Laurentiu Cristian Viorel BARDAN BUCURESTI 2019 UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCUREȘTI FACULTATEA DE INGINERIE ELECTRICĂ DEPARTAMENTUL ELECTRONICĂ DE… [619658]

UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCUREȘTI
FACULTATEA DE INGINERIE ELECTRICĂ
DEPARTAMENTUL ELECTRONICĂ DE PUTERE ȘI
ACȚIONĂRI ELECTRICE

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Profesor coordonator ,
Conf.dr.ing. Daniel OANCEA
Absolvent: [anonimizat]
2019

UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCUREȘTI
FACULTATEA DE INGINERIE ELECTRICĂ
DEPARTAMENTUL ELECTRONICĂ DE PUTERE ȘI
ACȚIONĂRI ELECTRICE

Administrarea unui spaț iu de parcare
pentru un hotel folosind tehnologia
RFID

Profesor coordonator ,
Conf.dr.ing. Daniel OANCEA
Absolvent: [anonimizat]
2019

Cuprins
INTRODUCERE ………………… ……… ……………………………………………… ……….. ……………… ……… 1
Motivație ……………………………………………………………………………… …….. ………………………. 1
Obiectivul lucrării…………………………………………………………………………. ………………….. …. 2
Metodica lucrării ………………………………………………………………………………………………….. 3
CAPITOLUL 1. RFID – indentificare prin radiofrecvență ………………………. …………………….. 4
1.1. RFID – Definiție…………………………………………………………….. ………. …………………………. 4
1.2. Indentificarea automată a datelor ……………………………………. ………………. …………………….. 6
1.3. Frecvența de operare a unui sistem RFID………………………………………….. ……………………. 7
1.3.1. Sistemul de calcul………………………………………………………………. …………………….. 9
1.4. Securitatea și pro tecția informațiilor RFID………………………… …………….. ……………………. 9

CAPITOLUL 2. Tipuri de sisteme RFID …………………………………………………………. ………….. 10
2.1. Sistemele active și pasive………………………………………………………………. …………………… 10
2.2. Modalitatea de transmisie………………. …………………………………………….. ……………………. 11
2.3. Tag-ul de 1 – bit………………………………………………………………………….. …………………….. 12
2.4. Sisteme RFID cuplate electric………… ……………………………………………… …………………… 14
2.5. Sisteme RFID cuplate electromagnetic…………………………………………….. …………………… 15
2.6. Transpondere cu undă acustică de suprafață…………… ………………………… …………………… 16

CAPITO LUL 3. Cardurile inteligente și standardele ISO folosite ………………… ………… ……. 18
3.1. Standardul ISO 10536 …………………………………………………………….. ………………………….. 19
3.1.1. Caracteristici Fizice ……………………………………………………………. …………………. .. 20
3.1.2. Dimensiunile și locația ariei de cuplare ………………………………….. ………………….. 20
3.1.3. Semnalele electrice și procedurile de resetare ………………………….. …………………. 20
3.1.4. Datele de transmisie pentru cititorul de carduri ………………….. …………. ……….. ….. 20
3.2. Standardul ISO 14443 …………………………………………………………………. ……………………… 21
3.2.1. Caracteristici F izice …………………………………………………………… ………………. …… 22
3.2.2. Reglementari asupra radiofrecvenței …………………………………….. …………………… 22
3.2.3. Inițializarea și anticoliziunea ……………………………………………… …………………….. 23
3.2.4. Protocoale de transmisie ……………………………………………………. …………………….. 23
3.3. Standardul ISO 15693 ………………………………………………………………… ………………………. 23
3.3.1. Caracteristici Fizice …………………………………………………………………… ……………. 23
3.3.2. Inițializarea și anticoliziunea ……………………………………………………….. …………… 24

3.3.3. Transmisia de date ……………………. ………………………………………………. ……………. 24
3.4. Alte standarde ISO utilizate în sistemele RFID …………………………………………. …………… 24
3.4.1. Standarde le ISO referitoare la marcarea și indentificarea container elor………….. 24
3.4.2. Standardele ISO referitoare la sistemele RFID pentru antifurt ……………. …………. 24
CAPITO LUL 4. Descriere Hardware …………………………………………………………….. ……………. 25
4.1. Descrierea Componentelor Hardware…………………………………………………….. ……………. 25
4.1.1. Descrierea modului de funcționare a sistemu lui……………………………… …………… 27
4.1.2. Platforma de dezvoltare Arduino Uno Specificații………………………….. …………… 29
4.1.3. Servomotor Arduino………………………………………………………………….. ……………. 33
4.1.4. Senzorul Ultrasonic……………………………………………………………………. ……………. 36
4.1.5. Display cu Led -uri pe 4 biți…………………………………………………………. …………… 38
4.1.6. Intercon ectarea modulelor…………………………………………………………… …………… 41
CAPITO LUL 5. Descriere Software ………………………………………………………………. ……………. 43
5.1. Modul de dezvoltare Ar duino IDE………………………………………………………….. …………… 43
5.2. Bibliotecile folosite pentru Arduino IDE…………………………………………………. ……………. 45
CAPITO LUL 6. Scenarii ……………. …………….. ……………………………………….. ……………………… 48
6.1. Scenariul 1………………………………………………………………………………………….. ……………. 48
6.2. Scenariul 2………………………………………………………………………………………….. ……….. ….. 49
6.3. Scenariul 3………………………………………………………………………………………….. ……………. 50
CAPITO LUL 7. Concluzii ………………………………………………………………………….. ………………. 51
7.1. Posibilității de dezvoltare ulterioare……………………………………………………….. ……………. 51
CAPITO LUL 8. Biblio grafie …………………………………………………………………………. ………….. .. 52
CAPITO LUL 9. Anexe ………………………………………………………………………………….. ……………. 54
9.1. Aplicația realizată în mediul de dezvoltare Arduino IDE……………………………. …………… 54
9.2. Codul Utilizat pentru Servomotor………………………………………………………….. …………….. 57
9.3. Codul Utilizat pe ntru RFID………………………………………………………………….. …………… .. 58
9.4. Codul utilizat pentru senzorul ultrasonic………………………………………………… …………….. 60
9.5. Codul utilizat pentr u display -ul cu led -uri pe 4 biți…………………………………… ……………. 61

Listă de figuri
Figura 1.1. Schema bloc a unui sistem de indentificare RFID …………………………………………. …. 4
Figura 1.2 . Structura prinpipală a sistemelor RFID….. ……………………….. …….. ……………………….. 5
Figura 1.3. Frecvențele valabile pentru sistemele de transmisie radio…… ………………………….. …. 8
Figura 2.1. Elementele EAS de tip RF……………………………………………………………………….. ….. 13
Figura 2.2. Circuitul echivalent pentru un sistem RFID cuplat electric……………………………….. 14
Figura 2.3. Schema pentru un sistem RFID cuplat inductiv………………………………………….. …… 15
Figura 2.4. Structura unui transponder cu undă acustică de suprafată…………………. ………… …… 16
Figura 3.1. Poziția elementelor capacitive (E1 – E4) și elementele inductive (H1 -H4)….. ………. 20
Figura 3.2. Intensitatea câmpului electromagnetic generat de către un cititor utilizat pentru
cardurile de proximitate…………………………………… ……………………………………………………… ……. 22
Figura 4.1. Schema bloc pentru si stemul creat…. ………………………………………………. …………….. 25
Figura 4.2. Dispunerea pinilor pentru cipul Atmega 328 ……………………………………….. …………. 29
Figura 4.3. Platforma de dezvoltare Arduino Revizia 3 ……………………………………. ………………. 30
Figura 4.4. Schema bloc Arduino și conexiunea cu un servomotor ……………………… …………….. 33
Figura 4.5. Schema bloc Arduino și con exiunea cu un senzor ultrasonic ………………….. ………… 36
Figura 4.6. Comanda unui senzor ultrasonic …………………………………. ………………………. ……….. 37
Figura 4.7. Pini de ieșire pentru un display pe 4 biți ……………………………………. ……….. …………. 38
Figura 4.8. Schema electrică pentru conectarea unui display pe 4 biți cu placa de dezvoltare
Arduino…… ………………………………………………………………………….. …….. …………………… …………. 40
Figura 4.9. Placa de test cu 170 puncte de conexiune…. ……………………………………………. …….. 41
Figura 4.10. Montajul realizat practic pentru tema propusă………………………. ……………………… 42

Listă de tabele
Tabelul 3.1 . Standardele valabile pentru cardurile inteligente fără contacte …………………………. 19
Tabelul 4.1. Caracteri stici Tehnice pentru Arduino Uno………………………………………………… …. 32
Tabelul 4.2. Caracteristici Tehnice pentru Servomotoare………………………………………………….. 34
Tabelul 4.3. Caracteristici Tehnice pentru Senzorul Ultrasonic …………………. ………………………. 37
Tabelul 4.4. Caracteristici Tehnice pentru display -ul pe 4 biți.. ………………….. ……………………… 39
Tabelul 4.5. Reprezentarea pinilor………………………………………………………….. ……………………… 40
Tabelul 5.1. Meniuri speciale pentru Arduino Uno IDE…………….. …………….. ……………………… 44

Abrevieri

RFID – Radio Frequency Id entification
IDE – Integ red development enviroment
MISO – Master and Out Slave
MOSI – Master and aut Slave IN
SCK – Serial clock
SS – Slave Select
SAW – Acuostic wave sistem
EAS – Electronic Article Survillance
UIT – Uniunea Internațională a Comunicațiilor
SRAW – Memorie statică cu aces aleator
ETSI – European Trchnical Standardisation Institute
AIDC – Indentificarea automată și reținerea datelor
CRC – Cyclic Redundancy Check
ASRO – Asociația de Standardizare din România
ISO – International Organization for Standardisation
ISM – Industrial Scientific and Medical
SRD – Short Range Device
AVCOM – Acordul Național de Administrare și Reglementare în Telecomunicații
PICC – Proximity Integrated Circuit Card
CAD – Continuing Professional Developeent
SPI – Interfață Serială Periferică
AREF – Analog Reference

I2C – Inter – Integer Circuit
SDA – Serial Data
SCL – Line Clock
UART – Universal Asynchromus Reciver
CCD – Catodul cu afișaj comun
CAD – Anodul cu afișaj comun
IDE – Integrated Device Electronics
DIO – Data imput Output
SRAM – Static Random Acess Memory
PWM – Pulse With Modulation
EEPROM – Electrically Erosable Programmble Red – Only Memory

1
INTRODUCER E
Motivație
Identificarea prin radio -frecvență, prescurtat RFID (Radio Frequency Identification),
marchează o nouă evoluție a societății informaționale, ca urmare a creșterii volumului
informaț ional, a diversificării științelor, a apariției mai multor sisteme. În aceasta era a
tehnologiei totul se află într -o continuă schimbare și dezvoltare pe toate domeniile tehnologice,
această schimbare se manifestă în moduri în care de multe ori depășeș te și cea mai bogată
imaginație. Această tehnologie ut ilizează comunicațiile de radio frecvență pentru indentificarea și
stocarea datelor. Sistemele RFID sunt utilizate pentru a inde ntifica și localiza obiecte , oam eni,
vehicule , animale etc. Deoarece această tehnologie este atât de bine extinsă pe to ate planurile și
într-o continu ă dezvolta re, conce ptul de RFID este tot mai des întâlnit . Tehnologia RFI D este
deja utilizată în foarte multe domenii, u n exemplu poate fi controlul acc esului într-o încăpere sau
clădire , unde sunt utiliz ate carduri de proximitate , care au rolul de a oferi pers oanelor căi de
acces bine definit e. O altă util izare este folosită în cardurile de credi t bancare, această i dee a fost
implementată pentru plăți cu cardul de credit rapid și eficient cu sume stabilite de c ătre utilizator ,
iar tranzacțiile nu p oate fi efect uate de două ori (tipul de plată contactless) . Cartelel e de
proximitate sunt utilizate și pentru sistemul de acces al vehicu lelor în spații le de parcare . Acest
sistem ce utilizează tehnologia RFID pune în evidenț ă controlul traficului din parcare ,
evidențiind în timp real câte autovehicule au intrat și au ieșit din respectivul spațiu . Cardurile de
proximitate cunoscute și sub numele de carduri de control al acces ului, sunt cărți de i dentitate
care conțin date programate pentru un singur utilizator. Toate cardurile d e proximitate conțin un
mic c ip în structura internă, ce conține informațiile scrise (stocate într -o zonă de memorie) și
circuite de conversie sau modulație a informațiilor primite -recepționate . Tehnologia RFID este
din c e în ce mai comună , deven ind parte din viața cetățenilor, într-o serie de domenii precum:
sănătate, aviație , logistică, securita te, transporturi publice , comerț , dar în special pentru o mai
mare siguranță a produselor și o retragere rapidă a acestora . Un mare avantaj față de celelalt e
tehnologii actuale o reprezintă faptul că RFID înbunătățește viteza de transfer a inf ormațiilor
transmise și înlătura intervenția personalului uman din procesele respective . Unica metodă
existentă ce colecționare a datelor este prin utilizarea unui sistem automat de procesare.
Utilizarea tehnologiei RFID este în plină d ezvolatare în momentul de față, iar practic utilitate a
sistemului RFID este extins pe toate domeniile amintinte mai sus . Acronimul folosit pentru
RFID este un termen generic utilizat pentru tehnologiile care folosesc undele radio , nu doar
pentru sistemele folosite în identificarea și trasabilitatea obiectelo r.

2
Obiectivul lucrării
Obiectivul unui astfel de proiect de diplomă constă , în demonstrarea capacității
intelectuale de a sintetiza cun oștințele . Acestea au fost acumulate pe tot parcusul cercetării
surselor prin parcurgerea atentă și listarea ideilor, argumentelor, demonstrațiilor, ipotezelor,
sistemelor conceptuale metodologice, enunțurilor, explicațiilor și concluziilor privind subiectul
cercetării, formându -mi astfel o viziune de asamblu asupra realizărilor anteri oare în domeniu și
tema prop usă. Prin elaborarea și susținerea proiectului, se demostrează cunoașterea teoretică a
domeniului și capacitatea de a realiza în mod independent o cercetare bibliografică prezentată în
primele capitole ale lucrării. Tema aleasă pentru acest proiect de dipl omă este ,,Administrarea
unui spațiu de parcare pentru un hotel folosind tehnologia RFID ”. Toate etapele pe care le -am
urmări t pentru efectuare a și finalizarea acestui proiect sunt bine structurate și argumentate .
Obiectivul principal a acestei lucrării de diplomă este de a i mplementa un sistem bine definit și
eficient folosind tehnologia cu indentificare prin radiofrecvență , cu scopul de a aduce sau de a
dezvolata o nouă modalitate de utilizare a tag-urilor RFID , pentru controlul și admin istrarea unui
spațiu de parcare, sporind eficient controlul automobilelor, viteza de circulație și securitatea din
cadrul acestuia . Am ales acestă modalitate de indentificare automată care utilizează tehnologia
RFID deoarece poat e transmite date la distanță fară contact cu cititorul , iar în comparație cu
celelalte tehnol ogii de indentificare existente acelerează achiziția datelor și elimină intervenția
umană în procesele de control și sortare. Tag -urile și cititoarele RFID nu conțin piese în mișcare,
iar intreține rea lor este foarte redusă, ast fel ele pot funcționa în condiții severe de mediu pentru
perio ade lungi de timp. Avantajele utilizări i cardul ui de proximitate în acestă temă de proiect
este că nu necesită contact direct cu cititorul pentru a funcționa, iar viteza de citire este foarte
mare de ordinul zecilor de milisecunde. Pe unele tipuri de tag -uri informația poate fi citită și
rescrisă , citirea se poate face și p rin anumi te obiecte nemetalice ex: carton, vopsea, pastic, sticlă,
etc. Deoarece etichetele RFID sunt în cea mai mare parte pasive , fiind și tipul folosit în acest
proiect de licență, transferul de putere se realizează prin cuplarea câmpului magnetic generat de
către antena cititorului cu antena tag -ului. Câmpul necesar pentru a activa un tag RFID pasiv
poate fi de la 100m A/m iar identificarea poate fi realizată începând de la o dista nță de 7cm –
15cm în cazul tag -urilor de proximitate, până la 1m pentru tag -urile folosite în trasabilitate și
localizare. Dacă se cunoaște intensitatea câmpului generat de o antenă RFID provenită de la un
cititor, se poate calcula foarte ușor distanța de id entificare a tag -urilor din jur. Indentificarea unui
card se face după un cod unic care este păstrat în memoria cipului .

