Đang tải... (xem toàn văn)
Phương pháp luận và nghiên cứu khoa học_Xây dựng hệ thống quản lý tài sản trường học bằng công nghệ RFID
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG BÀI TIỂU LUẬN Mơn: Phương pháp luận NCKH ĐỀ TÀI: Xây dựng hệ thống quản lý tài sản trường học công nghệ RFID Giảng viên hướng dẫn : Đặng Hoài Bắc I ĐẶT VẤN ĐỀ: Hiện cơng tác kiểm sốt quản lý tài sản, người trường học nhiều bất cập, thủ tục rườm rà nhiều thời gian gây phiền phức rác rối cho người quản lý chí học sinh sinh viên trường.Trong ứng dụng khoa học cơng nghệ đại ngày phát triển mạnh mẽ nhanh chóng va áp dụng vào nhiều lĩnh vực giải pháp để khắc phục việc quản lý tài sản điều tất yếu Công nghệ RFID trở thành công nghệ nhiều Trường học, thư viện giới Việt Nam sử dụng nhằm nâng cao hiệu sử dụng quản lý tài sản an tồn Đây cơng nghệ tiên tiến so với công nghệ mã vạch sử dụng nay.Các ứng dụng phổ biến RFID trường học như: Quản lý tài sản, quản lý vào-điểm danh học sinh sinh viên, quản lý thư viện,… II MỤC ĐÍCH: Xây dựng hệ thống quản lý tài sản trường học III.NỘI DUNG: 1.Sơ lược RFID: RFID (Radio Frequency Identification, nhận dạng sóng vô tuyến) phương pháp nhận dạng tự động dựa việc lưu trữ liệu từ xa, sử dụng thiết bị thẻ RFID đầu đọc RFID Thẻ RFID thay cho mã vạch sản phẩm có bán siêu thị bán lẻ Thay phải đưa thiết bị vào sát mã vạch để qt, RFID cho phép thơng tin truyền qua khoảng cách nhỏ mà không cần tiếp xúc vật lý Thẻ RFID đưa vào sử dụng nhiều lĩnh vực như: Quản lý nhân sự, quản lý hàng hóa vào/ra siêu thị, nhà kho, theo dõi động vật, quản lý xe cộ qua trạm thu phí, làm thẻ hộ chiếu … a Lịch sử phát triển Thế giới ta giai đoạn đổi phát triển mà cơng nghiệp hóa,tự động hóa ngày ứng dụng nhiều đặc biệt công nghệ tự động hóanhận dạng (Auto-ID) trở nên phổ biến nhiều ngành công nghiệp dịch vụ,công nghiệp thương mại nhiều nhà máy sản xuất Công nghệ nhận dạng tồn giúp cho nhận thông tin đối tượng nhận dạng : người,tài sản,vật nuôi, … Công nghệ mã vạch (Barcode) mang lại thay đổi đáng kể, manglà bước đầu ngành công nghệ cịn có nhiều thiếu sót mà số lượng đốitượng cần nhận dạng ngày tăng lên Ưu điểm công nghệ mã vạch giá thành thấp, khuyết điểm khả lưu trữ thấp, khơng có khả lập trình lại Các thiết bị mang liệu điện tử phổ biến sống hàng ngày loại thẻ thông minh dựa môi trường tiếp xúc (ví dụ: thẻ điện thoại, thẻ tín dụng, thẻ ngân hàng …).Tuy nhiên thiết bị tiếp xúc với thẻ thông minh thường không linh hoạt Hệ thống RFID ( RFID : Radio Frequency Identification) đời nhằm khắc phục nhược điểm Sự truyền liệu không cần phải tiếp xúc thiết bị mang liệu Kỹ thuật RFID ngày nhiều người biết đến thập niên 60 70, bắt đầu xuất nhiều ứng dụng nhiều mặt sống Kỹ thuật đầu đọc hệ thống RFID linh hoạt hơn.này ngày hoàn thiện, từ nhận biết trở thành nhận dạng (from detection to unique identification) RFID tiên tiến vào đầu năm 80, có ứng dụng rộng rãi việc kiểm soát xe Mỹ hay đánh dấu đàn gia súc