BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ PHẠM CÔNG NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, THI CÔNG KHÓA ĐIỆN TỬ THÔNG MINH SỬ DỤNG RFID GIÁM SÁT HÀNH TRÌNH CONTAINER NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 60520203 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH  LUẬN VĂN THẠC SĨ PHẠM CÔNG NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, THI CÔNG KHÓA ĐIỆN TỬ THÔNG MINH SỬ DỤNG RFID GIÁM SÁT HÀNH TRÌNH CONTAINER NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 60520203 Hướng dẫn khoa học: PGS TS Trần Thu Hà TP Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2015 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ tên: Phạm Công Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 12/12/1990 Nơi sinh: Đồng Nai Quê quán: Thừa Thiên Dân tộc: Kinh Địa liên lạc: 60, Tổ 2, Ấp 3, Xã Phước Bình, Huyện Long Thành, Tỉnh Đồng Nai Điện thoại quan: Di động: 0128 444 1181 Fax: Email: phamcongspk@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Hệ đào tạo: Chính qui Thời gian đào tạo từ: 08/2008 đến 08/2012 Nơi học: Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Tên luận văn tốt nghiệp: Ứng dụng công nghệ GPS lập trình nhúng định vị đối tượng Ngày bảo vệ luận văn : 07 /2012 Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Trang i Công việc đảm nhiệm LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tp.Hồ Chí Minh, ngày 02 tháng 09 năm 2015 (Ký tên ghi rõ họ tên) Phạm Công Trang ii LỜI CẢM ƠN Xin chân thành gửi lời cảm ơn đến PGS TS Trần Thu Hà tận tình hướng dẫn thực luận văn Xin chân thành gửi lời cảm ơn đến toàn thể quí thầy cô trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh giảng dạy, hướng dẫn tạo điều kiện, môi trường học tập tốt cho Xin kính chúc sức khỏe chân thành cảm ơn Học viên Phạm Công LỜI CẢM ƠN Trang iii MỤC LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN .iii MỤC LỤC iv DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH SÁCH CÁC HÌNH vii DANH SÁCH CÁC BẢNG viii TÓM TẮT LUẬN VĂN ix Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Tình hình nghiên cứu nƣớc 1.3 Tình hình nghiên cứu nƣớc 1.4 Mục tiêu nhiệm vụ đề tài 1.4.1 Mục tiêu đề tài 1.4.2 Nhiệm vụ đề tài Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Hệ thống định vị toàn cầu GPS chuẩn NMEA 2.1.1 Hệ thống định vị toàn cầu GPS 2.1.2 Chuẩn NMEA 2.2 Hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM 2.3 Công nghệ RFID 2.3.1 Thành phần hệ thống RFID 2.3.1.1 Thẻ (Tag) 2.3.1.2 Đầu đọc (Reader) 2.3.2 Tần số vô tuyến mà RFID hoạt động 10 Chƣơng 3: THIẾT KẾ 11 3.1 Sơ đồ khối 11 3.1.1 Sơ đồ khối hệ thống 11 3.1.2 Sơ đồ khối thiết bị 12 3.2 Tính thiết bị 13 3.2.1 Giám sát hành trình 13 3.2.2 Giám sát vị trí trạng thái hoạt động SMS 13 3.2.3 Mở khóa công nghệ RFID 13 3.2.4 Cảnh báo khóa bị cắt 14 3.2.5 Cập nhật firmware từ xa 14 3.2.6 Mã hóa thông tin truyền nhận thiết bị server trung tâm 14 3.2.7 Giám sát tài khoản SIM 14 3.2.8 Cảnh báo Pin yếu 14 3.2.9 Thay đổi thông số cài đặt thông qua tin nhắn SMS 14 3.3 Giao thức truyền/nhận thiết bị server 15 Trang iv 3.3.1 Mô hình giao thức đóng gói data 15 3.3.2 Định dạng thông điệp truyền từ thiết bị đến server 15 3.3.3 Cấu trúc (gửi theo định kỳ có kiện) 15 3.3.4 Cấu trúc (chỉ gửi dùng thẻ để mở khóa) 18 3.4 Cú pháp cấu hình thiết bị tin nhắn SMS 21 3.5 Thiết kế sơ đồ nguyên lý 24 3.5.1 Khối nguồn 24 3.5.2 Khối MCU 25 3.5.3 Khối nhớ 25 3.5.3.1 Khối EEPROM 26 3.5.3.2 Khối SD Card 26 3.5.4 Khối GSM 27 3.5.5 Khối GPS 29 3.5.6 Khối RFID 29 Chƣơng 4: LƢU ĐỒ GIẢI THUẬT 32 4.1 Chƣơng trình 32 4.2 Chƣơng trình khởi tạo hệ thống 33 4.3 Chƣơng trình quét thẻ 34 4.4 Chƣơng trình xử lý tin nhắn 38 4.5 Chƣơng trình kiểm tra tài khoản 39 4.6 Chƣơng trình kiểm tra gửi GPRS 40 Chƣơng 5: THUẬT TOÁN MÃ HÓA AES 42 5.1 Khóa mã hóa phần mở rộng 43 5.2 Cấu trúc tổng quát AES 44 5.3 Bốn bƣớc vòng xử lý 45 5.4 Bƣớc Thay Byte (SubBytes) 46 5.5 Bƣớc dịch hàng (ShiftRows) 49 5.6 Bƣớc trộn cột (MixColumns) 50 5.7 Thuật toán mở rộng khóa 51 Chƣơng 6: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC 55 6.1 Kết 55 6.2 Đánh giá 58 6.2.1 Đánh giá sai số GPS 58 6.2.2 Đánh giá sai số RFID 61 Chƣơng 7: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 63 7.1 Kết luận 63 7.2 Hƣớng phát triển 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 Trang v DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT GPS GSM GPRS RFID MCU ATQ ATQA CLn CT PCD PICC REQA S SAK SEL UID UIDn Global Positioning System Global System for Mobile Communications General packet radio service Radio-frequency identification Microcontroller Unit Answer To Request Answer To Request of Type A Cascade level n, 3≤ n ≤1 Cascade Tag, „ 88‟ Proximity Coupling Device (Reader) Proximity Card Request Command, Type A Start of communication, Type A Select AcKnowledge Select Command Unique IDentification Byte number n of unique identification, n ≥ Trang vi Hệ thống định vị toàn cầu Hệ thống thông tin di động toàn cầu Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp Nhận dạng tần số sóng vô tuyến Đơn vị vi điều khiển Trả lời yêu cầu Trả lời yêu cầu loại A Mức độ phân tầng n, 3≤ n ≤1 Thẻ phân tầng, „88‟ Thiết bị tương tác gần (Đầu đọc) Thẻ gần Lệnh yêu cầu, loại A Bắt đầu giao tiếp, loại A Lựa chọn ACK Lệnh lựa chọn Sự nhận diện Byte số n UID, n≥0 DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1: Kết khảo sát việc sử dụng công nghệ RFID năm 2008 Hình 1: Sơ đồ khối hệ thống 11 Hình 2: Bản đồ server giám sát hành trình Container 11 Hình 3: Sơ đồ khối khóa Container 12 Hình 4: Giao thức truyền liệu thiết bị server 15 Hình 5: Sơ đồ nguyên lý khối nguồn chuyển từ 12V – 4,2 V 24 Hình 6: Sơ đồ nguyên lý khối nguồn chuyển từ 4,2 V sang 3,3 V 24 Hình 7: Sơ đồ nguyên lý khối MCU 25 Hình 8: Sơ đồ nguyên lý khối EEPROM 26 Hình 9: Sơ đồ nguyên lý khối SD Card 26 Hình 10: Sơ đồ nguyên lý khối GSM 27 Hình 11: Sơ đồ nguyên lý đường STATUS NETLIGHT module GSM 28 Hình 12: Sơ đồ nguyên lý khối SIM HOLDER 28 Hình 13: Sơ đồ nguyên lý đường RI module GSM 28 Hình 14: Sơ đồ nguyên lý khối GPS 29 Hình 15: Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển nguồn module GPS 29 Hình 16: Sơ đồ nguyên lý khối RFID 30 Hình 17: Sơ đồ nguyên lý mạch phối hợp trở kháng module RFID 30 Hình 18: Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển nguồn module RFID 31 Hình 1: Lưu đồ hoạt động thiết bị 32 Hình 2: Lưu đồ chương trình khởi tạo hệ thống 33 Hình 3: Lưu đồ chống xung đột cho PCD 37 Hình 4: Lưu đồ chương trình xử lý tin nhắn 38 Hình 5: Lưu đồ chương trình kiểm tra tài khoản 39 Hình 6: Lưu đồ chương trình kiểm tra gửi GPRS 41 Hình 1: Một số hình ảnh thiết bị 55 Hình 2: Bản đồ server với tính giám sát 56 Hình 3: Bản đồ server với tính xem lại hành trình 56 Hình 4: Giao tiếp với thiết bị thông qua SMS 57 Hình 5: Minh họa liệu lưu SD Card 58 Hình 6: Biểu đồ biểu diễn sai số thu tín hiệu GPS thiết bị 60 Hình 7: Antenna RFID với kích thước x cm 61 Trang vii DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1: Mô tả trường gói liệu theo cấu trúc 15 Bảng 2: Bảng mã trạng thái 17 Bảng 3: Mô tả trường gói liệu theo cấu trúc 18 Bảng 4: Bảng tóm tắt cấu trúc tin nhắn gửi/nhận từ thiết bị 21 Bảng 1: Các bước thực chống xung đột 35 Bảng 1: Bảng kết thống kê tọa độ đo từ thiết bị đặt trời 59 Bảng 2: Bảng kết thống kê tọa độ đo từ thiết bị đặt nhà 59 Bảng 3: Đánh giá độ xác RFID dựa vào khoảng cách đọc 61 Bảng 4: Đánh giá sai số RFID với khoảng cách cm 62 Bảng 5: Đánh giá sai số RFID với khoảng cách 3,5 cm 62 Trang viii TÓM TẮT LUẬN VĂN Đề tài thực thiết kế thiết bị khóa điện tử thông minh dùng cho Container với hai chức giám sát hành trình mở khóa công nghệ RFID Hai thuật toán quan trọng trình bày chi tiết luận văn thuật toán mã hóa AES dùng bảo mật liệu gửi server trung tâm thuật toán chống xung đột chuẩn ISO 14443-A dùng đọc thẻ RFID Kết thi công thiết bị với khả hoạt động xác, ổn định, bảo mật tốt Abstract This subject designs intelligent electronic lock for the container with two main functions is tracking the journey and unlocking by RFID technology Two important algorithms are presented in detail in this thesis is the AES encryption algorithm used in security and the ISO 14443-A anti-collision algorithm used in reading an RFID tag The device operates precise, stability, good security Trang ix Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Trước đổi công nghệ giới ngành vận tải hàng hóa, đồng thời Việt Nam trình hội nhập toàn cầu nên việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ vào thực tiễn sống cần thiết phù hợp với tiến trình công nghiệp hóa đại hóa đất nước Nước ta có nhiều cảng, kho bãi lớn nên tiềm phát triển ngành vận tải hàng hóa cao, vấn đề đặt việc đảm bảo an toàn, kiểm soát hàng hóa chí giám sát trình vận chuyển, cài đặt khai báo thông tin nguồn hàng nhanh chóng góp phần phát triển lĩnh vực Ngày thiết bị điện tử dần thay thiết bị truyền thống tính tiện dụng, nhanh chóng, lưu trữ thông tin xác Và theo thị số 23/CT-TTg Thủ tướng phủ mặt hàng kinh doanh tạm nhập tái xuất quản lý Seal điện tử (Nguồn: hải quan online - Cơ quan Tổng cục hải quan) Vì việc nghiên cứu, ứng dụng ổ khóa có tích hợp chức Seal điện tử, lưu trữ nhận dạng thông tin qua RFID, giám sát hành trình hàng hóa qua GPS… cần thiết giai đoạn Việc nghiên cứu thay đổi quan điểm