quản lý thư viện rfid

Ap dụng công nghệ vào Thiết kế quản lí thư viện dùng RFID, dùng để làm khóa luận đồ án môn học hiệu quả trong nhận trả sách tự động giúp cho việc nhận và trả sách dễ dàng và nhanh chóng hơn. Điều này phù hợp để thực hiện đồ án môn học mà giá cả phải chăn nữa

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

LỜI NÓI ĐẦU 1

Chương 1TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ RFID 1.1 Giới thiệu công nghệ RFID 4

1.2.3 Máy chủ (Host computer – server) 19

1.3 Ưu, nhược điểm của công nghệ RFID 19

LỜI NÓI ĐẦU 1 Tính cấp thiết của đề tài

Tương lai của thế giới đang hướng về thời đại của cách mạng công nghiệp lần thứ 4, nơi mà tự động hóa được khẳng định vị trí và vai trò của mình Ngày nay, thư viện trên thế giới đang đối diện với những khó khăn chung như sự cắt giảm ngân sách, tinh giảm biên chế nhân sự, sự gia tăng không ngừng về vốn tài liệu và tần suất giao dịch tại các điểm lưu thông Các nhân viên thư viện không chỉ đảm bảo hiệu quả sử dụng nguồn tài nguyên, mà còn trợ giúp bạn đọc và cung cấp dịch vụ chất lượng cao thỏa mãn mọi nhu cầu của người dùng.

Công nghệ RFID đã và đang giải quyết những khó khăn và thách thức kể trên Với tính năng “3 trong 1”, “lưu thông - an ninh - kiểm kê”, RFID không những tối ưu hóa quỹ thời gian của nhân viên thư viện mà đặc biệt đem lại sự thuận tiện, đảm bảo tính riêng tư và nâng cao tính chủ động của bạn đọc Ứng dụng công nghệ RFID vào trong thư viện thực sự đã và đang đem đến những lợi ích trước mắt và lâu dài cho quy trình quản lý thư viện hiện đại, cho phép “truy tìm dấu vết” của các tài liệu xếp sai vị trí, tự động mượn trả, gia tăng an ninh thư viện.

Một số ví dụ về các ưu điểm nổi bật của RFID bao gồm: tính năng kiểm kê hàng loạt khi nhân viên chỉ cần đi dọc theo hàng dãy kệ mà không cần phải nhấc xuống, đặt lên bất kỳ quyển sách nào; và tính năng lưu thông nhiều tài liệu cùng một lúc, ví dụ một chồng sách gồm 10 quyển, vài đĩa CD-ROM và băng video hoặc cát xét chỉ cần một lần quét và nhấn nút duy nhất tại quầy lưu thông để thực hiện mượn/trả, điều này làm tăng tốc độ phục vụ mượn/trả gấp nhiều lần so với các công nghệ trước đây Ngoài ra, một ưu điểm nữa là RFID còn cho phép áp dụng vào các thiết bị tự phục vụ trong thư viện, qua đó làm tăng tính chủ động cho bạn đọc, giảm thiểu tối đa thời gian chết khi không phải chờ đợi xếp hàng dài để đăng ký mượn, trả tài liệu

2 Tình hình nghiên cứu liên quan đến đề tài

- Tình hình nghiên cứu nước ngoài: Ban đầu, công nghệ RFID được

ứng dụng trong lĩnh vực quân sự Tuy nhiên, mãi đến những năm 80 của thế kỷ XX nó mới được bắt đầu ứng dụng trong lĩnh vực thương mại và từ năm 1990 đến nay, RFID vẫn là mục tiêu được chú trọng phát triển trong nhiều lĩnh vực như hàng không, quốc phòng cho đến lĩnh vực kiểm kê, kiểm soát hàng hóa, kiểm soát động vật, giao thông (thẻ trả tiền tàu xe, hoặc gắn vào lốp xe để đánh giá điều kiện đường xá…), quản lý việc truy cập hệ thống và bảo mật, quản lý nhân viên, dược phẩm, siêu thị, và đặc biệt là trong lĩnh vực quản lý thư viện

Cụ thể hơn,chi tiết về các ưu điểm RFID mang lại cho thư viện như sau: - Kết hợp giữa chức năng an ninh và chức năng nhận dạng tài liệu

- Mượn/Trả nhanh chóng cùng lúc nhiều tài liệu

- Kiểm kê nhanh chóng: thiết bị kiểm kê RFID cho phépviệc quét và nhận thông tin từ các quyển sách một cách nhanh chóng mà không cần phải dịch chuyển sách ra khỏi giá

- Hỗ trợ tối đa việc tự động hóa mượn/trả tài liệu

- Không cần tiếp xúc trực tiếp với tài liệu: khác với công nghệ EM và barcode, để nhận dạng tài liệu cần phải tiếp xúc trực tiếp giữa tài liệu và thiết bị đọc Đối với công nghệ RFID, cho phép máy đọc có thể nhận dạng được tài liệu ở khoảng cách từ xa.

- Độ bền của thẻ cao: độ bền của thẻ RFID cao hơn so với mã vạch bởi vì nó không tiếp xúc trực tiếp với các thiết bị khác Các nhà cung cấp RFID đảm bảo rằng mỗi thẻ RFID có thể sử dụng ít nhất được 100.000 lượt mượn/trả trước khi nó bị hỏng.

- Tình hình nghiên cứu trong nước: Công nghệ RFID quản lý tự động

hóa thư viện được áp dụng lần đầu tiên tại Việt Nam vào những năm 2000 Tuy nhiên, ở thời điểm này chi phí phải trả cho công nghệ này quá đắt đỏ, vượt ngoài tầm của đa số các thư viện trên cả nước Mãi cho đến năm 2015, trường ĐH Quốc Gia TPHCM, ĐH Quốc gia Hà Nội, ĐH Ngoại Thương, ĐH Giao thông vận tải bắt đầu ứng dụng công nghệ RFID quản lý tự động hóa vào thư viện của trường.

Hiện nay đã có nhiều công ty, tổ chức đưa ra các phần mềm quản lý thư viện dựa trên công nghệ RFID phù hợp với nhu cầu của các thư viện trường đại học, thư viện tỉnh…

3 Mục tiêu nghiên cứu

- Đề tài được nghiên cứu, thiết kế hệ thống giám sát vị trí xe qua hệ thống định vị và hiển thị trên bản đồ số Hệ thống tích hợp module điều khiển giám sát trung tâm, cùng các module tiện ích khác Qua xử lí, dữ liệu sẽ được gửi về thiết bị đầu cuối (mobile) của người điều khiển để báo cho người dùng biết về vị trí và tốc độ hiện tại Module điều khiển giám sát có chức năng điều khiển và giám sát.

- Nghiên cứu, thiết kế thiết bị giám sát, vị trí xe qua hệ thống định vị GPS đạt được các yêu cầu đề ra.

4 Phương pháp nghiên cứu

- Sưu tầm, tham khảo các bài viết liên quan để phân tích lựa chọn các nội dung phù hợp.

- Tham khảo ý kiến của thầy cô, các chuyên gia - Thực nghiệm, đánh giá…

5 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

- Tính mới: Đề tài mới mẻ đối với học viên trường Đại học Kỹ thuật – Hậu cần CAND, chưa từng nghiên cứu thiết kế.

