MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ .6 CHƢƠNG 1: PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài .8 1.2 Lịch sử nghiên cứu 1.3 Mục đích nghiên cứu, phạm vi đối tƣợng đề tài 10 CHƢƠNG 2: HỆ THỐNG RFID .13 2.1 Tần số hoạt động .13 2.2 Các thành phần hệ thống RFID 17 CHƢƠNG 3: Mã hóa, giải mã liệu .34 3.1 Mã hóa Manchester 34 3.2 Giải mã Manchester 36 3.3 Lập trình mã hóa Manchester 38 3.4 Giải mã Manchester 42 CHƢƠNG 4: Thiết kế thi công đọc reader 47 4.1 Phần cứng đọc 47 4.2 Chƣơng trình phần mềm đọc 56 CHƢƠNG 5: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG QUẢN LÝ NHÂN SỰ 64 5.1 Giới thiệu phần mềm quản lý nhân 64 5.1.1 Tìm hiểu yêu cầu .64 5.1.2 Các tiêu hệ thống quản lý nhân 64 5.2 Phân tích thiết kế hệ thống 65 5.2.1 Phân tích hệ thống .65 5.2.2 Thiết kế hệ thống .68 CHƢƠNG 6: Kết đạt đƣợc 72 6.1 Module RFID 72 6.2 Hệ thống quản lý nhân 74 CHƢƠNG 7: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ CỦA HỆ THỐNG VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 78 7.1 Kết luận đánh giá chung hệ thống 78 7.1.1 Kết đạt đƣợc .78 7.1.2 Đánh giá chung hệ thống 78 7.2 Hƣớng phát triển đề tài .78 7.3 Kết luận 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 LỜI CAM ĐOAN Trƣớc hết, gửi lời cảm ơn chân thành tới tập thể thầy cô Viện Điện tử viễn thông, Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo môi trƣờng tốt để học tập nghiên cứu Tôi xin cảm ơn thầy cô Viện Đào tạo sau đại học quan tâm đến khóa học này, tạo điều kiện cho học viên có điều kiện thuận lợi để học tập nghiên cứu Đặc biệt, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS tận tình bảo, hƣớng dẫn sửa chữa cho nội dung luận văn Tôi cam đoan nội dung luận văn hoàn toàn tìm hiểu, nghiên cứu viết Tất đƣợc thực cẩn thận có định hƣớng giáo viên hƣớng dẫn Tôi xin chịu trách nhiệm với nội dung luận văn Tác giả DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT TỪ STT VIẾT TẮT RFID BPSK THUẬT NGỮ THUẬT NGỮ TIẾNG ANH TIẾNG VIỆT Radio Frequency Nhận dạng sóng vô tuyến Identification Binary Phase Shift Keying Điều chế pha nhị phân FSK Frequency Shift Keying Điều chế theo tần số tín hiệu EPC Electronic Product Code Mã sản phẩm điện tử ASK Amplitude Shift Keying Điều chế theo biên độ tín hiệu UPC Universal Product Code: Mã sản phẩm quốc tế DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Bảng dải tần số ứng dụng công nghệ RFID……………………… Bảng 2.2: Bảng phân loại tần số sử dụng công nghiệp……………………… Bảng 2.3: Bảng phân loại thẻ tag theo nhớ……………………………………… Bảng 2.3: Các tiêu chuẩn ISO cho thiết bị RFID……………………………… Bảng 2.5: Các tiêu chuẩn EPCGlobal cho thiết bị RFID……………………… DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ Hình 1.1: Lịch sử phát triển RFID…………………………………………………… Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống phần cứng.