Bộ công thơng
viện điện tử tin học

báo cáo tổng kết đề tài kh&cn cấp bộ

nghiên cứu chế tạo hệ thống giám sát
ngời lao động trong hầm lò

Mã số: 191.08RD/HĐ-KHCN

chủ nhiệm đề tài: ks. Kiều mạnh cờng
7173 Hà nội - 12/2008
[2]
MỤC LỤC
Diễn giải một số từ viết tắt…………………………………………………………… ………….………………
Lời mở đầu ………………………………………………………………………………………….…….… …… …… 1
I. Những vấn đề chung ………………………………………………………………….… … …………2
1.1. Thông tin về đề tài …………………………………………………………………………… …………2
1.2. Tính cấp thiết của đề tài……………………………………………………………….…… … …….2
1.3. Tình hình nghiên cứu trong nước và trên thế giới………………… ………….……………3
1.3.1. Tình hình nghiên cứu trong nước……………………………………… …………………… 3
1.3.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới……………………………………… ………… ………4
II. Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống giám sát người lao động trong hầm lò (Tên
gọi: V-Link)………………………………………………………………………………………… 10
2.1. Một số đặc điểm của môi trường khai thác than hầm lò tại Việt Nam……… … 11
2.2. Công nghệ nhận biết đối tượng qua sóng vô tuyến (RFID)……………………….……13
2.2.1. Khái quát về công nghệ RFID……………………………………………………………….… 13
2.2.2. Tìm hiểu một số công nghệ thu/phát vô tuyến……………………………….…….….16
2.2.2.1. Công nghệ WiFi……………………………………………………………………………….….… 16
2.2.2.2. Công nghệ WiMax………………………………………………………………………….……… 17
2.2.2.3. Công nghệ Bluetooth…………………………………………………………………….….….… 17
2.2.2.4. Công nghệ Zigbee (IEEE 802.15.4)……………………………………… ……….… ……18
2.3. Thiết kế hệ thống V-Link……………………………………………………………………….…… 24
2.3.1. Lựa chọn công nghệ thực hiện…………………………………………………………….… 24

4.4. Thuyết minh ñề tài………………………………………………………….………70
4.5. Hợp ñồng thuê khoán công việc, sản phẩm……………………………… ……… 70
4.6. Dự toán kinh phí ñề tài năm 2008………………………………………… ………70
V. Tài liệu tham khảo…………………………………………………………….….… …………………71

[4]
DIỄN GIẢI MỘT SỐ TỪ VIẾT TẮT ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG BÁO CÁO
T
TT
T
ừ
vi

IEEE

Institute of Electrical and Electronics Engineers

MAC

Media Access Control

W
-
LAN

Wireless
–

Local Area Network

WiFi

Wireless Fidelity (IEEE 802.11b wireless networking)

WiMax

Worldwide Interoperability for Microwave Access (IEEE 802.16)

