Mã hóa dữ liệu bằng sóng điện từ sử dụng cấu trúc và vật liệu có khả năng in được

Trong bài báo này, tác giả đã phân tích bài toán mã hóa dữ liệu bằng sóng điện từ, phương pháp tiếp cận và các khó khăn, thách thức cần giải quyết, nghiên cứu lựa chọn vật liệu phù hợp từ đó đưa ra một cấu trúc thiết kế mới, giải quyết được một trong những khó khăn lớn nhất đó là cấu trúc mã hóa có khả năng in được.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mã hóa dữ liệu bằng sóng điện từ sử dụng cấu trúc và vật liệu có khả năng in được Tạp chí Khoa học và Công nghệ 145 (2020) 001-006 Mã hóa dữ liệu bằng sóng điện từ sử dụng cấu trúc và vật liệu có khả năng in được Encrypt Data with Electromagnetic Waves Using Printable Structures and Materials Lê Công Cường*, Đào Trung Kiên, Nguyễn Thanh Hường, Phạm Thị Ngọc Yến Trường Đại học Bách khoa Hà Nội – Số 1, Đại Cồ Việt, Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam Đến Tòa soạn: 08-04-2019; chấp nhận đăng: 25-09-2020 Tóm tắt Trong bài báo này, tác giả đã phân tích bài toán mã hóa dữ liệu bằng sóng điện từ, phương pháp tiếp cận và các khó khăn, thách thức cần giải quyết, nghiên cứu lựa chọn vật liệu phù hợp từ đó đưa ra một cấu trúc thiết kế mới, giải quyết được một trong những khó khăn lớn nhất đó là cấu trúc mã hóa có khả năng in được. Điều này sẽ giúp giảm giá thành, cũng như đơn giản hóa việc sản xuất cấu trúc mã hóa với số lượng lớn. Cấu trúc sử dụng vật liệu nền là polyimide và mực in dẫn điện với phương pháp chế tạo là công nghệ in phun phổ thông, cấu trúc được thiết kế dựa trên mảng ăng-ten lưỡng cực (dipole) cho mỗi bộ tần số. Dữ liệu được mã hóa trên cơ sở xác định công suất phản hồi tại các tần số định trước trong dải từ 3GHz đến 9GHz thông qua hệ số RCS. Phần mềm CST Microwave Studio được sử dụng để thiết kế và mô phỏng cấu trúc với khả năng mã hóa 5 bit dữ liệu cho mỗi bộ tần số. Cấu trúc mã hóa có thiết kế đơn giản, cho phép nâng cao khả năng mã hóa dữ liệu với một kích thước bé. Từ khóa: RFID không chip, cảm biến không dây, mã hóa tần số Abstract In this paper, the authors have analyzed the problem of data encryption by electromagnetic waves, the approach and the challenges that need to be solved, studied the selection of suitable materials to give a new structure design to address printable structure. It will help reducing costs, as well as simplifying production in large quantities. The structure uses a polyimide substrate and conductive ink with a fabrication method of common inkjet technology. The structure is designed based on dipole antenna array for each frequency set. Data is encoded on the basis of determining the feedback power at predetermined frequencies in the range of 3GHz to 9GHz via RCS factor. CST Microwave Studio software is used to design and simulate structures with the ability to encode 5 data bits per frequency set. Encryption structure has a simple design, allowing to improve the data encryption with a small size. Keywords: Chipless RFID, wireless sensor, radar cross section, frequency coding 1. Giới thiệu1 xúc trực tiếp (thẳng hàng, không có vật cản) với đầu quét mã hoặc camera. Ngày nay việc mã hóa dữ liệu để định danh đối tượng đã được ứng dụng rộng rãi vào các lĩnh vực như: Ăng-ten Định danh đối tượng phục vụ trong bán lẻ, quản lý và vận chuyển hàng hóa; định danh người trong thanh Đầu đọc toán trực tuyến, quản lý vào ra, căn cước điện tử v.v… Bên cạnh đấy cùng với sự ra đời của Cách mạng công nghiệp 4.0 là sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ Internet vạn vật (IoT – Internet of Things) mà ở đó các đối tượng trong mạng không chỉ được mã hóa thông tin định danh mà còn có thể được mã hóa cả thông tin Mã hóa điện từ về các thông số đo lường theo thời gian thực. Hai phương pháp mã hóa dữ liệu đang được sử dụng nhiều nhất là mã vạch (barcode) [1] và mã QR [2]. Tuy nhiên các phương pháp này tồn tại một số nhược điểm như: Hình 1. Kỹ thuật mã hóa dữ liệu bằng sóng điện từ mỗi lần chỉ kiểm tra được một mã dữ liệu, phải tiếp * Địa chỉ liên hệ: Tel.: (+84) 914.473.193 Email: cuong.lecong@hust.edu.vn 1 Tạp chí Khoa học và Công nghệ 145 (2020) 001-006 Kỹ thuật mã hóa dữ liệu bằng sóng điện từ (Hình 4 R 2 2 Pr 1) với đặc tính có thể truyền xuyên qua các lớp vật liệu  ( ) (2) GKl Pt như giấy, vải, nhựa, v.v… [3] sẽ khắc phục hoàn toàn các nhược điểm của hai phương pháp sử dụng mã vạch Áp dụng mô hình radar vào hệ thống mã hóa dữ và mã QR, cho phép quét dữ liệu mã hóa của nhiều đối liệu sử dụng sóng điện từ thì các hệ số R, G, Kl, Pt là tượng cùng một lúc, xuyên qua vật cản và không yêu không đổi cho mọi đối tượng, do vậy có thể kết luận cầu phải thẳng hàng với ăng-ten của đầu đọc. Kỹ thuật rằng hệ số σ đặc trưng cho công suất phản hồi Pr từ này sử dụng vi mạch IC để lưu trữ dữ liệu và điều chế đối tượng mà ăng-ten nhận được. Công suất phản hồi sóng điện từ do vậy phương pháp chế tạo phức tạp hơn phụ thuộc nhiều thông số vật lý của đối tượng như hình nhiều so với phương pháp sử dụng công nghệ in của dáng bề mặt, vật liệu, góc,… và phụ thuộc vào tần số mã vạch và mã QR, dẫn đến giá thành của kỹ thuật này của tín hiệu điện từ [6], vì vậy khi các thông số của hệ cao và chưa được sử dụng phổ biến hiện nay. Nghiên thống này là giống nhau cho mọi đối tượng thì tính chất cứu áp dụng công nghệ in cho kỹ thuật mã hóa dữ liệu phản hồi công suất tại các tần số khác nhau sẽ được sử bằng sóng điện từ, cho phép chế tạo được giống như dụng để mã hóa dữ ...