất lâu. Ngay cả những cách d ùng chữ để định danh việc vận chuyển hàng và định nghĩa hợp đồng vận chuyển h àng giữa 2 người có thể chưa bao giờ gặp mặt. Thẻ viết tay và băng ghi tên hoạt động tốt trong việc định danh 1 số mặt h àng hay 1 vài người, nhưng để định danh và chỉ dẫn hàng ngàn gói hàng trong 1 gi ờ thì cần phải có 1 cơ chế tự động. Mã vạch có lẽ là loại thẻ đọc bằng máy tính phổ biến nhất, nh ưng ánh sáng dùng để quét tia laser lên mã vạch lại có một số yêu cầu hạn chế. Quan trong nhất là, nó đòi hỏi một “tia nhìn” trực tiếp, không có vật nào cản trở tia laser đến mã vạch. Những loại ID khác, như dùng từ trường (trên thẻ tín dụng), cũng phải “xếp h àng” ngay ngắn trước đầu đọc thẻ hay phải nhét vào đầu đọc thẻ đúng cách. Dù bạn theo dõi hàng hóa trên băng chuyền hay trẻ con trong một chuyến trượt tuyết thì việc xếp chúng vào hàng cũng mất thời gian. Sinh trắc học có thể giúp nhận diện người, nhưng nhận diện nhờ dấu vân tay và tròng mắt cũng cần phải xếp hàng, cũng như dùng thẻ từ. Quét mao mạch trên mặt cũng đòi hỏi bạn phải quay mặt vào camera, và ngay cả nhận diện bằng giọng nói cũng hoạt động tốt h ơn nếu bạn nói trực tiếp vào thiết bị nhận diện. Thẻ RFID cung cấp c ơ chế định danh 1 món hàng trong 1 khoảng cách nào đó, mà không cần phải xếp món hàng hay đầu đọc vào một vị trí nhất định nào đó. Đầu đọc có thể “nhìn” xuyên qua món hàng th ấy thẻ ngay cả khi thẻ không h ướng về phía đầu đọc. RFID có những giá trị khác làm cho nó thích hợp với việc làm nên một “Internet của mọi thứ” hơn các công nghệ khác (như mã vạch hay thẻ từ). Người ta không thể thêm thông tin vào mã vạch sau khi in, trong khi 1 số loại thẻ RFID có thể được ghi đi ghi lại nhiều lần. Hơn nữa, vì RFID làm giảm yêu cầu xếp các vật thành hàng để kiểm tra nên nó hoạt động kín đáo hơn. Nó chỉ hoạt động phía sau hiện trường, đưa dữ liệu về các mối quan hệ giữa các vật Báo cáo đồ án tốt nghiệp -10-
Chương 1: Giới thiệu công nghệ RFID thể, nơi chốn và thời gian rồi im lặng tập trung dữ liệu m à không cần sự can thiệp của người sử dụng hay người vận hành. Tóm lại, sau đây là một số lợi ích của RFID: - Không cần xếp hàng khi quét. Điều này tiết kiệm thời gian. - Kiểm kê nhanh. Có thể quét nhiều món hàng cùng lúc. Nhờ đó, thời gian đếm hàng sẽ giảm. - Đa dạng về kích cỡ và hình dáng Kích cỡ thẻ RFID có thể dao động từ những thẻ chống h ơi lớn như những hộp đựng thức ăn trưa đến những thẻ thụ động nhỏ xíu nh ư một hạt gạo. Những khác biệt về h ình dạng này cho phép công nghệ RFID được sử dụng trong rất nhiếu môi tr ường đa dạng. - Theo dõi ở cấp độ từng món hàng - Khả năng ghi lại. Một số loại thẻ có thể đ ược ghi đi ghi lại nhiều lân. Trong trường hợp của một kiện hàng có thể tái sử dụng, đây là một lợi thế lớn. 1.3 Tiềm năng của RFID Như đã đề cập, khả năng gắn định danh điện tử v ào một vật thể có thể mở rộng Internet vào thế giới vật chất, biến vật thể th ành một “Internet của mọi thứ” (Internet of things). Thay vì đỏi hỏi con người phải tương tác với nhau để theo dõi tài sản hay hàng hóa trong nhà