ISM

Industrial, Scientific and Medical

RF

CSMA
-
CD

Carrier Sense Multiple Access

With
Collision Detection

BS

Base Station

RS

Remote Station

MS

Mobile Set

SL

Slave

MAS

Master

PC


HF

High Frequency

VHF

Very High Frequency

UHF

Ultra High
Frequency

SHF

Super High Frequency

EHF

Extra High Frequency

BER

Bit Error Rate

EIRP

Effective Isotropic Radiated Power


Clear Channel Assessment

ED

Energy Detection

R
FI

Radio Frequency Interference

SNR

Signal to Noise Ratio

[5]
Lời mở đầu
Ngành than Việt Nam ñang trong thời kỳ phát triển mạnh mẽ với tốc ñộ tăng trưởng hàng
năm cao và sản lượng rất lớn. Bên cạnh vấn ñề tăng trưởng là công tác quản lý ñội ngũ
công nhân, hạn chế rủi ro, tai nạn lao ñộng. Trong những năm qua, nhiều tai nạn hầm lò
ñáng tiếc ñã xảy ra do nhiều nguyên nhân như: Sập hầm lò, bục nước, nổ khí mêtan, nổ mìn
sai quy chế v,v… ñòi hỏi phải tăng cường công tác quản lý nhân sự làm việc trong hầm lò.
Từ trước ñến nay ở các mỏ than tại Việt nam, việc quản lý người ra/vào các hầm lò khai
thác chủ yếu ñược thực hiện bằng phương pháp thủ công, ghi chép sổ sách khiến công tác
quản lý gặp nhiều khó khăn, bất cập nên vấn ñề cấp bách ñặt ra là cần phải giám sát vị trí
của người ñi vào hầm lò ñể biết các thông tin phục vụ quản lý như: ðến ca làm việc chưa
thấy vào, hết ca làm việc chưa thấy ra, có ñi vào vùng cấm hay không, có làm việc ñúng vị
trí hay không, vị trí hiện thời ở ñâu,… các câu hỏi ñó rất ñược các cán bộ quản lý công
nhân mỏ quan tâm.
Sau nhiều năm là ñối tác tin cậy cung cấp thiết bị phục vụ công tác an toàn cho một số công

- 01 Trạm trung tâm.
- 02 Trạm khu vực.
- 10 Máy di ñộng phát mã cá nhân (Máy di ñộng).
- Phần mềm quản lý giám sát người lao ñộng trong hầm lò.
- Các tài liệu nghiên cứu, tài liệu kỹ thuật, các báo cáo liên quan.
Trong ñó, sản phẩm ñăng ký giai ñoạn 1 gồm:
- 05 Máy di ñộng phát mã cá nhân hoàn chỉnh.
- 02 Trạm khu vực hoàn chỉnh.
- 01 Mạch in Trạm trung tâm.
- Các tài liệu nghiên cứu, tài liệu kỹ thuật, các báo cáo liên quan.

1.2 Tính cấp thiết của ñề tài
Hiện nay, các công ty khai thác than hầm lò tại Việt Nam ngày càng mở rộng diện tích khai
thác và khai thác sâu hơn xuống lòng ñất. ðịa hình khai thác rất phức tạp, dễ xảy ra các rủi
ro và tai nạn lao ñộng, vì vậy ñòi hỏi phải tăng cường phương tiện và trình ñộ quản lý ñối
với con người cũng như các thiết bị trong hầm lò. Qua tìm hiểu về yêu cầu và thực trạng
công tác quản lý tại một số công ty than thuộc Tập ñoàn than khoáng sản Việt nam (TKV),
cho thấy hiện nay hầu hết các công ty than ñều quản lý công nhân bằng phương pháp thủ
công, thông thường có 3 ca làm việc/ngày dưới hầm lò, các công nhân ñi làm theo ca phải
ñến ñăng ký vào với Quản ñốc phân xưởng trước khi xuống hầm lò, khi hết ca làm việc
hoặc nghỉ sớm phải ñăng ký ra với Quản ñốc phân xưởng. Qua ñó bộ phận quản lý sẽ theo
dõi, giám sát giờ giấc làm việc của mỗi công nhân và tính công lao ñộng cho từng người.
[7]
Việc quản lý như trên nhìn chung là phù hợp ñối với các công ty nhỏ, số lượng công nhân
ít, ñịa hình khai thác hẹp và ít phức tạp. Tuy nhiên, ngoài số ít các công ty khai thác còn có
mỏ than lộ thiên, các công ty than còn lại ñều là các công ty khai thác than Hầm lò với ñịa
hình khai thác rộng lớn với nhiều ñường lò phức tạp có ñộ sâu hàng trăm mét so với mực
nước biển. Số công nhân làm việc mỗi ca trong hầm lò lên tới hàng trăm người, rất nhiều
hiện tượng rủi ro có thể xảy ra trong ñiều kiện như vậy.
Theo các cán bộ quản lý sản xuất tại các mỏ than hầm lò, thì công tác quản lý người lao