- Tính độc đáo: Thiết kế chế tạo thiết bị giá rẻ hơn giá thị trường, đảm bảo tiết kiệm chi phí.

- Tính sáng tạo: Thiết kế thiết bị quản lý đơn giản nhưng đảm bảo sử dụng hiệu quả, hiệu suất cao.

6 Phạm vi và địa chỉ áp dụng

- Phạm vi nghiên cứu: Giới hạn trong phạm vi tìm hiểu về ứng dụng của RFID , các hệ thống quản lý trong thực tế.

- Địa chỉ áp dụng: Hoàn thành báo cáo và thiết kế sản phẩm tại trường Đại học Kỹ thuật – Hậu cần CAND.

7 Kết cấu của đề tài

Nội dung của đề tài được chia làm 3 chương theo cấu trúc như sau: Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ RFID

Chương 2: PHÂN TÍCH HỆ THỐNG QUẢN LÝ SÁCH THƯ VIỆN SỬ DỤNG RFID

Chương 3: THIẾT KẾ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ SÁCH THƯ VIỆN ỨNG DỤNG RFID

Chương 1

TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ RFID1.1 Giới thiệu công nghệ RFID

1.1.1 Khái niệm

Công nghệ RFID là một công nghệ nhận dạng đối tượng sử dụng sóng vô tuyến, cho phép thiết bị đọc được thông tin đối tượng qua con chip mà không cần tiếp xúc trực tiếp, không có giao tiếp vật lý và ở khoảng cách xa Nói cách khác, RFID cung cấp phương pháp truyền, nhận dữ liệu điểm – điểm

Hình 1.1 Công nghệ RFID

Kỹ thuật RFID sử dụng truyền thông không dây trong dải tần sóng vô tuyến để truyền dữ liệu từ các thẻ đến các đầu đọc 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 angten cho phép nhận lệnh và đáp ứng lại bằng tần số vô tuyến RF từ một RFID phát đáp Reader quét dữ liệu của thẻ và gửi thông tin đến cơ sở dữ liệu có lưu trữ dữ liệu của thẻ

Đều là công cụ nhận dạng nhưng RFID đã phát triển hơn mã vạch - công cụ dùng để chứa thông tin về sản phẩm như: nước sản xuất, tên doanh nghiệp, lô hàng, tiêu chuẩn chất lượng đăng ký, thông tin về kích thước sản phẩm, nơi kiểm tra

RFID sử dụng phương pháp truyền và nhận dữ liệu từ một điểm đến các điểm khác có khoảng cách và đầu đọc không nhất thiết phải thấy thẻ; khả năng

giả mạo gần như không thể (phương pháp mã vạch rất dễ giả mạo); có khả năng đọc/ghi khi cập nhật thông tin và dung lượng dữ liệu lớn; khả năng đồng thời quét nhiều thẻ một lúc RFID tái sử dụng nhiều lần với thời gian lâu, chịu được các điều kiện khắc nghiệt hơn mã vạch.

1.1.2 Lịch sử hình thành

Bằng sáng chế đầu tiên được gắn liền với tên viết tắt RFID được cấp cho Charles Walton vào năm 1983, tuy nhiên RFID có nguồn gốc sớm hơn

Năm 1945, Leon Theremin phát minh ra một công cụ nghe lén cho chính phủ Liên Xô cũ bằng cách truyền các sóng tần số vô tuyến được tạo thành do sự phản xạ của các sóng âm thanh Thiết bị này là một thiết bị chuyển đổi âm thanh thụ động chứ không phải là một thẻ nhận dạng và chính là thiết bị đầu tiên sử dụng nguyên lý như một hệ thống RFID thụ động Thiết bị của Leon Theremin cấp bằng sang chế vào ngày 23 tháng 1 năm 1973 là tổ tiên thực sự đầu tiên của hệ thống RFID hiện đại, vì nó là một transponder phát thanh thụ động được trang bị bộ nhớ

Những năm 1990, RFID trở nên phổ biến đến mức các tiêu chuẩn bắt đầu xuất hiện, được sử dụng rộng rãi bởi người tiêu dùng và các công ty trên toàn cầu.

Những cải tiến RFID năm 2000 là: cải tiến công nghệ dẫn đến thiết bị thu nhỏ, chi phí của RFID tiếp tục giảm và khả năng nhận diện được gia tăng

Với chi phí giảm, giá thành rẻ, độ tin cậy cao, RFID đang được phổ biến với đời sống thường nhật của chúng ta hơn.

Phân loại dựa trên tần số hoạt động:

Tần số hoạt động của RFID là tần số sóng điện từ phát ra từ đầu aten trên đầu đọc và thẻ, cho biết tốc độ và khoảng cách truyền/ nhận dữ liệu RFID hoạt động ở tần số cao tương đương với phạm vi đọc xa, tốc độ đọc nhanh nhưng tốn nhiều năng lượng RFID sử dụng sóng từ 125 KHz đến 5,8GHz được chia làm 4

dải tần: Low – Frequency, High – Frequency, Ultrahigh – Frequency, Microware – Frequency.

Hình 1.2 Các dải tần số hoạt động RFID

- Low – Frequency: 125 KHz – 134 KHz, phù hợp với các ứng dụng phạm vi ngắn như hệ thống chống trộm, khóa tự động

- High – Frequency: 10 MHz – 15 MHz, với phạm vi quét khoảng 1m, thích hợp cho các ứng dụng đọc các item như quản lý hiệu sách, theo dõi hành lý trên máy bay

- Ultrahigh – Frequency: 860 MHz – 960 MHz, cho phép khoảng cách đọc lên đến vài mét, thích ứng cho các ứng dụng dây chuyền vì tốc độ và phạm vi của nó, được ứng dụng trong quản lý hàng tại các nhà kho, các dây chuyền sản xuất tự động

- Microware – Frequency: 2,45 GHz – 5,8 GHz, cho phép khoảng cách truyền xa hơn, tốc độ nhanh, lên đến vài chục mét, giá thành đắt

Bảng 1.1 Đặc điểm, giá thành và ứng dụng của các tần số RFID tương ứng

Kiểm kê hoàng hoá trước khi vào kho - Thẻ: thẻ điện tử có anten và chip chứa thông tin thẻ.

- Đầu đọc: chứa chip và anten để giao tiếp, đọc thông tin thẻ.

- Máy chủ (Host computer – server) và cơ sở dữ liệu dùng để nhận, lưu

trữ, xử lý các thông tin được truyền đến từ đầu đọc.

Hình 1.3 Hệ thống RFID

Đầu đọc và các thẻ giao tiếp qua các sóng điện từ, nơi mà các thông tin đã được mã hóa thành các tín hiệu điện từ Tùy theo thiết kế mà ta có thể phân ra làm 2 chế độ trong giao tiếp đó là: đầu đọc nói trước (Reader talks first) và thẻ

Đầu đọc và máy tính giao tiếp với nhau thông qua một phần mềm điều khiển, phần mềm này giúp người điều khiển dễ dàng theo dõi, vận hành, quản lý và cập nhật các thông tin trong hệ thống RFID.

