Transcript A Batteryless RFID Remote Control System

A Batteryless RFID Remote Control System
By สรธิญ ชลารักษ์
สารบัญ
บทนา
RFID คือ ?
ขั้นตอนการทางาน RFID
อุปกรณ์ ทใี่ ช้ สาหรับ RFID
หลักการพืน้ ฐานในการเชื่อมต่ อ (Interface)
รู ปแบบ RFID
1
2
3
4
5-9
10
บทนำ
1
• REMOTE control เป็ นหนึ่งในควำมสะดวกสบำยอย่ำงแพร่ หลำยมำกที่สุด อุปกรณ์ที่เคยคิดค้น
กำรควบคุมระยะไกล (RCS) เป็ น แบบไร้สำยที่ใช้ในกำรควบคุมควำมหลำกหลำยของอุปกรณ์
• เหตุผลที่ตอ้ งคิดค้น RFID เพรำะอดีตเครื่ องจำพวกนี้ใช้แบตเตอรี่ จึงทำให้เกิดปั ญหำสิ่ งแวดล้อม
แล้วได้มีกำรพัฒนำโดยใช้ไฟฟ้ ำเป็ นตัวกลำงในกำรนำสัญญำ
• กำรนำสัญญำนั้นจะผ่ำนคลื่นวิทยุ หรื อคลื่น microwave โดยจะส่ งผ่ำนมำทำงอำกำศ
ผ่ำนทำงเสำอำกำศที่ปัจุจบันมีกำรใช้งำนอย่ำงแพร่ หลำยกันในตอนนี้
RFID คือ ?
2
• RFID เป็ นระบบฉลำกที่ได้ถูกพัฒนำมำตั้งแต่ปี ค.ศ 1980 โดยที่อุปกรณ์ RFID ที่มีกำรประดิษฐ์
เป็ นชิ้นแรก
• ผลงำนของ Leon Theremin สร้ำงให้กบั รัฐบำลรัสเซีย
• มีวตั ถุประสงค์แรกที่ทำขึ้นมำคือ เพื่อดักจับสัญญำณ ต่ำงๆ ของศัตรู
• ปัจจุบนั มีลกั ษณะเป็ นป้ ำยอิเล็กทรอนิกส์ (RFID Tag) สำมำรถอ่ำนค่ำโดยผ่ำนคลื่นวิทยุจำก
ระยะห่ำง ตรวจ ติดตำม บันทึกข้อมูลที่ติดอยูก่ บั ป้ ำยได้ สำมำรถบอกได้วำ่ เป็ นของอะไร ผลิต
ตอนไหน ใครผลิต ผลิตอย่ำงไร
• เทคโนโลยีตอนนี้ไม่ตอ้ งอำศัยกำรสัมผัส (Contact-Less) หรื อต้องเห็นวัตถุน้ นั ก่อน ทำได้โดย
อ่ำนผ่ำนทำงคลื่นวิทยุได้โดยตรง
ขั้นตอนการทางาน RFID
3
• มันต้องอำศัยกำรเหนี่ยวนำของสนำมแม่เหล็กไฟฟ้ ำ มีกำรผสมสัญญำณ (Modulation)
• ใช้คลื่นควำมถี่ยำ่ นนั้นย่ำนนี้ เป็ นพำหะ (Carrier)
• เผือ่ นำข้อมูลไปยังปลำยทำง มี Tag ID มีตวั อ่ำน ตัวเขียน
สรุป RFID
เรำต้องนำ Tag (เช่น บัตรนักศึกษำ) ไปวำงไว้ใกล้กบั รัศมีกำรทำงำนของตัวอ่ำน (Reader)
เพื่อสร้ำงสนำมแม่เหล็กไฟฟ้ ำ เป็ นพลังงำนให้กบั Tag เพื่อที่ Reader จะสำมำรถอ่ำนข้อมูลที่มีอยูไ่ ด้
จำกนั้น Reader ก็จะส่ งข้อมูลไปให้กบั คอมพิวเตอร์ผำ่ นทำง Com Port เพื่อนำไปประมวลผล
ค้นหำใน DATABASE ว่ำอยูอ่ ยูใ่ นระบบไหม
อุปกรณ์ ทใี่ ช้ สาหรับ RFID
• ในกำรส่ งข้อมูลออกไปจำก Reader อย่ำงเดียว โดยที่ไม่มีกำรตรวจสอบจังหวะกำรทำงำน
(Head Shaking) ปัญหำก็คือ บ่อยครั้งในกำรรับส่ งข้อมูลจะเกิด Error เรำสำมำรถแกปัญหำ
โดยกำรใช้ Timer
4
หลักการพืน้ ฐานในการเชื่อมต่ อ (Interface)
5
• (Serial Port) ลักษณะจะเป็ นรับ-ส่ งข้อมูลไล่เรี ยงตำมลำดับ นำสัญญำณไม่กี่เส้น ข้อดีประหยัด
RS-232 (Recommended Standard-232) ถูกพัฒนำจำก Electronic Industries Association