Theo chúng tôi khảo sát, hiện tại ở Việt Nam chưa có tổ chức hay cá nhân nào nghiên cứu
chế tạo một hệ thống tương tự như sản phẩm dự kiến của ñề tài này. Các hệ thống quản lý
nhân sự bằng thẻ, áp dụng tại các cửa ra vào ñược các công ty thương mại cung cấp phổ
biến là sản phẩm của các hãng nước ngoài. Tại Viện nghiên cứu ðiện tử, Tin học, Tự ñộng
hóa ñã nghiên cứu và triển khai thành công hệ thống quản lý ñối tượng ra/vào bằng thẻ
RFID, tại một số hội chợ công nghiệp và triển lãm Viễn thông cũng có các doanh nghiệp
chào bán các hệ thống quản lý nhân sự bằng thẻ, tuy nhiên, qua tìm hiểu chúng tôi thấy các
hệ thống này hiện cũng chưa ñược áp dụng rộng rãi tại Việt Nam vì yêu cầu về mặt quản lý
nhân sự tại các cơ quan chưa ñặt ra cấp bách. Trong tương lai, các nhà máy sản xuất lớn,
các tổ chức, ñơn vị có nhu cầu giám sát quản lý nhân sự chặt chẽ trong các tòa nhà là những
khách hàng tiềm năng ñối với dòng sản phẩm này.
Tại các công ty than hầm lò tại Việt Nam, hiện chỉ có công ty than Mạo Khê có lắp ñặt hệ
thống quản lý tập trung công nhân ra/vào hầm lò bằng thẻ. Tuy vậy, hệ thống này ñang ở
giai ñoạn áp dụng thử nghiệm ban ñầu, chưa ñáp ứng ñược yêu cầu quản lý vì chưa quản lý
ñược công nhân vào/ra tại tất cả các cửa hầm lò, chưa xác ñịnh ñược vị trí hiện thời của
người công nhân ñang làm việc hay hoạt ñộng ở ñâu. Các hãng chào bán thiết bị quản lý
người trong hầm lò cho khách hàng là các công ty khai thác than khoáng sản chủ yếu chào
bán các hệ thống quản lý bằng thẻ từ, thẻ thu/phát vô tuyến tần số thấp, phạm vi hẹp, thích
hợp lắp ñặt tại các cửa ra/vào. Chưa thấy có sản phẩm chào bán nào là một hệ thống mạng
vô tuyến quản lý ñối tượng tập trung, có khả năng xác ñịnh vị trí của người lao ñộng trong
hầm lò và hỗ trợ các cảnh báo cần thiết ñối với nghiệp vụ quản lý người lao ñộng tại hiện
trường khai thác.
1.3.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới
ðối với các nước có ngành công nghiệp khai khoáng phát triển như Mỹ, Nhật, Canada,
Trung Quốc, Nga, Australia, … thì các công nghệ phụ trợ cho ngành khai khoáng cũng rất
phát triển, trong ñó có các công nghệ phục vụ cho an toàn lao ñộng trong khai thác than
hầm lò như các Thiết bị bảo hộ, Thiết bị thông gió, Thiết bị ño và cảnh báo khí ñộc, khí
cháy nổ, Hệ thống giám sát vị trí ñối tượng (người lao ñộng, máy móc thiết bị) trong hầm
lò cũng ñược nghiên cứu phát triển tại các nước trên và hiện ñã có sản phẩm thương mại.
Các hệ thống này cho phép xác ñịnh ñược ñối tượng mang theo thẻ trong khoảng cách hàng

guyên lý h
ệ

th
ố
ng EZ
-
Tracer

[10]
vực xác ñịnh, thiết bị này còn có vai trò ñịnh tuyến các gói dữ liệu trong mạng. Thông tin
về vị trí của Thẻ di ñộng ñược gửi về Thiết bị trung tâm qua một hoặc nhiều chặng vô tuyến
trong mạng. Một Thiết bị ñọc thẻ có khả năng nhận biết ñồng thời 14 Thẻ di ñộng trong
phạm vi phủ sóng của mình.
- Thẻ di ñộng: Phát mã phân biệt thẻ tới các Thiết bị ñọc thẻ qua kênh vô tuyến 2.4 GHz
theo chuẩn Zigbee (IEEE 802.15.4).
- Phần mềm mô phỏng: Cho phép quản lý tối ña 100 Thiết bị ñọc thẻ và 2000 Thẻ di
ñộng.Thực tế, tùy vào nhu cầu cụ thể của từng ứng dụng mà người sử dụng lựa chọn và ñặt
hàng với số lượng các thiết bị cụ thể với nhà cung cấp.
Cấu hình và giá tham khảo:
Thành phần EZ-Tracer EZ-Tracer mở rộng
Thiết bị gốc 1 1
Thiết bị ñọc thẻ 3 9
Thẻ di ñộng 5 50
Công cụ mô phỏng