1.2.1 Thẻ RFID (Tag)

Thẻ RFID là thiết bị được gắn trên đối tượng cần nhận dạng, chứa thông tin về đối tượng đó Nó sẽ truyền thông tin này về cho đầu đọc để định danh đối tượng hoặc truyền các thông tin tùy vào mục đích sử dụng của thẻ, khi đó nó sẽ truyền các thông tin mà các cảm biến này có được về cho đầu đọc.

a Các đặc điểm chính của thẻ RFID

Thẻ RFID có những đặc điểm:

- Tính đóng gói: 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 được gắn vào trang sức, treo vào xâu chìa khóa, hoặc gắn vào đầu các chìa khóa Chuẩn DIN/ISO 69873 định nghĩa một chuẩn cho phép các thẻ có thể được gắn vào bên trong các thiết bị máy móc Một số thẻ dùng trong các dây chuyền lắp ráp xe hơi được thiết kế và đóng gói để không bị phá hủy bởi nhiệt độ cao của những căn phòng làm khô sơn Tóm lại, cách thức đóng gói thẻ là rất đa dạng.

Hình 1.4 Tính đóng gói của thẻ RF

- Tính móc nối: Tính móc nối đề cập đến cách thức đầu đọc và thẻ truyền thông cho nhau Các phương pháp móc nối khác nhau có những điểm mạnh-yếu riêng Sự lựa chọn phương pháp đặc biệt ảnh hưởng tới phạm vi liên lạc, giá thành của thẻ và các điều kiện gây ra nhiễu.

- Khả năng lưu trữ thông tin: Có nhiều loại thẻ có vùng nhớ khác nhau Thẻ chỉ đọc chỉ lưu trữ một giá trị cụ thể duy nhất tại nhà máy Người dùng có thể ghi 1 giá trị vào các thẻ “ghi một lần”, trong khi các thẻ “ghi nhiều lần” cho phép thay đổi giá trị nhiều lần Một số thẻ cũng có thể thu thập các thông tin mới, như nhiệt độ hay tần suất đọc, trên chính nó Dung lượng vùng nhớ của thẻ

đi từ 1 bit dùng để chống trộm đến các thẻ có thể lưu trữ vài ngàn byte dùng trong các dây chuyền sản xuất xe hơi.

b Phân loại thẻ RF

Phân loại theo tiêu chí có năng lượng trực tiếp: thẻ có năng lượng trực tiếp (thẻ tích cực), thẻ không có năng lượng trực tiếp (thẻ thụ động) và thẻ bán tích cực.

Thẻ thụ động

Loại thẻ này không có nguồn bên trong, sử dụng nguồn nhận được từ đầu đọc để hoạt động và truyền dữ liệu được lưu trữ trong nó cho đầu đọc Thẻ thụ động có thành phần đơn giản, giá thành rẻ nên dễ dàng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của đời sống xã hội như: y tế, quản lý cửa hàng, thư viện, giao thông vận tải,

Thẻ thụ động có cấu trúc đơn giản và không có các thành phần động Thẻ như thế có một thời gian sống dài và thường có sức chịu đựng với điều kiện môi trường khắc nghiệt Chẳng hạn, một số thẻ thụ động có thể chịu đựng các hóa chất gặm mòn như acid, nhiệt độ lên tới 400°F (xấp xỉ 204°C) và cao hơn nữa

Hình 1.5 Thẻ RF thụ động

Đối với loại thẻ này, khi thẻ và đầu đọc truyền thông với nhau thì đầu đọc luôn truyền trước rồi mới đến thẻ Cho nên bắt buộc phải có đầu đọc để thẻ có thể truyền dữ liệu của nó Thẻ thụ động nhỏ hơn thẻ tích cực hoặc thẻ bán tích cực Nó có nhiều phạm vi đọc, ít hơn 1 inch đến khoảng 30 feet (xấp xỉ 9 m)

Hình 1.6 Nguyên lý hoạt động của thẻ RF thụ động

Thẻ thụ động bao gồm những thành phần chính sau:

- Vi mạch: Vi mạch thẻ thụ động thường bao gồm: bộ chỉnh lưu, máy tách xung, bộ điều chế, đơn vị logic, bộ nhớ vi mạch.

- Anten: Anten thẻ thụ động được gắn vào vi mạch, dùng để lấy năng lượng từ tín hiệu của đầu đọc để làm năng lượng cho thẻ hoạt động và giao tiếp với đầu đọc Một anten được thiết kế dựa vào các nhân tố: khoảng cách đọc và hướng đọc của thẻ với đầu đọc, vận tốc của đối tượng gắn thẻ, loại sản phẩm riêng biệt,

Đặc điểm của thẻ thụ động: - Khoảng cách truyền ngắn

- Khung truyền của một gói dữ liệu là cố định

- Giao thức truyền không thay đổi dẫn đến tính bảo mật kém - Bù lại thẻ thụ động có giá thành rẻ hơn

- Hoạt động tốt trong môi trường khắc nghiệt.

Thẻ tích cực

Thẻ tích cực có một nguồn năng lượng bên trong (chẳng hạn một bộ pin hoặc có thể là những nguồn năng lượng khác 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 truyền dữ liệu cho đầu đọc Nó không cần nguồn năng lượng từ đầu đọc để truyền dữ liệu

Thẻ tích cực cho phép truyền xa hơn, lên đến vài chục mét tùy theo thiết kế, khung truyền có thể do người dùng tự định nghĩa giúp nâng cao tính bảo mật, giao thức truyền có thể tùy biến trong quá trình sử dụng, dữ liệu truyền nhận phong phú

Hình 1.7 Thẻ RF tích cực

Thời lượng pin là điều các nhà sản xuất cần quan tâm ở thẻ tích cực, phụ thuộc vào năng lượng tích được cũng như chất lượng của pin Tuy nhiên, thời lượng pin còn chịu ảnh hưởng bởi công suất truyền cũng như khoảng cách truyền Một giây truyền vài lần hay vài giây truyền một lần, khoảng cách xa đòi hỏi việc tiêu thụ điện năng của thẻ càng lớn Việc trang bị thêm pin, những vi mạch tốt hơn và bộ nhớ lớn hơn làm thẻ tích cực có kích thước lớn hơn và giá thành cao hơn.

Đối với loại thẻ này, trong quá trình truyền giữa thẻ và đầu đọc, thẻ luôn truyền trước, rồi mới đến đầu đọc Vì sự hiện diện của đầu đọc 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 thậm chí trong cả trường hợp đầu đọc không có ở nơi đó Loại thẻ tích cực này (truyền dữ liệu liên tục khi có cũng như không có đầu đọc hiện diện) cũng được gọi là máy phát (transmitter)

Loại thẻ tích cực khác ở trạng thái ngủ hoặc nguồn yếu khi không có đầu đọc Đầu đọc đánh thức thẻ này khỏi trạng thái ngủ bằng cách phát một lệnh thích hợp Trạng thái này tiết kiệm nguồn năng lượng, vì vậy loại thẻ này có thời gian sống dài hơn thẻ tích cực được gọi là máy phát kể trên

Thêm nữa là vì thẻ chỉ truyền khi được thẩm vấn nên số nhiễu RF trong

phát/máy thu hoặc một bộ tách sóng - thẻ có thể hoạt động ở chế độ máy phát và máy thu Thẻ này chỉ truyền khi được đầu đọc thẩm vấn Thẻ ở trạng thái ngủ hoặc nguồn giảm khi không được đầu đọc thẩm vấn Vì vậy tất cả thẻ này có thể được gọi là transponder Khoảng cách đọc của thẻ tích cực là 100 feet (xấp xỉ 30.5 m) hoặc hơn nữa khi máy phát tích cực của loại thẻ này được dùng đến.