chúng ta, các ứng dụng sẽ có thể “thấy” món h àng trên mạng nhờ định danh điện tử và kết nối RF không dây. Đối với các doanh nghiệp, điề u này có nghĩa là quá trình tự động hóa diễn ra nhanh hơn, kiểm soát qui trình sản xuất chặt chẽ hơn, kiểm kê hàng hóa liên tục và chích xác hơn. Các đối tác kinh doanh cuối c ùng sẽ có thể trao đổi thông tin về sản phẩm từ đầu n ày đến đầu kia của dây chuyền cung ứng và có thể nhận ra ngay tức thì vị trí và tình trạng hiện thời của các món hàng. Ví dụ, dược sĩ sẽ có thể theo dõi những thứ dễ phân hủy đã được đem ra khỏi tủ lạnh bao lâu. Các quân nhân, cảnh sát, cứu hộ viên có lẽ cũng sẽ sớm dùng thẻ RFID để xây dựng và cấu hình những thiết bị phức tạp dựa tr ên các luật được bảo đảm nhờ các đầu đọc thẻ. RFID đã theo dõi những tài sản lớn và nhạy cảm được dùng trong các lãnh vực này. Đối với cá nhân, RFID có thể cung cấp các hệ thống giao diện ít cần đến sức n gười. Những hệ thống thông minh n ày có thể cho bạn biết quần áo nào trong tủ đồ của bạn hợp với nhau. Các quầy thuốc thông minh có thể cảnh báo bạn về việc 2 loại thuốc n ào sẽ tương tác bất lợi với nhau khi được uống cùng. Cũng có thể các siêu thị trong tương lai cũng không cần quầy tính tiền, bạn có thể lấy đổ đầy giỏ xe đẩy rồi đầu đọc trong xe đẩy sẽ quét v à cộng lại thành tổng số tiền bạn phải trả. Màn hình trên kệ sẽ mời bạn mua thêm hàng gì, thậm chí chúng sẽ hướng dẫn bạn đến quầy bán những nguy ên liệu trong một công thức nấu ăn, dựa trên những món bạn đã chọn. Khi bạn bước qua cửa, bạn sẽ đặt ngón tay cái v ào 1 ô trên tay đẩy xe để xác nhận việc chi trả. Tuy nhi ên, một người ăn cắp vặt sẽ không làm được gì nhiều trước khi đầu đọc nhận ra món h àng không được chi trả đang đi ngang qua tầng bán h àng. Báo cáo đồ án tốt nghiệp -11-
Chương 1: Giới thiệu công nghệ RFID Một số ứng dụng như thế đã được dùng trong nghề phi công. Thư viện và kho video dùng RFID để ngăn trộm. Một số cửa hàng ở Nhật dùng điện thoại di động có RFID để mua hàng qua máy bán hàng tự động. Các doanh nghiệp dùng RFID để theo dõi hàng hóa, và việc theo dõi động vật cũng đã xuất hiện nhiều năm nay. RFID sẽ vào nhà và vào siêu thị khi giá đầu đọc và thẻ giảm đủ và khi hạ tầng thông tin để sử dụng và duy trì công nghệ mới này đã sẵn sàng. Một số ứng dụng này nghe có vẻ xa vời, nhưng chúng là những thứ mà chúng ta biết chúng ta có thể làm được mà không đòi hỏi quá nhiều kĩ thuật. Những gì RFID hứa hẹn nhất là sẽ làm chúng ta ngạc nhiên với những tác dụng mà chúng ta chưa từng tưởng tượng ra trong giai đoạn đầu này. Báo cáo đồ án tốt nghiệp -12-
Chương 2 : Kiến trúc RFID CHƯƠNG 2: KIẾN TRÚC RFID “Một kiến trúc RFID có thể hiểu l à một sự phân rã của một hệ thống máy tính cụ thể thành các thành phần riêng biệt, nhằm chỉ ra cách thức các th ành phần này làm việc với nhau như thế nào để đáp ứng được các yêu cầu của hệ thống tổng thể.” 2.1 Nơi hội tụ nhiều công nghệ RFID dường như sẽ là bước tiếp theo của các hệ thống theo dõi (tracking system) và mạng cảm biến (sensor network) bởi các tiến bộ về mặt công nghệ trong nhiều lĩnh vực. Sau đây chúng ta hãy lướt qua các tiến bộ đã hiện thực nên RFID. Các tiến bộ trong công nghệ bán dẫn RFID có lẽ vẫn mãi là một công nghệ dạng tiềm năng nếu nh ư nó không tuân theo định luật Moore và khả năng của ngành công nghiệp bán dẫn sản xuất các con chíp có sức mạnh xử lý ở mức có thể chấ p nhận được đối với thị trường RFID rộng lớn. Các thiết bị thông minh Các tiến bộ trong ngành công nghiệp bán dẫn chưa làm giảm giá thành của của các chip RFID cũng là nguyên nhân chính dẫn đến sự phát triển các thiết bị thông minh, bao gồm các bộ cảm biến như các đầu đọc RFID. Các thiết bị thông minh h ơn và băng thông dường như “lúc nào cũng có” đã mở rộng tính di động và các ứng dụng rìa. RFID là một sự triển khai dựa trên ý tưởng chung của một “mạng li ên kết mọi thứ” được kết nối với nhau nhằm đáp ứng tính tự động bên ngoài các rìa của các trung tâm dữ liệu. Các mạng băng rộng có dây v à không dây, các máy chủ xử lý rìa có giá thành thấp hơn Tính sẵn sàng của các mạng dữ liệu băng rộng, c ùng với các máy chủ mạnh mẽ với giá thành phải chăng đã dẫn dến sự phát triển của các kiến trúc mang sự xử lý đến ngay tại n ơi các quy trình kinh doanh được diễn ra. Điều này có nghĩa là ngày nay, việc triển khai nhiều phần nhỏ của một ứng dụng doanh nghiệp tại các khu vực r ìa như các nhà xưởng và cửa hàng đã trở nên dễ dàng hơn rất nhiều. Khả năng xử lý rìa Khả năng xử lý rìa có được nhờ năng lực mạnh mẽ của các máy chủ v à máy tính cá nhân có giá thành thấp được triển khai tại rìa, cũng như một kết nối băng rộng tới trung tâm dữ liệu.Tại đây, các hệ thống RFID xử lý nhiề u hơn các yêu cầu về băng thông, quản lý dữ liệu và tính toán. Đây không ph ải là một hiện tượng hiếm hoi duy nhất, m à là sự tiếp nối theo một xu hướng chung. Ở đây, “rìa” có thể là một vị trí bất kì có thể thực hiện các quy trình kinh doanh nằm ngoài trung tâm dữ liệu hoặt trụ sở chính. Kiến trúc hướng dịch vụ (SOA) Sự triển khai thành công công nghệ RFID vào doanh nghiệp của bạn phụ thuộc vào việc bạn tích hợp dữ liệu RFID tốt đến đâu v ào các quy trình kinh doanh c ủa mình. Các đầu đọc RFID có thể sinh ra nhiều dữ liệu. Nếu chúng được gửi xuống các ứng dụng xuôi d òng một cách tùy tiện, chúng có thể làm tràn các ứng dụng này. Để ngăn ngừa các ứng dụng không bị quá tải với các dữ liệu RFID, v à tách chúng ra khỏi các thiết bị vật lý như các đầu đọc và ang-ten, bạn có thể dùng các thành phần lớp trung gian như là các bộ giám sát sự kiện. Báo cáo đồ án tốt nghiệp -13-
Chương 2 : Kiến trúc RFID Kiến trúc hướng dịch vụ cho phép chúng ta phát triển v à triển khai nhiều module “liên kết lỏng lẻo” với nhau sử dụng các chuẩn dựa tr ên dịch vụ web. Ở các phần sau, chúng ta sẽ thấy rằng nhiều thành phần RFID lớp trung gian dựa tr ên các chuẩn của dịch vụ web, và kiến trúc tổng quan của một hệ thống RFID tuân theo các nguy ên tác mà ngày nay được chấp nhận rộng rãi như là nền tảng của kiến trúc hướng dịch vụ. 2.2 Các chức năng chính: Một hệ thống RFID trong giống nh ư thế nào? Bởi vì RFID có rất nhiều công