Phần mềm ñồ họa
B. Hệ thống Tracker Tagging
Hãng chế tạo: Mine Site Technologies, Australia; Website:
www.minesite.com.au
Tracker Tagging là hệ thống ñược chế tạo theo các tiêu chuẩn thiết bị hầm lò. Hệ thống này
cũng sử dụng các Thẻ di ñộng phát mã phân biệt ñối tượng qua băng vô tuyến tới các Thiết
bị ñọc thẻ rồi truyền về Thiết bị trung tâm qua ñường truyền cáp Ethernet hoặc RS-485 tốc
ñộ cao. Các thiết bị thành phần trong hệ thống gồm có: Thẻ di ñộng, Thiết bị ñọc thẻ, Thiết
bị trung tâm và Phần mềm quản lý thẻ.
H.2. Thành ph
ầ
n h
ệ

th
ố
ng xác đ
ị
nh v
ị

trí đ
ố
i t
ượ
ng theo
th
ờ
i gian th
Các hệ thống ñược giới thiệu trên ñây ñều là các sản phẩm thương mại, tuy nhiên chưa có
hệ thống nào ñược lắp ñặt tại các mỏ than trong nước. Các công ty khai thác than hầm lò
H.3.
H
ệ

th
ố
ng
Tracker Tagging
Tracker TaggingTracker Tagging
Tracker Tagging

[13]
hiện rất quan tâm ñến hệ thống thiết bị quản lý người lao ñộng trong hầm lò. Tuy nhiên, do
việc sử dụng các hệ thống nhập từ nước ngoài còn gặp nhiều khó khăn trong quá trình triển
khai lắp ñặt và sử dụng, ñặc biệt là việc bảo hành bảo trì hoặc hỗ trợ kỹ thuật trong quá
trình vận hành khai thác do ñội ngũ làm thương mại trong nước không làm chủ ñược công
nghệ thiết kế chế tạo, cũng bởi giá thành của các hệ thống ngoại nhập còn khá cao vì thế
ñến nay vẫn chưa có công ty nào lựa chọn lắp ñặt hệ thống giám sát quản lý người lao ñộng
trong hầm lò của nước ngoài như ñã trình bày.
Trong ñiều kiện khai thác than ngày càng mở rộng và xuống sâu dưới lòng ñất với ñịa hình
hầm lò phức tạp thì càng cần thiết ứng dụng các hệ thống kỹ thuật trợ giúp công tác giám
sát, quản lý lao ñộng ñể ñảm bảo an toàn, cũng như tìm kiếm cứu nạn khi có rủi ro, tai nạn
xảy ra ñối với người lao ñộng dưới hầm lò. ðiều này ñặt ra vấn ñề nghiên cứu trong nước

- Thiết kế tổng thể hệ thống và các thiết bị thành phần.
- Chế tạo các thiết bị ñảm bảo các tiêu chuẩn an toàn trong môi trường hầm lò.
- Thử nghiệm các kết nối và ñánh giá hoạt ñộng của hệ thống trên mặt bằng, xác
ñịnh các yếu tố môi trường thực tế tác ñộng lên chất lượng hệ thống, ñánh giá tác
ñộng của hệ thống ñối với môi trường thử nghiệm, hoàn thiện thiết kế sau quá trình
thử nghiệm hệ thống trên ñiều kiện mặt bằng.
- Kiểm ñịnh chất lượng hệ thống theo TCVN7079 ExiaI về an toàn tia lửa ñối với
các thiết bị ñiện làm việc trong hầm lò tại Trung tâm An toàn mỏ - Viện Khoa học
công nghệ mỏ.
- Thử nghiệm các kết nối và ñánh giá hoạt ñộng của hệ thống dưới mỏ than hầm lò,
xác ñịnh các thông số kỹ thuật của các thiết bị thành phần và toàn hệ thống trong
ñiều kiện môi trường hầm lò khai thác than, ñánh giá ảnh hưởng của hệ thống ñối với
các hoạt ñộng dưới mỏ than hầm lò, hoàn thiện thiết kế kỹ thuật sau quá trình thử
nghiệm hệ thống dưới mỏ than hầm lò.
- Liên hệ các công ty khai thác than hầm lò ñể giới thiệu về hệ thống, nhằm ñưa hệ
thống vào phục vụ công tác an toàn lao ñộng trong lĩnh vực khai thác than hầm lò.