Các thành phần chính của thẻ tích cực:

- Vi mạch: Vi mạch thẻ tích cực có kích cỡ và khả năng làm việc thường lớn hơn vi mạch trong thẻ thụ động.

- Anten: Anten dùng để truyền/ nhận tín hiệu của đầu đọc.

- Nguồn năng lượng bên trong: Nguồn bên trong cung cấp nguồn cho điện tử học bên trong và truyền dữ liệu Nếu sử dụng nguồn pin thì thẻ thường kéo dài tuổi thọ từ 2 đến 7 năm, tuỳ thuộc vào thời gian hoạt động của pin Khoảng cách truyền của thẻ quyết định thời gian hoạt động của pin, khoảng cách càng cao thì pin tồn tại càng lâu

- Điện tử học bên trong: Điện tử học bên trong cho phép thẻ hoạt động như một máy phát và thực hiện các nhiệm vụ chuyên dụng: tính toán, hiển thị giá trị tham số, hoạt động như một cảm biến, Thành phần này cho phép thẻ kết nối với cảm biến bên ngoài để thực hiện nhiều nhiệm vụ thông minh tuỳ thuộc vào cảm biện được gắn vào

Thẻ bán tích cực

Hình 1.8 Thẻ RF bán tích cực

Thẻ này có thành phần cấu tạo giống với thẻ tích cực: anten, vi mạch, một nguồn năng lượng bên trong và điện từ học bên trong để thực thi những nhiệm vụ chuyên dụng Nguồn năng lượng bên trong cung cấp năng lượng cho thẻ hoạt

động Tuy nhiên trong quá trình truyền dữ liệu, thẻ bán tích cực sử dụng nguồn từ đầu đọc Thẻ này còn được gọi là thẻ có hỗ trợ pin.

Trong giao tiếp với đầu đọc, thẻ bán tích cực luôn nhận tín hiệu từ đầu đọc trước Điểm khác biệt giữa thẻ bán tích cực và thẻ thụ động là thẻ bán tích cực tự kích hoạt mà không cần tín hiệu từ đầu đọc Vì vậy, thẻ tích cực nhận được tín hiệu ở khoảng cách xa hơn, với tốc độ cao hơn thẻ thụ động Phạm vi đọc của thẻ này lên đến 100 feet (khoảng 30m) với điều kiện lý tưởng bằng cách sử dụng mô

Cao, do lấy công suất từ trường điện từ được cung cấp bởi đầu đọc.

Tuổi thọ Rất cao Từ 2 đến 7 năm Từ 2 đến 7 năm.

Lượng dữ liệu Dưới 128 bytes Lượng dữ liệulớn. Dưới 128 bytes.

Ngoài ra, nếu phân loại thẻ theo khả năng ghi/ chép dữ liệu, thẻ RF sẽ được chia thành 3 loại:

- Chỉ đọc (RO): Dữ liệu có thể được lưu vào thẻ một lần trong lúc sản xuất và thường không thay đổi được Loại thẻ này được sử dụng trong các ứng dụng kinh doanh và hàng không nhỏ

- Ghi một lần, đọc nhiều lần (WORM): có thể được ghi dữ liệu một lần, mà thường bởi người sử dụng thẻ ngay lúc thẻ cần được ghi Tuy nhiên trong thực tế, thẻ có thể ghi được vài lần (khoảng 100 lần) Nếu ghi quá số lần cho phép, thẻ có thể bị phá hỏng vĩnh viễn 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

- Đọc - ghi (RW): có thể ghi dữ liệu được nhiều lần, khoảng từ 10.000 đến 100.000 lần hoặc có thể hơn nữa Sự an toàn dữ liệu là một thách thức đối với thẻ RW, thêm vào nữa là loại thẻ này thường đắt nhất Thẻ RW không được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng ngày nay, trong tương lai có thể công nghệ thẻ phát triển thì chi phí thẻ giảm xuống.

1.2.2 Đầu đọc (Reader)

Hình 1.9 Một đầu đọc thực tế

Đầu đọc là bộ phần có vai trò tối quan trọng trong phần cứng hệ thống RFID vì thực hiện chức năng điều khiển hoạt động và liên kết, xử lý thông tin từ thẻ, liên kết hệ thống,… Hoạt động ghi dữ liệu lên thẻ của đầu đọc được gọi là hoạt động tạo thẻ Hoạt động tạo thẻ và kết hợp thẻ với một đối tượng khác được gọi là hoạt động đưa thẻ vào hoạt động Thời gian mà đầu đọc phát năng lượng RF để đọc thẻ được gọi là chu kỳ đầu đọc.

Cấu tạo đầu đọc :

Hình 2.10 Cấu tạo đầu đọc

- Phát và thu sóng RF: Máy phát đầu đọc truyền xung tín hiệu tần số cao đến anten, cũng như thẻ đầu đọc luôn bảo đảm tốt hai nhiệm vụ, phát và thu sóng Có nghĩa là nó có thể chuyển đổi và giải mã qua lại giữa tín hiệu tương tự và sóng RF Thông thường, anten được tích hợp vào đầu đọc, tuy nhiên để tăng khoảng cách và tốc độ truyền/ đọc tín hiệu thì đầu đọc cần trang bị thêm anten bên ngoài.

- Vi mạch: Đầu đọc luôn được trang bị những chip vi điều khiển mạnh hơn so với thẻ vì nó cần xử lý nhiều công việc trong một khoảng thời gian hơn, giao tiếp với nhiều ngoại vi hơn

- Mạch điều khiển: Mạch này thường được tích hợp luôn vào đầu đọc, cho phép người quản lý, sử dụng giao tiếp và điều khiển đầu đọc

- Bộ nhớ: Chúng ta có thể chọn bộ nhớ dữ liệu trên PC, tuy nhiên nếu được trang bị thêm bộ nhớ đầu đọc có thể lưu trữ dữ liệu tạm thời khi máy tính không sử dụng được

- Cảm biến và các tín hiệu ngoài: Trong quá trình hoạt động, đầu dọc không phải lúc nào cũng cần giao tiếp; vì thế, chúng ta có thể trang bị thêm cho đầu đọc các cảm biến như: cảm biến ánh sáng, cảm biến âm thanh… để báo cho đầu đọc biết khi nào cần giao tiếp.

- Nguồn năng lượng: Cung cấp năng lượng ổn định cho hệ thống hoạt động liên tục 24/24 Nguồn lấy từ lưới điện là tốt nhất, được cấp cho qua một

dây dẫn điện được kết nối với một ngõ ra bên ngoài thích hợp; cần trang bị thêm pin để đề phòng trường hợp mất điện.

