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RFID是如何工作的，如何制作基于Arduino的RFID门锁

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Arduino教程
41.

在本教程中，我们将学习什么是RFID，它是如何工作的，以及如何制作基于Arduino的RF亚博88下载ID门锁。你可以观看下面的视频或阅读下面的书面教程了解更多细节。

概述

RFID代表射频识别它是一种非接触技术，广泛应用于许多行业，如人员跟踪、访问控制、供应链管理、图书馆图书跟踪、收费站系统等。

射频识别的应用及用途

RFID如何工作

RFID系统由两个主要组件，转发器或标签组成，该标签位于我们想要识别的对象上，以及收发器或读者。

RFID如亚博88下载何运作

RFID读取器由射频模块，控制单元和天线线圈组成，该控制单元和天线线圈产生高频电磁场。另一方面，标签通常是一种被动部件，其包括仅由天线和电子微芯片组成，因此当由于感应而导致收发器的电磁场附近时，在其天线线圈中产生电压，并且可以在其天线线圈中产生电压电压用作微芯片的电源。

RFID工作原则

现在，当标签被供电时，它可以从读取器中提取发送的消息，并将消息发送回读者，它使用称为负载操作的技术。在标签的天线处开启和关闭负载将影响读取器天线的功耗，这可以测量为电压降。电压的这种变化将被捕获为Zeros，这就是数据从标签传送到读者的方式。

在阅读器和标签之间还有另一种数据传输方式，称为反向散射耦合。在这种情况下，标签使用接收到的部分能量产生另一个电磁场，该电磁场将被阅读器的天线接收到。

RFID和Arduino.

这就是基本的工作原理现在让我们看看如何将射频识别和Arduino结合起来制作我们自己的射频识别门锁。我们将使用基于MIFARE协议的标签和MFRC522 RFID阅读器，这只需要几美元。

RFID和Arduino教程

这些标签有1kb的内存和一个可以做算术运算的微芯片。它们的工作频率是13.56 MHz，工作距离高达10厘米取决于天线的几何形状。如果我们把其中一个标签放在光源前，我们可以注意到天线和我们之前讨论过的微芯片。

天线和微芯片内的RFID标签

对于RFID阅读器模块，它使用SPI协议与Arduino板通信，我们需要这样连接它们。请注意，我们必须将模块的VCC连接到3.3V，其他引脚我们不用担心，因为它们是5V公差的。

一旦我们连接模块，我们需要下载MFRC522图书馆从GitHub。该库提供了几个很好的示例，我们可以从中学习如何使用该模块。

首先，我们可以上传“DumpInfo”示例并测试我们的系统是否正常工作。现在，如果我们运行串行监视器，并将标签带到模块附近，阅读器将开始读取标签，来自标签的所有信息将显示在串行监视器上。

Arduino MFRC522库DumpInfo示例

这里我们可以注意到标签的UID号以及1kb的内存，它实际上被划分为16个扇区，每个扇区分为4个块，每个块可以存储2字节的数据。对于本教程，我们不会使用任何标记的内存，我们将只使用标记的UID号。

Arduino RFID门锁门禁项目

在我们通过我们的RFID门锁项目的代码之前，让我们看一下这个项目的组件和电路原理图。

Arduino RFID门锁门禁项目

除了RFID模块之外，我们还将使用接近传感器来检查门是否关闭或打开，伺服电机用于锁定机构和字符显示。

你可以从下面的链接获得这个Arduino教程所需的组件:

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该项目具有以下工作流程：首先，我们必须设置主标记，然后系统进入正常模式。如果我们扫描一个未知标记，则访问将被拒绝，但如果我们扫描主机，我们将从我们可以添加和授权未知标记的位置进入程序模式。所以现在，如果我们再次扫描标签，就会授予访问，以便我们打开门。

Arduino RFID门锁门禁项目

门后，门会自动锁定。如果我们要从系统中删除标签，我们只需进入程序模式，请扫描“知道”标记，将删除。

源代码

现在让我们来看看代码。因此，首先我们需要包含RFID模块、显示器和伺服电机的库，定义下面程序所需的一些变量，并创建库的实例。

#include  #include  #include  #include  #define RST_PIN 9 #define SS_PIN 10 byte readCard[4];char* myTags[100] = {};int tagsCount = 0;String tagID = "";boolean successRead = false;boolean correctTag = false;int proximitySensor;boolean doorOpened = false;MFRC522 (SS_PIN, RST_PIN); //创建实例液晶显示(2,3,4,5,6,7); //Parameters: (rs, enable, d4, d5, d6, d7) Servo myServo; // Servo motor