[15]
2.1 Một số ñặc ñiểm của môi trường khai thác than hầm lò tại Việt Nam
Theo tìm hiểu, khảo sát và thông qua các hoạt ñộng hợp tác nghiên cứu khoa học và chuyển
giao công nghệ tại các ñơn vị thành viên của Tập ñoàn Than Khoáng sản Việt Nam (TKV).
Chúng tôi ñược biết cho tới nay hầu hết các Công ty Than ñã khai thác xuống sâu với ñộ
sâu trung bình khoảng 100m dưới mực nước biển, lượng Than có thể khai thác lộ thiên hiện
không còn nhiều.
Mỗi vùng khai thác Than của một Công ty thường trải rộng trên một ñịa hình hàng chục
km
2

ng lò th
thường ẩm ướt hoặc ngậ
p nư
di chuyển và dễ xả
y ra tai n
Về vấn ñề con người, nhữ
ng th
theo ca (3 ca/ngày). Mỗ
i ca làm vi
tiếp dưới hầ
m lò tùy theo quy mô c
lượng công nhân tại mỗ
i ca này ñư
nhiệm vụ của mình.
Ngoài l
người thợ có nhiệm vụ
khác nhau như v
ñường lò, ño kiể
m tra khí, thông gió,…
thường, việc di chuyể
n trong h
cùng di chuyển vì ñườ
ng lò th
lò cũng phân tán rả
i rác theo t
trung cao nhất như tạ
i các khu lò ch

gây khó khăn cho vi
y ra tai n
ạn trong quá trình lao ñộng hoặc di chuyể
n trong h
ng th
ợ mỏ trực tiếp làm việc tại các hầm lò d
ư
i ca làm vi
ệc trung bình có từ 300 ñế
n 700 công nhân làm vi
m lò tùy theo quy mô c
ủa khu mỏ của mỗ
i Công ty khai thác khác
i ca này ñư
ợc chia về các khai trườ
ng khác nhau trong khu m
Ngoài l
ực lượng công nhân trực tiếp sản xuấ
t theo ca còn có nh
khác nhau như v
ận hành thiết bị
máy móc, xây d
m tra khí, thông gió,…
cũng thường xuyên có mặ
t trong h
n trong h
ầm lò không cho phép tập trung một lư
ợ
ng lò th
ường khá hẹp và gồ ghề, ẩm ướt. Ngườ

ộ
t M
ỏ

than h
ầ
m lò

[16]
ớ
n nhất thông thường
ả
i khéo luồn người
c
lên tới 45
0
, nền ñất
gây khó khăn cho vi
ệc
n trong h
ầm lò.
ư
ới lòng ñất chia
n 700 công nhân làm vi
ệc trực
i Công ty khai thác khác
nhau, lực
ng khác nhau trong khu m
ỏ theo
t theo ca còn có nh

