Mã hóa và giải mã thiết bị cầm tay UHF RFID

Trong hệ thống RFID, Thiết bị đầu cuối cầm tay RFID phát ra sóng điện từ trong một khu vực cụ thể và kích thước của khu vực phụ thuộc vào kích thước ăng-ten và tần số hoạt động. Mạch cộng hưởng dòng LC được bố trí trong thẻ tần số vô tuyến và tần số của nó giống với tần số phát ra từ thiết bị đầu cuối cầm tay. Khi thẻ tần số vô tuyến đi qua khu vực này, dưới tác dụng của sóng điện từ, mạch cộng hưởng LC sẽ cộng hưởng nên sinh ra điện tích trong tụ điện. Ở đầu kia của tụ điện, một bơm điện tử chuyển điện tích trong tụ điện sang tụ điện khác để lưu trữ. Khi điện tích đạt 2V, tụ điện này có thể dùng làm nguồn điện để cung cấp điện áp làm việc cho các mạch khác, truyền dữ liệu trong thẻ hoặc nhận dữ liệu từ thiết bị đầu cuối cầm tay. Sau khi nhận dữ liệu trong thẻ, thiết bị đầu cuối cầm tay sẽ giải mã và thực hiện kiểm tra lỗi để xác định tính hợp lệ của dữ liệu và truyền dữ liệu đến mạng máy tính thông qua RS232, RS422, RS485 hoặc không dây.

Mã hóa thiết bị cầm tay RFID là sự biến đổi tín hiệu để đạt được một mục đích nhất định và sự biến đổi nghịch đảo của nó được gọi là giải mã hoặc giải mã. Theo lịch sử mã hóa, lý thuyết mã hóa có ba nhánh: mã hóa nguồn, mã hóa kênh và mã hóa bảo mật. Lý thuyết mã hóa được sử dụng rộng rãi trong truyền thông số, công nghệ máy tính, điều khiển tự động và trí tuệ nhân tạo.

1. Mã hóa và giải mã nguồn thiết bị cầm tay RFID

Mã hóa nguồn là quá trình biến đổi tín hiệu đầu ra của nguồn, bao gồm việc rời rạc hóa tín hiệu liên tục (nghĩa là tín hiệu tương tự được chuyển đổi thành tín hiệu số thông qua lấy mẫu và lượng tử hóa) và mã hóa nén dữ liệu để nâng cao hiệu quả truyền tín hiệu . Giải mã nguồn là quá trình nghịch đảo của mã hóa nguồn.

Mã nguồn có hai chức năng chính:

(1) Hoàn thành chuyển đổi analog/Kỹ thuật số

Khi nguồn thông tin đưa ra tín hiệu tương tự, bộ mã hóa nguồn sẽ chuyển đổi nó thành tín hiệu số để thực hiện việc truyền tín hiệu số của tín hiệu tương tự.

(2) Nâng cao hiệu quả truyền tải thông tin

Điều này đòi hỏi phải cố gắng giảm số lượng ký hiệu và tốc độ ký hiệu thông qua một số loại kỹ thuật nén dữ liệu. Tốc độ ký hiệu xác định băng thông bị chiếm dụng khi truyền và băng thông truyền phản ánh hiệu quả của quá trình truyền thông.

2. Mã hóa và giải mã kênh của thiết bị cầm tay RFID

Mã hóa kênh là để chuyển đổi lại đầu ra tín hiệu của bộ mã hóa nguồn, bao gồm mã hóa để phân biệt các kênh, thích ứng với các điều kiện kênh và cải thiện độ tin cậy liên lạc. Giải mã kênh là quá trình nghịch đảo của mã hóa kênh.

Mục đích chính của mã hóa kênh là sửa lỗi chuyển tiếp để nâng cao khả năng chống nhiễu của tín hiệu số. Khi tín hiệu số bị ảnh hưởng bởi nhiễu và các ảnh hưởng khác trong quá trình truyền kênh sẽ gây ra lỗi. Để giảm lỗi, bộ mã hóa kênh bổ sung các thành phần bảo vệ (yếu tố giám sát) vào các ký hiệu thông tin được truyền đi theo các quy tắc nhất định để tạo thành mã chống nhiễu. Bộ giải mã kênh ở đầu thu giải mã theo quy tắc nghịch đảo tương ứng và tìm ra lỗi hoặc sửa lỗi để nâng cao độ tin cậy của hệ thống thông tin liên lạc.

3. Mã hóa và giải mã an toàn các thiết bị cầm tay RFID

Mã hóa bảo mật là để chuyển đổi lại tín hiệu, nghĩa là làm cho thông tin khó bị đánh cắp và giải mã trong quá trình truyền. Trong trường hợp cần thực hiện liên lạc bí mật, để đảm bảo tính bảo mật của thông tin được truyền đi, hãy xáo trộn một cách giả tạo chuỗi kỹ thuật số được truyền đi, nghĩa là thêm mật khẩu. Quá trình này được gọi là mã hóa. Giải mã bảo mật là quá trình ngược lại của mã hóa bảo mật. Giải mã bảo mật sử dụng bản sao mật khẩu giống như đầu gửi để giải mã dữ liệu nhận được ở đầu nhận để khôi phục thông tin ban đầu. Mục đích của mã hóa bí mật là che giấu thông tin nhạy cảm, thường đạt được bằng cách thay thế, xáo trộn hoặc cả hai. Một hệ thống mật mã thường bao gồm hai phần cơ bản: thuật toán mã hóa (giải mã) và khóa có thể thay đổi thuật toán điều khiển.

Theo cấu trúc của nó, mật mã được chia thành mật mã tuần tự và mật mã khối. Mã tuần tự là một chuỗi ngẫu nhiên được tạo ra bởi thuật toán dưới sự điều khiển của khóa và được trộn với bản rõ từng bit mộtđể có được bản mã. Ưu điểm chính của nó là không có hiện tượng khuếch tán lỗi nhưng lại có yêu cầu cao về đồng bộ hóa. Nó được sử dụng rộng rãi trong hệ thống thông tin liên lạc. Mật mã khối là một thuật toán mã hóa bản rõ theo nhóm dưới sự kiểm soát của một khóa. Các bit bản mã được tạo theo cách này thường có sự phụ thuộc lẫn nhau với nhóm bản rõ tương ứng và các bit trong khóa, điều này có thể gây ra hiện tượng khuếch tán lỗi. Nó chủ yếu được sử dụng để mã hóa tin nhắn. Xác nhận và chữ ký số.

PDA RFID của chúng tôi sử dụng chip Impinj R2000, với khoảng cách đọc lên tới 25 mét; được cấu hình là HĐH Android 12, MTK MT6765 lõi tám tốc độ 2,3 GHz; IP65 công nghiệp có độ bền cao, rơi từ độ cao 1,5 mét xuống sàn bê tông mà không bị hỏng, phù hợp với nhiều môi trường khắc nghiệt khác nhau. Nó chủ yếu được sử dụng trong hậu cần kho bãi, quản lý Tài sản, quản lý Thư viện, bán lẻ mới và các lĩnh vực khác.