Châu Âu Hệ thống RFID đựơc ứng đời sống hoang dã, thẻ RFID gắn vào vật, nhờ mà lần theo dấu vết chúng môi trường thiên nhiên hoang dã Hệ thống RFID hệ thống nhận dạng liệu tự động không dây, cho phép việc đọc ghi liệu không cần tiếp xúc trực tiếp với hệ thống Chúng tỏ hữu ích sản xuất hoạt động điều kiện môi trường mà kỹ thuật khác làm Tại Việt Nam, nhu cầu sử dụng hệ thống RFID ngày nhiều mở thị trường đầy tiềm cho nhà nghiên cứu sản xuất Tuy nhiên, để đón nhận , vận dụng phát triển hệ thống này, cần có hiểu biết định chúng b Thành phần hệ thống : Một hệ thống RFID toàn diện gồm thiết bị sau: 1/Thẻ RFID (RFID Tag, cịn gọi transponder): thẻ gắn chíp + Anten có 02 loại: RFID passive tag active tag: o Passive tags: Khơng cần nguồn ngồi nhận nằng lượng từ thiết bị đọc Khoảng cách đọc ngắn o Active tags: Được nuôi PIN, sử dụng với khoảng cách đọc lớn 2/ Reader sensor (cái cảm biến): để đọc thơng tin từ thẻ, đặt cố định lưu động 3/ Antenna: thiết bị liên kết thẻ thiết bị đọc Thiết bị đọc phát xạ tín hiệu sóng để kích họat truyền nhận với thẻ 4/Server: nhu nhận, xử lý liệu, phục vụ giám sát, thống kê, điều khiển, Điểm bật RFID công nghệ không sử dụng tia sáng mã vạch, không tiếp xúc trực tiếp Một vài loại thẻ đọc xuyên qua môi trường, vật liệu Bê tông, tuyết, sương mù, băng đá, sơn, điều kiện môi trường thách thức khác mà mã vạch công nghệ khác phát huy hiệu Thẻ RFID đọc khoảng thời gian < 10ms Và cịn có hiệu ứng dụng thực tiễn phát sinh đời sống RFID có phải ? Công nghệ RFID bắt đầu đề cập tới từ lâu từ năm chiến II Khơng qn hồng gia Anh - British Royal Air Force (RAF) sử dụng để nhận dạng phân biệt máy bay RAF máy bay Đức Ngày ứng dụng sống tính cạnh tranh với khía cạnh hấp dẫn RFID Các khoảng cách đọc chuẩn thiết bị RFID? Khoảng cách đọc phụ thuộc vào số thông số điều kiện cụ thể, tùy thuộc vào thẻ Active hay Passive Tag Phần lớn thẻ RFID Passive có khoảng cách đọc < feet, tùy thuộc vào giải tần số đầu đọc Hệ thống RFID sử dụng dải tần UHF có khoảng cách đọc lớn hơn.thậm chí có hệ thống khoảng cách đọc lên tới 300 feet ( 100 m ) phụ thuộc vào ứng dụng cụ thể Dải tần hoạt động hệ thống RFID ? Khi phải lựa chọn hệ thống RFID, yêu cầu chọn dải tần hoạt động hệ thống Tần số thấp - Low frequency 125 KHz: Dải đọc ngắn tốc độ đọc thấp Dải tần cao - High frequency 13.56 MHz: Khoảng cách đọc ngắn tốc độ đọc trung bình Phần lớn thẻ Passive sử dụng dải Dải tần cao - High frequency: Dải đọc từ ngắn đến trung bình, tốc độ đọc trung bình đến cao Phần lớn thẻ Active sử dụng tần số Dải siêu cao tần - UHF frequency 868-928 MHz: Dải đọc rộng Tốc độ đọc cao Phần lớn dùng thẻ Active số thẻ Passive cao tần sử dụng dải Dải vi sóng - Microwave 2.45-5.8 GHz: Dải đọc rộng tốc độ đọc lớn RFID liệu có đe dọa đến an ninh cá nhân bảo mật thông tin khách hàng? RFID không khác so với hệ thống thẻ ghi nợ, máy điện thoại di động, thẻ thu phí, thẻ tín dụng vè phương diện bảo mật thông tin cá nhân Các nhà