……………………………………………… Hình 1.3: Sơ đồ hệ thống phần mềm……………………………………………………… Hình 2.1: Dải tần số vô tuyến………………………………………………………………… Hình 2.2: Biểu đồ thẻ tag tƣơng ứng với tần số đƣợc sử dụng giới Hình 2.3: Các thành phần hệ thống RFID……………………………………………… Hình 2.4: Thẻ tag LF…………………………………………………………………………… Hình 2.5: Thẻ tag HF…………………………………………………………………………… Hình 2.6: Thẻ tag UHF/MWF………………………………………………………………… Hình 2.7: Reader mạng cố định Alien Technology…………………………………… Hình 2.8: Reader cầm tay UHF Intermec Corporation………………………… Hình 2.9: Sơ đồ khối đọc LF HF…………………………………………………… Hình 2.10: Sơ đồ thành phần đọc UHF/MWF…………………………… Hình 3.1: Phƣơng thức mã hóa bit –Manchester…………………………………… Hình 3.2: Hình Mã hóa Manchester kết Xor liệu xung clock…… Hình 3.3: quy ƣớc mã hóa bit……………………………………………………… Hình 3.4: Các setup point đồng bộ…………………………………………………… Hình 3.5: Thực phép XOR để giải mã Manchester…………………………… Hình 4.1: Nguyên lý khối nguồn……………………………………………………………… Hình 4.2: Sơ đồ chân PIC 16F886……………………………………………………………… Hình 4.3: Sơ đồ nguyên lý chip EM4095……………………………………………… Hình 4.5: Sơ đồ chân thẻ EM4100……………………………………………………… Hình 4.6: Sơ đồ nguyên lý mạch phần cứng ………………………………………… Hình 4.7: Lƣu đồ thuật toán chƣơng trình chính…………………………………… Hình 4.8: Lƣu đồ thuật toán hàm đọc thẻ…………………………………………… Hình 5.1: Sơ đồ phân cấp chức ……………………………………………………… Hình 5.2: Biểu đồ mức ngữ cảnh…………………………………………………………… Hình 5.3: Biểu đồ mức đỉnh………………………………………………………………… Hình 5.4: Sơ đồ thực thể liên kết ERD…………………………………………………… Hình 6.1: Kết module phần cứng……………………………………………………… Hình 6.2: Mã thẻ thời gian xác nhận quyét……………………………………………… Hình 6.3: Bảng sở liệu thu nhận thời gian quét…………………………………… CHƢƠNG 1: PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Ngày với ứng dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến vào đời sống,thế giới ngày thay đổi, văn minh đại Sự phát triển điện tử tạo hàng loạt thiết bị với đặc điểm bật nhƣ: độ xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ, có khả ứng dụng cao góp phần nâng cao suất lao động ngƣời Sự đời công nghệ RFID (Radio Frequency Identification - công nghệ nhận dạng đối tƣợng sóng radio) ý tƣởng độc đáo Trên giới công nghệ RFID đƣợc áp dụng vào nhiều lĩnh vực nhƣ: an ninh, quân sự, y học, giải trí, thƣơng mại, bƣu viễn thông… đem lại nhiều lợi ích to lớn Nhiều tập đoàn hàng đầu giới nhƣ: hãng sản xuất máy bay Airbus, Samsung… nhƣ hệ thống siêu thị sở bán lẻ áp dụng công nghệ Công nghệ RFID đƣợc xem nhƣ cánh tay phải đắc lực lĩnh vực kinh doanh đƣợc sử dụng phổ biến Các hệ thố áp dụng công nghệ nhận dạng tự động công nghệ nhận dạng sóng điện từ RFID Mỗi ngƣời dùng mà nhân viên đƣợc phát thẻ RFID với mã số nhất, vào công ty, ngƣời sử dụng cần quẹt thẻ qua đầu đọc RFID, thông tin mã số thẻ xác định nhân viên thời gian quẹt thẻ đƣợc lƣu vào hệ thống để từ biết đƣợc thời điểm vào nhân viên RFID công nghệ nhận dạng điện tử thông qua sóng vô tuyến đƣợc