Hình 1.11 Hoạt động giữa thẻ và đầu đọc RF

Phương thức làm việc của RFID là một quá trình truyền - nhận, biến đổi và khôi phục sóng RF Quá trình truyền - nhận này bắt đầu khi thẻ RF đi vào vùng điện từ trường được phát ra từ đầu đọc và kết thúc khi đầu đọc đã nhận diện được thẻ:

- Đầu đọc truyền tín hiệu mang năng lượng và dữ liệu truyền tới thẻ dưới dạng sóng RF qua anten đầu đọc

- Anten thẻ nhận được tín hiệu sóng RF từ đầu đọc Sóng nhận được từ đầu đọc được thẻ đưa qua bộ chuyển đổi DC để cung cấp năng lượng cho thẻ hoạt động, sau đó đưa qua bộ giải điều chế để nhận chuỗi bit từ đầu đọc truyền tới.

- Thẻ gửi sóng mang tín hiệu đã được điều chế qua anten chứa dữ liệu phát đến đầu đọc Anten đầu đọc nhận tín hiệu từ thẻ, thực hiện giải điều chế và nhận diện thẻ.

Phương thức mã hoá tín hiệu được sử dụng trong công nghệ RFID:

- Trước khi gửi, tín hiệu sóng mang được điều chế thành các số phức và xếp vào biểu đồ chòm sao theo quy luật mã Gray trên 2 trục thực và ảo (sao cho vị trí mỗi điểm tín hiệu trên biểu đồ chòm sao phản ánh thông tin về biên độ và pha các sóng mang).

- Quá trình biến đổi IFFT sẽ biến đổi các số phức biểu diễn sóng mang trong miền tần số thành các số phức biểu diễn các sóng mang trong miền thời gian rời rạc.

- Trong thực tế, các thành phần thực và ảo (được biểu diễn bằng chuỗi nhị phân) được bộ điều chế IQ sử dụng để điều chế sóng mang cũng được điều chế được biểu diễn bằng một chuỗi nhị phân.

- Chuỗi nhị phân sau điều chế được biến đổi DA để nhận được tín hiệu trong băng tần cơ bản.

- Quá trình xử lý ở phía thu sẽ thực hiện biến đổi FFT để tạo ra các điểm điều chế phức của từng sóng mang phụ trong OFDM Sau khi giải định vị, tiến hành xác định biểu đồ bit tương ứng các tổ hợp bit được cộng lại để khôi phục dòng dữ liệu đã truyền.

Phân loại đầu đọc

- Phân loại theo giao diện của đầu đọc: Cũng như thẻ, đầu đọc cũng có thể được phân loại bằng hai tiêu chuẩn khác nhau Tiêu chuẩn đầu tiên là giao diện mà đầu đọc cung cấp cho việc truyền thông Trong tiêu chuẩn này, có thể phân loại đầu đọc ra thành 2 loại là: Tuần tự (Serial) và Mạng (Network).

 Đầu đọc theo giao diện tuần tự (Serial reader): Serial reader sử dụng liên kết tuần tự (Serial) để truyền với một ứng dụng Đầu đọc kết nối đến cổng serial của máy tính dùng kết nối tuần tự RS-232 hoặc RS-485 Cả hai loại kết nối này đều có giới hạn trên về chiều dài cáp dùng kết nối đầu đọc với máy tính RS-485 cho phép cáp dài hơn RS-232.

 Ưu điểm của serial reader là việc truyền tin có độ tin cậy hơn network reader Vì vậy sử dụng đầu đọc loại này được khuyến khích nhằm làm tối thiểu sự phụ thuộc vào một kênh truyền.

 Nhược điểm của serial reader là phụ thuộc vào chiều dài tối đa của cáp sử dụng để kết nối một đầu đọc với một máy tính Thêm nữa là thường thì trên một máy chủ thì số cổng serial bị hạn chế, có thể phải cần nhiều máy chủ (nhiều hơn số máy chủ đối với các network reader) để kết nối tất cả các serial reader Một vấn đề nữa là việc bảo dưỡng nếu phần mềm hệ thống cần được cập nhật chẳng hạn, nhân viên bảo dưỡng phải xử lý mỗi đầu đọc 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 và thời gian chết đáng kể.

 Đầu đọc theo giao diện mạng (Network reader): Network reader kết nối với máy tính sử dụng cả mạng dây và không dây Thực tế, đầu đọc hoạt động như thiết bị mạng Tuy nhiên, chức năng giám sát SNMP chỉ sẵn có đối với một

vài loại network reader Vì vậy, đa số đầu đọc loại này không thể được giám sát như các thiết bị mạng chuẩn.

 Ưu điểm của network reader là không phụ thuộc vào chiều dài tối đa của cáp kết nối đầu đọc với máy tính Sử dụng ít máy chủ hơn so với serial reader Thêm nữa là phần mềm hệ thống của đầu đọc có thể được cập nhật từ xa qua mạng Do đó có thể giảm nhẹ khâu bảo dưỡng và chi phí sở hữu hệ thống RFID loại này sẽ thấp hơn.

 Nhược điểm của network reader là việc truyền không đáng tin cậy bằng serial reader Khi việc truyền bị rớt, chương trình phụ trợ không thể được xử lý Vì vậy hệ thống RFID có thể ngừng lại hoàn toàn Nói chung, đầu đọc có bộ nhớ trong lưu trữ các lần đọc thẻ có thể làm cho thời gian chết mạng trong ngắn đỡ hơn một ít.

- Phân loại dựa trên tính chuyển động của đầu đọc:

 Đầu đọc cố định: Loại này được lắp trên tường, trên cổng hoặc vài nơi thích hợp nằm trong phạm vi đọc Những nơi lắp đặt là chỗ cố định Chẳng hạn, có một số đầu đọc cố định được gắn trên những thang máy, hoặc bên trong xe chở hàng Trái ngược với thẻ, đầu đọc không chịu được môi trường khắc nghiệt Vì vậy, nếu đặt đầu đọc ngoài cửa hoặc ở những đối tượng chuyển động, phải gắn đúng cách Đầu đọc cố định thường cần Anten bên ngoài để đọc thẻ Đầu đọc có thể cung cấp đến 4 cổng Anten bên ngoài Chi phí cho đầu đọc cố định thường ít hơn đầu đọc cầm tay Đầu đọc cố định là loại phổ biến nhất hiện nay Loại agile reader cố định được gọi là máy in RFID có thể in một mã vạch và tạo (nghĩa là ghi) một thẻ RFID trên nhãn thông minh (smart label) trong quá trình hợp nhất Smart label bao gồm một nhãn mã vạch có một thẻ RFID được gắn vào nó Các loại thông tin khác như địa chỉ người gửi, người nhận, thông tin sản phẩm và chữ cũng có thể được in lên trên nhãn Máy in RFID đọc thẻ smart label đã được ghi để xác nhận quá trình ghi là hợp lệ Nếu việc xác nhận này thất bại thì máy in loại bỏ smart label đã được in Thiết bị này tránh tình trạng tạo một thẻ RFID mà nơi đó mã vạch đang được sử dụng Ngày nay, một số công ty đang sử dụng mã vạch có thể sử dụng máy in RFID như bước đầu chấp nhận kỹ thuật RFID Các hệ thống hiện tại cũng có thể tiếp tục sử dụng dữ liệu mã vạch như thế với một số thay đổi hoặc không thay đổi Thẻ RFID có thể cung cấp khả năng nhận dạng tự động vị trí đối tượng và những lợi ích khác.