3
Metodica lucrării
În elaborarea acestui proiect trebuie parcurse anumite etape. Aceste etape fac par te din
managementul proiectului. Pe parcursul elaborăr ii proiectului, informațiile sunt bine argumentate
și susținute pe baza documentării care est e o etapă necesară a cercetării și are drept scop
cunoașterea experienței șt iințifice în domeniul supus inves tigației de cunoaștere a realității.
Proiectul este structurat pe 9 capitole, primul dintre ele fiind capitolul de introducere,
urmând capitole în care am descris tot ce am utilizat în această temă de licență. În primul capitol
am prezentat și exp licat do ar generalității despre RFID (Indentificare prin radiofrecvență), și
anume din ce este realizat un astfel de sistem , pe ce frecvență operează și cum funcționează. În
capitolul 2 am exemplificat câteva sisteme RFID diferite . Capitolul 3 prezintă standardele ISO și
anume 10536, 14443, 15693 care sunt cele mai utilizate standarde pentru cardurile inteligent e în
domeniul de frecvență de 13,56 MHz . Capitolul 4 conține totalitatea comp onentelor electronice
utilizate pentru a implementa sistem ul final de gestiune a parcării hotelului. În capitolul 5 este
descris program ul software utilizat , cu prezentarea mediului de programare (Integred
development enviroment – IDE) , folosit în mod spe cial pentru kit-ul de dezvoltare Arduino.
Capitolul 6 este un capitol prin care demonstrez anumite situaț ii reale utilizând și alte
componente electronice pentru a realiza un sistem cât mai complet posibil. În capitolul 7 am
argumentat descrierea sistemului RFID și de ce am ales acest tip de sistem care funcționează prin
radiofrecvență dar și anumite avantaj e și dezavantaje ale sistemului. În capitolul 8 este descrisă
bibliografia completă folosită pe tot parcusul cercetării, de unde au fost extrase informații
esențiale folosite pentru parcurgerea atentă și listarea ideilor, argumentelor, demonstrațiilor,
explicațiilor și concluziilor privind subiectul cercetării în domeniu și tema propusă. Ultimul
capitol este pentru anexe și descrie codurile sursă pe care le -am folosit pentru a realiza
interoperabilitatea componentelor hardware din proiectul practic implementat .

4

Capitolul 1. RFID – indentificare prin radiofrecvență

1.1. RFID – definiție
În momentul de fa ță, termenul de RFID sau Indentificare prin Radiofrecvență , este tot mai
des întâlnit , deoarece reprezintă cea mai dezvoltată și cea mai promițătoare metodă de
indentificare automată pentru culegerea datelor în momentul actual, chiar dacă tehnologia
avansează pe toate domeniile cu o viteză incredibilă . Acronimul folosit pentru RFID este un
termen generic utilizat pentru tehnologiile care folosesc undele radio care indentifică automat
anumite produse finite, o biecte sau de a detecta dispozitive care utilizează această tehnologie un
exemplu find cardurile d e proximitate, care oferă căi de acces în locuri securizate sau locuri
publice , contra cost , pentru vehicule în spațiile de parcare.
Un sistem RFI D este comp us de obicei din trei componente esențiale:
• Un cititor ;
• Un tag;
• O interfață de procesare a datelor , care de cele mai multe ori este instalată pe un PC .
Cititorul conține componente electronice, care sunt folosite pentru emisia și recepția
semnal elor de la tag ; un microcon troler care indentifică și deco difică datele recepționate unde o
memorie are rolul de a înregistra datele primite și de a le stoca pentru o transmisie viitoare.
Cititor ul are conectat ă o antenă, care face posibilă recepția și transmisia datelor . Această antenă
poate fi incorporată în interiorul cititorului sau poate fi separată la o anumită distanță fată de
celelal te componente electronice .
Fig. 1.1. Schema bloc a unu i sistem de indentificare RFI D

5

Un tag RFID de proximitate conține un cip electronic numit transponder . Acesta
reprezintă element ul principal care controlează comunicția cu cititoru l. Transponderul poate
conține , fie o memorie RAM fie o memorie ROM și are rolul de a stoca codurile de indentificare
sau alte date. În anumite circumstanțe, cititorul poate să emită un câmp magnetic de o anumită
intensitate care depinde de frecveța sistemului utilizat, în special de puterea de emisie și
dimensiunea antenei. Când un tag trece prin a ceastă arie a câ mpului magnetic , acesta indentifică
și detectează semnalul gener at de către cititor și începe imediat să transmit e informațiile stocate
în memorie. Semnalul generat de cititor oferă atât informații pentru o anumită perioadă de timp
cât și suficientă energie tag -ului pentru a -i asigura posibilitatea de a funcționa. Anumite date de
tact sau timp au rolul de a asigura si ncronizarea comunicației dintre tag și cititor. În cazul unei
conexiuni care duce la alimentare a cu energie a tag -ului se vor parcurge o serie de secvențe ce
permit adresarea unor locaț ii de memorie. Datele decodificate în acel interval de timp sunt
trans mise înapoi cititorului. Atunci c ând cititorul primește nou l set de date, le decodifică și vor f i
supuse unui test pentru validare denumit CRC – cyclic redundancy check . În cazul în care , datele
primite trec de testul de validare, ele sunt transmise în continuare unui computer sau unui sis tem
de procesare a datelor prin intermediul unui protocol de comunicație specific.
Fig. 1.2. Structura principală a sistemelor RFID
Unul din dezavantaj ul tehnologiei actuale , dar și pentru orice circuit electronic modern ,
mai mult sau mai puțin complex, este acela că vor dispune mereu de o mică cantitate de energie
care este obținută prin diverse procese , pentru a putea oferi o bună funcționare a dispoziti velor.
Cu referire la prezentarea schematică din Fig. 1.2. funcționarea oricărui sistem R FID se poate
rezuma la următoarele aspecte de bază : Pentru recunoașterea unor obiecte, produse, persoan e,
animale, vehicul e se utilizeză un cititor RFID care emite semnale electromagnetice către
transponderul tag -ului, astfel având loc transferul de date. Când un obiect se află în raza de

6
acțiune a cititorului, transponderul va detecta prezența câmpului electromagnetic de o an umită
intensitate care depinde de frecvența sistemului utilizat în special de puterea de emis ie. În
anumite cazuri transponderul poate transmite semna lele la intervale prestabilite de timp până
când un cititor intră în legătură cu acesta. Acest lucru se po ate întâmpla doar pentru
transponderele active. Odată ce conexiunea dintr e cititor si transponder este stabilită pentru o
mică p erioadă de timp, cititorul identifică răspunsul de tip ID sau un ID+ și corelează sau
interpretează datele primite de la transpo nder. Pe toată durată desfășurării acestei acțiuni de
transmisie a datelor se pot desfășura diferite operațiuni , ca de exemplu:

• Comunicația încetează;
• Informația de pe transponder este ștearsă;
• Are loc un dialog pentru modificarea sau actualizarea datelor din transponder.

În momentul actual se utilizează , pe un domeniu foarte extins , mai multe procedee de
indentificare automată, în esență mai multe produse sau variante, care utilizează diferite
tehnologi i de ind entificare . Ca și exem ple de procedee ce sunt utilizate actual sunt : optice,
magnetice și cu conta ct electric. Tehnologia utilizată pentru sistemele RFID este asemănatoare
din punct de vedere al operării cu codul de bare. Codul de bare conține un cititor dar și o etichetă
care este atașată de anumite obiecte, fată de sistemele RFID care au la bază un cititor, un ta g sau
cartele integrate pentru a funcționa. Din punct de vedere al funcționării codul de bare utilizează
un fascicol de lumină care scanează peste etichete și indetifică codul de bare. RFID funcționează
cu ajutorul unui câmp electromagnetic cu care transmi te datele și face posibilă comunicarea
dintre cititor si tag -ul astfel nu mai este necesar contactul direct cu echipamentul de citire.
Codurile de bare sunt utilizate sub formă de etichete, care sunt citite cu ajutorul unui scaner
optic având o rază cit ire cuprinsă între 1 mm respectiv 1 cm. RFID reprezintă cea mai recentă și
cea mai avansată tehnologie de indentificare automat ă care acționează prin proximitate .
1.2. Indentificarea automată a datelor
Indentificarea automată și reținerea datelor (AIDC), este o metodă automată de
indentificare strict ă utilizată pentru a indentifica diferite obiecte și de a colecta date. În acest
domeniu de indentificare automată sunt luat e în considerare și următoarele:
• Codurile de bare;
• Recunoașterea caracterelor optice;
• Recunoașterea voci i;

7
• Indentificarea prin radiofrecvență (RFID);
• Cardurile inteligente.
În ultimii ani, procedurile de indentificare automată și reținerea datelor (AIDC) sunt
utilizate într -o gamă largă de aplicații . O evoluție o mniprezentă pe piață pentru a i dentifica
diferite produse este codul de bare care a declanșat la apariția lui o revoluție în sistemele de
indentificare cu ceva timp în urmă. Codurile de bare sunt citite ș i decodate cu ajutorul uni senzor
sau ,,scaner ”, acesta măsoară reflexia luminii și interpretează codurile drept cifre și litere, iar
datele sunt transmise unui dispozitiv de gestionare a datelor . Pe parcursul anilor , sistemul de
indentificare folosit pentru codul de b are a devenit tot mai inadecvat deoarece au fost descoperite
tot mai multe dezavantaje, una din problemele codurilor de bare se referă la mecanismul de citire
optic, codurile de bare trebuie sa fie orientate în mod direct către cititor, dacă codul de bare este
îndoit sau produsul este m urdar nu mai este posibilă citirea datelor, un alt dezavantaj este că nu
se poate face citire a simultană a mai multor coduri de bare. Din punct de vede re tehnic, soluția
optimă ar fi stocarea datelor într -un cip de siliciu, iar cea mai comună formă de disp ozitive
electronice existente și purtătoare de date utilizate sunt cardurile inteligente . Acesta tehnologie
folosește câmp uri electromagnetice pentru a i dentifica automat obiectele. În ultimii ani,
identificarea fără contact a fost în curs de dezvoltare în tr-un domeniu interdisciplinar și
independent dar această denumire nu se mai potriveste în oricare din domeniile convenționale.
Din această cauză proceduri le utilizate pentru transferul de putere și de date folosite în sistemel e
de indentificare fără cont act au fost numite RFI D sau indentificare prin radio frecvență.
Identificarea prin Radio Frecvență este un sistem tehnologic destul avansat care se ocupă în mod
automat de achiziționarea datelor RFID, în momentul de față aceast sistem de indentificare est e
tot mai des întâlnit în viața de zi cu zi.
1.3. Frecvența de operare a unui sistem RFID
Un anumit numă r de factor i sunt responsabili pentru a determina raza de acțiune a unui
sistem RFID . Un rol impo rtant îl are antena cititorului. În momentul de față, sistemele RFID
utilizează o gamă diferită de frecvențe bine cunoscute și stricte, cuprinse de l a 125/135 kH z
low frequency (unde lungi ) până la peste 5,8 Ghz – Microu nde. Aceste frecvențe sunt bin e
implementate în sistem, deoarece nu este permis să interfereze sub nici o formă cu alte sisteme de
radiotelecomunicații. Deoarece sistemele RFID generează unde electromagnetice, acestea sunt
clasificate în mod legal ca sisteme radio. Este deosebit de im portant să se asigure că sistemu l
RFID nu interferează cu alte sisteme sau frecvențe radio, cum ar fi serviciile de radiocomunicații
marine și aeronautice, telefoanele mobile, servicii de securitate, poliție.

8

Necesitatea de a -și exercita extinderea pe o anumită frecvență în cea ce privește alte
servicii de radio este restricționată semnificativ pentru gama de frecvențe pe car e poate opera
adecvat un sistem RFID . Din această cauză pentru a pune în funcțiune acest sistem și de a obț ine
o bandă de frecvență adecvată sistem ului, s -a recurs la o repartiție a frecvențelor pentru o imensă
varietate de utilizări. Au loc anumite alegeri în funcție de utilizările pe regiuni, continente, țări
de către organizațiile internaționale sub directa de supr aveghere a lui UIT – Uniunea
Internațională a Telecomunicațiilor. În Europa de această problemă se ocupă ETSI – European
Technical Standardisation Institute, prin comisii special concepute . Iar pentru fiecare țară în parte
există organizații specializate pentru alocarea de frecvențe. În Români a de acest aspect se ocupă
Ministerul Comunicațiilor prin Acordul Național de Administrare și Reglementare în
Telecomunicații , ANCOM. Două sisteme ISM clasice lucrează cu frecvențele de 13,56 Mhz și
2,45 Ghz, care su nt încă folosite intens pentru sistemele RFID de astăzi. În anul 2000 au apărut
noi intervale de frecvențe care fost create special pentru sistemele RFID , iar sistemele ISM au
fost îm bunătățite. Sistemele RFID nu sunt în general clasificate ca aplicații I SM, dar în Europa
sunt tratate ca și aplicații separate cu rază mică de acțiune SRD. Aceste dispozitive cu rază mică
de acțiune sunt versatile, considerate dispozitive cu uz profesional, dar și privat, cum ar fi
modelul de control la distanță, de deschide re a ușilor de garaj, sisteme de închidere centralizată,
detectoare de mișcare sau de indentificare a vehiculului.
Figura 1.3. Frecvențele valabile pentru sistemele de transmisie radio

9
1.3.1. Sistemul de calcul
Sistemul de calcul este compus din două părți i (Hardware și Software ), care lucrează
împreună pentru colectarea automată a datelor și interpretarea acestora . Termenul „hardware ”
este utilizat pentru a descrie absolut toate componente electronice dar și mecanice ale sistemului
de calcul, partea fizică. Prin termenul de „software ”, se înțelege asa mblul programelor,
procedurilor și rutinelor care controlează funcționarea eficientă a componentelor hard ware . În
lume există nenumarate programe software și biblioteci de rutină care au rolul de a asigura
comunicarea și procesarea datelor primite de la cititoarele RFID . Pentru o bună funcționare a
sistemului de calcul producători i au implementat nenumăr ate sisteme și biblioteci speciale pentru
calcul. Sistemul de calcul trebuie să fie foarte bine implementat deoarece majoritatea operațiilor
logice folosesc sistemul de calcul dar ș i alte sisteme interne.
Orice sistem de calcul are rolul de a îndeplini următoarele ce rințe:
• Să comunice cu cititoarele fixe și mobile pentru a prelua datele și pentru a transmite
datele care trebuie înscrise;
• Să ofere posibilitatea de accesare a informațiilor care vor fi scrie pe etichete;
• Să mențină și să actualizeze o bază de date locală, care poate fi folosită în timp pentru
prelucrarea datelor anterioare.

1.4. Securitatea și protecția informaț iilor RFID
Fiecare aplicaț ie este complet independentă iar datele sunt manipulate de altă aplicație și
vor dispune de cheia sa unica din memoria cardului . Cerințele de securitate care sunt utilizate
pentru aplicațiile RFID referitoa re la criptare și indentificare sunt evaluate foarte precis cu scopul
de a elimina cât mai multe posibilității de scurgere a informației în faza de implementare. Pentru
a fi creat un sistem cât mai complet și eficient, un sistem RFID, trebuie să fie expus teoretic în
situația că poate fi atacat prin diferite mijlo ace, pentru a se obține datele de pe card . Nivelul de
securitate a crescut exponențial , deoarece hackeri sau cra ckeri (infractori ), elimină sau ocolesc
aplicațiile de securitate cu scopul de a fura date sau informații . Aceștia au devenit o amenințare
la nivel mondial, indiferent de metoda pe care o utilizează , scopul fiind mereu de a afla anumite
informații sau date ilegal. În momentul de față, R FID rămâne o tehnologie în curs de dezvolatare ,
iar cercetarea și dezvoltarea funcțiilor criptografice, criptare a simetrică, coduri de indentificare
pentru mesaje și ge neratoare de numere aleatoare, vor înbunătăți securitatea pentru tehnologia
RFID. Există o varietate de soluții pentru abordarea problemelor de securitate și confidențialitate.