vận chuyển hàng hóa, giúp cho độ tin cậy hàng hóa lộ trình cao hơn, bên cạnh giúp cho việc khai báo thủ tục hải quan nhanh chóng hơn, đồng thời phủ đảm bảo tiêu chí an ninh, bảo mật xuất nhập hàng hóa 1.2 Tình hình nghiên cứu nƣớc Container hệ thống vận chuyển hàng hóa đa phương thức sử dụng container theo tiêu chuẩn ISO để xếp tàu, toa xe lửa hay xe tải chuyên dụng Có ba loại độ dài tiêu chuẩn container 20 ft (6,1 m), 40 ft (12,2 Trang m) 45 ft (13,7 m) (hình 1.1) Sức chứa container (của tàu, cảng v.v.) đo theo TEU (viết tắt twenty-foot equivalent units “đơn vị tương đương 20 foot”) TEU đơn vị đo hàng hóa container hóa tương đương với container tiêu chuẩn 20 ft (dài) × ft (rộng) × 8,5 ft (cao) (khoảng 39 m³ thể tích) Phần lớn container ngày biến thể loại 40 ft TEU Các container 45 ft tính TEU Hai TEU quy cho FEU, hay forty-foot equivalent unit Các thuật ngữ đo lường sử dụng Các container cao (“High cube”) có chiều cao 9,5 ft (2,9 m), container bán cao, sử dụng để chuyên chở hàng nặng, có chiều cao 4,25 ft (1,3 m) Khóa container điện tử thiết bị bảo vệ đồng thời thay cho seals niêm phong thùng hàng container Tuy nhiên lĩnh vực logistics ngày Việt Nam việc sử dụng công nghệ RFID để nhận biết vị trí, thông tin hàng hóa… qua khảo sát kết sau: Hình 1: Kết khảo sát việc sử dụng công nghệ RFID năm 2008 [11] Qua kết khảo sát ta thấy năm 2008 việc ứng dụng công nghệ RFID vận tải hàng hóa thấp so với phương thức khác, cho thấy việc ứng dụng công nghệ cao vào lĩnh vực chưa quan tâm nhiều Tuy nhiên gần việc ứng dụng công nghệ RFID hệ thống siêu thị, quản lý nhà kho… Trang ứng dụng rộng rãi, dấu hiệu khả quan đưa công nghệ vào vận tải hàng hóa 1.3 Tình hình nghiên cứu nƣớc Trước yêu cầu, đòi hỏi tính an toàn, bảo mật hàng hóa trình vận chuyển container, có nhiều phương thức an ninh đời để đáp ứng yêu cầu cho container thông minh Chương trình khởi xướng quan an ninh nội địa Mỹ (HSARPA), nhằm hỗ trợ cho phủ việc theo dõi an ninh, giám sát hành trình, nhận dạng số hàng hóa định thuộc danh mục cấm, điều kiện môi trường ghi lại thay đổi trình vận chuyển Seal điện tử (E-seal) Seal điện tử phát triển dựa tảng công nghệ RFID (Radio frequency identification) sử dụng thay cho Seal thông thường khác Seal điện tử không dán trực tiếp niêm chì seal điện tử đảm bảo tính an toàn, bảo mật hoàng hóa niêm phong Ngoài Seal điện tử cài đặt nhiều tính thông tin hàng hóa, mã số điện tử nên phù hợp cho tất dạng vận tải biển, hàng không Lợi ích từ việc ứng dụng Seal điện tử - Các Seal điện tử sử dụng để theo dõi vận chuyển hàng hóa thu thập liệu cần thiết để đánh giá xác định rủi ro, ngăn ngừa trốn thuế hải quan - Giảm trình cho công chức hải quan kiểm tra, làm giảm lỗi người trình thực -Tăng hiệu vận chuyển giảm thời gian chờ đợi - An toàn cho thương mại nước quốc tế - Giảm tham nhũng hối lộ trình làm thủ tục hải quan  Các công trình nghiên cứu: Trang - Trong báo “Development of vehicle tracking system using GPS and GSM modem” [4] nói việc thiết kế hệ thống giám sát phương tiện giao thông sử dụng module GPS GSM - Trong báo “How to solve collision and authentication