 Đầu đọc cầm tay: Đầu đọc cầm tay là dạng đầu đọc di động, thường có Anten bên trong Mặc dù những đầu đọc này đắt nhất (và ít có) nhưng những cải tiến hiện nay trong kỹ thuật đầu đọc cho phép các đầu đọc cầm tay phức tạp có giá thấp hơn.

1.2.3 Máy chủ (Host computer – server)

Hình 1.12 Máy chủ liên kết hệ thống

Hầu hết hệ thống RFID gồm nhiều thẻ và đầu đọc được nối mạng với nhau bởi một hay nhiều máy chủ trung tâm chính Máy chủ có nhiệm vụ lưu trữ dữ liệu của toàn hệ thống, thực hiện chức năng vận hành, điều phối hoạt động toàn hệ thống Mọi bộ phận khác của hệ thống đều được liên kết với máy chủ để khai thác dữ liệu đồng thời đáp trả những truy vấn của nó về những vấn đề mà bộ phận quản lý đặt ra.

1.3 Ưu, nhược điểm của công nghệ RFID

RFID cũng như bất kì công nghệ nào khác cũng có những ưu, nhược điểm nhất định:

Ưu điểm:

- Khả năng nhận dạng một lúc nhiều đối tượng làm giảm thời gian kiểm tra, giảm ách tắc so với các hệ thống khác.

- Khả năng đọc/ ghi dữ liệu nhiều lần giúp tái sử dụng thẻ

- Xử lý hoàn toàn tự động, giảm chi phí trong việc sử dụng nhân công - Hoạt động tương đối tốt trong cả môi trường không thuận lợi (thời tiết nóng, khói bụi, mưa, sương mù, ).

- Cập nhật, thay đổi dữ liệu trực quan, dễ dàng - Khả năng phân biệt đối tượng chính xác, tin cậy.

Nhược điểm:

- Giá thành hệ thống khá cao.

- Đầu đọc có khả năng chồng lấn lên nhau - Hạn chế trong kiểm soát thiết bị.

- Thẻ có khả bị nhiễu sóng bởi kim loại và môi trường.

Mặc dù RFID có nhiều ưu điểm và lợi thế phát triển, tuy nhiên vẫn còn một số hạn chế cần khắc phục mà điều quan trọng nhất là làm chủ công nghệ này để giảm giá thành sản phẩm và dễ dàng đưa công nghệ RFID đến gần hơn với cuộc sống.

1.4 Ứng dụng

Trên thế giới công nghệ RFID được ứng dụng khá phổ biến trong các nhiều lĩnh vực của đời sống xã hội: y tế, công nghiệp, vận tải, kinh doanh, bán lẻ, thư viện, quản lý nhân sự, Cụ thể:

- Trong vận chuyển, phân phối và lưu thông: Hệ thống RFID phù hợp nhất với phương thức vận tải đường ray Các thẻ có thể nhận dạng toàn bộ 12 ký tự theo chuẩn công nghiệp cho phép xác định loại xe/ toa hàng, chủ sở hữu, số xe Các thẻ này được gắn vào gầm xe, toa hàng Các anten được cài đặt ở giữa hoặc bên cạnh đường ray vận chuyển, các đầu đọc và các thiết bị hiển thị được lắp theo chuẩn trong vòng 40 – 100 feet dọc theo đường ray cùng các thiết bị viễn thông và thiết bị kiểm soát khác, do vậy có thể kiểm soát được các toa hàng trên ray Mục địch chính trong các ứng dụng vận chuyển theo ray là cải tiến kích thước và tốc độ vận chuyển nhanh chóng cho phép giảm kích thước xe hàng hoặc giảm thiểu chi phí cho việc đầu tư thiết bị mới RFID còn được ứng dụng trong hệ thống thu phí cầu đường bộ ray cho phép các hãng hàng không kiểm soát hành lý của hành khách.

Hình 1.11 Ứng dụng RFID trong vận chuyển

- Trong công nghiệp: RFID rất thích hợp cho việc xác định sản phẩm có giá trị đơn vị cao thông qua quá trình lắp ráp chặt chẽ Hệ thống RFID rất bền vững trong môi trường thời tiết khắc nghiệt nên thích hợp để định danh các vật chứa, lưu giữ sản phẩm lâu dài như container, cần cẩu, xe kéo Một mặt, các thẻ RF cho phép xác định sản phẩm mà nó được gắn vào Mặt khác, thông tin đầu vào được nhập bằng tay (hoặc bằng các đầu đọc mã vạch) cho phép hệ thống điều khiển/ kiểm soát Sau đó những thông tin này có thể được truy xuất bởi các đầu đọc RF.

Hình 1.12 Ứng dụng của RFID trong quản lý nhà kho

- Trong kinh doanh bán lẻ: RFID có thể thay thế kỹ thuật mã vạch hiện nay, vì nó không chỉ có khả năng xác định nguồn gốc sản phẩm mà còn cho phép nhà cung cấp và đại lý bán lẻ biết chính xác mặt hàng trên quầy và trong kho của họ Một số siêu thị lớn đã sử dụng các thẻ RFID mỏng dán lên hàng hoá thay cho mã vạch, giúp việc thanh toán nhanh chóng, dễ dàng hơn Nếu hàng hoá chưa thanh toán tiền đi qua cửa, máy nhận dạng vô tuyến FRID sẽ phát hiện ra và báo cho nhân viên an ninh Ngoài ra, các công ty bách hoá không còn phải lo kiểm kho, không sợ giao nhầm hàng và thống kê số sản phẩm đang kinh doanh của các tổ hợp cửa hàng Hơn nữa, họ biết chính xác bên trong túi khách hàng ra, vào có những gì.

Hình 1.13 Ứng dụng RFID trong cửa hàng

- Trong lĩnh vực an ninh: RFID không đòi hỏi tầm nhìn giữa bộ thu phát và máy đọc, hệ thống này khắc phục được những hạn chế của các phương pháp nhận dạng tự động khác, ví dụ như mã vạch Điều này có nghĩa là hệ thống RFID có thể hoạt động hiệu quả trong các môi trường khắc nghiệt những nơi bụi bẩn, ẩm ướt quá mức hay có phạm vi quan sát bị hạn chế Một trong các lợi ích nổi bật của RFID là khả năng đọc trong các môi trường khắc nghiệt với tốc độ đáng chú ý: trong hầu hết các trường hợp thời gian phản ứng dưới 100 mili giây.