Hiện nay công nghệ nhận biết, quản lý ñối tượng rất phổ biến và ña dạng. Trong phạm vi
báo cáo này, chúng tôi không ñề cập chi tiết tới các hệ thống sử dụng thẻ từ (Thẻ ATM, thẻ
quẹt chấm công,…) hoặc các loại thẻ cần tiếp xúc với bộ ñọc. Chúng tôi sẽ trình bày cụ thể
hơn công nghệ nhận diện ñối tượng sử dụng Chip ñiện tử qua sóng vô tuyến, vì công nghệ
này cho phép nhận diện ñối tượng ở khoảng cách xa hơn, phù hợp với yêu cầu ñặt ra ñối
với hệ thống giám sát người lao ñộng trong hầm lò.
RFID (Radio Frequency Identification Technology) không phải là một công nghệ mới,
nhưng càng ngày càng ñược ứng dụng theo nhiều cách khác nhau nhờ công nghệ luôn ñược
cải tiến và giá thành ngày càng hạ. Khởi ñầu công nghệ này ñược sử dụng trong thế chiến
thứ hai ñể quân ñội phát hiện các máy bay ñồng minh, ngày nay RFID ñã ñược sử dụng
rộng rãi trong lĩnh vực dân sự, từ các khu vực công cộng tới các khu vực cá nhân, từ trong
các bệnh viện ñến các xa lộ,…
2.2.1 Khái quát về công nghệ RFID
Trong các hệ thống RFID, một ñối tượng cần nhận biết sẽ ñược gắn vào một Chip Silicon
và một Anten bức xạ sóng ñiện từ rất nhỏ. Chip Silicon cùng với Anten tích hợp với nhau
tạo thành một “thẻ”, thẻ này có thể ñược quét và nhận biết bởi các bộ ñọc thẻ di ñộng hoặc
bộ ñọc thẻ ñặt cố ñịnh một chỗ qua sóng vô tuyến ñiện từ (RF – Radio Frequency). Chíp
Silicon ñược gán một mã phân biệt duy nhất ñể các bộ ñọc nhận diện ñược ñối tượng mang
nó, ví dụ: Trong một cửa hàng quần áo, các bộ quần áo khác nhau có thể ñược nhận biết các
thông số như kiểu mẫu, kích cỡ, màu sắc, nhà sản xuất, … bằng thiết bị ñiện tử. Trong lĩnh
vực dược phẩm, các lọ thuốc ñược gắn chíp ñiện tử sẽ cho biết các nội dung liên quan ñến
loại thuốc ñó. Trên ñường cao tốc, các ô tô gắn Chip nhận diện sẽ ñược nhận biết và kiểm
tra một cách tự ñộng mỗi khi qua các Trạm kiểm soát giao thông, thu phí,… nên sẽ tiết
kiệm thời gian và hạn chế ùn tắc.
[18]
Bộ ñọc Thẻ sẽ thực hiện việc quét ñọc thông tin về ñối tượng lưu trong Chip Silicon rồi gửi
về Trung tâm quản lý dữ liệu, tại ñây sẽ cho biết thêm các thông tin chi tiết hơn về ñối
tượng ñó. Các thành phần chính của một hệ RFID gồm Thẻ di ñộng, Bộ ñọc thẻ và Trung
tâm quản lý dữ liệu.
Chip ñiện tử: Thường ñược chế tạo từ vật liệu Silicon, dùng ñể ghi thông tin về ñối tượng