dụng, nên cũng có nhiều kiến trúc khác nhau cho nó. Ví dụ, một ứng dụng “gắn v à gửi” (tag and ship) điển hình mà 1 nhà sản xuất hàng tiêu dùng đóng gói s ử dụng sẽ tập trung chủ yếu vào việc tự động hóa quá trình gắn thẻ RFID vào hàng hóa và bảo đảm rằng các thẻ này sẽ được các đầu đọc đọc một cách chính xác nhất. Nói chung, những hệ thống n ày tập trung vào khía cạnh vật lý của quá trình triển khai, bên cạnh việc giúp làm đơn giản hóa các bản báo cáo ví dụ như các thông báo chuyển hàng (ASNs), chúng có khuynh hư ớng giảm thiểu các yêu cầu trao đổi và quản lý dữ liệu. Mặt khác, một công ty d ược phẩm nếu muốn theo d õi việc lưu thông dược phẩm từ nhà máy đến nhà phân phối và đến các cửa hàng bán lẻ sẽ muốn có những thông tin mới nhất, bao gồm cả chi tiết một sản phẩm cụ thể n ào đó ở đâu trong quy trình sàn xuất, nó được sản xuất ở đâu và như thế nào, và nó đã từng ở đâu. Có vẻ như là cả nhà sản xuất và nhà bán lẻ cũng sẽ cần những thông tin theo dõi này. Vì thế, một hệ thống như vậy sẽ không chỉ cần khả năng theo d õi ở cấp độ mặt hàng mà còn phải ở một mức độ trao đổi thông tin giữa các doanh nghiệp (B2B) n ào đó. Hệ thống RFID sẽ tiếp tục phát triển để đáp ứng các nhu cầu đa dạng v à vì thể sẽ đòi hỏi các kiến trúc khác nhau. Nh ư chúng ta đã đề cập từ đầu chương, không có một kiến trúc hệ thống RFID tổng thể hay 1 cách triển khai thích hợp với tất cả những ứng dụng RFID. Tuy nhiên, hệ thống RFID nào cũng đòi hỏi một số khả năng nhất định. Trong chương này, chúng ta sẽ tập trung vào những nền tảng căn bản này. Một khi chúng ta đã nắm được phần cơ bản, chúng ta có thể đưa ra một số chỉ dẫn để phát triển những kiến trúc sẽ giúp bạn khởi đầu. Báo cáo đồ án tốt nghiệp -14-
Chương 2 : Kiến trúc RFID Hình 2-1: Quá trình phát triển của công nghệ RFID Hình 2-1 nêu ra 5 thời kì RFID và các khả năng đáp ứng yêu cầu của hệ thống RFID qua từng giai đoạn. Mã hóa thẻ RFID Mã hóa thẻ RFID gồm 2 bước : bước thứ nhất là chọn lựa một phương pháp nhận dạng để theo dõi những sản phẩm nhất định. Trong RFID, một identity l à một chuỗi các kí tự và con số được gắn vào một sản phẩm, cho phép một hệ thống tự động hoặc con ng ười nhận dạng loại sản phẩm hoặc thậm chí chính bản thân sản phẩm đó. Mã hóa nhận dạng trên thẻ RFID Một khi bạn đã chọn được một phương pháp nhận dạng hàng hóa, bạn phải xem xét phương pháp này sẽ được mã hóa trên một thẻ RFID như thế nào và ở đâu. Mã hóa là quá trình theo đó các quy luật được sử dụng để biến một thông điệp chỉ con người mới có thể đọc thành một loại mã mà máy móc có thể đọc được. Mỗi loại thẻ nhận dạng từ m ã vạch và mã quang đến các thẻ từ và thẻ RFID, đều có một phương thức mã hóa của riêng nó để đại diện cho một nhận dạng. Trên lý thuyết, một khi một nhận dạng đ ược gán cho một món hàng, chúng ta có thể ghi thông tin nhận dạng lên một nhãn và dán nó vào món hàng đó. Nhờ đó, người khác dễ dàng nhận ra món hàng (nhờ vào chữ viết của chúng ta). Tuy nhi ên một hệ thống tự động có Báo cáo đồ án tốt nghiệp -15-