- Trong công tác quản lý bảo quản tài sản: việc quản lý sách tại thư viện hiện rất vất vả, việc tìm kiếm sách thủ công làm tốn thời gian và quản lý cũng chưa thực sự hiệu quả Nhờ công nghệ RFID, mỗi cuốn sách được gắn với một thẻ lưu thông tin về cuốn sách, mỗi khi cần tìm một cuốn sách nào đó, thay vì việc dò tìm phân loại từng cuốn sách, thủ thư chỉ việc dùng một đầu đọc có khả năng đọc các thẻ RFID từ xa có thể giúp định vị cuốn sách cần tìm rất nhanh chóng, ngoài ra việc thống kế sách cuối ngày càng trở lên đơn giản Các hạt giống có giá trị, động vật thí nghiệm liên quan tới các dự án nghiên cứu lâu dài và chi phí cao, thịt và bơ sữa động vật, thú vật hoang dã và giống động vật quý hiếm, các loại gen…hiện nay vấn đề xác định tính duy nhất có thể được giải quyết thông qua ứng dụng các sáng kiến của công nghệ RFID.

Hình 1.14 Ứng dụng RFID trong quản lý thư viện

- Trong y tế, giáo dục, vui chơi giải trí, công nghệ RFID có thể sử dụng cho người cũng như đồ vật Vì vậy, một số bệnh viện đang sử dụng vòng đeo tay RFID cho trẻ mới sinh và bệnh nhân cao tuổi mất trí Ngoài ra còn ứng dụng trong việc quản lý hồ sơ bệnh án… Học sinh một trường đông học sinh ở Nhật dùng thẻ RFID để báo cho cha mẹ biết mình đã ra tới Các công viên giải trí ở Mỹ bán ra vé RFID sẽ bật - nháy báo cho khách biết đến lượt mình vào cuộc chơi và ngày nay các Event tại VN đã bắt đầu ứng dụng RFID để kiểm soát khách ra vào sự kiện…

Hình 1.15 Quản lý bệnh nhân qua RFID

- Trong quản lý nhân sự và chấm công, khi vào, ra công ty để bắt đầu hay

máy đọc thẻ (không phải nhét vào), ngay lập tức máy phát ra một tiếng bíp, dữ liệu vào, ra của nhân viên đó đã được ghi nhận và lưu trữ trên máy chấm công Trong trường hợp nếu những nhân viên nghỉ việc, thẻ nhân viên sẽ được thu hồi và tái sử dụng mà không ảnh hưởng đến chất lượng thẻ Ưu điểm nổi bật của thẻ RFID so với thẻ mã vạch (Barcode) hay thẻ mã từ (Mag Stripe card) là thẻ RFID không bị trầy xước, mài mòn khi dùng Sử dụng thẻ chấm công loại cảm ứng, người phụ trách hệ thống sẽ lấy toàn bộ dữ liệu từ các máy đọc thẻ về, sau khi cập nhật dữ liệu sẽ có ngay báo cáo thống kê nhanh để ban giám đốc biết số lượng nhân viên đang có mặt, số nhân viên nghỉ hoặc biết được trình độ tay nghề từng nhân viên; nhân viên nào hết hạn hợp đồng lao động; bảo hiểm xã hội, bảo hiểm y tế…

Từ những ứng dụng trên, có thể nói ứng dụng công nghệ RFID đang từng ngày nâng cao chất lượng cuộc sống của chúng ta.

Chương 2

PHÂN TÍCH HỆ THỐNG QUẢN LÝ SÁCH THƯ VIỆN SỬ DỤNG RFID2.1 Yêu cầu hệ thống

RFID không phải là phương pháp duy nhất giúp nhận dạng đối tượng Trước RFID người ta đã sử dụng rộng rãi một phương pháp khác, đó là mã vạch (barcode) Ngày nay chúng ta có thể thấy mã vạch trên hầu hết các sản phẩm thương mại, từ đồ điện tử, đồ điện gia dụng tới các thực phẩm đóng hộp Người ta sử dụng mã vạch trong các nhà máy, siêu thị… để quản lý nguồn gốc, thông tin, giá thành sản phẩm Sở dĩ mã vạch được sử dụng rộng rãi như vậy là nhờ tính tiện lợi của nó.

Toàn bộ thông tin về một sản phẩm đều có thể thu được thông qua nội dung chứa trên mã vạch Việc đọc mã vạch được thực hiện dễ dàng và nhanh chóng nhờ có thiết bị đọc mã vạch.

Vậy tại sao người ta phải nghĩ đến việc sử dụng RFID thay thế cho mã vạch Điểm khác nhau chính giữa hai phương pháp nhận dạng đối tượng này là loại tín hiệu mà chúng sử dụng: tín hiệu radio đối với RFID và tín hiệu quang học đối với mã vạch Để đọc mã vạch gắn trên một đối tượng, người thao tác phải cầm thiết bị đọc mã vạch trên tay hoặc hướng đầu đọc mã vạch vào đối tượng gắn mã vạch sao cho khoảng cách phải đủ gần và phải theo một hướng nhất định để thiết bị có thể nhận dạng được hình ảnh của mã vạch Còn đối với RFID, chỉ cần các thẻ nằm trong tầm nhận biết của anten là anten có thể đọc được ngay nội dung của thẻ.

Như vậy, bên cạnh những tính năng tương tự với mã vạch, RFID còn có một số lợi thế sau:

- Thẻ RFID có thể được đọc gần như đồng thời với khối lượng lớn Các đối tượng được gắn thẻ có thể nằm trong kho chứa hoặc thùng chứa hàng.

- Thẻ RFID bền hơn mã vạch Chúng được chế tạo từ các hợp chất đặc biệt để chống lại sự phá hủy của hóa chất và nhiệt độ.

- Thẻ RFID không những có thể đọc mà còn có thể ghi thông tin Mã vạch chỉ chứa thông tin cố định, không thay đổi được.

- Thẻ RFID có thể chứa được một lượng thông tin lớn hơn nhiều so với mã vạch.

- Việc đọc mã vạch yêu cầu tác động của con người, thẻ RFID thì không.

So với mã vạch, RFID có ưu thế vượt trội trong nhiều ứng dụng định vị, nhận dạng đối tượng và thu thập dữ liệu tự động Tuy nhiên, bên cạnh những ưu thế mà RFID mang lại, chúng ta phải chịu một chi phí cao hơn so với sử dụng mã vạch Do vậy khi ứng dụng RFID, cần cân nhắc giữa lợi ích thu được và chi phí đầu tư để có thể đem lại hiệu quả đầu tư tốt nhất.

Các yêu cầu của RFID khi ứng dụng trong thư viện

- Kết hợp giữa chức năng an ninh và chức năng nhận dạng tài liệu: đối với công nghệ barcode, mỗi nhãn mã vạch chỉ cho phép nhận dạng tài liệu, còn để chống trộm tài liệu thì người ta phải sử dụng thêm dây từ gắn vào cuốn sách Trong khi đó, đối với hệ thống RFID, mỗi thẻ RFID đã đảm nhiệm được cả 2 chức năng này: chức năng an ninh và nhận dạng tài liệu.