10
Capitolul 2. Tipuri de Sisteme
2.1. Sisteme active și pasive
Un criteriu de distincție important pentru diferitele sisteme RFID este modul în care
funcționează alimentarea cu energie a transponderului. Indi ferent de modalitatea utilizată , datele
stocate în transponder sunt indentificate de către un cititor prin intermediul unui câmp
electromagnetic și astfel devine posibil comunicarea dintre cititor si transponder dar pentru
activarea transponderului este nevoie de o oarecare cantitate de energie obținută prin următoarele
surse de energie :
• De la o baterie proprie – utilizată pentru transponderele active;
• De la câmpul electromagnetic generat de cititor – utilizată pentru transponderele pasive.
Sistemele RFID active sunt compuse dintr -un ci titor, tag și o antenă față de sistemele
RFID pasive care sunt compuse dintr -o antenă și un microcip. Sistemele active posedă propria
lor sursă de alimentare și un transmițător. Pentru acest tip de sistem activ marele avantaj este că
pot transmite infor mațiile pe distanțe mari cuprinse între 30 m și 80 m. Unul din dezavantajele
acestui sistem este că bateriile au o durată limitată de energie . Etichetele RFID pasive captează
undele electromagnetice transmise de către dispozitivul de citire RFI D iar citito rul transmite
energia la o antenă care crează un câmp electromagnetic pe o anumită frecvență radio . Semnalul
transmis de către cititor deține date temporare dar și suficientă energie p entru a -i asigura
funcționarea. Avantajul acestui tip de sistem pasiv este că durata de activitate este teoretic
nelimitată, dar dezavantajul find raza mică de trans mitere a datelor, cuprinsă între 1 – 10 cm.
Etichetele semi -pasive sunt similare celor active, dar diferența este că , comunicarea dintr e
transpoder ș i cititor nu este în mod contiunuu, aces t lucru conservă bateriile iar etichetele RFID
semi -pasive rămân într -un mod de tip sleep până când sunt detectate și conectate din nou la
dispozitivul de citire. Ambele transpondere RFID, atât active dar cât și pasive, au nevoie de un
câmp magnetic sau electromagnetic pentru a transmite datele. Există totuși limitări fizice care
afectează în mod substanțial intervalul de citire realizabil. Puterea de transmisie permisă pentru
citirea sistemelor RFID este cuprinsă într -un interval realizabil în funcție de banda de frecvență.
Indiferent de modalitatea de comunicare, toate sistemele RFID, cu excepția celor de 1 bit,
necesită acumularea unei cantități energie emisă de către dispozitivul de citire. De obicei , pentru
transpond ere pasiv e poate fi utilizat ca fiind o memorie în care se află o informație și care poate
fi citită de cătr e cititorul aflat în vecinătate fără a exista contact între transponder și cititor.
Capacitatea de stocare a datelor într -un transponder pasiv a crescut semnificativ.

11
2.2. Modalitatea de transmisie
Sistemele RFID există în numeroase variante, din această cauză există diferi te
caracteristici care pot fi i dentificate și folosite pentru diferențierea modelelor. Sistemele RFID,
funcționează conform unor proceduri fundamentale și anume:
• Sisteme full duplex FDX;
• Sisteme half duplex HDX;
• Sisteme secvențiale SEQ.
În sistemele full și half duplex, răspunsul tag -ului este transmis către cititor pe toată
durata conexiunii dintre cele două componente. D eoarece semnalul tag -ului direcționat către
antena de recepție a cititorului poate fi slabă în comparație cu semnalul transmis de către
dispozitivul de citire , sunt implementate anumite măsuri de transmisie corespunzătoare pentru a
face posibilă o comparaț ie între semnalul tag -ului și semnalul provenit de la dispozitivul de
cititre RFID. În practică transferul de date dintre tag și dispozitivul de citire se face cu aj utorul
unui semnal de modulare. Procedurile secvențiale se adresează unui sistem prin care
dispozitivului de citire îi este întrerupt câmpul electromagnetic pentru scurte perioade de timp. În
acest interval de timp în care nu există semnal emis de către cititor, tag -ul va recunoaște aceste
întreruperi și va începe să transmită datele către dispo zitivul de citire. Un dezavantaj în această
procedură de întrerupere este că se pierde din puterea tag -ului în timpul pauzei de transmisie,
putere ce trebuie compensată prin diferite metode auxiliare cum ar fi: adăugarea de condesatoare,
sau baterii care p ot asigura puterea necesară datorită acumulării de energie din condesatoare sau
baterii. Această metodă de detectare a prezenței tag -ului este perfectă pentru a îndeplini funcția
de monitozare simplă sau semnalizare. În sistemele de microunde se utilizează în special
memoriile SRAM (memorie sta tică cu acces aleator) folosite pentru stocarea de date și de a
facilita cicluri de scriere foarte rapide. În sistemele programabile, pentru a avea acces la scriere și
citire în memorie, este necesar să fie controlate de către logica internă a procesorului de date.
Secvențele foarte complexe pot fi realizate folosind mașini de stare programabile. Dezavantajul
mașinilor de stare este flexibilitatea lor cu privire la modificăril e aduse fucțiilor programate.
Astfel de mo dificări au loc în structura circuitului integrat respectiv în cipul de siliciu. Utilizarea
unui microprocesor adu ce înbunătățirii considerabile. Un sistem de operare pentru gestionarea
datelor este inclus în procesor din timpul fabricării folosind o mască specială. În acest mod se pot
face mai ușor modificări ale programului propriu -zis, iar software -ul poate fi adaptat foarte ușor ,
fiind creat special pentr u a efectua diferite operațiuni de lucru. În cazul cardurilor inteligente
fără contact, se utilizea ză o maș ină de stare pentru a scrie sau citi informațiile în memorie.

12
Aceste carduri mai sunt cunoscute și sub numele de ,,carduri de memorie”. Tehnologia
utilizată la tag -uri permite stocarea de date prin utilizarea unor fenomene fizice. În această
categorie intră și tag -urile cu undă de suprafată care pot fi doar citite, dar tot în această categorie
poat intra și tag -urile de 1 bit care pot fi de obicei dezactivate sau setate la 0, dar de foarte puține
ori reactivate sau setate la 1. O caracteristică fo arte importantă a sistemelor RFID, este sursa de
alimentare utilizată în cazul tag -ului. Tag -urile pasive nu au propria lor sursă de energie, ele
depinzând de câmpul electric, magnetic sau electromagnetic emis într -o arie a cărei mărime
depinde de frecvenț a sistemului și puterea de emisie a dispozitivul de citire și dimensiunile
antenei. Pentru a avea puterea de a funcționa în condiții optime, atâta timp cât tagul este
alimentat, programul software implemantat în transponder parcurge o serie de secvențe ce permit
adresarea unor locații de memorie, datele citite fi ind transmise apoi cititorului. În cazul tag -urilor
active, ele depind în permanență de o sursă de energie auxiliară. Această sursă de energie
auxiliară este obținută din baterii sau condesatoare sp eciale alimentând microcipul care este
responsabil cu partea de procesare a datelor. Una din cele mai importante caracteristici ale
sistemelor RFID, este frecvența de operare pe care funcționează sistemul fiecărui dispozitiv.
Frecvența de operare a unui si stem RFID este semnalul purtător care este transmis dispozitivului
de citire. Frecvența de transmitere a tag -ului trebuie să fie corelată cu frecvența cititorului.În cele
mai multe cazuri este aceași frecvență transmisă. În practică puterea de transmisie a tag -ului este
mult mai mică decât cea a dispozitivului de citire. Indiferent de modalitatea de comunicare
folosită în dispozitivele RFID, cu excepția celor de un 1 bit, toate depind de necesitatea unei
surse de energie.

2.3. Tag-ul cu memoria de 1 bit
Bitul este o unitate de măsură pentru cantitatea de informație utilizată în domeniul
comunicațiilor digitale și poate avea două stări posibile 0 și 1. În funcție de aceste stări
transponderul poate transmite către cititor una din cele două posibile informații:
• Tag-ul se află în aria de citire;
• Tag-ul nu se află în aria de citire a cititorului.
În această situație cantitatea de informație stocată și transmisă este foarte mică, iar
utilizarea unui astfel de sistem este limitat. Tag -urile de un bit sunt foarte utilizate în sistemele
EAS – Electronic Article Surveillance (Supr avegherea electronică a articolelor) . Tehnologia
RFID folosită pentru sistemele anti -furt sun t întâlnite adesea în magazine, depozite, dar și alte

13

mici intreprindere private care doresc să înbunătățească securitatea și să limiteze furtul de
produse din cadrul acestuia.
Un sistem EAS este format din următoarele componente:
• Cititor;
• Tag (elementul de securitate);
• Dispozitiv de dezactivare a tag -ului.
După efectuarea p lății sau înregistrării transferului unui bun securizat are loc dezactivarea
tag-ului. Cel mai frecvent această dezactivare are loc odată cu citirea codului de pe produs, în
anumite cazuri este nevoie de un dispozitiv de reactivare a tag -ului de securitate . Una dintre
metodele confidențiale utilizate de către personal, reprezintă comanda ,,kill”. Aceasta este
folosită pentru produsele cu tag -ul care se dorește a fi distrus. Această comandă deconectează
antena sau scurcircuitează condesatorul al tag -ului re spectiv. Pentru a asigura o bună funcționare
a sistemelor EAS, există doi parametri importanți. Un parametru este cel care caracterizează rata
de detecție care trebuie să fie extrem de ridicată. Iar cel de -al doilea parametru este mărimea
antenei și putere a de emi sie a câmpului electromagnetic, a cești doi parametrii stabilesc raza de
acțiune a dispozitivului de citire.
Fig 2.1. Elementele unui sistem EAS de tip RF
Un sistem de mai mare acuratețe este cel format dintr -un asamblu de două porți în care
una este o poartă transmițătoare a câmpului magnetic, iar a doua este poarta receptoare care este
perfect sincronizată pe frecvența câmpului electromagnetic emis. Din pu nct de vedere
constructiv cele două porți ca și dimensiune sunt practic indentice. Aceste sisteme sunt cel mai
adesea întâlnite datorită sensibilități ridicate pentru detecție. Din punct de vedere al securității

14
acest sistem este foarte util pentru magazin e, depozite, dar și alte interprinderi care necesită un
sistem antifurt, astfel cu ajutorul acestui tip de sistem de supraveghere electronică a articolelor
care face posibil ă urmărirea anumitor produse foarte ușor.
2.4. Sistemele RFID cuplate electric
Un sist em cuplat electric pentru a transmite date și energie utilizează câmpurile
electrostatice. Sistemele RFID cuplate electric se mai numesc și capacitive deoarece antena
citittorului și a transponderului se comportă ca doi electrozi a unui capacitor. Antena c ititorului
se construiește sub forma unui arii conductoare (care formează primul electrod).
În sistemele cuplate electric, cititorul generează un câmp electric puternic de înaltă
frecvență care asigură puterea necesară pentru a face posibilă conexiunea cu un transponder.
Antena cititorului constă sub forma unei arii conductoare (care formează un prim electrod), în
general dintr -o folie de metal aplicată pe un suport din plastic sau chiar dintr -o placă metalică. În
cazul în care o tensiune de înaltă frecvență este aplicată electrodului, acesta formează un câmp
electric de înaltă frevență între electrod și potențialul pământului (sol). În cazul în care un
condesator devine activ între transponder și antena de transmisie CR−T și între antena
transponderului ș i potențialul de împământare CT−GND circuitul echivalent pentru un cuplaj
electric poate fii considerată într o formă simplificată ca un divizor de tensiune cu elementele
CR−T , RL (Rezistența de intrare a transponderului) și CT−GND din Fig 2.2.

Fig 2.2. Circuitul echivalent pentru un sistem RFID cuplat electric
În cazul în care un transponder cuplat electric este plasat în zona de interogare (citire) a
unui cititor, rezistența de la intrare RL a transponderului acționează asupra circuitului rezonant al
cititorului, prin intermediul unei capacități de cuplare CR−T care devine activă între electro zii
transponderului și cititor astfel amortizând ușor circuitul rezonant . Această amortizare poate fii

15

comutată între două valori prin itermediul unui rezistor Rmod care m odulează rezistența de
sarcină (folosită pentru tran smisia datelor împreună cu un (comutator electronic).
2.5. Sistemele RFID cuplate electromagnetic
Majoritatea sistemelor RFID funcționează pe principiul de cuplaj inductiv
(electromagnetic). Sistemele RFID existente folosesc frecvențe de operare sub 30 de MHz și
implicit au o arie de operare de maxim 1,2 – 1,5 m. Există sisteme RFID ce funcționează pe
frecvențe d e operare 868 MHz (Europa), 915 (SUA), 2.4 GHz și 5.8 GHz. În cazul transferului
de energie prin câmp electromagnetic analiza sistemelor RFID trebuie să tină seamă de teoria
câmpului îndepărtat. Inducția electromagnetică este tensiunea produsă pe un conduc tor situat
într-un flux magnetic. Faraday a constantat că tensiunea produsă în jurul unui conductor este
proportional cu viteza de variație a fluxului magnetic pe orice suprafață delimitată de această
cale.
Legea lui Faraday: ε= dϕB
dt
În cazul sisteme lor RFID cuplate electromagnetic tehnica utilizată pentru transmisia
datelor de la transponder la cititor f olosește modulația reflectată. O undă electromagnetică se
reflectă de obiecte doar dacă au dimensiuni mai mari d ecât jumătate din lungimea sa de undă.
Energia reflectată este proportional cu aria efectivă de reflexie normală pe direcția undelor
incidente. Sistemul RFID cuplat electromagnetic este utilizat în mare parte pentru transponderele
RFID pasive care sunt formate dintr -un cip integrat și o bobină care reprezintă anten a.
Fig 2.3. Schema pentru un sistem RFID cuplat inductiv

16

2.6. Transpondere cu undă acustică de suprafață
Dispozitivele cu undă acustică de suprafață (SAW) se bazează pe efectul piezoelectric și
dispersia undelor pe o suprafață la o viteză mică. Fenomenul fundamental care stă la baza
dispozitivelor SAW este materialul piezoelectric, care este format de obicei dintr -un cuplaj a
unui material electric și o propietate mecanică a unui cristal dielectric. Materialele piezoelectrice
sunt ma teriale de înaltă densitate și energie, ce pot produce un câmp electric, materialele
piezoelectrice pot fi împărțite în două mari categorii: cristale și ceramice, majoritatea
materialelor piezoelectrice și feromagnetice sunt fabricate din nituri de oxizi din metale și
semiconductori, procesul de depunere și cr istalizare implică de obicei temperaturi mari cuprinse
între 20 0° – 800° grade C elsius. Materialele monocristaline sau policristaline supuse unei
acțiunii sau unei presiunii mecanice generează o tensiune electrică , acesta fiind efectul
piezoelectric direct, iar sub acțiunea unui câmp electric suferă o deformare mecanică aceasta
fiind efectul piezoelectric indirect. Atunci când propagarea are loc pe s uprafața cristalului
piezoelectric , propagarea se face aproximativ cu viteza sunetului fiind 3 -4 km/s numite unde
acustice de suprafată – SAW. Dacă distanța dintre doi electrozi este = ⅄/2 unde ⅄ este lungimea
de undă a lui SAW, pe suprafată apare fenomenul de rezonanță care se poate manifesta astfel:
• În cazul efectului invers: generarea undei elastice de amplitudine maximă;
• În cazul electului direct: generarea unei tensiuni electrice de amplitudine maximă.
Dispozitivele SAW lucrează pe frecvențe înalte cuprinse pe un domeniu de 500 MHz și
peste 3 Ghz, corespunzătoare distanțelor realizabile în depunerile metalice ale traductorilor.
Fig 2.4. Structura unui transponder cu undă acustică de suprafață

17
Când un tren de unde electromagnetice emise de către cititor, are o frecventă de rezonanță
cu cea a tradu ctorului electroacustic pe frecvență de lucru cuprinsă între 2,4 – 2,5 GHz ajunge la
antena transponderului, se va reduce semnalul primit de către SAW în traductorul interdigital.
Unda eleastică se propagă pe suprafată cristalului și se va reflecta de meta lizările reflectorilor,
revenind spre traductor în mod succesiv , astfel apare o întarziere datorată din cauza depărtări i
fiecărui reflector faț ă de traductorul digital. Reflexiile sunt sub formă de trenuri cu unde elastice,
fiecare tren corespunde unui reflector. Când un tren de SAW reflectat de către un reflector în
traductor, se produce conversia în unda elastică care se aplică apoi antenei, devenită undă emisă
de către cititor. Deoarece trenurile de unde reflectate de către reflectori specifici revin în antenă
după anumite intervale de timp variate în funcție de distanța fiecărui traductor fată de reflector,
înseamnă că pe asamblu obținem un șir de impulsuri modulate (codate) în timp PTM (Pulse
Time Modulation). Se pune însă și problema că undele electromagnetic e emise de către cititor
pot fi reflec tate și de obiectele înconjurătoare, iar undele reflectate spre cititor ar putea da
informații false, ca și cum ar fi emise de către tag. Distanța dintre traductor și reflectori este de
ordinu l milimetrilor , undeva la o valoare de 10 mm, iar prima reflexie, spre exemplu, revine la
cititor după un interval de timp ∆t= 2d/VSAW (VSAW = viteza de propagare a undei), pentru d
= 5 – 10 mm și VSAW = 3000m/s rezultă ∆t = 3,5 – 7 µs. Acest interval de timp este mult mai
mare decât timpul în care antena cititorului va interpreta undele reflectate ( de la 100 m, unda
reflectată ajunge după 200/3 ∗108 = 0,7 µs, astfel semnalele utile ajung în antena cititorului cu
mult timp după ce toate reflexii le nedori te s-au epuizat ). Se observă că, prin acest principiu de
funcționare pentru un sistem RFID este secvențial. Iar numărul de reflectori nu poate fi mai mare
decât 10 – 40 astfel se pot transmite numai 16 -32 de biți de date iar scrierea în transponder nu
este posibilă. Fenomenul de reflexie a undelor are loc atunci când, und a transmisă e către un
dispozitiv este reflectată înapoi din mediu acest fenomen are loc atunci când unda transmisă
întâlnește un obiect . Iar reflexia undelor este fenomenul de schimbare a direcției de propagare a
unei unde atunci când traversează suprafaț a de separație a două medi diferite. Structurile
peliculare metalice care asigură transfomarea reciprocă a energiei electrice în energie mecanică
se numesc electroacustici (Electro Transducers) de regulă au forma unor piepteni cu dinții
interpătrunși care se mai numesc traductori interdigitali. Când un set de unde electromagnetice
emise de către cititor, și are o anumită frecvență de rezonanță a traductorului va ajunge la antena
transponderului unde se produc unde acustice de suprafață (SAW), în traductoru l interdigital.
Unda elestică se propagă pe suprafața cristalului și se reflectă pe metalizările reflectorilor,
revenind spre traductor succesiv având o mică întârziere datorită distanței dintre reflector și
traductorul digital.