cung cấp sản phẩm RFID cố gắng tăng cường tính bảo mật cân tiện dụng khả đe dọa đến bảo mật cá nhân thông qua giao thức over-the-air protocols, chống giả mạo -Anticounterfeit - tamper detection, mã hóa liệu để tăng tính an tồn cho cơng nghệ sản phẩm thương mại hóa c Phương thức hoạt động Chip thẻ nhãn RFID gắn kèm với ăngten chuyển tín hiệu đến máy cầm tay máy đọc cố định Các máy chuyển đổi sóng radio từ thẻ RFID sang mã liên quan đến việc xác định thông tin sở liệu máy tính quan quản lý kiểm sốt Một hệ thống RFID có ba thành phần bản: thẻ, đầu đọc, host computer Thẻ RFID gồm chip bán dẫn nhỏ anten thu nhỏ số hình thức đóng gói Vài thẻ RFID giống nhãn giấy ứng dụng để bỏ vào hộp đóng gói Một số khác sáp nhập thành vách thùng chứa plastic đúc Còn số khác xây dựng thành miếng da bao cổ tay Mỗi thẻ lập trình với nhận dạng cho phép theo dõi không dây đối tượng người gắn thẻ Bởi chip sử dụng thẻ RFID giữ số lượng lớn liệu( từ 96 đến 512 bit nhiều gấp 64 lần so với bít mã vạch ), chúng chứa thông tin chuỗi số, thời dấu, hướng dẫn cấu hình, liệu kỹ thuật, sổ sách y học, lịch trình Cũng phát sóng tivi hay radio, hệ thốngs RFID sử dụng bốn băng thông tần số chính: tần số thấp (LF), tần số cao (HF), siêu cao tần (UHF) sóng cực ngắn (viba) Các hệ thống siêu thị ngày hoạt động băng thông UHF, hệ thốngs RFID cũ sử dụng băng thông LF HF Băng thông viba để dành cho ứng dụng tương lai Các thẻ RFID cấp nguồn pin thu nhỏ thẻ (các thẻ active) RFID reader mà “wake up” thẻ để yêu cầu trả lời thẻ phạm vi (thẻ passive) Thẻ active RFID đọc xa 30 mét từ RFID reader thẻ “thông minh” (với nhớ viết lên xóa ổ cứng máy tính) thẻ đọc Thẻ passive RFID đọc xa RFID reader mét có nói chung nhớ đọc Kích thước thẻ giá cả, dải đọc, độ xác đọc/ghi, tốc độ liệu chức hệ thống thay đổi theo đặc điểm nêu thiết kế dải tần hệ thống FRID sử dụng RFID reader gồm anten liên lạc với thẻ RFID đơn vị đo điện tử học nối mạng với host computer Đơn vị đo tiếp sóng host computer tất thẻ phạm vi đọc anten, cho phép đầu đọc liên lạc với hàng trăm thẻ đồng thời Nó thực thi chức bảo mật mã hóa/ giải mã xác thực người dùng Đầu đọc RFID phát thẻ khơng nhìn thấy chúng Hầu hết mạng RFID gồm nhiều thẻ nhiều đầu đọc nối mạng với máy tính trung tâm, thường trạm làm việc gọn để bàn Host xử lý liệu mà đầu đọc thu thập từ thẻ dịch mạng RFID hệ thống kỹ thuật thơng tin lớn hơn, mà nơi quản lý dây chuyền sở liệu quản lý thực thi “Middleware” phần mềm nối hệ thống RFID với hệ thống IT (Information Technology) quản lý luồng liệu Nguyên lý làm việc hệ thống RFID: Một hệ thống RFID toàn diện gồm bốn thành phần: Thẻ RFID lập trình điện tử Các reader sensor để truy vấn thẻ Anten Host Computer Kỹ thuật RFID có liên quan đến hệ thống khơng dây cho phép thiết bị đọc thông tin chứa chip không tiếp xúc trực tiếp khỏang cách xa, mà không thực giao tiếp vật lý Nó cho ta phương pháp truyền nhận liệu từ điểm đến điểm khác Sơ đổ khối Reader Reader dải