- Mượn/Trả nhanh chóng cùng lúc nhiều tài liệu: RFID có khả năng đọc cùng lúc nhiều tài liệu do nó không yêu cầu “line-of-sight” (sắp xếp thẳng hàng) để xử lý từng quyển một như công nghệ barcode Do vậy sử dụng RFID cho phép nhân viên thao tác mượn trả theo lô, chứ không phải từng quyển một như barcode, qua đó làm tăng tốc độ lưu thông tài liệu Chỉ cần một lần quét và nhấn nút duy nhất tại quầy lưu thông để thực hiện mượn/trả một chồng sách gồm nhiều quyển hoặc nhiều đĩa CD-ROM, băng video, catset.

- Kiểm kê nhanh chóng: Thiết bị kiểm kê RFID cho phép việc quét và nhận thông tin từ các quyển sách một cách nhanh chóng mà không cần phải dịch chuyển sách ra khỏi giá Với tính năng kiểm kê hàng loạt, nhân viên chỉ cần đi dọc theo hàng dãy giá mà không cần phải nhấc xuống hay đặt lên bất kỳ quyển sách nào, chỉ việc sử dụng ăng ten quét qua giá sách theo từng tầng, các thông tin về tài liệu trên giá đã được ghi lại để làm cơ sở kiểm kê Tính năng ưu việt này giúp thư viện tiết kiệm được rất nhiều nhân công kiểm kê đồng thời kho sách không bị dừng phục vụ quá lâu trong mỗi đợt kiểm kê, đảm bảo đáp ứng nhu cầu mượn tài liệu thường xuyên của bạn đọc Ngoài ra, RFID còn có khả năng “truy tìm dấu vết” của các tài liệu xếp sai vị trí, giúp nhân viên thư viện nhanh chóng tìm được cuốn sách “đi lạc chỗ” trong kho sách.

- Hỗ trợ tối đa việc tự động hóa mượn/trả tài liệu: RFID cho phép áp dụng vào các thiết bị tự động hóa trong thư viện, tối đa hóa tính tự phục vụ (self-service) của bạn đọc mà không yêu cầu sự can thiệp của thủ thư Bạn đọc có thể tự thực hiện các thủ tục mượn sách, trả sách mà không cần thông qua bất cứ một người nào khác, qua đó làm tăng tính chủ động cho bạn đọc, giảm thiểu tối đa thời gian chết khi không phải chờ đợi xếp hàng dài để đăng ký mượn, trả tài liệu.

- Không cần tiếp xúc trực tiếp với tài liệu: khác với công nghệ EM và barcode, để nhận dạng tài liệu cần phải tiếp xúc trực tiếp giữa tài liệu và thiết bị đọc Công nghệ RFID cho phép máy đọc có thể nhận dạng được tài liệu ở khoảng cách từ xa.

- Độ bền của thẻ cao: Độ bền của thẻ RFID cao hơn so với mã vạch bởi vì nó không tiếp xúc trực tiếp với các thiết bị khác Các nhà cung cấp RFID đảm bảo rằng mỗi thẻ RFID có thể sử dụng ít nhất được 100.000 lượt mượn/trả trước khi nó bị hỏng.

Như vậy, trong hoạt động của thư viện, không những giải quyết những hạn chế của mã vạch như kể trên mà với tính năng “3 trong 1” là “lưu thông - an ninh - kiểm kê”, công nghệ RFID còn tối ưu hóa quỹ thời gian của cả bạn đọc và nhân viên thư viện, đặc biệt còn đem lại sự thuận tiện, đảm bảo tính riêng tư và nâng cao tính chủ động của bạn đọc Ứng dụng công nghệ RFID vào hoạt động của thư viện thực sự đã và đang đem đến những lợi ích trước mắt và lâu dài cho quy trình quản lý và vận hành thư viện hiện đại.

2.2 Cấu trúc và hoạt động của hệ thống

2.2.1 Cấu trúc

Một hệ thống tiêu biểu các thiết bị RFID cho thư viện thường gồm các thành phần chính như sau:

a Cổng an ninh thư viện

Cổng an ninh hoạt động với tính năng nhận dạng bằng sóng vô tuyến (Radio Frequency Identiication) Các tài liệu có dán một nhãn RFID đã được kích hoạt (activate) tính năng chống trộm sẽ phát ra âm báo và đèn hiệu nếu một người mượn hay một khách mang tài liệu đi giữa các anten Chức năng chống trộm chỉ được vô hiệu hóa (de-activate) khi tài liệu được mượn tại quầy thủ thư hoặc tại các trạm tự phục vụ có chức năng đăng ký mượn tài liệu.

Khi thư viện bổ sung thêm tài liệu mới, những tài liệu này sẽ được dán nhãn RFID và ghi thông tin định danh, đăng kí cá biệt tài liệu lên chip Đây chính là cơ sở để các máy RFID có thể xác định được đó là tài liệu gì trong suốt chu trình lưu thông của tài liệu Ngoài ra, trạm thủ thư còn hoạt động như một trạm lưu thông, có các chức năng cho phép mượn/trả tài liệu Tại quầy thủ thư, khi phát sinh một yêu cầu mượn/trả, (các) tài liệu sẽ được đặt lên trạm để đọc thông tin trên chip RFID gắn trong tài liệu Lúc này thủ thư chỉ việc kết hợp với thông tin bạn đọc qua thẻ để thực hiện giao dịch mượn/trả này thông qua một lần nhấn nút trên phần mềm Tính năng an ninh (EAS) trên các tài liệu được bỏ kích hoạt và giao dịch được ghi nhận trên CSDL.

Hình 2.1 Trạm thủ thư

c Thiết bị kiểm kê tìm kiếm tài liệu

Thiết bị kiểm kê cầm tay LibAssist hoạt động bằng pin, với thiết kế không dây có khả năng kết nối trực tiếp hoặc gián tiếp tới dữ liệu của thư viện, thông qua đó giúp việc kiểm kê của thư viện trở nên dễ dàng hơn Thủ thư chỉ việc dùng thiết bị này quét qua các giá có chứa tài liệu gắn chip RFID Thiết bị sẽ tự động ghi lại các tài liệu có trên giá, qua đó thủ thư có thể xác định được số lượng tài liệu có trong kho.

Hình 2.2 Thiết bị kiểm kê cầm tay

d Trạm tự mượn, trả tài liệu (self-service station)

Trạm tự mượn/trả tài liệu cung cấp cho thư viện một trải nghiệm mới về mô hình tự phục vụ Nó nhận dạng tài liệu qua một đầu đọc RFID và kiểm tra thông tin cũng như tình trạng của tài liệu (mượn/trả) Bạn đọc có thể tự mượn hoặc trả tài liệu thông qua một màn hình cảm ứng với các thao tác đơn giản mà không cần sự trợ giúp của thủ thư.

Hình 2.3 Trạm tự phục vụ mượn, trả tài liệu

e Trạm thủ thư đa năng

Một thiết bị có khả năng đáp ứng đa dạng các nhu cầu của bạn đọc và của thủ thư là trạm thủ thư đa năng Trạm được tích hợp với một máy tính “Tất cả trong một” (All-in-one) đi kèm với một màn hình cảm ứng, cho phép hoạt động như một trạm thủ thư thông thường (lập trình và lưu thông) cho cán bộ thủ thư Bên cạnh đó đối với bạn đọc, trạm cho phép hoạt động như một trạm tự mượn trả tài liệu (self-service station).