Chương 2 : Kiến trúc RFID thể gặp nhiều rắc rối hơn. In nhận dạng theo một font chữ nhất định có thể giúp cho hệ thống làm việc dễ dàng hơn nhưng nếu thông tin nhận dạng chỉ cần đ ược đọc từ hệ thống tự động, tại sao không in thông tin nhận dạng đó theo một mẫu m à hệ thống có thể đọc được một cách dễ dàng? Loại mã vạch phổ biến hiện nay là kết quả của cách lý luận này. Trong mã vạch, những vạch có bề rộng khác nhau chỉ những kí tự hay chữ số cụ thể. M ã vạch có rất nhiều loại, và mỗi loại có những quy tắc ri êng để mô tả cách thức nó được tạo ra từ một loại nhận dạng cụ thể nào đó. Các quy tắc này quyết định cách thức chúng ta chuyển các kí tự v à chữ số thành vạch và chúng ta có thể them chữ hoặc số nào để tạo thành một thẻ hợp lệ. Những quy tắt này được gọi là mã hóa thẻ, hay chỉ đơn giản là mã hóa. Vì thế, mạ vạch có thể chứa đựng thông tin nhận dạng của món hàng, một số để chỉ ra loại mã vạch, và trong nhiều trường hợp, nó chứa một con số đại diện cho tổ chức quy định loại nhận dạng n ày. Để chọn ra một phương pháp mã hóa thích hợp để ghi một thông tin nhận dạng v ào thẻ RFID, bạn phải biết cả loại nhận dạng bạn muốn sử dụng cũng nh ư dung lượng nhớ và loại thẻ. Gắn thẻ RFID Gắn thẻ vào hàng hóa là một quy trình cần nhiều thời gian. Cũng nh ư rất nhiều quy trình khác, việc gắn thẻ bằng tay là phương pháp dễ nhất nhưng cũng kém hiệu qua nhất. Mã vạch thường dùng các máy “in và dán”. Lo ại máy sẽ ép hay dán chiếc tem dính v ào một món hàng khi nó đi qua băng chuy ền. Một số thiết bị cùng loại còn dùng nhãn RFID thông minh. Nhiều loại trong số này vừa viết cả mã vạch lẫn thông tin bằng chữ trên miếng nhãn trước khi dán nó. Cần cân nhắc kĩ lưỡng khi lựa chọn phương pháp dán nhãn thông minh tự động bởi vì những thẻ RFID này rất dẽ hỏng. Theo dõi việc lưu thông hàng hóa Gắn thẻ vào thời điểm món hàng được chuyển đi sẽ mang lại lợi í ch cho người nhận bởi vì họ có thể theo dõi được đường đi của món hàng từ nơi gửi đến nơi nhận. Người gửi chỉ có lợi ở môt điểm là họ đã đáp ứng được mong muốn của người nhận. Sử dụng dữ liệu RFID trong các ứng dụng kinh doanh Điều quan trọng là chúng ta phái lựa chọn đúng các thẻ, đầu đọc v à ang-ten và chúng phải được cấu hình và sắp xếp để đạt được tần suất đọc yêu cầu. Bạn sẽ nhận ra ích lợi thật sự của công nghệ RFID chỉ khi n ào bạn tích hợp thông tin theo d õi từ các thành phần RFID vào các ứng dụng của bạn. Sử dụng thông tin RFID cũng đ òi hỏi việc tích hợp và cải tiến các ứng dụng hiện có. Tích hợp thông tin RFID v ào ứng dụng doanh nghiệp không khác g ì việc tích hợp nhiều nguồn dữ liệu khác nhau. Các sản phẩm, công nghệ v à cách tiếp cận theo hướng kiến trúc sẵn có cho việc tích hợp ứng dụng cũng ph ù hợp với các giải pháp RFID. Chia sẻ dữ liệu RFID giữa các doanh nghiệp (B2B) Một khi các công ty tích hợp dữ liệu RFID nội bộ v à áp dụng vào các quy trình kinh doanh để thu lợi từ các dữ liệu n ày, họ sẽ tìm ra nguyên nhân để chia sẻ nó với các đối tác kinh doanh và sẽ bắt đầu cung cấp các dịch vụ B2B dựa tr ên các dữ liệu này. Hay xem xét Báo cáo đồ án tốt nghiệp -16-