18
Capitolul 3. Cardu rile int eligente și standardele ISO folosite
3.1. Cardul de proximitate
Cardurile de proximitate cunoscute și sub numele de carduri de control al accesului, sunt
cărți de i dentitate care conțin date programate. În cazul în care un smart card de proximitate,
intră în câmpul de interogare a unui cititor, atunci are loc o relație de comunicare, care este
formată din cititor și smart -card. Toate cardurile de pro ximitate conțin un mic chip în structura
cardului. Avant ajul cardurilor de proximitate faț ă de cele cu cip de contact sau bandă magnetică
stă în durabilitatea și ușurința folosirii, ele nu trebuie trecut e prin cititoare sau introduse în
scannere, ele trebuie doar apropiate de cititoarele de carduri RFID . În int eriorul cardurilor de
proximit ate este un circuit integrat (c ip) și o antenă pentru recepționarea și transmiterea
semnalelor radio, cititoarele de carduri RFID, emit un semnal radio care pune în funcțiune c ipul
din card, care transmite datele stocate cu aj utorul antenei, iar datele vor fi recepționate de către
cititor. Identificarea cardului s e face după un cod unic digital care este păst rat în memoria cipului
plasat în interiorul cartelei unde se află și antena care recepționează și emite un semnal RF pe o
frecvenț ă de 13, 56 M Hz. Sursa de alimentare pentru cartelele de proximitate cuplate inductive
(PICC) este asigurată de c ătre câmpul magnetic alternativ de la un cititor (CPD) pe o frecvență
de transmisie de 13,56 MHz. Câmpul magnetic generat de că tre cititor trebuie să fie cuprins într-
un interval egal cu 1.5 A/m și 7.5 A/m. Astfel intensitatea câmpului electromagnetic de
interogare Hmin a unui card de proximitate este automat, când Hmin, este ≤ 1.5 A/m. Cardurile
de proximitate utilizează stranda rdul ISO 14 443 ce descrie metoda de implementare și parametrii
de funcționare ale cartelelor smart de proximitate. Cartelele smart fără contact care sunt active
pe o rază de 7 ÷ 15 cm, în funcția de cerințele de putere, dimensiunea memoriei și procesorul
integrat . În cazul în care un smart card de proximitate, intră în câmpul de interogare a unui
cititor, atunci are loc o relație de comunicare, care este formată din cititor și sm art-card. Ținând
cont de faptul că pot exista mai multe tipuri de carduri inteligente în zona de interogare a
cititorului, acest standard descrie structur a cadrelor de protocol utilizat e pentru indentificarea a
mai multor carduri de proximitate aflate în z ona de interogare a unui singur cititor RFID. În urma
unei comunicații stabilite între cititor și un smart -card de proximitate, comenzile de citire, scriere
și datele de procesare pot fi tr ansmise către card. Acest standard d e transmisie descrie structura
protoco lului de date, iar acest lucru necesită și procesarea erorilor de transmisie, astfel încât
datele să poată fi transferate fără erori. Aceste protocoale ISO sunt bine reglementate în funcție
de dezvoltarea produsului astfel se asigură calitatea produsului și o bună funcționare a unui
dispozitiv electronic, electric, mecanic etc.

19
3.2. Standardizarea în domeniul sistemelor RFID
Standardele Internaționale ISO au rolul de a asigura că produsele și serviciile sunt sigure.
În acest fel se menține c alitatea și prosperitatea produselor la un nivel ridicat pe plan național și
mondial. Standardele trebuie să fie actualizate periodic pentru a răspunde cerințelor de
standardizare ISO . Dezvoltarea standardelor s -a ef ectuat sub conducerea directă ISO –
International Organization for Standardization, care asigură ca produsele și serviciile să fie
fiablie și de bună calitate, prin comitetele tehnice speciale. Toate organizațiile de standardizare
statale precum Asociaț ia de Standardizare din România ASRO , își elaborează și adaptează
reglementările locale după standa rdele ISO. Organizația care se ocupă în România de
Standardizare este cunoscută sub numele de (ASR O), care are responsabilitatea să asigure și să
gestioneze anumite standarde în România. În anul 1998 a fost pentru prima dată înființată această
organizație nonprofit, prin conducerea directă a Institutului Român de Standardizare dar și cu
ajutorul Centru lui Național responsabil pentru formare și management pentru asigurarea c alității.
Asociația de standardizare din România ASR O este o asociație care reprezintă procesul de
standardizare internațională prin coordonarea activității naționale și schimbul de i nformații
referitoare la standardizare. Formată ca instituție principală și responsabilă de standardizare
conform OG 39/98, Legii 177/2005 și a Legii nr.355/2002, recunoscută ca organism național de
standardizare prin HG 985/2004 și Legea nr. 163/2015 pentru standardizare pe plan național.

Pentru domeniul RFID standardele ISO sunt împărțite în mai multe categorii:
• Standarde ISO referitoare la sistem ele RFID pentru antifurt ;
• Standa rde ISO referitoare la marcarea ș i identificarea containerelor;
• Standarde ISO referitoare la cardurile inteli gente fără contact e.
Există în momentul de fată trei standard e diferite pentru cartele smart:

Tabelul 3.1 . Standardele va labile pentru cardurile intelig ente fără contacte
Standardul
Tipul de cartelă
Raza de acțiune

ISO 10536
Cu cuplaj strâns
0÷10 cm

ISO 15693
Cu cuplaj de vecinătate
0÷1 m

ISO 14443
Cu cuplaj de proximitate
0÷10 cm

20

3.2.1. Standardul ISO 10536
Standardul ISO 10536 este un standard internațional folosit pentru a descrie struct ura și
parametrii de operare a cartelelor smart, fără contact strâns cuplate electic cu cititorul. Cardurile
care utilizează aceast standa rd trebuie să fie inserate într -un cititor sa u plasat pe suprafața
acestu ia pentru a avea loc comunicația dintre cele dou ă contacte . Dezavantajul este că raza de
citire este mică , iar cardul trebuie să fie orientat către cititor pentru a fi detectat.
ISO 10536 es te format din următoarele patru secțiuni:
• Partea 1: Caracteristici fizice;
• Partea 2: Dimensiunile și locaț ia ariei de cuplare;
• Partea 3: Semnalele electrice ș i procedurile de resetare;
• Partea 4: Datele de transmisie pentru cititorul de carduri

3.2.1.1. Partea 1: Caracteristici fizice
Specificațiile caracteristicilor fizice pentru cardurile cu cuplaj strâns , descriu structura de
organizare a parametrilor pentru cartelele de i dentificare cu circuite integrate fără contact .
3.2.1.2. Partea 2: Dimensiunile și locația ariei de cuplare
Acest standa rd specifică poziția și dimensiunile elementelor de cuplare care sunt utilizate
atât inductiv (H1- H4), dar și elementele de cu plare capacitiv (E1 – E4). Dispunerea elementelor
de cuplare este selectată, astfel în cât cartel a este strâns cuplată și poate funcționa într -un cititor
de inse rție în toate cele patru poziții , conform cu figura 3.1
Figura 3.1. Poziția elementelor capacitive (E1 – E4) și elementelor inductive (H1 – H4)

21
3.2.1.3. Partea 3 : Semnalele electrice și procedurile de resetare
Alimentarea cu energie electrică pentru cardurile cu cuplare strânsă este derivată din cele
4 elemente de cuplare inductive (H1 – H4), elementele de cuplare (H1 – H2) sunt proiectate ca
bobine , dar au d irecții diferite de înfășurare , în caz că elementele de cuplaj sunt alimentate cu
energie, în același timp va exista o defazare de 180 ° a câmpului.
3.2.1.4. Partea 4: Datele de transmisie pentru cititorul de carduri
Elementele de c uplare inductive sau capacitive pot fi utilizate pentru transmisia de date
dintre card ș i cititor, dar nu este posibil ă comutarea dintre cele dou ă metode de cuplare în timpul
comunicării.
• Cuplarea inductivă. Sarcina de modulare cu o subpurtătoare este utilizată pe ntru a
transmite date prin in termediul câmpurilor de cuplare (H1 – H4). Frecvența sub purtătoarei
este de 307,2 kHz , iar subpurtă toarea este modulată folosind un semnal PSK de 180°.
• Cuplarea ca pacitivă. În acest procedeu câmpurile de cuplare (E1 – E2) și (E3 – E4)
sunt folosite ca perechi. În ambele cazuri, câmpurile de cuplare sunt controlate și asociate
printr -un semnal diferențial. Diferența de tensiune Udif= UE1 – UE2, trebuie să fie
măsurată astfel încât nivelul tensiuni i să fie de cel puțin 0.33 V , prezentă pe suprafața de
cuplare cu cititorul (E1 – E2). Transmiterea datelor are loc folosind codificarea NRZ.

3.2.2. Standardul ISO 14443
ISO 14 443 este un standard folosit pentru c artele le cu circuite integrate de proximitate
care operează pe o frecvență de 13, 56 MHz. Standardul ISO 14443 descrie metod a de
implementare și parametrii de fun cționare ale cartele lor smart de proximitate, fără contact.
Cartelele smart fără con tact care sunt acti ve pe o rază de 7 ÷15 cm, în funcție de cerințele de
putere, dimensiunea memoriei și procesorul integrat . Astfel se poate stabili raza de acțiune a
câmpului electromagnetic unde va alea loc comunicarea dintre cititor și tag -ul respectiv.
Acest stand ard cuprinde următoarele secțiuni:
• Partea 1: Caracteristici fizice;
• Partea 2: Reglementări asupra radiofrecvențe i;
• Partea 3: Inițializarea ș i anticoliziunea;
• Partea 4: Protocoale de transmisie.

22

3.2.2.1. Partea 1: Caracterisitici fizice
ISO 14443 este un standart utilizat pentru tehnologia cardu rilor de proximitate , standard
utilizat pentru marea majoritate a implementărilor pentru cardur i fără contact la nivel mondial.
Raza de ațiune utilizată pentru operațiunile ISO 14443 pentru cardurile de proximitate este de 10
cm, cu toate că acest interval variază în funție de cerințele d e putere, dimensiunea memoriei și
procesorul integrat .
3.2.2.2. Partea 2: Reglementări asupra radiofrecvenței
Sursa de alimentare pentru cartelele d e proximitate cuplate inductiv (PICC ) este asigurat ă
de către c âmpul magnetic alternativ de la un cititor ( CPD ) pe o frecvență de transmisie de 13,56
MHz. Câmpul mag netic generat de către cititor trebuie să fie într -un interval c u o arie de 1.5 A/m
și 7.5 A/m. A stfel intensitatea câmpului electromagnetic de interogare Hmin a unui card de
proximitate este automat , când Hmin, este ≤ 1.5 A/m . Aceasta este singura modalitate de a
asigura unui card intel igent cu o intensitate a câ mpului electromagnetic de 1.5 A/m să fie citit de
către un cititor RFID. Aceast câmp de o anumită frecvență trebuie este generat de către un
cititor RFID care are o numită putere de transmisie pe o anumită arie unde are loc citirea.
Dacă intensitatea curbei câmpului electromagnetic provenit de la cititor și intensitatea
câmpului electromagnetic a unui card de proximitate sunt cunoscute, atunci intensitatea
sistemului poate fi calculată . Intensitatea curbei câmpului electromagnetic al unui cititor tipic în
conformitate cu ISO 14443 , reprezentarea grafică conform standardului utilizat este prezentată
în Figura 3.2.
Figura 3.2 Intensitatea câmpului electromagnetic generat de un cititor ut ilizat pentru cardurile
de proximitate

23
3.2.2.3. Partea 3: Inițializarea ș i anticoliziunea
În cazul în care un smart card de proximitate, intră în câmpul de interogare a l unui cititor,
atunci are loc o relație de comunicație , care es te formată din cititor și smart -card. Ținând cont de
faptul că pot exista mai multe tipuri de carduri inteligente în z ona de interogare a citito rului,
acest standard descrie structura cadrelor de protocol utilizate pentru indentificarea a mai multor
carduri de proximitate aflate în zona de interogare a unui singur cititor RFID .
3.2.2.4. Partea 4: Protocoale de transmisie
În urma unei comunicări stabi lite dintre cititor și un smart -card de proximitate, comenzile
de citire, scriere și datele de procesare pot fi trimise către card. Acest standard d e transmisie
descrie structura protocolului de date, iar acest lucru necesită și procesarea erorilor de tran smisie,
astfel încât datele să poată fi transferate fără erori.
3.2.3. Standardul ISO 15693
Standardul ISO 156 93 definește cartele cu circuite integrate de vecinătate etichete RFID
pasive, care funcționează pe frecvența de 13, 56 MHz. Standardul ISO 15693 descrie metoda de
funcționare și parametrii de operare ale cartelelor smart fără contact de vecinătate. Acest ti p de
cartele sunt utilizate pentru controlul accesului. Deoarece etichetele RFID sunt pasive iar
transferul de putere se realizează prin cuplarea câmpului magnetic generat de antena cititorului
cu antena tag -ului. Câmpul necesar pentru a activa tag -ul poate varia între 100 mA/m și 5A/m.
Acest standard conține următoarele secțiuni:
• Partea 1: Caracteri stici fizice;
• Partea 2: Inițializarea și anticoliziunea;
• Partea 3: Transmisia de date.

3.2.3.1. Partea 1: Caracteristici fizice
Standardul ISO 15693 descrie standardul pentru p arametrii de operare ale cartelelo r smart
fără contact de vecinătate. Aceste carduri inteligente au o rază de citire de 1 m, și sunt
asemăn ătoare cu cele utilizate în sistemele de control al accesului. Cititorul comunică cu
etichetele, iar etichetele răspund cu codurile lor unice modulate pe frecvența purtătoare, acest
proces se repetă de fiecare dată cand are loc o conexiune între cititor ș i tag. Conexiunea se
formează atunci când un cititor RFID detectează un tag în aria câmpului electromagnetic.