在设置部分，我们首先对模块进行初始化，将伺服电机的初始值设置为锁定位置。然后我们将初始消息打印到显示器上，然后使用下面的“while”循环等待，直到主标记被扫描。getID()自定义函数获取标签的UID，并将其放入myTags[0]数组的第一个位置。

void setup（）{//启动spi.begin（）;// SPI总线MFRC522.pcd_init（）;// mfrc522 lcd.begin（16,2）;//液晶屏myservo.attach（8）;//伺服电机myservo.write（10）;//伺服电机的初始锁定位置//打印初始消息lcd.print（“ - 没有主标记！ - ”）;lcd.setcursor（0,1）;lcd.print（“立即扫描”）;//等待直到扫描主卡（！SuccessRead）{successRead = getID（）;if（successRead == true）{mytags [tagscount] = strdup（tagid.c_str（））; // Sets the master tag into position 0 in the array lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Master Tag Set!"); tagsCount++; } } successRead = false; printNormalModeMessage(); }

让我们来看看getID（）自定义函数。首先，它检查读者附近是否有一个新标签，如果是，我们将继续“for”循环，这将获得标记的UID。我们使用的标签具有4个字节UID号，这就是为什么我们需要使用此循环执行4个迭代，并使用concat（）函数我们将4个字节添加到单个字符串变量中。我们还将字符串的所有字符设置为上部案例，最后我们停止阅读。

UINT8_T getID（）{//准备好读取piccs（！mfrc522.picc_isnewcardpresent（））{//如果放置到RFID读取器的新PICC继续返回0;}如果（！mfrc522.picc_readcardserial（））{//由于picc放置了串行并继续返回0;} tagid =“”;for（uint8_t i = 0; i <4; i ++）{//我们使用的mifare piccs有4个字节uid readcard [i] = mfrc522.uid.uidbyte [i];tagid.concat（string（mfrc522.uid.uidbyte [i]，hex））;//在单个字符串变量中添加4个字节} tagid.touppercase（）;mfrc522.picc_halta（）;//停止阅读返回1;}

在我们进入主循环之前，在设置部分的末尾，我们还调用PrintNormalModeMessage（）自定义函数，该函数在显示屏上打印“访问控制”消息。

void printnormalmodemessage（）{延迟（1500）;lcd.clear（）;lcd.print（“ -  Access Control-”）;lcd.setcursor（0,1）;lcd.print（“扫描你的标签！”）;}

在主回路中，我们首先读取接近传感器的值，它告诉我们门是否关闭。

int proximitySensor = analogRead(A0);

因此，如果门关闭，则使用与GetID（）自定义功能中所述的相同线，我们将扫描并获取新标记的UID。我们可以在这里注意到，由于“如果”语句中的“返回”行扫描标记，因此代码不会进一步继续。

一旦我们扫描了标签，我们会检查该标签是否是我们以前注册的主站，如果这是真的，我们将进入程序模式。在此模式下，如果我们扫描已授权标记，它将被从系统中删除，或者如果标记未知，则将添加到系统中的系统。

//检查扫描的标记是否是主标记（TagId == MyTags [0]）{lcd.clear（）;lcd.print（“计划模式：”）;lcd.setcursor（0,1）;lcd.print（“添加/删除标记”）;while（！successRead）{successRead = getID（）;if（successRead == true）{for（int i = 0; i <100; i ++）{if（tagid == mytags [i]）{mytags [i] =“”;lcd.clear（）;lcd.setCursor（0,0）;lcd.print（“删除标签！”）;printnormalmodemessage（）; return; } } myTags[tagsCount] = strdup(tagID.c_str()); lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(" Tag Added!"); printNormalModeMessage(); tagsCount++; return; } } }

在程序模式之外，通过下一个“for”循环，我们检查扫描的标签是否等于任何挂号标签，我们要么解锁门或保持访问拒绝。最后在“别的”声明中我们等到门关闭，然后我们锁定了门并再次打印了正常模式消息。