tần HF: Thẻ RFID gồm chip bán dẫn nhỏ anten thu nhỏ hình thức đóng gói Giống phát sóng tivi hay radio, hệ thốngs RFID sử dụng bốn băng thơng tần số chính: tần số thấp (LF), tần số cao (HF), siêu cao tần (UHF) sóng cực ngắn (viba) Các hệ thống siêu thị ngày hoạt động băng thông UHF, hệ thốngs RFID cũ sử dụng băng thông LF HF Băng thông viba để dành cho ứng dụng tương lai Kết nối RFID RFID printer RFID reader gồm anten liên lạc với thẻ RFID nối mạng với host computer Đơn vị đo tiếp sóng host computer tất thẻ phạm vi đọc anten, cho phép đầu đọc liên lạc với hàng trăm thẻ đồng thời Nó thực thi chức bảo mật mã hóa/ giải mã xác thực người dùng Đầu đọc RFID phát thẻ khơng nhìn thấy chúng Hầu hết mạng RFID gồm nhiều thẻ nhiều đầu đọc nối mạng với máy tính trung tâm Host xử lý liệu mà đầu thu thu thập từ thẻ gửi Hệ thống RFID hỗ trợ TCP/IP cho phép giám sát từ xa qua Internet 2.Ứng dụng RFID quản lý tài sản trường học: a Quản lý đồ dùng trang thiết bị nhà trường: Thay dán mã vạch lên tài sản dán Chip RFID lên tài sản sử dụng đầu đọc RFID để thu thập thông tin tài sản Sau dùng phần mềm quản lý để truy vấn, đưa báo cáo b Quản lý vào điểm danh học sinh sinh viên: HSSV( Học sinh sinh viên ) đeo thẻ HSSV có gắn Chip RFID Trên thẻ lưu trữ thơng tin HSSV tên HSSV, ngày sinh, mã số HSSV, Bằng việc quẹt thẻ cho lần vào cổng cổng giúp nhà trường xác định số lần thời gian đến trường HSSV Ngồi với tính định vị quản sinh biết HSSV đâu khuôn viên trường Đây coi biện pháp tối ưu để kiểm soát vào HSSV trường Các giảng viên nhân viên trường có thẻ RFID riêng họ thẻ ghi thông tin cá nhân họ tên, chức vụ, mã số cá nhân người,… c.Quản lý thư viện: Quy trình hoạt động: Bao gồm công đoạn nhập thông tin vào thẻ, Mượn/trả tài liệu, Phân loại tài liệu tự động, Kiểm kê kho Thông tin công đoạn cập nhật vào hệ thống quản trị thư viện tích hợp Nhập thông tin vào thẻ: - Mỗi tài liệu cần quản lý dán thẻ RFID Trong thẻ RFID chứa thơng tin đối tượng mà dán lên Thông tin lưu thẻ RFID số hiệu biểu ghi, nhan đề tài liệu, tác giả, số đăng ký cá biệt,… tùy thuộc vào mục đích quản lý tài liệu thư viện khả lưu trữ thẻ - Các thiết bị để nhập thơng tin bao gồm: máy tính chứa phần mềm ứng dụng, máy đọc, anten tài liệu dán thẻ Mượn/trả tài liệu: - Khi ứng dụng cộng nghệ RFID, q trình mượn/trả tài liệu tiến hành cách: Mượn/Trả bàn Mượn /trả tự động Các thẻ RFID dán lên tài liệu, sách, DVD * Mượn/Trả bàn: Khi tiến hành mượn/trả tài liệu bạn đọc tới trực tiếp bàn thủ thư Quá trình mượn/trả gần giống với mượn/trả sử dụng công nghệ mã vạch Thủ thư dùng máy đọc để nhận biết thông tin thẻ bạn đọc tài liệu để ghi nhận phiên mượn vào phần mềm ứng dụng 10 * Mượn/Trả tự động: Khi mượn/trả tài liệu bạn đọc không cần đến hỗ trợ thủ thư Cách thường áp dụng kho sách tổ chức theo hình thức kho mở Để tiến hành mượn tài liệu, bạn đọc cần mang thẻ bạn đọc tài liệu tới máy mượn sách Thao tác đưa thẻ vào máy để máy nhận biết thơng tin người