áp dụng rộng rãi nhiều hệ thống quản lý Việt Nam 1.2 Lịch sử nghiên cứu Các công nghệ ngày hƣớng tới đơn giản, tiện lợi đặc trƣng đƣợc ƣu tiên hàng đầu khả không dây Thiết bị không dây ngày phát triển rộng rãi làm cho ngƣời đƣợc giải phóng, tự thoải mái Công nghệ RFID đời tạo cách mạng môi trƣờng tƣơng tác RFID kỹ thuật đƣợc đánh giá cao phát triển nhanh chóng thời gian ngắn Lần công nghệ tƣơng tự tách sóng IFF(Identification Friend or Foe) đƣợc phát minh năm 1937 ngƣời Anh đƣợc quân đồng minh sử dụng chiến thứ II để nhận dạng máy bay ta địch Kỹ thuật trở thành tảng cho hệ thống kiểm soát không lƣu thập niên 50 Tuy nhiên chi phí cao nên hầu nhƣ kỹ thuật đƣợc sử dụng mục đích quân trung tâm nghiên cứu lớn Hình 1.1: Lịch sử phát triển RFID 1880-1960 Hiện nay, hệ thống nhận diện sóng vô tuyến- RFID từ lâu đƣợc biết đến nhƣ cách mạng hệ thống nhúng môi trƣờng tƣơng tác Sau nhiều thập kỷ đƣợc nghiên cứu ứng dụng, công nghệ RFID thể đƣợc tính ƣu việt công nghệ xác thực không dây đƣợc sử dụng y tế, công nghiệp, quân sự,v.v Ở Việt Nam nhiều năm gần đây, công nghệ RFID đƣợc sử dụng phổ biến hệ thống quản lý nhận sự, giám sát điện tử, đƣợc triển khai nhiều quan đơn vị nhƣ đài truyền hình Việt Nam, thƣ viện điện tử, trung tâm thƣơng mại 1.3 Mục đích nghiên cứu, phạm vi đối tƣợng đề tài Nhƣ trình bày trƣớc đó, mục đích em chọn đề tài muốn xây dựng hệ thống quản lý nhân công ty hoàn thiện sử dụng công nghệ RFID tảng Qua tạo tiền nghiên cứu định hƣớng sau để phát triển nhƣ để ứng dụng vào thực tiễn, mang tính áp dụng cao Phạm vi đề tài quản lý môi trƣờng công ty với đối tƣợng ngƣời sử dụng thẻ (tag) sóng vô tuyến (RFID) để nhận dạng Những mục đích nghiên cứu chi tiết là: - Nghiên cứu thiết bị đọc thẻ từ RFID - Thiết kế hệ thống đọc liệu thẻ - Xây dựng sở liệu quản lý - X 10 Quản lý nhân Quản lý chấm công Thời gian Bảng Quản lý thông tin nhân viên Quản lý phòng ban,hợp đồng Nhập Nhập Công Quản lý Báo cáo Xuất Báo cáo Vào/ra Sửa Sửa Xóa Xóa Tìm kiếm Tìm kiếm Hình 5.1: Sơ đồ phân cấp chức 66 5.2.1.2 Biểu đồ luồng liệu DFD (Data Flow Diagram) a) DFD mức ngữ cảnh Hình 5.2: Biểu đồ mức ngữ cảnh Thẻ RFID Nhân viên Yêu cầu Ngƣởi quản lý Hệ thống quản lý nhân Kết b) DFD mức đỉnh Nhân Viên Quản lý vào/ra Thông tin nhân viên Kiểm tra Nhân viên Nhân viên (Administrator ) Bảng công Báo cáo Báo Cáo Hình 5.3: Biểu đồ mức đỉnh 67 Ngƣời quản lý 5.2.2 Thiết kế hệ thống 5.2.2.1 Thiết kế sở liệu a) Liệt kê thuộc tính Bảng dƣới liệt kê thuộc tính liệu đƣợc sử dụng phần mềm Bảng 5.1-Bảng thuộc tính STT Tên đầy đủ Tên viết tắt Mã nhân viên MaNV Mã chấm công MCC Họ tên HoTen Mã phòng MaPhong Ngày sinh NgaySinh Chứng minh thƣ Cmt Giới tính GioiTinh Hôn nhân HonNhan Email Email 10 Chức vụ ChucVu 11 Loại hợp đồng LoaiHD 12 Ngày kí NgayKi 13 Ngày hết hạn NgayHH 14 Phòng ban TenPhong 15 Số ngày công songaycong 16 Số ngày nghỉ songaynghi 17 Số làm thêm sogiolamthem 18 Mã đăng nhập ID 68 b) Chuẩn hóa sở liệu Sau bƣớc chuẩn hóa 1NF, 2NF, 3NF BCNF, ta có sơ đồ thực thể liên kết – ERD nhƣ sau: Hình 5.4: Sơ đồ thực thể liên kết ERD 5.2.2 Thiết kế giao diện viết chƣơng trình 5.2.2.1 Trang đăng nhập vào hệ thống 69 Ngƣời dùng đƣợc cấp quyền truy nhập vào hệ thống qua tài khoản đăng nhập đƣợc cấp gồm username password 5.2.2.2 Trang quản lý chấm công 70 Các thông tin cho việc chấm công đƣợc quản lý bao gồm chức sau: Chức chấm công hàng ngày dành cho ngƣời quản lý Chức chọn để xem bảng công tháng (nếu có) Cho phép nhân viên nhƣ lãnh đạo có thẻ xem bảng công nhân viên 5.2.2.3 Trang quản lý nhân viên Trang quản lý nhân viên với chức để tạo mới, cập nhật thông tin, xóa bỏ thông tin nhân viên Điều giúp cho ngƣời quản lý lãnh đạo nhanh chóng cập nhật thông tin nhân viên nhƣ: thời gian làm việc nhân viên công ty, thông tin địa liên lạc nhân viên 71 CHƢƠNG 6: Kết đạt đƣợc 6.1 Module RFID Khối RFID thu tín hiệu từ thẻ EM4001, đọc thẻ khoảng cách ngắn (nhỏ 10 cm) Thông tin thẻ đƣợc đƣa tới khối vi điều khiển PIC Và đƣợc truyền lên máy tính qua khối giao tiếp RS232 Hình 6.1: Kết module phần cứng Chƣơng trình thu liệu nhận mã thẻ nhân viên lƣu sở liệu (bảng Tbl_CC) gồm thông tin nhân viên thời gian quyét thẻ nhân viên Các thông số cấu hình truyền thông tin mạch đọc RFID PC nhƣ sau: Tốc độ baud: 9600 bps Data: bit Stop:1 bit Parity:None 72 Flow control:None Bản tin gửi từ PIC tới PC thu đƣợc tín hiệu từ RFID tag có dạng: Code1: 03,00-7c-3f-47Code2:00008142663 Chƣơng trình lấy kí tự cuối xác định ID nhân viên Hình 6.2: Mã thẻ thời gian xác nhận quyét Cơ sở liệu lƣu thông tin quẹt thẻ nhân viên: Hình 6.3: Bảng sở liệu thu nhận thời gian quét 73 thẻ Có thể nhận thấy thời gian thu nhận bị trễ 1s Bảng liệu Tbl_CC bảng hệ thống quản lý nhân 6.2 Hệ thống quản lý nhân 6.2.1 Trang chủ hệ thống Trang chủ cho phép giới thiệu thông tin chung công ty 74 6.2.2 Trang quản lý nhân viên Trang quản lý nhân viên thông tin nhân viên dƣới dạng danh sách bảng Ngƣời dùng thao tác cập nhật truy xuất tới nhân viên cách click vào button “Chọn” tƣơng ứng với nhân viên 75 6.2.3 Trang quản lý bảng công Với nút chức “Chấm công ngày” ngƣời theo dõi nhân thực chấm công hàng ngày cho nhân viên Ngoài nhân viên quản lý theo dõi bảng công tất nhân viên công ty theo hàng tháng cách chọn tháng , năm cần xem Với button Check để kiểm soát theo dõi nhân viên vừa vào /ra công ty 76 6.2.4 Trang quản lý hợp đồng lao động Với trang quản lý hợp đồng lao động giúp cho việc quản lý hợp đồng lao động nhân viên cách dễ dàng Tƣơng ứng với nhân viên có hợp đồng lao động đƣợc kí kết Thông tin hợp đồng file mềm đƣợc ngƣời quản trị lƣu hệ thống máy chủ, thông tin khác để quản lý nhƣ: mã nhân viên, số hợp đồng, ngày kí, ngày hết hạn Sau thông tin hợp đồng đƣợc ngƣời quản trị lƣu máy chủ ngƣời lãnh đạo nhƣ bên nhân tải để lấy thông tin nhân