//检查扫描的标签是否被授权（int i = 0; i <100; i ++）{if（tagid == mytags [i]）{lcd.clear（）;lcd.setCursor（0,0）;lcd.print（“获得授予的！”）;myservo.write（170）;//解锁门打印机莫狄德透明（）;classtag = true;if}}如果（classtag == false）{lcd.clear（）;lcd.setCursor（0,0）;lcd.print（“拒绝访问！”）;printnormalmodemessage（）; } } // If door is open... else { lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(" Door Opened!"); while (!doorOpened) { proximitySensor = analogRead(A0); if (proximitySensor > 200) { doorOpened = true; } } doorOpened = false; delay(500); myServo.write(10); // Locks the door printNormalModeMessage(); }

所以这就是一切，这里是项目的完整代码：

/ * * Arduino门锁访问控制项目* *由Dejan Nedelkovski，www.www.kuaixg.com * *图书馆：亚搏手机版官方下载MFRC522，https://github.com/miguelbalboa/rfid * / #include  #include  #include  #include  #define rst_pin 9 #define ss_pin 10字节readcard [4];char* myTags[100] = {};int tagsCount = 0;String tagID = "";boolean successRead = false;boolean correctTag = false;int proximitySensor;boolean doorOpened = false;MFRC522 (SS_PIN, RST_PIN); //创建实例液晶显示(2,3,4,5,6,7); //Parameters: (rs, enable, d4, d5, d6, d7) Servo myServo; // Servo motor void setup() { // Initiating SPI.begin(); // SPI bus mfrc522.PCD_Init(); // MFRC522 lcd.begin(16, 2); // LCD screen myServo.attach(8); // Servo motor myServo.write(10); // Initial lock position of the servo motor // Prints the initial message lcd.print("-No Master Tag!-"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(" SCAN NOW"); // Waits until a master card is scanned while (!successRead) { successRead = getID(); if ( successRead == true) { myTags[tagsCount] = strdup(tagID.c_str()); // Sets the master tag into position 0 in the array lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Master Tag Set!"); tagsCount++; } } successRead = false; printNormalModeMessage(); } void loop() { int proximitySensor = analogRead(A0); // If door is closed... if (proximitySensor > 200) { if ( ! mfrc522.PICC_IsNewCardPresent()) { //If a new PICC placed to RFID reader continue return; } if ( ! mfrc522.PICC_ReadCardSerial()) { //Since a PICC placed get Serial and continue return; } tagID = ""; // The MIFARE PICCs that we use have 4 byte UID for ( uint8_t i = 0; i < 4; i++) { // readCard[i] = mfrc522.uid.uidByte[i]; tagID.concat(String(mfrc522.uid.uidByte[i], HEX)); // Adds the 4 bytes in a single String variable } tagID.toUpperCase(); mfrc522.PICC_HaltA(); // Stop reading correctTag = false; // Checks whether the scanned tag is the master tag if (tagID == myTags[0]) { lcd.clear(); lcd.print("Program mode:"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Add/Remove Tag"); while (!successRead) { successRead = getID(); if ( successRead == true) { for (int i = 0; i < 100; i++) { if (tagID == myTags[i]) { myTags[i] = ""; lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(" Tag Removed!"); printNormalModeMessage(); return; } } myTags[tagsCount] = strdup(tagID.c_str()); lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(" Tag Added!"); printNormalModeMessage(); tagsCount++; return; } } } successRead = false; // Checks whether the scanned tag is authorized for (int i = 0; i < 100; i++) { if (tagID == myTags[i]) { lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(" Access Granted!"); myServo.write(170); // Unlocks the door printNormalModeMessage(); correctTag = true; } } if (correctTag == false) { lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(" Access Denied!"); printNormalModeMessage(); } } // If door is open... else { lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(" Door Opened!"); while (!doorOpened) { proximitySensor = analogRead(A0); if (proximitySensor > 200) { doorOpened = true; } } doorOpened = false; delay(500); myServo.write(10); // Locks the door printNormalModeMessage(); } } uint8_t getID() { // Getting ready for Reading PICCs if ( ! mfrc522.PICC_IsNewCardPresent()) { //If a new PICC placed to RFID reader continue return 0; } if ( ! mfrc522.PICC_ReadCardSerial()) { //Since a PICC placed get Serial and continue return 0; } tagID = ""; for ( uint8_t i = 0; i < 4; i++) { // The MIFARE PICCs that we use have 4 byte UID readCard[i] = mfrc522.uid.uidByte[i]; tagID.concat(String(mfrc522.uid.uidByte[i], HEX)); // Adds the 4 bytes in a single String variable } tagID.toUpperCase(); mfrc522.PICC_HaltA(); // Stop reading return 1; } void printNormalModeMessage() { delay(1500); lcd.clear(); lcd.print("-Access Control-"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(" Scan Your Tag!"); }

我希望您享受本教程，并随意在下面的评论部分提出任何疑问。

41回应

  2. Torbjörn卡尔森

    非常感谢！我正在制作智能锁，作为机械工程师，我从不同的视频中得到了很多帮助。伟大的！
    /可

    回复
  4. SetaSena.