Chương 2 : Kiến trúc RFID một nhà thuốc sử dụng RFID. Người dược sĩ làm việc trong một nhà thuốc như thế có thể nhận được những cảnh báo kịp thời n hất từ cơ quan quản lý dược phẩm hoặc các thông tin liên quan khác về thuốc chỉ đơn giản bằng cách đem hộp đựng thuốc đến gần một máy đọc. Hệ thống tính tiền tự động (POS) của hiệu thuốc có thể sẽ y êu cầu một dịch vụ web được cung cấp bởi nhà sản xuất thuốc hoặc một các thông tin của bên trung gian. Công ty dược phẩm có thể sẽ có được thông tin theo dõi hoàn chỉnh về từng loại thuốc m à họ đã sản xuất ra và gửi đến một vùng nào đó bằng cách yêu cầu các nhà phân phối, nhà vận chuyển, và các nhà thuốc truyền thông tin này vào hệ thống theo dõi của họ. Tổ chức tự vận hành của các thiết bị thông minh Khi số lượng các thiết bị được kết nối internet ngày một tăng lên, nhiệm vụ dự báo, cấu hình, giám sát và quản lý chúng trở thành một thách thức ngày càng lớn. Một cửa hàng bán lẻ trung bình có 12 máy chủ kết nối với nhiều nhất là vài chục thiết bị đầu cuối POS. Tuy nhiên, khi một cửa hàng tương tự sử dụng các kệ thông minh d ùng RFID và các thiết bị đầu cuối POS, hàng trăm ang-ten và đầu đọc có thể được kết nối tới cơ sở hạ tầng. Các tiêu chuẩn RFID Middleware như “đặc tả sự kiện mức ứng dụng” ALE giúp tách ứng dụng khỏi các đầu đọc và ang-ten, nhưng việc cấu hình những thành phần này để làm việc với RFID middleware có thể là môt công việc tiêu tốn thời gian. Các công nghệ như Jini và mạng hình lưới, và các chuẩn cũ SMTP cung cấp phương thức cấu hình động và những tính năng tự phục hồi để RFID middleware có thể thích ứng với những thay đổi về cấu h ình vật lý của các đầu đọc và bộ cảm biến. 2.3 Các thành phần của hệ thống RFID Hình 2-2 chỉ ra các thành phần chính của một hệ thống RFID. Chúng ta sẽ giái thích từng thành phần một cách chi tiết, nhưng trước hết hãy nhìn vào bức tranh tổng thể, bắt đầu với các thành phần điển hình xuất hiện tại rìa. Hình 2-2 chỉ ra các thành phần điển hình tìm thấy trong một cửa hàng bán lẻ. Từ góc trái-dưới của sơ đồ, các thẻ RFID đại diện cho các h àng hóa được đánh thẻ. Cửa hiệu cũng có các đầu đọc trên các kệ và tại khu vực tính tiền. Những đầu đọc n ày có thể đọc thẻ hàng trăm thậm chí hàng ngàn lần một phút, nhưng phần lớn những lần đọc này không hữu ích cho ứng dụng của chúng ta. Các đầu đọc cũng phải đ ược cấu hình, quản trị và phải biết cách làm việc với nhau để phủ những vùng khuất mà một đầu đọc không đọc được. RFID Middleware đại diện cho một hoặc nhiều module phần mềm xử lý những công việc n ày. Những ứng dụng tại rìa đại diện cho bất kì một ứng dụng doanh nghiệp n ào có các thành phần chạy trong cửa hiệu như các thành phần của hệ thống POS. Dịch vụ thông tin RFID đại diện cho một c ơ chế lưu trữ các sự kiện RFID và dữ liệu liên quan tại rìa. Như bạn có thể thấy, chúng tôi có các dịch vụ thông tin RFID tương tự nhau tại trung tâm dữ liệu của doanh nghiệp v à tại các trung tâm dữ liệu của các đối tác kinh doanh của nó. Đó l à do thông tin RFID được lưu trữ tại nhiểu điểm khác nhau trong cơ sở hạ tầng: tại rìa, trong trung tâm dữ liệu, và các đối tác kinh doanh. Báo cáo đồ án tốt nghiệp -17-