viên muốn xem 77 CHƢƠNG 7: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ CỦA HỆ THỐNG VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 7.1 Kết luận đánh giá chung hệ thống 7.1.1 Kết đạt Hệ thống quản lý nhân đƣợc xây dựng dựa sở module RFID dùng để thu thập thông tin vào nhân viên, hệ thống xử lý thông tin từ thẻ nhân viên, qua giải số yêu cầu quản lý nhân 7.1.2 Đánh giá chung hệ thống Đề tài thực đƣợc nội dung sau đây: Xây dựng module phần cứng RFID Xây dựng phần mềm viết ngôn ngữ C# để thu liệu từ thẻ tag Thời gian liệu nhận đƣợc đáp ứng với chênh lệch s lƣu sở liệu Xây dựng phần mềm quản lý nhân môi trƣờng Web C# ,NET với hệ quản trị sở liệu SQL server 2012 Bên cạnh kết đạt đƣợc, hệ thống tồn số hạn chế: - Module RFID hoạt động chƣa thực yêu cầu, khoảng cách thu nhận thẻ ngắn - Hệ thống quản lý nhân mức bản, mức quản lý nhỏ chƣa phù hợp môi trƣờng công ty Giao diện chƣa thực bật, thiếu nhiều chức cần thiết 7.2 Hƣớng phát triển đề tài Mục tiêu trƣớc tiên em hoàn thiện hệ thống sở khắc phục nhƣợc điểm tồn đƣợc nêu cách: 78 Nâng cao tính ổn định hiệu hệ thống, đặc biệt module RFID: khoảng cách thu nhận xa hơn, dùng tần số UHF cao (2.4GHz) Thay giao tiếp RS232 giao tiếp mạng RJ45 Tích hợp với công nghệ nhận dạng khuôn mặt vân tay để đảm bảo cho cá thể dùng Tích hợp module xác thƣc đầu vào thiết bị cầm tay, nhúng phần mềm xử lý ảnh FPGA số KIT xử lý ảnh chuyên dụng Ngoài ra, sở lý thuyết kỹ thuật áp dụng hệ thống nhận dạng khuôn mặt áp dụng để xây dựng hệ thống nhận dạng vật thể khác nhƣ nhận dạng biển số xe, nhận dạng vân tay,v.v nhằm xây dựng hệ thống có khả chứng thực tốt hơn, độ an toàn cao 7.3 Kết luận Mục tiêu nghiên cứu thực thành công với việc hoàn thành đề tài “Xây dựng hệ thống quản lý nhân ứng dụng công nghệ RFID” Hệ thống có chức đáp ứng với yêu cầu cụ thể thực tế 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Steve Lewis, “ A basic introduction to RFID technology and its use in the supply chain” , white paper [2] MicroID 125 kHz RFID -System Design Guide , Microchip [3] V DANIEL HUNT, ALBERT PUGLIA, MIKE PUGLIARFID-A GUIDE TO RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION [4] EM4095 datasheet, PIC 16F886 datasheet [5] Phạm Văn ất, Kỹ thuật lập trình C, sở nâng cao, Nhà xuất giáo dục 1997 80 ... hệ thống siêu thị sở bán lẻ áp dụng công nghệ Công nghệ RFID đƣợc xem nhƣ cánh tay phải đắc lực lĩnh vực kinh doanh đƣợc sử dụng phổ biến Các hệ thố áp dụng công nghệ nhận dạng tự động công nghệ. .. đƣợc tính ƣu việt công nghệ xác thực không dây đƣợc sử dụng y tế, công nghiệp, quân sự, v.v Ở Việt Nam nhiều năm gần đây, công nghệ RFID đƣợc sử dụng phổ biến hệ thống quản lý nhận sự, giám sát điện... tài muốn xây dựng hệ thống quản lý nhân công ty hoàn thiện sử dụng công nghệ RFID tảng Qua tạo tiền nghiên cứu định hƣớng sau để phát triển nhƣ để ứng dụng vào thực tiễn, mang tính áp dụng cao