(EIA) มำตรฐำนเพื่อกำหนดว่ำใครเป็ นผูร้ ับ ใครเป็ นผูส้ ่ ง
• กำหนดค่ำกำรรับส่ งข้อมูล จะขึ้นอยูก่ บั อุปกรณ์ และ ค่ำที่เรำใช้งำนจะมีดงั นี้
• Baud Rate อัตรำควำมเร็วในกำรส่ งข้อมูล บิตต่อวินำที ขึ้นอยูก่ บั ระยะของอุปกรณ์
• Parity กำรตรวจสอบควำมถูกต้องของข้อมูล ใช้นบั จำนวนบิตที่ส่งมำ เลขคู่ (Even) เลขคี่ (Odd)
• Data Bit จำนวนบิตข้อมูล
• Stop Bit เพื่อบอกให้รู้จุดสิ้ นสุ ดของข้อมูล
หลักการพืน้ ฐานในการเชื่อมต่ อ (Interface) (ต่ อ)
• กำหนดช่องทำงกำรสื่ อสำร Com Port เรำสำมำรถดูได้จำก
Control Pannel  System Hard Ware Device Manager
6
หลักการพืน้ ฐานในการเชื่อมต่ อ (Interface) (ต่ อ)
7
• กำรขัดจังหวะกำรทำงำนของ CPU แบ่งเป็ น 2 แบบ
• Polling กำรกำหนดเวลำช่วงใดๆให้ CPU มันมำถำมเอำเองว่ำอุปกรณ์ตวั ไหนบ้ำงที่ตอ้ งกำรใช้
บริ กำรของมัน
• Interrupt กำรขัดจังหวะกำรทำงำนของ CPU โดยมีกำรร้องขอ (Interrupt Request -IRQ) จำก
อุปกรณ์ ซึ่งอุปกรณ์ต่ำงๆที่พว่ งอยูใ่ นคอมพิวเตอร์มนั มีหลำยตัว หมำยเลข IRQ ยังมีค่ำตัวเท่ำไร
ก็ยงั มีควำมสำคัญมำกเท่ำนั้น Control Panel  System Hardware Device Manager
หลักการพืน้ ฐานในการเชื่อมต่ อ (Interface) (ต่ อ)
• ข้อมูลที่ถูกบรรจุไว้ใน Tag ID รู ปแบบข้อมูลใน Data Sheet (คู่มือ ID20)
•
•
•
•
•
•
STX (Start of Text) ASCII Code คือ จุดเริ่ มต้นของชุดข้อมูล
DATA ข้อมูลมีขนำด 10 ไบต์
CHECK SUM กำรตรวจสอบควำมถูกต้องของข้อมูล
CR (Crriage Return) กด Enter นั้นเอง
LF (Line Feed) เป็ นกำรขึ้นบรรทัดใหม่
ETX (End of Text) บอกจุดสิ้ นสุ ดของชุดข้อมูล
8
หลักการพืน้ ฐานในการเชื่อมต่ อ (Interface) (ต่ อ)
• แนวทำงกำรเขียนโปรแกรม
• มุมมองในกำรเขียนโปรแกรมเพื่อทำกำรอ่ำนข้อมูล ในภำษำ Basic
เนื่องจำกว่ำ Tag ID นี้มนั รำคำถูก บำร์โค้ด 1 มิติขอ้ มูลที่เรำต้องกำรจริ ง
คือ <02>1C006082946A<OD><OA><03> แต่ขอ้ มูลที่เรำต้องกำรคือ 1C006082946A
9
รู ปแบบ RFID
ระบบแบบเดิมที่ใช้กนั อยู่
ระบบแบบใหม่ battery-less
10
ทรัพยำกรที่ใช้
•
•
•
•
คอมพิวเตอร์ 1 เครื่ อง
Reader 1 เครื่ อง
Tag 1 อัน
Antana 1 อัน
11
สรุป
12
• RFID เป็ นระบบเทคโนโลยีตอนนี้ไม่ตอ้ งอำศัยกำรสัมผัส (Contact-Less) หรื อต้องเห็นวัตถุน้ นั
ก่อน ทำได้โดยอ่ำนผ่ำนทำงคลื่นวิทยุได้โดยตรง
• (Serial Port) ลักษณะจะเป็ นรับ-ส่ งข้อมูลไล่เรี ยงตำมลำดับ นำสัญญำณไม่กี่เส้น
• Baud Rate , Parity , Data Bit , Stop Bit
• กำรขัดจังหวะกำรทำงำนของ CPU แบ่งเป็ น 2 แบบ Polling Interrupt
• Tag ID มีกำรกำหนดภำษำที่ชดั เจน