issues using RFID protocol technology” [5] cách giải vấn đề xung đột xác thực sử dụng công nghệ RFID - Bài báo “The Role of Electronic Container Seal (E-Seal) with RFID Technology in the Container Security Initiatives” [12] vai trò E-Seal ứng dụng công nghệ RFID việc bảo vệ cho Container 1.4 Mục tiêu nhiệm vụ đề tài 1.4.1 Mục tiêu đề tài Mục tiêu đề tài nghiên cứu, thiết kế thi công thiết bị khóa điện tử sử dụng công nghệ GSM, GPS RFID để quản lý container Dữ liệu truyền từ thiết bị server bảo mật mã hóa AES Thiết bị thực việc đóng/mở công nghệ RFID giám sát hành trình di chuyển việc đóng/mở khóa, góp phần hỗ trợ công tác quản lý tránh thất thoát hàng hóa không mong muốn 1.4.2 Nhiệm vụ đề tài  Tìm hiểu sở lý thuyết liên quan đến công nghệ GPS, GSM, RFID, mã hóa AES  Thiết kế  Sơ đồ khối cho hệ thống thiết bị  Tính thiết bị  Sơ đồ nguyên lý  Giao thức truyền/nhận thiết bị server  Cú pháp cấu hình thiết bị tin nhắn SMS  Viết chương trình thực tính thiết bị  Kiểm tra hoạt động thiết bị thực chỉnh sửa phần cứng phần mềm Trang Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Hệ thống định vị toàn cầu GPS chuẩn NMEA 2.1.1 Hệ thống định vị toàn cầu GPS GPS (Global Positioning System) hay gọi NAVSTAR (NAVigation Satellite Timing And Ranging) hệ thống dẫn đường vệ tinh dùng để cung cấp thông tin vị trí, tốc độ thời gian cho máy thu GPS khắp nơi trái đất, thời điểm điều kiện thời tiết Hệ thống GPS xác định vị trí với sai số từ vài trăm mét đến vài centimet Tất nhiên với độ xác cao cấu tạo máy thu tín hiệu GPS phức tạp giá thành cao Hệ thống phát triển phủ Mỹ, quản lý không lực Mỹ (U.S Air Force) giám sát ủy ban định vị - Dẫn đường quốc phòng Mỹ Hệ thống GPS bao gồm ba thành phần: Trạm không gian (Space Segment), trung tâm điều khiển (Control Segment) máy thu tín hiệu GPS (User Segment) 2.1.2 Chuẩn NMEA 2.1.2.1 Giới thiệu chuẩn NMEA NMEA chuẩn giao thức cho truyền thông thiết bị điện tử dùng cho tàu thủy thiết bị đo tốc độ gió, la bàn, máy lái tự động, thiết bị thu GPS nhiều thiết bị khác định nghĩa phát triển Hiệp hội điện tử tàu thủy quốc gia Hoa Kỳ (National Marine Electronics Association) Chuẩn NMEA sử dụng ký tự ASCII đơn giản, phương thức truyền Dữ liệu truyền câu theo chiều từ máy phát đến máy thu thời điểm Trên sở đó, người ta mở rộng để máy phát đến nhiều máy thu, máy thu nhận thông tin từ nhiều máy phát Trang Ở tầng ứng dụng, chuẩn NMEA quy định nội dung kiểu câu liệu cho phép thiết bị nhận có khả phân tích liệu cách xác Các câu liệu bắt đầu ký tự “$” kết thúc Đối với các thiết bị GPS, tất câu liệu bắt đầu “$GPxxx” xxx loại tin Một số loại câu liệu thường sử dụng:  GGA: Global positioning system fixed data  GLL: Geographic position-latitude/longitude  GSA: GNSS DOP and active satellites  GSV: GNSS satellites in view  RMC: Recommended minimum specific GNSS data  VTG: Course over ground and ground speed  Cấu hình truyền thông nối tiếp (tầng liên kết liệu)  Tốc độ bit: 4800 bps  Số bit liệu:  Bit chẵn lẻ: None  Bit dừng: nhiều  Cơ chế bắt tay thiết bị: không Hầu hết máy GPS giao tiếp dựa chuẩn NMEA 0183, số dùng với chuẩn NMEA 0180 