RFID

H.6.
B
ộ ñọc

th
ẻ

RFID

[19]
A. Các loại thẻ RFID
Có ba loại Thẻ RFID ñược phân chia theo phương thức truyền tin và phương thức khởi tạo
kết nối vô tuyến, ñó là:
Thẻ “thụ ñộng”: Thẻ loại này không có nguồn ñiện tích hợp trong vỏ, nghĩa là không có
Pin và cũng không tự khởi tạo một kết nối. Trong trường hợp này Bộ ñọc sẽ truy vấn tới
Thẻ trước tiên qua sóng vô tuyến ñồng thời tạo năng lượng cho hoạt ñộng của Thẻ, sau khi
các thông tin truy nhập ñược xác nhận phù hợp, Thẻ sẽ gửi thông tin về ñối tượng ñã ñược
ghi trong bộ nhớ của Chip tới Bộ ñọc thẻ qua sóng vô tuyến. Tùy theo kích thước của
Anten và tần số làm việc mà Thẻ này có thể ñược ñọc qua khoảng cách lên tới hàng chục
mét theo theo lý thuyết, trên thực tế, các yếu tố môi trường như gió, mặt ñất, mặt nước và
các vật liệu che chắn có thể khiến khoảng cách liên lạc từ Bộ ñọc tới Thẻ giảm ñi vài mét
hoặc ít hơn. Thẻ thụ ñộng ñược sử dụng rất nhiều tại các ứng dụng như: Thẻ mở cửa nhà,
vé ñiện tử thu phí giao thông hay nhiều hơn là trong việc theo dõi các hàng hóa trên ñường
vận chuyển trong chuỗi cung toàn cầu. Tùy theo tính năng của mỗi loại mà Thẻ này có giá
từ vài chục Cent ñến vài ðôla Mỹ.
Thẻ “bán chủ ñộng”: Giống như trường hợp trên, loại thẻ này không tự kích hoạt kết nối,
tuy nhiên thẻ có ñược gắn Pin cung cấp nguồn ñiện cho các hoạt ñộng của mạch Chip ñiện
tử, vì vậy Thẻ loại này có thể ñược tích hợp thêm một vài tính năng như ño nhiệt ñộ hoặc

2.2.2 Tìm hiểu một số công nghệ thu/phát vô tuyến
Hoạt ñộng liên lạc và trao ñổi thông tin trên thế giới ngày nay hết sức tiện lợi nhờ thành quả
của sự phát triển không ngừng các ngành khoa học công nghệ, ñặc biệt là công nghệ ðiện
tử viễn thông và thông tin liên lạc. Ngoài các công nghệ vô tuyến ñã trở nên quen thuộc như
GSM, CDMA, GPS,… ñã ñược ứng dụng phổ biến trong các mạng ñiện thoại di ñộng,
mạng vệ tinh ñịnh vị toàn cầu, hiện nay cũng ñang xuất hiện một số công nghệ mới hứa hẹn
giải quyết ñược nhiều vấn ñề khác nhau trong các ứng dụng cá nhân và các mạng diện rộng.
Theo ñịnh hướng của ñề tài này là nghiên cứu chế tạo hệ thống giám sát người lao ñộng
trong hầm lò, ñây là một hệ thống giám sát các ñối tượng chuyển ñộng trong một khu vực
xác ñịnh nên chúng ta không bàn tới các công nghệ không dây như mạng GSM hay GPS, ở
ñây chúng tôi xin lựa chọn giới thiệu một số công nghệ không dây gần giống nhau trong
cùng bộ tiêu chuẩn IEEE 802 về công nghệ không dây, ñó là các công nghệ mới trở nên phổ
biến trong một vài năm gần ñây như WiFi, WiMax, Bluetooth, Zigbee.

Biểu ñồ sau ñây trình bày t
ương quan gi
chuẩn IEEE 802, biểu ñồ
này so sánh t
mỗi công nghệ khác nhau.

H.7. Bi
ương quan giữa một số công nghệ
không dây thu
này so sánh t
ốc ñộ truyền dữ liệu và ứng dụ
ng phù h

Wireless Fidelity
, là tiêu chuẩn vô tuyến IEEE 802.11
/a/b/g
ng nhi
ều tại các sân bay, khách sạn, nhà ga, quán
Café. WiFi cho phép
ậ
p Internet băng thông rộng với tốc ñộ dữ li
ệ
ớ
i những chuẩn sau này.
ng
ở băng tần miễn ñăng ký 2.4 GHz hoặ
c 5 GHz
ạ
m vi hoạt ñộng hơn so với băng tầ
n 5 GHz tuy nhiên t
n 5 GHz t
ốt hơn so với băng 2.4 GHz. Wifi ñư
ợ
n tho
ại di ñộng và nhiều thiết bị ñiện tử

ợp ñối với
/a/b/g
/n thông dụng
Café. WiFi cho phép
ệ
u lên tới 54 Mbps
c 5 GHz
. Băng tần 2.4
n 5 GHz tuy nhiên t
ốc ñộ
ợ
c tích hợp trong
khác, vùng ho
ạt ñộng của
n môi trư
ờng xung quanh
ng hư
ớng. Mức tiêu
i v
ới các thiết bị di
n trong IEEE 802