24
3.2.3.2. Partea 2: Inițializarea și anticoliziune a
Pentru acest standard alimentarea cu energie electrică a cardului fără contact de
vecinătate cuplată inductiv (CPD ) la o frecvență de transmisie de 13 ,56 MHz. Cardul smart fără
contact de vecinătate are încorporată o bobină legată de antenă pentru acest scop.
3.2.3.3. Partea 3: Transmisia de date
În principiu c ardul sma rt fără contact de vecinătate depinde de modulare și de procedeele
de codificare. Cu toate acestea, nu toate combinațiile sunt la fel de practice. De ex emplu ,
modificând modularea semnalul ui ASK cu 10% în combinație cu codarea numerelor cuprinsă de
la ,,1 și 256” ar trebuie să îi acorde anumite preferințe ,,pentru modul de distanțe lungi”, inferior
intensității laterale ale câmpului electromag netic și semnalului purtător de 13, 56 MHz . Procedura
de codificare este modularea semnalului de poziție (PPM ), iar prin această procedură valoarea
cifrei care urmează să fie transferată este definită în intervalul 0 – 255 de valori în funcție de
timpul modulări semnalului, prin urmare 8 biți de da te pot fi transferați în același timp, într-o
singură etapă.
3.2.4. Alte Standard e ISO utilizat e în sistemele RFID
În moment ul de față există foarte multe s tandarde ISO utilizate pentru sistemele RFID ,
un exemplu de standarde ISO sunt următoarele:
3.2.4.1. Standar de ISO referitoare la marcarea ș i identificarea containerelor
Standardul utilizat pentru i dentificarea containerelor ISO 10364 . Acest standard descrie
sistemele de indentificare automată a containerelor bazate pe transpondere ce lucrează pe
domeniul microundelor. Indentitatea optică a containerelor este descrisă în standardul ISO 6346.
Transponderele utilizate active pot fi activate de un semnal purtător nemodulat, cu frecvență în
domeniul 850 ÷ 950 MHz sau 2400 ÷2500 MHz.
3.2.4.2. Standarde ISO referitoare la sistemele RFID pentru antifurt
Standardul utilizat pentru sistemul RFID antifur t este VDI 4470. Acest standard este un
ghid ce reprezintă modalități practice de inspecție și testare a sistemelor antifurt EAS –
Electronic article surveillance. Un sistem EAS este în general format dintr -un cititor, un element
de securitate, t ag și, opționa l, un dispozitiv de dezactivare a tag -ului după efectuarea tranzacție i,
acest dispozitiv de dezactivare nu este inclus obligatoriu în sistem doar în cazul în care este
absolut necasar fiecare utilizator de EAS poate cere și un dispozitiv de dezactivare.

25

Capitolul 4. Descriere Hardware
4.1. Descrierea componentelor Hardware
În acest capitol este descris suportul hardware complet cu ajutorul căruia am realizat
partea practică a proiectului. Toate componentele hardware folosite sunt descrise amănunțit
pentr u a realiza tema propusă: ,,Administrarea unui spațiu de parcare pentru un hotel folosind
tehnologia RFID”. Descrierea la nivel de schemă bloc este prezentată în Figura 4.1.
Fig 4.1. Schema bloc pentru sistemul creat
În figura de mai sus am descris modul de funcționare a sistemului creat. Platforma de
dezvoltare Arduino (Microcontrol ler-ul Atmel Atmega 328), reprezintă procesul principal care se
ocupă de toate comunicațiile dispozitivelor externe, efect uând execuția tuturor instrucțiunilor
necesare p entru a asigura funcționarea sistemului complet. Blocul central responsabil de
procesarea datelor comunică cu toate celelal te blo curi funcționare utilizate în acest sistem.
Platforma Adruino Uno este alimentată cu ajutorul unui cablu USB conectat la un laptop sau
calculator. Placa de dezvoltare Arduino comunică bidi recțional cu servomotorul , iar comunicația
dintre m icrocontroler și s ervo-motor se desfășoară astfel : Microcon trollerul transmite un impuls
electric cu o lățime variabilă sau o modulare a lățimi impulsului PWM prin pinul de control.
Semnalul PWM transmis către servo motor determină unghiul de rotație, cu toate acestea poziția

26
servo nu este definită de ciclul de funcționare PWM . El este definit numai de c ătre lățimea
impulsului. Servo motorul este programat să primească un impuls la fiecare 20 ms. Un impuls d e
1.5 ms va duce poziția axului la 90 ° (poziția neutră ). Motoarele servo sunt practic elemente de
acționare rezistive car e oferă posibilitatea de a contro la precis poziția unghiulară a motorului
cuprins e între 90 ° și 180 °.
Placa de dezvoltare Arduino com unică cu cititorul RFID folosind SPI ( Protocol de Date
Seriale) . Acest protocol este folosit pentru microcontro llere pentr u a comunica cu unul sau mai
multe dizpoziti ve periferice pe distanțe mici. SPI suportă comunicarea prin interfața serială
(Serial Peripheral Interface) iar acești pini SPI pot fi controlați folosind biblioteca SPI
disponibilă în cadrul mediului de dezvoltate IDE Arduino . Cititorul de carduri RFID comunică
cu tag -ul prin intermediul unui câmp electromagnetic emis de către antena cititorului . Acest
câmp are o frecvență de 13,56 MHz. În cazul unei conexiuni care duce la alimentarea cu energie
a tag -ului astfel vor avea loc o serie de secvențe ce permit adresarea unor locații de memorie.
Datele decodificate în acel interval de timp sunt transmise înapoi cititorului. Atunci când cititorul
primește noul set de date, le d ecodifică și vor fi supuse unui test de validare numit CRC – cyclic
redundancy chec k. În cazul în care, datele primite trec de testul de validare, ele sunt transmise în
continuare unui computer sau unui sistem de procesare a datelor prin intermediul, unui protocol
de comunicație specific. Comunicația microcontro ller-ului cu senzorul ultrasonic se face
bidirecțional . Senzorul ulta sonic are 4 pini, unul pentru conexiunea la masă (referința negativă
de tensiune) , alimentarea VCC, Trig și Eco. Alimentarea pentru VCC trebuie să fie de 5 V, iar
pinii Trig și Eco trebuie să fie conectați la pini i digitali I/O de pe placa de dezvoltare Arduino.
Senzorul u ltrasonic emite un impuls cu o frecvență în domeniul ultrasonic de 40 kHz , care se
deplasează cu viteza sunetului (340 m/s) prin aer, acest impuls va fi detectat de către Echo PIN
care va calcula distanța parcursă în funcție de timpul undei reflectate de către un obiect pe o
anumită distanță. Comunicația display -ului cu microcon troller -ul are loc folosind I2C, SPI și
comunicația serială. D iferența dintre cele trei sisteme este numărul de pini pe care îl utilizează
fiecare. Magistrala de comunicație I2C (Inter -Integer Circuit) este utilizată în mai multe tipuri de
sisteme electronice care necesită comunicația dintre un master și un slave. Pentru I2C se
utilizează bibliotecile pentru a comunica cu Arduino . Pe placa de dezvoltare Arduino sunt trei
pini: R3 (Pinul de ieșire), SDA (Linia de date), SCL ( Linia de date pentru ceas ). SPI (Interfața
Serială Periferică ) este o magistrală de interfață utilizată pentru a transmite date unui
microcontroller astfel este posibilă comunicarea tuturor dispozitivelor. SPI folosește linii de ceas
și de date distincte pentru realizarea comunica ției. SPI își poate scrie propriile rutine pentru a
manipula anumite li nii de cod I/0 pentru a transfera datele. SPI se uti lizează numai dacă sunt mai

27
multe disp ozitive pe o singură magistrală as tfel nu se întrerupe comunicația cu dispozitivele deja
în funcțiune.
Comunicația serială este utilizată pentru a comunica cu Arduino sau a lte dispozitive.
Toate plăcile de dezvoltare Arduino comunică prin intermediul piniilor digitali 0 (Rx), 1 (Tx).
Comunicația serială folosește pinii de pe placuța Arduino T x și Rx pe niveluri de logică TTL
(Tranzistor -Tranzistor logic). Comunicarea la nivel de TTL va rămâne între limitele 0 V și Vcc ,
care de obicei are următoa rele valori : 3,3 V și 5 V . Din punct de vedere logic , (1) este utilizat
pentru Vcc în timp ce 0 este utilizat pentru 0 V.
4.1.1. Descrierea modului de func ționare a sistemului
Obiectivul principal a l acestei lucrări de diplomă este de a implementa un sistem bine
definit și ef icient folosind tehnologia cu i dentificare prin radiofrecvență, cu scopul de a aduce
sau de a dezvolata o nouă modalitate de utilizare a tag -urilor RFID, pentru controlul și
administrarea unui sp ațiu de parcare, sporind eficient controlul automo bilelor, viteza de
circulație și securitatea din cadrul acestuia. După modul de funcționare a componentelor
electronice , utilizate pentru acest proiect , fiecare element în parte are un anumit rol de executa t
pentru a îndeplini funcționalitatea sistemului propriu -zis. În cazul în care un cititor RFID
detectează un card inteligent , acesta va identifica codul unic digital din interiorul cardului și va fi
supus unui test de ind entificare numit CRC (Cyclic Redundacy Check), în cazul în care, datele
trec testul de validate, datele vor fi transmise unui sistem de procesare , în cazul de faț ă către
Arduino Uno. În urma unei comunicații stabilite î ntre cititor și cardul inteligent, co menzile de
citire/scriere și datele de proces are vor fi transmise către card , astfel având loc transferul de date
prin intermediul unei antene din interiorul cardului. Protocolul utilizat pentru cardurile de
proximitate este ISO 14443 și este un standard c are operează pe o frecvență de 13,56 MHz.
Cartelele inteligente fără contact sunt active pe o distanță cuprinsă între 7 ÷15 cm, în funcție de
cerințele de putere. Acest tip de cartele sunt utilizate pentru controlul accesului. Deoarece
etichetele RFID sunt pasive iar transferul de putere se realizează prin cuplarea câ mpului
magnetic generat de antena cititorului cu antena tag -ului. Câmpul necesar pentru a ac tiva ta g-ul
poate varia între 10 0 mA /m până la 5 A /m, în funție de distanța la c are are loc citirea. Placa de
dezvoltare Arduino comunică cu cititorul RFID folosind protocolul SPI (Serial Peripheral
Interface ); acest protocol este folosit pentru microc ontrollere în scopul de a comunica cu unul
sau mai multe dizpozitiv e periferice pe distanțe mici. SPI suportă comunicația prin interfața
serială (Serial Perip heral Interface) iar acești pin i SPI pot fi controlați folosind biblioteca SPI. În
cazul în care cardul trece toț i parametrii, în continuare microcontro ller-ul va trimite un semnal

28
PWM către servo -motor cu comanda de a ridica bariera și de a oferi accesul în spațiul de parcare
respectiv. Se mnalul PWM transmis către servo -motor determină poziția barierei . Cu toate
acestea , poziția servo nu este definită de ciclul de funcționare PWM . Aceasta este definită numai
de către lățimea impulsului. Servo -motorul este programat să primească un impuls la fiecare 20
ms. Un impuls de 1.5 ms va duce poziția axului la 900 (poziția neutră). În mod normal pentru
servo -motoare poziția unghiulară a rotorului este cuprinsă între 00 și 1800. În același timp
microcontroller -ul va trimite un semnal de coma ndă către display care are ro l de timer, iar
funcția lui este de a calcula și de a cronometra exact timpul total utilizat de către o persoană , care
a primit acces într -un spațiu de parcare din cadrul unui hotel. Timpul va fi cronomentrat și taxat
pe toată perioada parcări la hotelul respectiv. Senzor ultrasonic are ca scop detecta rea unui obiect
sau a unei mașini care se află sub barieră, astfel acest senzor împiedică coborârea automată a
barierei după un inte rval de timp. Senzorul detectează obiectele aflate în raza de acțiune
folosindu -se de efectul de reflexie a sunetului. Senzorul ultrasonic g enereaz ă un impuls de ieșire
către microcontro ller și emite o undă ultrasonică cu frecvența de 40 kHz. Această undă
ultrasonică se propagă prin aer cu viteza sunetului (340/ms) iar această undă ultrasonică va fi
detectat de către Echo care detectează la ieșire.
Impulsul tr ansmis microcontroller -ului este întrerupt în momentul în care acest impuls va
fi detectat de către Echo PIN . Microcontroller -ul va calcula distanța parcursă în funcție de timpul
de revenire a undei reflectate de către un obiect pe o anumită distanță. Acesta are o precizie de
3 mm și măsoară la un unghi de 15˚. Este ușor de folosit și consumă puțină energie, principalul
dezavantaj fiind distanța relativ mică de măsurare: 2 – 4 cm. Senzorul este foarte ușor de folosit,
având doar 4 pini: VCC și GND, care sunt folosiți pentru alimentare și doi pini digitali, utilizați
pentru unda emisă ( trigger) și unda recepționată (echo). Senzorul ultrasonic HC -SR04 este un
senzor de distanță , este compatibil cu Arduino și prezintă câteva avantaje față de senzorii de
distanță analogici: necesită doar pini I/O digitali și are imunitate mult mai mare la z gomotele din
exterior . Astfel, datele primite v or fi precise și rapide fară a interpreta și alte date an alogice din
mediul înconjurător . Senzorul HC -SR04 funcționează și transmite datele cu ajutorul unei unde în
domeniul de frecvențe ultrasonice. Acest senzor are rolul de a detecta un obiect și de a
recunoaște distața parcursă de la senzor la obiect într -un anumit timp. Aria de operare a u nui
senzor ultrasonic este cuprinsă între 2cm și 400cm cu o precizie de 3mm iar frecvența pe care
lucrează este de 40 KHz. Receptorul aște aptă ecoul: dacă răspunsul este între 150 μs – 25 ms se
detectează un obstacol; dacă timpul este mai mare de 38 ms nu se va detecta nimic . Trebuie ținut
cont că viteza sunetului este afectată de densitatea aerului (iar densitatea este afectată în principal
de temperatură și altitudine).

29

4.1.2. Platforma de dezvoltare Arduino Uno . Specificați i
Am ales platforma de dezvoltare Arduino Uno pentru pentru acest proiect, deoarece
acest a oferă atât suportul hardware cât și software. Placuța principală folosită pentru Arduino
Uno conține toate componentele principale pentru a utiliza un microprocesor , singurul lucru
necesar pentru a pune în funcțiune acest microprocesor este să se conecteze placa la un calculator
prin intermediul portului USB. Platforma de dezvoltare Arduino Uno este un circuit integrat care
deține un microcontroler Atmega 328 . Arduino Uno este diferit de plăcile precedente, în sensul
că nu folosește un chip driver FTDI pentru USB în serial. Și are încorporat un microcontroller
Atmega 328 programa t cu un convertor USB la serial și a re 8 biți de date, din care 23 kB de
memorie flash, 1k EEROM și 2 kB SRAM. Cip-ul Atmega 328 are un convertor analog -digital
(ADC) în interiorul acestuia. Cu ajutor ul acestui convertor analogic c ipul Atmega 328 poate
interpreta semnalele analogice pe care le primește. ADC are nevoie de propria sursă de
alimentare cu ene rgie electrică pentru a putea funcționa. AREF este tensiunea de referință pe
care ADC o utilizează pentru a converti un semnal analogic într -o valoare digitală. Tensiunile
analogice cu o valoare mult mai mare decât tensi unile de referință analogice vor primi valoarea
digitală 1, în timp ce tensiunile analogice sub tensiunea de referință vor primi valoarea digitală 0 .

Fig 4.2 . Dispunerea pin ilor pentru Chip -ul Atmega 328
Această platformă de dezvoltare electronică este un circuit integrat care utilizează un
microcontroler Atmega 328, format din 14 pini digitali utilizați atât pentru intrare dar și pentru
ieșire, unde 6 pini sunt folosiți pentru ieșirile PWM iar alți 6 pinii analogici pentru intrare iar
ultimii 2 pinii sunt utilizați pentru osci latorul de cristal. Un impuls de ceas este necesar pentru

30

sincronizare pentru a avea loc comunicația dintre Atmega 328 și dispozitivul la care este
conectat. Placa de dezvolare Arduino Uno este formată dintr -un microprocesor, care mai deține
un cristal un oscilator special conceput pentru această platformă dar și un regulator care
funcționează pe 5V . În funcție de versiunea Arduino acesta poate conține și un conector USB
pentru a ofer i accesul unei conexiuni cu un calculator sau la ptop prin portul USB. De asemenea,
placa mai di spune de un anumit număr de pin i pentru intrare (Input – pins) ș i pentru ieșire
(Output – pins). Cu ajutorul acestor pin i se poate face conectarea cu alte componente electronice
din exterior (LED -uri, Senzori, Servo -motoare etc). Platforma poate fi alimentată și printr -o altă
sursă de alimentare cu energie electrică, nu doar cu ajutorul portului USB , spre exemplu AC la
DC sau de la o baterie. Numele complet a aceste i versiunii este Arduino Uno Revizia a 3 -a. Și
dispune în mod aparte de o serie de caracte ristici total diferite față de celelal te versiuni mai vechi
sau mai noi.
Fig 4.3 . Platforma de dezvoltare Arduino uno Rev 3
Pentru plăcuța Arduino se utilizează 14 pini digitali de intrare / ieșire . Care funcționează
la o tensiune de 5 V și sunt controlați cu o ajutorul unei funcți denumite pinMode pentru scriere
este folosit digital Write iar pentru citire digita lRead . Fiecare din acești pini au rolul de a executa

31
anumite comenzi și operează pe o intensitate a curentului electric de 40 mA cu o rezitenț ă internă
de 20 – 50 k Ω. Acest standard folosit p entru I/O care utilizează anumi ți pini mai deține și alte
funcți bine de finite.
• Pinul serial RX, este un pin utilizat în mod uzual pentru recepția datelor seriale asincrone
(Asynchronous Serial Comunication). Acest protocol este foarte utilizat în domeniul
electronici deoarece are rolul de a transmite d ar și primi i anumite date de la dispozitive le
periferice conectate .
• Pinul serial TX – este utilizat în mod special pentru datele asincrone.
• Pinul denumit (External interrupts) este utilizat doar pentru a opri sau întrerupe pentru
perioade scurte de timp o anumită a plicație sau conexiune, dar și pentru a schimba o
valoare a tensiuni de intrare.
• Pinul pentru întrerupere și PWM este utilizat pentru a opri sau întrerupe o conexiune din
exterior pentru o scurtă perioadă de timp folosind și pini speciali pentru PWM.
• (I/O) este pinul standard pentru intrare și ieșire.
• (PWM) este utilizat pentru pini de ieșire pe 8 -bit care utilizează în mod special pini
PWM.
• (PWM + SPI) – poate utiliza comunicarea prin interfața serială (Serial Peripheral
Interface) Acesta folosește 4 semnale logice, care sunt folosiți pentru Slave Select (SS)
SPI poate fi utilizat și controlat cu ajutorul librăriilor specifice.
• (SPI) – Acest pin este ut ilizat în mod special pentru MISO și SOMI sau Master Input,
Master Output.
• (LED + SPI) – Acești pini utiliz ați pentru un semnal SCK (Serial Clock) iar acesta este
încorporat un LED și poate fi conectat la acesta. Dar poate fi și controlat cu valoarea
HIGH și LOW astfel se deschide sau închide un LED .
• (GND) – Este utilizat pentru masă (împământare).
• (AREF) – Acest pin este denumit ca fiind Analog Reference și este folosit în mod special
pentru tensiunea de referință la intrările analogice.
• (SDA – Data Li ne) – Este utilizată pentru comunicarea I2C
• (SCL – Line Clock ) – Este folosită pentru comunicarea I2S
Platforma de dezvoltare Arduino Uno dispune și de un număr de 6 pini analogici
numerotați de la A0 până la 5, acești pini analogici au rolul de a furniza o rezoluție de 10 biți, sau
1024 de valori diferite. În cazul în care se folosește pinul AREF au loc anumite schimbări în
limit a superioară a intervalului iar rezoluția și valorile obținute sunt diferite.