NMEA 0182 với tốc độ truyền liệu có 1200 bps 2.1.2.2 Giải mã số đoạn mã NMEA Những đoạn mã NMEA quan trọng bao gồm GGA, RMC, GSA, GLL  GGA: cung cấp liệu thời  RMC: cung cấp đoạn mã thông tin thiết bị thu GPS cách tối thiểu  GSA: cung cấp liệu tình trạng vệ tinh  GLL: cung cấp thông tin vị trí thiết bị thu GPS Thông thường cấu trúc chuỗi NMEA định nghĩa thống sau: Trang  Mỗi chuỗi bắt đầu ký tự $  Năm ký tự biểu loại chuỗi: hai ký tự đầu định nghĩa thiết bị sử dụng chuỗi, ba ký tự xác định ý nghĩa chuỗi trả  Các trường liệu nối tiếp dấu “,” Khi trường liệu cuối kết thúc, ký tự tiếp sau dấu “*” Sau dấu “*” ký tự số checksum biểu diễn dạng số hex Checksum tính cách XOR tất mã ASCII tất trường dấu “$” “*” kể mã ASCII dấu “*” Checksum không bắt buộc hầu hết câu liệu bắt buộc RMA, RMB RMC  Các ký tự kết thúc câu liệu Nếu liệu cho trường trường trống dấu “,” ngăn cách trường truyền  Trong đề tài, người thực chọn đoạn mã NMEA RMC, cấu trúc RMC sau: RMC – Cung cấp liệu vị trí, vận tốc, thời gian GPS - GPS PVT (position, velocity, time) Ví dụ ta có tin dạng RMC: $GPRMC,161229.487,A,3723.2475,N,12158.3416,W,0.13,309.62,120515, *10 Giải thích tin:  RMC Recommended minimum specific GNSS data  161229.487 Giờ phút giây (% giây) hhmmss.sss  A Active – Tín hiệu hợp lệ (có tín hiệu) V Void – Tín hiệu không hợp lệ (không có tín hiệu)  3723.2475 Latitude (Vĩ độ) – ddmm.mmmm  N North (Bắc) S South (Nam)  12158.3416 Longitude (Kinh độ) – dddmm.mmmm  E East (Đông) W West (Tây) Trang  0.13 Speed over the ground in knots (Tốc độ mặt đất tính đơn vị hải lý)  309.62 Track angle in degrees True (Hướng bám mặt đất tính theo đơn vị độ) – True: Đúng  120515 ddmmyy – Ngày tháng năm  *10 The checksum data – Kiểm tra mã truyền tin 2.2 Hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM Hệ thống thông tin di động toàn cầu (Global System for Mobile Communications, viết tắt: GSM) công nghệ dùng cho mạng thông tin di động Dịch vụ GSM sử dụng hai tỷ người 212 quốc gia vùng lãnh thổ Các mạng thông tin di động GSM cho phép roaming với máy điện thoại di động GSM mạng GSM khác sử dụng nhiều nơi giới GSM chuẩn phổ biến cho điện thoại di động giới Khả phủ sóng rộng khắp nơi chuẩn GSM làm cho trở nên phổ biến giới GSM khác với chuẩn tiền thân tín hiệu tốc độ, chất lượng gọi Nó xem hệ thống điện thoại di động hệ thứ hai (second generation, 2G) Lợi GSM chất lượng gọi tốt hơn, giá thành thấp dịch vụ tin nhắn Thuận lợi nhà điều hành mạng khả triển khai thiết bị từ nhiều người cung ứng GSM cho phép nhà điều hành mạng sẵn sàng dịch vụ khắp nơi, người sử dụng sử dụng điện thoại họ khắp nơi giới Các tiêu chuẩn sau đời General Packet Radio Service – GPRS (năm 1997) Enhanced Data Rates for GSM Evolution – EDGE (năm 1999), mang lại dịch vụ giá trị gia tăng phong phú mức cước phí hấp dẫn Trang 2.3 Công nghệ RFID 2.3.1 Thành phần hệ thống RFID RFID kỹ thuật thu thập liệu tự động dùng để nhận dạng, theo dõi lưu thông tin thẻ (tag) Một hệ thống RFID thiếu hai thành phần quan trọng cấu tạo nên là: thẻ (Tag) đầu đọc (Reader) 2.3.1.1 Thẻ (Tag) Gồm có phần:  Chip: lưu trữ số thứ tự thông tin