[22]
2.2.2.2 Công nghệ WiMax
WiMax là từ viết tắt của cụm từ Worldwide Interoperability Microwave Access. WiMax là
công nghệ truyền dữ liệu không dây với nhiều phương thức khác nhau, từ truyền/nhận
ñường trục cấu hình ñiểm – ñiểm ñến các thiết bị di ñộng truy nhập Internet. Công nghệ này
cho phép tốc ñộ truyền dữ liệu qua kênh vô tuyến lên tới 75 Mbps. WiMax ñược trình bày
tại tiêu chuẩn IEEE 802.16, băng thông của WiMax và phạm vi hoạt ñộng của nó thích hợp
với những ứng dụng sau:

100m phụ thuộc vào công suất tiêu thụ của Chíp thu/phát, cụ thể như sau:
Phân chia Công suất cực ñại cho phép
mW (dB)
Khoảng cách kết nối
(xấp xỉ tương ñối)
Nhóm 1 100 mW (20 dBm) ~ 100 m
Nhóm 2 2.5 mW (4 dBm) ~ 10 m
Nhóm 3 1 mW (0 dBm) ~ 1 m
So sánh với Wi-Fi, Bluetooth và Wi-Fi tương ñối giống nhau vì sử dụng cùng băng tần vô
tuyến, tuy nhiên hai công nghệ này sử dụng hai phương thức ñiều chế khác nhau. Bluetooth
phù hợp với các ứng dụng cá nhân trong phạm vi hẹp trong khi Wi-Fi hướng ñến các mạng
truy cập dữ liệu nội bộ và cổng kết nối Internet không dây. Chi phí cho các thiết bị Wi-Fi
cao hơn ñối với thiết bị Bluetooth, tuy nhiên mạng Wi-Fi lại có mức ñộ bảo mật cao hơn.

2.2.2.4 Công nghệ Zigbee (IEEE 802.15.4)
Zigbee là công nghệ mạng không dây hướng ñến các ứng dụng tốc ñộ dữ liệu thấp, tiêu thụ
năng lượng nhỏ, chi phí thấp, các ứng dụng trong lĩnh vực tự ñộng hóa, ñiều khiển từ xa.
Ngay sau ñó tiêu chuẩn IEEE 802.15.4 quy ñịnh về truyền dữ liệu không dây tốc ñộ thấp
cũng ñược tổ chức IEEE xây dựng, vì thế hiệp hội Zigbee và tổ chức IEEE ñã hợp nhất tiêu
chuẩn này và lấy Zigbee là tên thương mại của công nghệ này.
Công nghệ Zigbee ñược nghiên cứu phát triển nhằm thiết lập các kết nối không dây tốc ñộ
thấp, tiêu thụ ít năng lượng, thích hợp với các thiết bị chạy Pin liên tục trong vòng vài tháng
ñến vài năm nhưng không yêu cầu truyền nhận dữ liệu nhanh như kết nối Bluetooth. Tuy
vậy, Zigbee linh hoạt trong việc thiết lập các cấu hình mạng cũng như có giao thức ñồng bộ
dữ liệu tin cậy hơn so với Bluetooth. Các thiết bị thu phát không dây theo tiêu chuẩn này có
thể thu phát dữ liệu trong cự ly từ 10 ñến 100 mét tùy thuộc vào ñiều kiện môi trường
truyền dẫn và mức công suất bức xạ ñầu ra theo yêu cầu của mỗi ứng dụng cụ thể, và hoạt
ñộng với các băng tần ñược miễn ñăng ký trên toàn thế giới (2.4 GHz toàn cầu, 915 MHz
tại châu Mỹ hoặc 868 MHz tại châu Âu). Tốc ñộ dữ liệu ñạt 250 kbps tại băng tần 2.4 GHz,
80 kbps tại băng tần 915 MHz và 20 kbps tại băng tần 868 MHz.

khoảng 3 s mới có thể kích hoạt và ñáp ứng ñược yêu cầu truyền/nhận từ mạng lưới.