32
0. Pin analog standard
1. Pin analog standard
2. Pin analog standard
3. Pin analog standard
4. (SDA – Serial Data ) Poate suporta comunicarea serială pentru două fire (I2S și I2C).
5. (SCL – Line Clock ) Este folosit în mod special pentru linia de date pentru ceas.
Mai există și o serie de pini care sunt utilizați pentru alimentare dar și pentru ieșire.
• Vin – Tensiunea de alimentare externă
• GND – Este utilizat pentru masă (împământare).
• 5V – Acest pin special pentru alimentare este utilizat pentru alimentarea componentelor
externe cu 5V
• 3.3V – Acest pin este și el utilizat pentru a alimenta componentele periferice cu 3.3 V.
• Reset – Acest pin are rolul de a reseta microcontroler -ul de la Arduino.
• IOREF – Este utilzat pentru a comuta automat o tensiune de referință de la Arduino cu o
tensiune de 3.3 V și 5V.

Specificații tehnice
Microcontrol er ATmega 328
Tensiune de funcționare 5 V
Tensiunea de ieșire 7-12 V
Tensiuniunea de intrare (limitare) 6-20 V
Pinii pentru intrare și ieșire 14 (din care 6 pot fi folosiți ca PWM )
Pinii analogici de intrare 6
DC Current pentru pinii de I/O 40 mA
DC Curent pentru pinul 3.3 V 50 mA
Memoria 32 de kB din care 0.5 kB utilizați de către
bootloader
SRAM 2 kB
EEPROM 2 kB
Frecvență de ceas 16 kHz
Tabelul 4.1 Caracteristici tehnice pentru Arduino Uno

33

Arduino Uno poate funcționa și dacă se utilizează o sursă externă cu o tensiune cuprinsă
între 6 -20 V. Iar în cazul în care tensiunea de alimentare este mai mică de 7V, pinul pentru
alimentarea cu 5V poate deveni instabil. Iar în cazul în care tensiunea de alimenare este mai
mare de 12V, plăcuța se poate supraîncălzi. Aceste reguli de alimentare a plăcuței de dezvolta re
Arduino sunt bine cunoscute pentru a preveni deteriorarea componentelor hardware iremediabil,
dar și pentru a asigura buna funcționare a sistemului fără să apară anumite probleme.
4.1.3. Servo motor Arduino
Servomotoarele, sunt motoare electrice, care utilizează curentul continuu dar și curentul
alternativ care oferă posibilitatea de a controla viteza de rotație care este reglabilă în ambele
sensuri, și astfel este posibilă deplasarea precisă a unui sistem mecanic pe anumită direcție
realizând totodată și poziția acestuia. Servomotoarele sunt alcătuite dintr -un motor de curent
continuu, un potențiometru acționat de axul motorului ce măsoară un ghiul la care acesta se
rotește, un circuit ce compară semnalul provenit de la potențiometru cu comanda primită de la
utilizator și un mecanism cu roți dințate ce reduce turația motorului, dar crește cuplul acestuia.
Dacă servomotorul este comandat să se p oziționeze la un anumit unghi, dar din cauza inerției se
va roti puțin mai mult decât s -a dorit, circuitul de comandă din interiorul servomotorului va
sesiza această problemă prin intermediul potențiometrului ce măsoară poziția acestuia și va
corecta rapid eroarea. De asemenea, dacă vom încerca să schimbăm forțat (mecanic) poziția la
care servomotorul a fost setat, acesta va opune rezistență. Aceste calități fac servomotoarele
ideale pentru aplicații în care este nevoie de control precis, precum brațe robot ice.
Fig 4.4 . Schema bloc Arduino și conexiunea cu un servomotor

34
Arduino comunică bidirecțional cu servo motorul, iar comunicația dint re microcontroler și
servo motor se desfășoară astfel: Microcontroller -ul transmite un impuls electric cu o lățime
variabilă sau o modulare a lățimi impulsului PWM prin pinul de control. Sem nalul PWM
transmis către servo motor determină unghiul de rotație, cu toate acestea poziția servo nu este
definită de ciclul de funcțio nare PWM, este definit numai de către lățimea impulsului. Servo
motorul este programat să primească un impuls la fiecare 20 ms. Un impuls de 1.5 ms va duce
poziția axului la 900 (poziția neutră). Motoarele servo sunt practic elemente de acționare
rezistive care oferă posibilitatea de a controla precis poziția unghiulară a motorului cuprinse între
00 și 1800.
Caracteristici Tehnice :

Tensiune a de
operare 4.8 V – 7.2 V
Curent 4.8 V – 8.8 mA, 6V – 9.1 mA
Viteza de rotație 0.2 s/60° (4,8 V)
Cuplajul 8.5 kgf cm (4.8 V), 10 kgf cm
(6V)
Dimen siuni 40.7 x19.7 x 42.9 cm
Tabelul 4.2 Caracteristici Tehnice pentru servomotoare

Servomotoarele trebuie să respecte următoarele performațe.

• Gamă largă de modificare a vitezei în ambele sensuri;
• Funcționarea rapidă și stabilă la viteze mici;
• Timpul de răspuns cât mai mic;
• Fiabilitate cât mai ridicată;
• Raportul pentru cuplul și inerție ridicat;
• Rezistent la căldură și frecare;
• Timp ul de răspuns rapid.

Servomotoarele elec trice se folosesc în cele mai diverse aplicații, cum ar fii acționarea
roboților industriali universali, a mașinilor, unelte de comandă mecanică, a perifericelor de
calculator, în acțiunea imprimantelor rapide, instalații medicale, în tehnica aerospațială etc. În
conformitate cu principiul lor de funcționare , servomotoarele sunt clasificate în: servomoatoare
cu current continuu, servomotoare sincrone dar și servomotoare asincrone . Motoarele pe curent

35
continuu pot avea caracteristici mecanice reglabile iar practic linaire , cuplul de suprasaturare
ridicată, greutatea relativ mică, moment de inerție redus. Servomotoarele asincrone, în prezent
tot mai mult e, elimină dezavantajele servomotoarelor de curent continuu. Există și o serie de
dezavantaj e legate de randament și factorul de putere, greutate și nu în ultimul rând procedee de
comandă mai complicate decât cele ale servomotorului de curent continuu . O caracteristică
importantă pentru servomotoarele asincrone, iar tensiunea cu care se alimentea ză servomotorul
este în într -un raport constant cu viteza de rotație. Indiferent de gradul de încărcare al mașinii. Ca
urmare a l acestei prop rietății, utilizarea servomotoarelor sincrone este indicată în sistemele
automate de poziționare la care viteza de rotație a mașinii se dorește a fi menținută riguros
constantă sau direct proporțională cu frecvența de comandă. O caracteristică specială pentru
servomotoarele de același tip se remarcă:

• Un raport mai mare pentru lungime/diametru la rotor;

• Consolidarea izolației statorice pentru a rezista la diverse procese.

În servo sistemele care necesită turații variabile, servomotoarele asincrone, se asociază cu
convertoarele statice, obținându -se domenii largi de variație a turației de peste 1: 20.000 , la
puteri m ai mici de 1 [ kW]. Servomotoarele asincrone trebuie dimensionate pentru o putere mai
mare decât în situația alimentării servomotoarelor sincrone, la acceași putere nominală și torație
la arbore. Categoria servomotoarelor sincrone cuprinde toate tipurile ma șinilor asocia te cu
convertoare statice.
Clasificarea acestora se poate face după diverse criterii:

1) După principiul de conversie al energiei:

• Servomotoare cu magneții permanenții;
• Mașini sincrone cu reductanță variabilă;

2) După felul alimentării:

• Servomotoare cu alimentare continuă;
• Servomotoare cu alimentare discontinuă.

3) După tipul comenzii:

• Servomotoare cu comandă din exterior ;
• Servomotoare cu comandă automată.
• Servomotoare autopilotate

36

4.1.4. Senzor ul ultrasonic

Senzorul ultrasonic HC -SR04 este un senzor de distanță și este compatibil cu Arduino,
prezentând câteva avantaje față de senzorii de distanță analogici: necesită doar pini I/O digitali,
are imunitate mai mare la zgomot. Senzorul de ultrasunete Senzorul HC -SR04 funcționează și
transmite datele cu ajutorul unei unde în domeniul de frecvențe ultrasonice. Acest senzor are
rolul de a detecta un obiect și de a recunoaște distața parcursă de la senzor la obiect într -un
anumit t imp. Aria de operare a unui senzor ultrasonic este cuprinsă între 2 cm și 400 cm cu o
precizie de 3 mm iar frecvența pe care lucrează este de 40 KHz.

Senzorul ultrasonic are 4 pini:

• Vcc – tensiunea de alimentare 5 V;
• Trig – care transmite semnalul;
• Echo – cel care asteaptă ecoul;
• GND – reprezintă pinul de legătură la potențialul negativ al sursei de alimentare .
Fig 4.5. Schema bloc Arduino și conexiunea cu un Senzor Ultrasonic

Distanța pe care o parcu rge o undă ultrasonică este următoarea L= C * T/2, unde L este
lungimea, C este viteza sunetului care se deplasează prin aer cu o viteză de 344 m/s. T este

37

diferența de timp de la transmitere până la recepție. În mod normal timpul este înjumătățit
deoarece distanța este parcursă în a mbele sensuri. Viteza sunetului poate fi afectată de diferite
fenomene în special de densitatea aerului dar și de temperatură și altitudine.
Caracteristici Tehnice
Tensiune de alimentare 5 V
Curent 15 mA
Distanță de funcționare 2 cm – 4m
Unghi de măsurare 15°
Distață minimă 3 mm
Durată impuls semnal 10 µs
Dimensiuni 45mm x 20mm x 15mm
Tabelul 4.3. Caracteristici Tehnice pentru senzorul ultrasonic

Funcționarea senzorului ultrasonic care utili zează un sistem de măsurare a duratei de
propagare , a unui semnal ultrasonic între un obiect și emitor, Iar distanța pe care poate funcționa
un senzor ultrasonic este dată în funcție traductorul folosit pentru se nzorul respectiv. Există în
momentul de fa ță pe piață disponibile trei domenii de sensibilitate cu următoarele valori
începând de la 500 mm, respectiv 2000 mm, și un maximum de 4000 mm. Aceste valori
modifică în funcție de frecvența de operare semnalul transmis.

4.6. Comanda unui senzor ultrasonic

38

4.1.5. Display cu Led -uri pe 4 biți

Displa y-ul cu led -uri în general are 7 conexiuni de intrare, câte unul pentru fiecare
segment de LED -uri și una care acționează ca un terminal sau o conexiune pentru toate
segmen tele de afișare interne comune. În electronică există 2 tipuri importante de display -uri pe
LED -uri pe 4 biți.

• Catodul c u afișa j cumun (CCD) . Pentru catodul cu afiș aj comun toate conexiunile
catod ice ale led -urilor sunt setate pe logica binară “0”. Iar segmentele individuale sunt
iluminate prin a plicarea unui semnal logic HIGH “1”, la bornele anozilor.
• Anodul cu afișaj comun (CAD). Pentru anodul cu afișaj comun toate conexiunile
anodului ale led -urilor sunt setate pe logica binară “1”. Iar segmentele individuale sunt
iluminate prin conectarea terminalelor catodice la LOW “1”.
Conexiunea electrică a diodelor individuale pentru un afișaj catod comun și un afișaj anod
comun pot fi comandate pentru p entru a arăta o varietate de nume sau caractere. Pentru a afișa
un număr de exemplu numărul 3 segmentele a,b,c,d și d trebuie să fie luminate, iar în cazul în
care se dorește să se afișeze un număr sau o literă diferită, este necesar un nou set de segmen te să
fie luminate.
Fig 4 .7. Pini de ieșire pentru un display pe 4 biți
Display -ul cu led -uri pe 4 biți folosește un protocol pentru a comunica cu microcontroller –
ul folosind SPI (Interfața Serială Periferică) este o magistrală de interfață utilizată pentru a
transmite date unui microcontroller care face posibilă comunicarea cu mai multe dispositive
periferice din exterior . SPI folosește linii de ceas și de dat e distincte pentru comunicație . SPI își
poate scrie propriile rutine pentru a mani pula anumite linii de cod I/0 pentru a transfera datele.
SPI se utilizează numai dacă sunt mai multe dispozitive pe o singură magistrală. Cu conexiunea
SPI există mereu un dispozitiv numit (master) principal de obicei microcontrollerul care are rolul

39
de a da comenzi dispozitivelor periferice, există 3 tipuri de lini comune pentru toate dispozitivele
din exterior .
• MISO (Master și Out Slave) se transmit de la slave către master.
• MOSI ( Master și Out Slave In) linia de comandă pentru master va trimite date cătr e
componentele periferice.
• SCK (Serial Clock) impulsurile de ceas care se sincronizează cu transmisia de date
generate de către master.
• SS (Slave Select) este pinul pentru utilizat pentru dispozitivul master care poate active
sau dezactiva anumite dispos itive.
Atunci când un dispozitiv slave select este ”LOW”, el va comunica cu master, iar cand
este ”HIGH”, ignoră comenzile primite de la master. Astfel este posibil comunicarea cu multiple
39mpart 39tive PSI care 39mpart același MISO, MOSI și liniile de SLK.
Caracteristici tehnice:
Tensiune de alimentare 3.3 – 5 V
Consum redus de curent
Rezistoare pentru limitare incluse
Tranzistori pentru control incluși
Lungime de undă: 640 nm
4 pini pentru selecț ie și 7 pini pentru fiecare cifră.
Viteză de răspuns ridicată
Transmiterea datelor în timp real
Tabelul 4.4. Caracteristici tehnice pentru display -ul pe 4 biți
Modulul reprezintă un afișaj LED cu cifre formate din 7 segmente, pregătit pentru
utilizare. LED -urile sunt legate în configurație de anod comun. Pentru fiecare cifră, există pinii
A,B,C,D,E,F,G și respectiv, DP pentru punctul ce urmează după cifră. Reprezentarea
segmentelor cu litere este cea universală. Acest modul este util în montaje electronice cu plăcuțe
de dezvolta re Arduino în care să afișați date numerice dar și pentru litere .