mượn sau bạn đọc để sách lên máy để anten máy đọc kích hoạt thẻ gửi thơng tin tài liệu tới đọc Thông tin bạn đọc tài liệu phần mềm trung gian phần mềm thư viện điện tử xử lý sau thơng tin lên hình để người mượn theo dõi Nếu thơng tin mượn hình người mượn thực thao tác chấp nhận mượn nhận tờ giấy biên nhận máy tính in Khi tiến hành trả sách bạn đọc cần tới trạm trả sách tự động cho sách vào khoang trả Trong trạm trả sách có gắn thiết bị đọc tích hợp anten nhận liệu có từ thẻ gắn sách để chuyển liệu tới phần mềm thư viện điện tử Nếu sách quyền mượn, phiên mược kết thúc bạn đọc mang sách qua cổng an ninh Một trạm trả sách tự động thực khoảng 20.000 lượt trả tháng Kiểm kê tài liệu thư viện tự động: Khi tiến hành kiểm, thủ thư sử dụng máy gom di động cho phép lưu liệu kiểm kê Thủ thư đến giá sách quét lên sách Việc tập hợp thông tin từ sách sử dụng cơng RFID nhanh khơng cần phải dí sát máy gom vào sách di chuyển sách khỏi giá sách Với việc sử dụng công nghệ không dây, kết nối liệu kiểm kê với trực tiếp máy chủ sử dụng phần quản trị thư viện, cho phép khơng cập nhật thơng tin kiểm kê mà cho phép biết vị trí tài liệu giá sách Chống trộm: Hệ thống cổng an ninh sử dụng công nghệ RFID có gắn cảm ứng phát sóng radio thẻ RFID qua vùng phủ sóng nhận thơng tin từ thẻ chuyển tới phần mềm trung gian phần mềm ứng dụng để xử lý Trường hợp tài liệu mượn chưa hoàn thành thủ tục mượn bàn thủ thư hệ thống mượn tự động, nghĩa là, thông tin tài liệu mượn chưa hệ thống thư viện điện tử chấp nhận mượn bạn đọc mang tài liệu khỏi thư viện, cổng an ninh phát tín hiệu báo động 11 Phân loại tài liệu tự động: Trong thẻ RFID có chứa thơng tin mơn loại kết hợp với hệ thống phân loại tự động giúp cho việc phân loại xếp tài liệu mức sơ Nó hỗ trợ đắc lực cho thư viện tổ chức theo kho mở IV KẾT LUẬN: Ứng dụng RFID cần thiết việc quản lý tài sản trường học Nó đáp ứng tiêu chuẩn hệ thống quản lý trường học với đầy đủ hạng mục quản lý tài sản, thiết bị, phương tiện, quản lý nhân sự, thư viện, …Với tiện ích việc quản lý trường học trở lên dễ dàng chặt chẽ manh tính hệ thống tảng quan trọng trường học chất lượng hồn tồn theo hướng cơng nghệ hóa đại hóa giáo dục nhà nước V LỜI CẢM ƠN: Em cảm ơn thầy đọc tiểu luận em Trong trình làm em cố gắng để hoàn chỉnh nội dung chắn có sai xót, em mong thầy góp ý giúp đỡ em để làm em hoàn thiện 12 ... quản lý tài sản an toàn Đây công nghệ tiên tiến so với công nghệ mã vạch sử dụng nay.Các ứng dụng phổ biến RFID trường học như: Quản lý tài sản, quản lý vào-điểm danh học sinh sinh viên, quản lý. .. IV KẾT LUẬN: Ứng dụng RFID cần thiết việc quản lý tài sản trường học Nó đáp ứng tiêu chuẩn hệ thống quản lý trường học với đầy đủ hạng mục quản lý tài sản, thiết bị, phương tiện, quản lý nhân... dụng RFID quản lý tài sản trường học: a Quản lý đồ dùng trang thiết bị nhà trường: Thay dán mã vạch lên tài sản dán Chip RFID lên tài sản sử dụng đầu đọc RFID để thu thập thông tin tài sản Sau