Chương 2 : Kiến trúc RFID Hình 2-2: Kiến trúc hệ thống RFID RFID Tag : Thẻ RFID Reader : đầu đọc RFID information service : d ịch vụ thông tin RFID Edge application: ứng dụng rìa Enterprise application: ứng dụng dành cho doanh nghiệp Enterprise service bus : kênh d ịch vụ doanh nghiệp 2 thành phần khác nằm trong trung tâm dữ liệu của doanh nghiệp trong hình 2-5 là kênh dịch vụ doanh nghiệp và các ứng dụng dành cho doanh nghiệp. Kênh dịch vụ doanh nghiệp là một cơ chế bất kì được công ty lưa chọn cho việc tích hợp các ứng dụng. C ác sản phẩm dựa trên các tiêu chuẩn có thể hỗ trợ cho việc n ày hiện đã có sẵn. Các ứng dụng doanh nghiệp là bất kì một ứng dụng nào đó có các trình khách đang dùng (clients) hoặc bị ảnh hưởng bởi dữ liệu RFID từ doanh nghiệp của bạn. Báo cáo đồ án tốt nghiệp -18-
Chương 2 : Kiến trúc RFID Bây giờ, chúng ta hãy đi vào chi tiết các thành phần chính RFID. 2.3.1 Thẻ RFID (RFID Tag) Như chúng ta đã thảo luận ở chương 1, thuật ngữ "RFID" thường được dùng để mô tả những hệ thống mà trong đó 1 trạm gốc của 1 loại đầu đọc nào đó có thể nhận ra 1 thiết bị điện tử khác (1 thẻ) bằng cách dùng 1 trong số các cơ chế truyền tải không dây. Những cơ chế này có thể bao gồm luôn cả sóng viba nh ưng không có sóng hồng ngoại hay các sóng ánh sáng có thể nhìn thấy được. Vì một đầu đọc có thể nhận dạng một thẻ cụ thể, một hệ thống có thể xác định chính xác đối t ượng được gắn thẻ đó. Các thẻ có thể đ ược đặt trong các nút nhựa nhỏ, các viên nang thủy tinh, các nhãn giấy. hay thậm chí các hộp kim loại. Chúng có thể được dán chặt vào một gói hàng, gắn vào người hoặc động vật, kẹp vào quần áo hay giấu trong đầu chìa khóa. Để hiểu cách thức một thẻ RFID báo cho một đ ầu đọc về sự tồn tại và định danh của nó, ta hãy xem xét một tình huống đơn giản được mô tả trong hình 2-3. Trong hình này, đầu đọc RFID truyền tải tín hiệu vô tuyến tại một tần số v à tần suất định sẵn (thường là vài trăm lần một giây). Bất kì một thẻ RFID nào trong tầm phủ sóng của đầu đọc n ày sẽ bắt được đường truyền bởi vì mỗi thẻ đều có một ang-ten tích hợp bên trong có khả năng bắt sóng vô tuyến tại một tần số quy định. Các thẻ d ùng năng lượng từ tín hiệu của đầu đọc để truyền tín hiệu này ngược trở lại. Các thẻ có thể điều chế tín hiệu n ày để gửi thông tin, ví dụ như một ID, trở lại đầu đọc. Hình 2-3: Cơ chế truyền thông giữa đầu đọc v à thẻ RFID Các loại thẻ và đầu đọc khác nhau thích hợp với từng loại môi trường và ứng dụng khác nhau. Dựa trên nhu cầu mà bạn hãy chọn lựa loại thẻ và đầu đọc phù hợp nhất. Loại thẻ được chọn có ảnh hưởng lớn tới giá thành của hệ thống trong khi các đầu đọc cũng có nhiều giá cả và chủng loại khác nhau. 2.3.1.1. Các đặc điểm quan trọng nhất của thẻ RFID Tính đóng gói (Packaging) Như đã đề cập trước đây, các thẻ có thể được gắn vào các nút nhựa PVC, các lọ nhỏ bằng thủy tinh, các nhãn giấy hay các tấm nhựa. Chúng có thể đ ược gắn vào trang sức, treo Báo cáo đồ án tốt nghiệp -19-