40

Reprezentarea pinilor
Număr Pini Utilizare
1. GND Împământare
2. VCC Alimentare
3. DIO Linia de date
4. CLK Linia de date pentru ceas
Tabelul 4.5. Reprezentarea pinilor
Schema electrică pentru conectarea unui Display pe 4 biți și 7 segmente conectat la placa
de dezvoltare Arduino este următorul:
Fig 4.8. Schema electrică pentru conectarea unui display pe 4 biți cu placa de dezvoltare
Arduino
Terminalul Vcc este conectat la 5 V iar GND la fi conectat la masă, terminalul DIO este
conectat la pinii analogici 0 (A0) unde tensiunea poate varia între 0 – 5 V. T erminalul SCK va fi
conectat la tot la un pin digital și are rolul de a sincroniza serial clock -ul (ceasul dispozitivului).
Timpul de sincronizare este unul ridicat pentru a realiza comunicarea display -ului cu platforma
de dezvoltare Arduino Uno într -un in terval de timp foarte scurt de ordinul milisecundelor sau
chiar mai rapid, astfel afișarea cifrelor și literelor se face într -un timp cât mai real.

41

4.1.6. Interconectarea Modulelor
Pentru realizarea interco nectărilor tuturor componentelor electronice folosite în proiect cu
scopul de a demostra practic tema proiectului de diplomă, s -a folosit o placă de test (bread board)
de 170 de puncte , de dimensiuni relativ reduse . Am folosit această placă de test pentru realizarea
intercontectărilor componentelor electronice cu ajutorul unor fire de tip tată -tată.
Fig 4.9. Placa de test de170 de puncte de conexiune

Odată cu realizarea conexiunilor am parcurs o serie de teste pentru a observa dacă nu
există probleme , realizând astfel montajul și buna funcționare a sistemului propus. Un breadbord
este o placă pe care se pot conecta ele mente de circuit. Această placă se folosește în faza
incipientă a proiectelor pentru teste. De obicei pe un breadbord nu s e lipesc componente
electronice și astfel este p osibilă modificarea conexiunilor circuitelor pentru a remedia anumite
erori. Plăcuțele de breadbord moderne sunt realizate dintr -un bloc de plastic placat în interior cu
diverse materiale conductoare cu cleme sub formă de arc pe sub pereți de plastic. Clemele sunt
numite puncte de legătură sau de contact. Numărul de puncte de contact disponibi le este dată de
dimensiunea plăci de breadbord. Pentru conectarea unor componente este necesar ă folosirea unor
fire de legătură cu conectori la capete care asigură conexiunea dintre breadbord și componenta
electronică care va fi utilizată pentru realizarea unui montaj sau a unui test specific. Plăcile de
test sunt folosite în general pentru realizarea unui sistem practic și nu este nevoie de un mediu
special pentru a realiza interconexiunile dintre compon entele electronice și breadbord.

42
Aspectul final a l sistemului realizat pentru Administrarea unui spațiu de parcare folosind
tehnologia RFID este prezentat în continuare. Toate componentele electronice sunt descrise
separat iar specificațiile tehnice dar și modul de funcționare sunt prezentate în Capitolu l 4.
Fiecare componentă electronică are un rol aparte în acest sistem iar fiecare element trebuie să
îndeplineasă un anumit rol pentru a asigura buna funcționare a sistemului. Acest asanblu de
componente electronice comunică între ele prin intermediul Mi crocontroller -ului ATmega 328
care are rolul de asigura toate operațiile de calcul dar și de transmisie a datelor la componentele
care sunt conectate în acest sistem. Am realizat această machetă cu scopul de a demonstra
practic tema propusă.

Figura 4.10. Montajul realizat practic pentru tema propusă Servomotor Display
Timer Senzor
Ultrasonic Arduino
Uno
Cititor
RFID

43
Capitolul 5 . Descriere Software
În acest capitol sunt descrise programele software utilizate cu care am realizat
comunicația între componentele hardware , folosind mediul de dezvoltare software a plăcii de
dezvoltare Ardui no. Mediul de dezvolt are (IDE) sau Arduino software IDE conține o serie de
meniuri care conțin un program folosit pentru editar ea codurilor, o cameră specială pentru
mesaje și o bară de inst rumente utilizată pentru anumite funcții. Pentru realizarea comunicației,
toate componentele electronice folosite trebuie să fie co nectate la placuța hardware Ard uino,
astfel se pot încărca pro grame și se poate face posibilă comunic ația sistemului hardware.
Modalitatea de scriere folosită pentru Arduino Uno este asemănătoare dintr -un anumit punct de
vedere cu limbajul de programare folosit pentru Java, care este special conceput cu scopul de de
a oferi posibilitatea utilizatorilor începători de a programa anumite programe software. Acest
limbaj de programare dispune de o multitudine de aplicați care pot fi folosite în diverse scopuri
pentru a realiza anumite programe software.
5.1. Modul de dezvol tare Arduino IDE
Un mediu de dezvoltare integrat (Integred development enviroment – IDE) reprezintă o
aplicație software care furnizează posibilități de utilizare asupra programelor într-un mod mult
mai ușor dar și posibilitatea de dezvoltare pentru aplicații. IDE -urile mo derne conțin un editor de
cod sursă, un depanator de cod debugger, dar și o multitudine de biblioteci speciale și funcți i care
pot fi folosite de către utilizatori pentru a dezvolta anume aplicații software. Programele software
create folosind Arduino se n umesc schițe (skeches) care se salvează în calculator sau alte
dispozitive de procesare sub forma unor fișiere cu extensia (ino). Aceste schițe sunt scrise în
editorul text, care dispune de funcțiile de copiere/lipire de text cât și funcțiile de
căutare/în locuire. Butoanele din meniul cu unelte oferă utilizatorului posibilitatea să verifice și să
încarce prog rame în memoria microcontroleru lui unde vor fi salvate datele și sketche -urile. O
funcție specială a mediului de dezvoltare Arduino IDE este monitorul serial (Serial monitor),
care permite utilizatorului să observe fluxul de date transmis prin intermediul magistralei seriale.
Mediul de dezvoltare Arduino IDE utilizează conceptul de dosar pentru schițe (Sketchbook), și
este o opțiune în care utilizatorul poate să își salveze programele create. Prima dată când se
rulează aplicația se crează automat un director (Folder) care este asemănător cu dosar de skeches.
Locația acestuia poate fi schimbată din cadrul meniului P references . Începând cu versiunea 1.0 a
mediului de dezvoltare Arduino IDE, fișierele trebuie să fie selectate corespunzător din meniurile
Tools – Serial Port sau Tools – Board.

44
Diferite meniuri care pot fi utilizate utilizând Arduino IDE.
Bara de
instrumente Descriere
Auto Format Acestă opțiune p ermite formatarea ordonată a codului
Archive Sketch Creează o copie arhivată (.zip) a schiței curente, arhiva nouă este salvată în
același director.
Board Permite selectarea platformei de dezvoltare folosită
Serial Port Conține toate dispozitivele seriale, reale sau virtuale
Programmer Este utilizat pentru selectarea programelor hardware
Bun Bootloader Permite instalarea unui bootloader pe un microcontroller
Tab 5.1. Meniuri speciale pentru Arduino IDE
Pentru sistemul de operare Windows, portul serial permite interconectarea dintre
calculator și platfoma A rduino Uno prin utilizarea unor porturi COM1, COM2, COM3 etc. Petru
a afla care este portul utilizat, trebuie caut at manual dispozitivul din secțiunea porturi prin
intermediul meniului Windows Device Manager. Pasul următor este selectarea portului și
versiunea pe care va funcționa platforma Arduino corespunzătoare după se va încă rca soft -ul în
microcontrol er pentru a efectua operațiile dorite. Versiunile actuale de Arduino se resetează
automat după ce s -a efectuat o anumită funcție în program. Pentru anumite plăci de dezvoltare
Arduino pini Rx și Tx vor începe să semnalizeze pentru un interval de timp în momentul în ca re
se încarcă o schiță în memoria microcontrollerului. În continuare se va afișa un anumit mesaj
care confirmă dacă programul s -a încărcat cu succes sau în cazul în care încărcarea a eșuat se va
afișa o eroare. În momentul în care are loc încărcarea unei s chițe în memoria microcontrollerului
se folosește bootloader -ul special de la Arduino, acest bootloader oferă posibilitatea utilizatorului
să încarce un program fară să utilizeze anumite componente hardware . Monitorul magistralei
seriale (serial monitor) es te utilizat cu scopul de a afișa datele transmise către o platformă de
dezvoltare Arduino cu ajutorul unei magistrale seriale, iar transferul de date este declarat în
cadrul programului (sketck) care trebui e să corespundă cu datele de la monitorul magistralei
seriale (serial monitor). Platforma de dezvoltare Arduino IDE poate utiliza limbaje de
programare C dar și C ++ cu ajutorul unor reguli speciale concepute pentru organizarea
codurilor. Arduino utilizează biblioteci software cu den umirea de (Wiring) care utilizează mai
multe funcții comune pentru controlul pinilor de intrare dar și ieșire. În mod uzual dacă se
utilizează un sketch scris în C sau C ++ poate fi realizat cu ajutorul a două funcții care sunt

45
cuplate și utilizate de cătr e programul principal cu ajutorul unui sistem executabil care utilizează
o funcție ciclică.
Aceste două funcți sunt următoarele :
• Setup : Această funcție este utilizată o singură dată de obicei la începutul programului
unde are loc inițializarea setărilor principale ;
• Loop : Este o funcție care poate fi apelată într -un mod repetat până când are loc
deconectarea alimentării cu energie a plăcuței Arduino.
Odată efectuată compilarea, modul de dezvoltare Arduino va transmite un semnal de
comandă spre un anumit program utilizat să convertească datele și codul executabil într -un
anumit fișier text care este codat folosind codul hexazecimal, după acest cod poate fi încărcat în
plăcuța Arduino prin intermediul unui program software specific p entru Arduino.
Pentru modul de dezvoltare Arduino IDE programarea tuturor plăcuțelor externe au loc
doar prin intermediul unei conexiuni seriale. Iar implementarea unei conexiuni seriale diferă de
la versiune la versiune în funcție de componentele hardware utilizate. Anumite platforme de
dezvoltare Arduino au incluse convertoare analogice la nivelul logic cu scopul de a realiza
conversia datelor datelor pentru pinul R9 -232 dar și cele TTL (Tranzistor Tranzistor Logic).
Plăcuțele Arduino Uno sunt programate prin interm ediul conexiuni USB, cu ajutorul unui cip
integrat de conversie USV -serial.

5.2. Bibliotecile folosite pentru Arduino IDE

Bibliotecile pre -existente furnizează anumite scurtături pentru utilizatori cu scopul de a
îmbunătăți utilizarea programelor din mediul d e dezvoltare Arduino, în special când se lucrează
cu niveluri mari de date sau dispozitive complexe. Pentru a adăuga anumite bibliot eci în cadrul
proiectului se selectează meniul scheck – Import library sau se folosește sintaxa # include
<biblioteca.h> a semănător cu oricare mediu de programare. Există totuși o problemă dacă se
încarcă mai multe biblioteci cu o dimensiune mare în cazul în care se depășește o anumită limită
maximă un ex: 32 kB a unei schițe poate duce la imposibilitatea încărcării acestui a în memoria
microcontroller -ului. Mediul de dezvoltare Arduino IDE are inclusă în cadrul acestuia o listă de
biblioteci ce pot fi folosite în cardul schițelor. Dar dacă se dorește operarea cu biblioteci care nu
sunt incluse în cadrul Arduino IDE, anumite programe și biblioteci pot fi descărcate de pe situl
producătorului și adăugate bibliotecilor preex itente. Aceste bibilioteci oferă utilizatorului

46
posibilități de programare rapide deja bine predefinite de către producator cu scopul de
implementa mai rapid operațiile care vor avea loc pe tot parcursul proiectului respectiv .

Câteva exemple de bibliotec i predifinite de către Arduino sunt:

• LiquidCrystal – Bibliotecă folosită pentru comunicarea cu afișoarele LCD;
• Servo – Biliotecă utilizată pentru a controla un servomotor;
• SPI – Biliotecă utilizată pentru realizarea unei comunicați cu anumite dispozitive din
exterior prin intermediul Interfeței seriale;
• Wire – Este folosită pentru realizarea comunicației cu I2C și pentru transmisia și recepția
datelor de la senzori;
• Ethernet – Biliotecă folosită pentru conectarea la internet folosind o platformă de extens ie
Arduino.

Pentru o bu nă funcționare a sistemului am programat pe microcontrolerul Atmega 328
folosind mediul de dezvoltare IDE. Iar pentru orice schiță realizată în mediul de dezvoltare
Arduino IDE sau orice mediu de programare se respectă mereu o ordine pentru îndeplinirea
execuției programului final.

• Partea de inițializare, unde se inițializează toate variabilele, clasele și bi bliotecile. Tot aici
este reprezentată funcția void setup, indispensabilă oricărei schițe realizate în m ediul de
dezvoltare Arduino IDE;
• Partea de execuție a programului, reprezentând o buclă infinită dată de f uncția void loop;
• Partea de defi nire a funcțiilor utilizate în cadrul schiței.
• Pentru partea princi pală a proiectului unde include tehnologia RFID am folosit biblioteca
(Mifare MFRC522 RFID Reader/Writer ), care are rolul de a comunica cu un modul
RFID. Cititorul și microcontroller -ul utilizează SPI pentru a comunica (cipul suportă I2C
și UART ) iar cititorul de carduri comunică cu tag -ul de proximitate RFID folosind un
câmp electromagnetic pe o frecventă de 13,56 MHz ( Standardul ISO 14443). Cartelele
inteligente fără contact sunt active pe o distanță cuprinsă între 7 ÷15 cm, în funcție de
cerințele de putere. Acest tip de cartele sunt utilizate pentru controlul accesului. Deoarece
etichetele RFID sunt pasive iar transferul de putere se realizează prin cuplarea câmpului
magnetic gene rat de antena cititorului cu antena tag -ului. Modul de comunicare I2C și
UART

47
• I2C – Magistrala de comunicație I2C (Inter -Integer Circuit) este utilizată în mai multe
tipuri de sisteme elect ronice care necesită comunicația dintre un master și un slave.
Pentru I2C se utilizează bibliotecile pentru a comunica cu Arduino. Pe placuța Arduino
sunt trei pini: R3 (Pinul de ieșire), SDA (Linia de date), SCL (Linia de date pentru ceas).
• UART – Universal Asynchromous Reciver (receptor unuversal Asincromus). UART
utilizează circuitele suplimentare pentru un alt set de semnale care pot fi utilizate pentru a
reglementa fluxul de date. În cazul în care dispozitivul nu este preg ătit să accepte mai
multe date, UART t ransmite octeți de date și biți individual într -un mod s ecvențial la
destinație, iar un al doilea subsistem UART re -asamblează biții în octeți.

Biblioteca utiliz ată pentru servomotor se cheamă (servo library). Această bibliotecă oferă
posibilitatea unei interfețe Arduino să controleze un servomotor.

• Servo – Această bibliotecă suportă până la 12 motoare p e cele mai multe plă ci Arduino
și 48 pe Arduino Mega. Utilizarea bibliotecii dezactivează (AnalogWrite) (PWM)
funcționalitatea pe pinii 9 și 10 indiferent dacă există sau nu un servo pe aceste pini.
Microcontrollerul transmite un impuls electric cu o lățime variabilă sau o modulare a
lățimi impulsului PWM prin firul de control. Semnalul PWM transmis către servomotor
determină unghiul de rotație, cu toate acestea poziția servo nu este definită de ciclul de
funcționare PWM. El este definit numai de către lățimea impulsului. Servo motorul este
programat să primească un impuls la fiecare 20 ms. Un impuls de 1.5 ms va duce poziția
axului la 900 (poziția neutră). Motoarele servo sunt practi c elemente de acționare rezistive
care oferă posibilitatea de a controla precis poziția unghiulară a motorului cuprinse între
00 și 1800.

Pentru senzorul Ultrasonic am folosit doar pini digitali respectiv pini 7 și 8 pentru Echo
și Trig. Senzorul având doar 4 pini: VCC și GND, care sunt folosiți pentru
alimentare /împământare și doi pini digitali, utilizați pentru unda emisă (trigger) și unda
recepționată (echo). Senzorul ultrasonic HC -SR04 este un senzor de distanță și este compatibil
cu Arduino care necesită doar pini I/O digitali. Modulul include atât Transmițătorul (T) car e
trimite semnalul cât și Receptorul (R) care îl recepționează. Impulsul transmis microcontroller –
ului este întrerupt în momentul în care acest impuls va fi detectat de către Echo PIN .

48

Capitolul 6 . Scenarii
6.1. Scenariul 1
Am realizat o serie de scenari posibile care pot fi implementa te pentru sistemul RFID
conceput e pentru spațiul de parcare din cadrul unui hotel folosind tehnologia RFID.