khác dựa loại thẻ: đọc (read only), đọc – ghi (read - write), ghi lần - đọc nhiều lần (write once - read many)  Anten gắn với vi mạch truyền thông tin từ chip đến reader Anten lớn cho biết phạm vi đọc lớn Thẻ đính kèm gắn vào đối tượng nhận dạng sản phẩm, hộp pallet quét đầu đọc di động cố định sóng radio 2.3.1.2 Đầu đọc (Reader) Để hệ thống RFID hoạt động cần có đầu đọc thiết bị quét có khả đọc thẻ chuyển kết đến sở liệu Đầu đọc sử dụng anten để liên lạc với thẻ Khi đầu đọc phát sóng radio tất thẻ định rõ để đáp lại tần số phạm vi đáp lại Đầu đọc có khả liên lạc với thẻ mà không trực tiếp nhìn thấy tùy thuộc vào tần số radio kiểu thẻ (tích cực, thụ động bán thụ động) Đầu đọc di động thiết bị cầm tay để scan đối tượng pallet thùng, hộp cố định thiết bị tính sử dụng siêu thị Các đầu đọc có dung lượng lưu trữ, dung lượng xử lý khác tần số chúng đọc Trang 2.3.2 Tần số vô tuyến mà RFID hoạt động Việc chọn tần số radio đặc điểm hoạt động hệ thống RFID Tần số xác định tốc độ truyền thông khoảng cách đọc thẻ Nói chung, tần số cao cho biết phạm vi đọc dài Mỗi ứng dụng phù hợp với kiểu tần số cụ thể tần số sóng radio có đặc điểm khác Chẳng hạn sóng có tần số thấp (low frequency) xuyên qua tường tốt sóng có tần số cao nó, tần số cao có tốc độ đọc nhanh Hệ thống RFID dùng phạm vi tần số đăng ký gồm thiết bị y học, khoa học, công nghiệp FCC cho phép (FCC cho phép sử dụng tần số 2,4 GHz 902-908 MHz cho thiết bị y học, khoa học, công nghiệp bao gồm công nghệ RFID) Các thiết bị hoạt động dải tần không đăng ký không gây tác hại nhiễu phải chấp nhận nhiễu nhận FCC quy định giới hạn lượng cụ thể kết hợp với tần số Việc kết hợp tần số mức lượng cho phép xác định phạm vi thiết thực ứng dụng riêng biệt, ví dụ công suất lượng đầu đọc Có tần số sử dụng cho hệ thống RFID : low (băng tần từ 125 KHz - 134 KHz), high (13,56 MHz), ultrahigh (băng tần 900 MHz băng tần 433 MHz), microwave (băng tần 2,45 5,8 GHz) Tần số lớn khoảng cách đọc xa, tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể mà chọn băng tần phù hợp Trang 10 S K L 0 [...]... dụng công nghệ RFID - Bài báo “The Role of Electronic Container Seal (E-Seal) with RFID Technology in the Container Security Initiatives” [12] đã chỉ ra được vai trò của E-Seal ứng dụng công nghệ RFID trong việc bảo vệ cho Container 1.4 Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài 1.4.1 Mục tiêu của đề tài Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu, thi t kế và thi công thi t bị khóa điện tử sử dụng công nghệ GSM, GPS và RFID. .. thực hiện thi t kế thi t bị khóa điện tử thông minh dùng cho Container với hai chức năng chính là giám sát hành trình và mở khóa bằng công nghệ RFID Hai thuật toán quan trọng được trình bày chi tiết trong luận văn này là thuật toán mã hóa AES dùng trong bảo mật dữ liệu gửi về server trung tâm và thuật toán chống xung đột chuẩn ISO 14443-A dùng trong đọc thẻ RFID Kết quả đã thi công được thi t bị với... container bán cao, được sử dụng để chuyên chở hàng nặng, có chiều cao là 4,25 ft (1,3 m) Khóa container điện tử là thi t bị bảo vệ đồng thời thay thế cho seals khi niêm phong