    先生，我不能让它工作。我的所有电线检查了所有的电线。
    液晶仍然空白！
    我怎样才能解决这个问题？

    回复
    • 德扬Nedelkovski

      LCD的问题是对比。尝试调整LCD对比度引脚的电压，尝试使用电位器或不同的分压器，以及使用带有Arduino的LCD显示屏查看我的详细教程。

      回复
      • 萨姆

        嗨，我已经提到了你的液晶教程，但我没有电位器。我可以问是否应该在地面或5V的对比度销上进行调整？在图片颜色代码上看到，我在GND上使用了220欧姆和1000Ohm。我使用错误的电阻，还是错了。因为我正在使用相同的液晶和连接，所以不应该有任何错误吗？谢谢！！I need this for a mini project of mine hope you can help me with the LCD contrast issue Thanks!!

      • 萨姆

        啊. .谢谢!我已经试着去掉一个对比引脚电阻，并把它直接连接到地。它工作!

    • 李惠特

      是否存储在EEPROM中的标签ID，以便在掉头关闭之前存储的标签后？

      谢谢,

      李。

      回复
  6. Facundo.

    你好，我用arduino uno代替arduino nano做这个有什么区别吗?

    回复
  7. moroisa

    我可以使用螺线管12 V而不是电机伺服，如果我想添加LED指示灯吗？我必须做什么（编码）？
    请帮忙。

    回复
      • 莫罗萨

        我做到了，

        添加螺线管，按按钮从另一侧，LED RGB，电池和LCD I2C适配器换档。除了一个思考外，一切都是完美的，当损耗电源再次开始时，程序开始。现在我试图用我的EEPROM，你有什么建议吗？
        还有一个小问题，当我试图在printNormalModeMessage()上做滚动文本时，程序卡住了，不能扫描卡和运行系统，只是滚动文本出现在LCD上，请帮助。谢谢您，先生。

  9. 马克

    伟大的项目，但我如何存储UID？将名称存储到安全性标签上也很棒。
    马克

    回复
  10. Baidar

    你用哪个Arduino，为什么。还有一种方法可以记录什么卡被扫描，扫描的时间，并能够保存显示。

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  14. 汤姆

    嗨，伟大的文章。我需要约2英尺的范围，这可能吗？
    谢谢,汤姆

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    • 罗恩

      是的，一些RFID阅读器可以在两英尺远的地方激活被动标签。然而，它们并不紧凑，需要比这个项目多得多的电力，只在商业上可用，而且相对昂贵。在这种情况下，近距离传感器可能不实用，超声波传感器可能也不够。如果有意义，可以考虑使用可中断的光束，比如红外或激光，物体触发RFID阅读器激活。另一种可能性是让RFID阅读器打开，并在标签经过时进行投票，以实现跟踪类型的应用。

      回复
  15. 大卫威廉姆斯

    你好呀！
    我有一个关于这个项目的问题:
    这个项目也可以在没有接近传感器的情况下工作，或者我需要一个才能正常工作吗？
    谢谢

    回复
    • 德国

      嘿，它会起作用，但它需要在代码中进行一些修改。如果您没有那个，您也可以使用不同的接近传感器。

      回复
  16. 丹

    出于某种原因，GetID（）不在我的工作。有什么可以解决这个问题吗？谢谢。
    PS:我试图复制和粘贴在网站上的代码，这也不能工作。

    回复
  17. 本史密斯

    嗨，你如何连接光学传感器CNY70？

    我的已经炸过三次了，我按照示意图做的。

    只是为了确保您使用的电阻为220和10K对光学传感器的权利？

    以及如何连接传感器接地和电源？

    好，谢谢

    回复
    • 德国

      充分利用您将适当的引脚连接到适当的电阻，以及地面和5V。电路图显示了连接它的正确方法。

      回复
  18. 费尔南多

    嘿，谢谢你的计划。我想知道我们是否可以用超声波传感器代替近距离传感器CNY70?

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    • 德国

      是的，你可以用超声波传感器。当然，您必须适当地修改代码。我用人民币70元，因为它更小。

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