În cazul în care o mașină se prezintă la un hotel și persoana care conduce mașina deține un
card RFID acesta va primi acces la spațiul de parcare oferit de către hotel . Dar în cazul în care nu
există un card RFID, persoana respectiva va trebui să se înregistreze la hotel și să specifice dacă
are mașină sau nu și dacă dorește să primească un loc de parcare. Pentr u a primi un card RFID
persoana respectivă trebuie să ofere anumite date personale care sunt înregistrate pe card. În
cazul în care un cititor de card uri RFID detectează în aria sa de detecție un card RFID, d upă ce se
indentifică cardul și trece de verificările de securitate , bariera se va ridica automat . În momentul
în care bariera s -a ridicat un timer va începe să cronometreze în cazul de față folosindu -se un
display pe 4 biți . Acest time r are rolul de a cronometra tot timpul în care o mașină a fost parcată
în spațiul de parcare de la hotel. Timer -ul pornește automat de fiecare data când la intrare în
spațiul de parcare se detectează un card RFID și este indentificat după un cod unic . Când cardul
este detectat la ieșire din parcare timerul se oprește automat. Fiecare loc de parcare este
numerotat, iar fiecare card RFID are un număr digital unic după care sunt indentificate. Timer -ul

49

va trimite ID -ul car dului și timpii de intrare -ieșire a respectivei persoane către recepția hotelului .
Astfel, la hotel se va ști automat cât timp a fost parcată mașina respectivă în incinta parcării
hotelului, eliberând astfel plata automată de parcare necesar timpului stați onat. În cazul în care
utilizatorul va intra pentru prima dată la hotel, bariera va fi deschisă automat de la un buton de
acces, urmând ca la recepția hotelului să primească cardul pentru parcare. În momentul în care
utilizatorul specifică că are nevoie de parcare, iar cardul este eliberat pentru prima dată, timer -ul
va porni automat, până în momentul părăsirii spațiului de parcare. Ieșirea din spațiul de parcare
nu va putea fi realizată doar dacă respectivul card va fi scanat la intrare sau va fi înmânat d e către
recepționerul hotelului. Cardul respectiv va putea fi folosit și pentru accesul în camera hotelului.

6.2. Scenariul 2

În acest Scenariu singurul lucru care este adăugat față de primul scenariu este un detector
de metale care are rolul de a detecta orice mașină. Astfel se știe cu exactitate numărul de locuri
de parcare disponibile dar și unde a parcat noul client mașina ca re nu deține un card RFID , locul
parcării fiind transmis automat către recepția hotelului . Transmisia datelor de la detectorul de
metale va fi realizată folosind o tehnologie eficientă care are posibilitatea unui consum redus de
energie. În acest scop, se poate folosi cu succes tehnologia ZigBee, deoarece pachetele de
informații necesare de transmis au volum mic, iar alimentarea cu energie se poate face de la
baterie care poate rezista cu succes până la 2 -3 ani.

50

6.3. Scenariul 3

În acest scenari u există și detectoarele de metal dar și noul element adăugat camerele de
supraveghere , care au rolul de a urmări la intrarea în parcare mașinele noi venite. Aceste camere
de supraveghere pot avea mai multe funcți , pe care le pot îndeplini , dar cea mai importantă
funcție este pentru supraveghere a intrării în parcare a autovehiculelor . Pentru o securitate sporită
a accesului în parcare, fiecare mașină va fi înregistrată, luând astfel numărul de înmatriculare. În
cazul în care utilizatorul nu are l a îndemână cardul de acces, pe baza informațiilor din baza de
date a hotelului, clientul va primi un card RFID. Î n cazul în care numărul de înmatriculare va fi
recunoscut bariera se va ridica automat . Astfel, timer -ul va începe numărarea până la ieșirea d in
parcare . În cazul în care numărul de identificare este un număr nou, bariera se va deschide
automat, lăsând clientul să parcheze în parcarea hotelului, Când o persoană nou venită dorește să
părăseacă parcarea respectivă, aceași cameră de supraveghere in dentifica mașina și pe baza
datelor obținute la intrare va deschide bariera doar în cazul în care mașina nu a staționat pentru o
perioadă mai îndelungată . Tot sistemul este realizat prin intermediul cardului RFID, sau a unei
camere montate la ieșire.

51
Capitolul 7 . Concluzii
Lucrarea cu titlul „ Administrarea unui spațiu de parcare pentru un hotel folosind
tehnologia RFID ” oferă un sistem „inteligent” de parcare și taxare a clienților unui hotel. Idee a
de la care am pornit pentru a realiza acest sistem este datorat existenței a numeroase probleme cu
timpul petrecut într -o parcare și taxarea acestuia. În cazul în care sunt clienți care folosesc
parcarea doar pe timp de noapte, taxarea pentru 24 de ore e ste ineficientă pentru client. Cu un
astfel de sistem, se poate taxa exact timpul utilizat pentru parcarea efectivă a mașinii în parcare,
nu timpul petrecut la hotel. Să presupunem că există clienți care folosesc hotelul doar pentru a se
odihni, restul tim pului fiind plecați în interes de serviciu prin localitate. În acest caz, clientul va
dispune mereu de o taxare corectă a timpului utilizat pentru folisirea parcării, evitând astfel
situațiile de supra -taxare.
7.1. Posibilități de dezvoltare ulterioare

Sistemul creat poate fi dezvoltat pe viitor deoarece acesta poate fi aplicat în foarte multe
situați i, iar elementele care pot fi adăugate pentru a îm bunățăți securitatea sau accesul pentru
administrarea unui spațiu de parcare folosind tehnologia RFID sunt foarte multe . Sistemul
principal este microcontroller -ul de pe platforma de dezvoltare Arduino Uno care controlează
toate sistemele din exterior și toți senzori și poate fi adaptat la condiți noi. Platforma de
dezvoltare Arduino Uno poate comunica cu o al tă platformă identică astfel este posibilă
extinderea posibilităților pentru a adăuga noi funcți și noi senzori care să înbunătățească și mai
mult sistemul creat . Exită mai multe tipuri de modele și versiuni de Arduino care pot creea
aplicați și sisteme m ult mai complexe. Modelul sistemului realizat poate fi adaptat în fu ncție de
cerințele clienților, aproape toate hotelurile au un spațiu de parcare diferit, încep ând de la intrare
până la ieșire . Tehnologia RFID este încă în curs de dezvoltare iar aplica țiile care vor apărea sunt
extinse pe toate domeniile.

52
Capitolul 8 . Bibliografie
1. F.S Barett Arduino Microcontroller Processing for Everyone, Laramie, Wyoming, USA
2013.
2. Finkenzeller, Klaus, RFID Handbook – Fundamentals and Applications in Contactless
Smart Cards and Identification, ISBN: 0470844027, 2003 .
3. N.D. Alexandru, Introducere în comunicatii, Editura CERNI, 2004.
4. Dascalu, D, – Dispozitive si circuite electronice, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti,
1982.
5. Stephen B. Miles – Mit Auto -ID Labs.
6. Steven Shepard – RFID Radio Freqency indentification.
7. Cristina Turcu – Development and implementation of RFID Tehnology.
8. Tudor -Ioan Cerlinca, Cornel Turcu, Valentin Popa and Felicia Giza – Mobile
Applications for RFID Based B2B Systems .
9. http://www.gorferay.com/contactless -cards /
10. http://www.arduino.org/products/boards/arduino -uno
11. http://invata.mecatronica.eu/2010/10/28/arduino -uno-specificatii -tehnice/
12. https://www.arduino.cc/en/Main/ arduinoBoardUno
13. https://www.arduino.cc/en/Reference/SPI
14. http://playground.arduino.cc/Main/TM1637
15. http://playground.arduino.cc/Learning/MFRC522
16. https://www.freebsd.org/doc/en/articles/serial -uart/
17. https://www.scribd.com/document/122636724/Tipuri -de-sisteme -RFID
18. http://documents.tips/documents/caracteristici -care-diferentiaza -sistemele -rfid.h tml
19. https://www.scribd.com/document/258167522/RFID -inceput -licenta
20. http://www.secureidnews.com/news -item/radio -frequency -identification -rfid-proximity –
and-contactless -card-technology -on-campus/

53
21. http://documents.tips/documents/senzori -de-miscare -55a35bfc758f9.html
22. https: //electronicaaplicata.wordpress.com/tag/tag -de-proximitate/
23. http://www.tutorialeonline.net/ro/article/descrierea -pinilor -la-arduino -si-un-mic-glosar –
de-termeni
24. http://www.epc -rfid.info/rfid
25. http://www.nedapidentification.com/news/insights/what -is-rfid.html
26. http://biblioteca.regielive.ro/referate/marketing/rfid -sistem -de-identificare -prin-
radiofrecventa -24771.html
27. http://www.smartcardalliance.org/smart -cards -faq/
28. http://www.parkingexperts.ro/ce -oferim/sisteme -pentru -administrarea -parcarilor/
29. http://www.ncbi.nlm.nih.g ov/pmc/articles/PMC4541864/
30. http://www.smartcardbasics.com/smart -card-types.html
31. http://www.rollsoft.ro/wp -content/uploads/2013/06/RFID1.pdf
32. http://www.creeaza.com/referate/fizica/Senzorul -ultrasonic -de-distant663.php
33. https://www.optimusdigital.ro/senzori -senzori -ultrasonici/9 -senzor -ultrasonic -hc-sr04-
.html
34. https://www.scribd.com/doc/93204860/S ERVOMOTOARE -ELECTRICE
35. https://www.optimusdigital.ro/motoare -servomotoare/598 -servomotor -mg995.html
36. https://www.servocity.com/how -does-a-servo -work
37. https://github.com/bremme/arduino -tm1637
38. http://arduino.stackexchange.com/questions/21608/how -to-use-a-common -anode -7-
segment -4-digit-display
39. http://www.electronics -tutorials.ws/blog/7 -segment -display -tutorial.html
40. http://learn.makeblock.com/en/me -7-segment -display/
41. http://www.altimate.ro/noutati/avantajele -tehnologiei -rfid-pe-scurt/
42. http://www.barcodete ch.ro/en/articles/case -studies/barcodes -or-rfid

54
Capitolul 9 . Anexe
9.1. Aplicația realizată în mediul de dezvoltare Arduino ID E codul final

/*

* ––––––––––––––––––––
* Reset 9 5 RST
* SPI SDA 10 53 SDA
* SPI MOSI 11 51 MOSI
* SPI MISO 12 50 MISO
* SPI SCK 13 52 SCK
*SERVO 6

*/

#include <SPI.h>
#include <MFRC522.h>
#include <Servo.h>
#include <TM1637Display.h>

#define CLK 3
#define DIO 4
#define timp_led 3
#define led 3
#define unghi_ridicare 90
#define timp_ridicare 2
#define servo_pin 6
#define SS_PIN 10
#define RST_PIN 9
MFRC522 mfrc522(SS_PIN, RST_PIN); // Create MFRC522 instance.
Servo myservo;
TM1637Display display(CLK, DIO);

55
boolean gasit=false, pornire=false, swich=false;;
int pos = 0,i,n,j;

void setup() {
// Serial.begin(9600);
SPI.begin();
mfrc522.PCD_Init();
// Serial.println("Scan PICC to see UID and type…");
myservo.attach(servo_pin);
myservo.write(0);
pinMode(led,OUTPUT);
display.setBrightness(0x0f);
display .showNumberDec(0);
}

void card_nou()
{
// Serial.println("Card nou detectat");
for (pos = 0; pos <= unghi_ridicare; pos += 1) { // goes from 0 degrees to 180 degrees
// in steps of 1 degree
myservo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos'
delay(15); // waits 15ms for the servo to reach the position

}
analogWrite(led, 255);
delay(1000*timp_ridicare);

for (pos = unghi_ridicare; pos >= 0; pos -= 1) { // goes from 180 degrees to 0 degrees
myservo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos'
delay(15); // waits 15ms for the servo to reach the po sition

}
delay(2000);

56
analogWrite(led, 0);

gasit=false;
// delay(300);
}

void loop() {

while ( mfrc522.PICC_IsNewCardPresent())
{
pornire=true;
gasit=true;
swich=true;
}

if (pornire==true)
{
if (gasit==true)
{
n++;

if (swich==true)
{
card_nou();
swich=false;
i=0;
}
}

if((swich==false) &&(n%2!=0))
display.showNumberDec(i++);
delay(950);

57
j=i;
if (i > 9999)
i=0;
else display.showNumberDec(j)
}

9.2. Codul utilizat pentru Servomotor

#include <Servo.h>

Servo myservo; // create servo object to control a servo
// twelve servo objects can be created on most boards

int pos = 0; // variable to store the servo position

void setup() {
myservo.attach(9); // attaches the servo on pin 9 to the servo object
}

void loop() {
for (pos = 0; pos <= 180; pos += 1) { // goes from 0 degrees to 180 degrees
// in steps of 1 degree
myservo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos'
delay(15); // waits 15ms for the servo to reach the position
}
for (pos = 180; pos >= 0; pos -= 1) { // goes from 180 degrees to 0 degrees
myservo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos'
delay(15); // waits 15ms for the servo to reach the position
}
}
}
}
}
}

58
9.3. Codul utilizat pentru RFID
/*

* ––––––––––––––––––––
* Reset 9 5 RST
* SPI SS 10 53 SDA
* SPI MOSI 11 51 MOSI
* SPI MISO 12 50 MISO
* SPI SCK 13 52 SCK
*/

#include <SPI.h>
#include <MFRC522.h>

#define SS_PIN 10
#define RST_PIN 9
MFRC522 mfrc522(SS_PIN, RST_PIN); // Create MFRC522 instance.

boolean pornit;

void setup() {
Serial.begin(9600);
SPI.begin();
mfrc522.PCD_Init();
Serial.println("Scan PICC to see UID and type…");
pornit=false;
}

void card_nou()
{
Serial.println("Card nou detectat");
delay(300);
}
/*

59
void card_vechi()
{
Serial.println("card gasit!!!");
delay(300);
}

*/

void loop() {

/*
if(pornit==false)
{
mfrc522.PCD_AntennaOn();
pornit=true;
}
*/
if ( mfrc522.PICC_IsNewCardPresent()) {

card_nou();

//return;
}
/*
// Select one of the cards
if ( mfrc522.PICC_ReadCardSerial()) {

card_vechi();

//return;

//mfrc522.PCD_StopCrypto1();

60
}
*/
// Dump debug info about the card. PICC_HaltA() is automatically called.
//mfrc522.PICC_DumpToSerial(&(mfrc522.uid));
}
9.4. Codul utilizat pentru senzorul ultrasonic

#define echoPin 7 // Echo Pin
#define trigPin 8 // Trigger Pin

long duration, dista nce; // Duration used to calculate distance

void setup() {
Serial.begin (9600);
pinMode(trigPin, OUTPUT);
pinMode(echoPin, INPUT);

}

void loop() {

digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(10);

digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);

digitalWrite(trigPin, LOW);
duration = pulseIn(echoPin, HIGH);

//Calculate the distance (in cm) based on the speed of sound.
distance = duration/58.2;

61
Serial.println(distance);

delay(50);
}
}
}

9.5. Codul utilizat pentru Display -ul cu Led -uri pe 4 biți

TM1637Display display(CLK, DIO);
boolean gasit=false, pornire=false, swich=false;;
int pos = 0,i,n,j;
void setup() {
// Serial.begin(9600);
SPI.begin();
mfrc522.PCD_Init();
Serial.println("Scan PICC to see UID and type…");
myservo.attach(servo_pin);
myservo.write(0);
pinMode(led,OUTPUT);
display.setBrightness(0x0f);
display.showNumberDec(0);
}

void card_nou()
{
// Serial.println("Card nou de tectat");
for (pos = 0; pos <= unghi_ridicare; pos += 1) { // goes from 0 degrees to 180 degrees
// in steps of 1 degree
myservo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos'
delay(15); // w aits 15ms for the servo to reach the position

}
analogWrite(led, 255);

62
delay(1000*timp_ridicare);

for (pos = unghi_ridicare; pos >= 0; pos -= 1) { // goes from 180 degrees to 0 degrees
myservo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos'
delay(15); // waits 15ms for the servo to reach the po sition

}
delay(2000);
analogWrite(led, 0);

gasit=false;
// delay(300);
}

void loop() {

while ( mfrc522.PICC_IsNewCardPresent())
{
pornire=true;
gasit=true;
swich=true;
}

if (pornire==true)
{
if (gasit==true)
{
n++;

63
if (swich==true)
{
card_nou();
swich=false;
i=0;
}
}

if((swich==false) &&(n%2!=0))
display.showNumberDec(i++);
delay(950);
j=i;
if (i > 9999)
i=0;
else display.showNumberDec(j);
}