thùng hàng container Tuy nhiên trong lĩnh vực logistics ngày nay ở Việt Nam việc sử dụng công nghệ RFID để nhận biết vị trí, thông tin hàng hóa… qua khảo sát kết quả như sau: Hình 1 1: Kết quả khảo sát việc sử dụng công nghệ RFID. .. quá trình vận chuyển Seal điện tử (E-seal) Seal điện tử được phát triển dựa trên nền tảng công nghệ RFID (Radio frequency identification) và được sử dụng thay thế cho các Seal thông thường khác Seal điện tử không dán trực tiếp hoặc niêm chì nhưng seal điện tử vẫn đảm bảo tính an toàn, bảo mật hoàng hóa được niêm phong Ngoài ra Seal điện tử được cài đặt nhiều tính năng về thông tin hàng hóa, mã số điện. .. để quản lý container Dữ liệu truyền từ thi t bị về server được bảo mật bằng mã hóa AES Thi t bị sẽ thực hiện việc đóng/mở bằng công nghệ RFID và giám sát hành trình di chuyển cũng như việc đóng/mở khóa, góp phần hỗ trợ công tác quản lý và tránh các thất thoát hàng hóa không mong muốn 1.4.2 Nhiệm vụ của đề tài  Tìm hiểu cơ sở lý thuyết liên quan đến công nghệ GPS, GSM, RFID, mã hóa AES  Thi t kế ... online - Cơ quan của Tổng cục hải quan) Vì vậy việc nghiên cứu, ứng dụng ổ khóa có tích hợp các chức năng Seal điện tử, lưu trữ nhận dạng thông tin qua RFID, giám sát hành trình hàng hóa qua GPS… là rất cần thi t trong giai đoạn hiện nay Việc nghiên cứu này sẽ thay đổi quan điểm trong vận chuyển hàng hóa, giúp cho độ tin cậy của hàng hóa trên lộ trình cao hơn, bên cạnh đó giúp cho việc khai báo thủ... thậm chí giám sát quá trình vận chuyển, cài đặt khai báo thông tin nguồn hàng nhanh chóng sẽ góp phần phát triển lĩnh vực này Ngày nay các thi t bị điện tử đang dần thay thế các thi t bị cơ truyền thống vì tính tiện dụng, nhanh chóng, lưu trữ được thông tin chính xác Và theo chỉ thị số 23/CT-TTg của Thủ tướng chính phủ thì các mặt hàng kinh doanh tạm nhập tái xuất sẽ quản lý bằng Seal điện tử (Nguồn:... quá trình làm thủ tục hải quan  Các công trình nghiên cứu: Trang 3 - Trong bài báo “Development of vehicle tracking system using GPS and GSM modem” [4] đã nói về việc thi t kế hệ thống giám sát phương tiện giao thông sử dụng module GPS và GSM - Trong bài báo “How to solve collision and authentication issues using RFID protocol technology” [5] đã chỉ cách giải quyết vấn đề xung đột và xác thực sử dụng. .. nghệ GPS, GSM, RFID, mã hóa AES  Thi t kế  Sơ đồ khối cho hệ thống và thi t bị  Tính năng của thi t bị  Sơ đồ nguyên lý  Giao thức truyền/nhận giữa thi t bị và server  Cú pháp cấu hình thi t bị bằng tin nhắn SMS  Viết chương trình thực hiện các tính năng của thi t bị  Kiểm tra hoạt động của thi t bị và thực hiện chỉnh sửa phần cứng và phần mềm Trang 4 Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Hệ thống... tin hàng hóa, mã số điện tử nên phù hợp cho tất cả các dạng vận tải biển, hàng không Lợi ích từ việc ứng dụng Seal điện tử - Các Seal điện tử được sử dụng để theo dõi vận chuyển hàng hóa và thu thập các dữ liệu cần thi t để đánh giá hoặc xác định rủi ro, ngăn ngừa trốn thuế hải quan - Giảm quá trình cho công chức hải quan kiểm tra, cũng làm giảm lỗi do con người trong quá trình thực hiện -Tăng hiệu