خواندن تگ RFID با ماژول RC522 و برد آردوینو

مارس 27, 2019 آردوینو, آردوینو Arduino Uno, پروژه های آردوینو 6,266 بازدید

با پیشرفت روز افزون تکنولوژی در زمینه های مختلف، مدیریت افراد آسان تر شده است. به طوری که با تکنولوژی RFID می توان عبور و مرور، شمارش افراد و … را به راحتی کنترل کرد. فرض کنید یک ساختمان اداری دارای بخش های مختلفی است، هر کدام از این افراد با توجه به رتبه شغلی شان باید به مکان های مختلفی دسترسی داشته باشند. این کار توسط کارت های RFID به راحتی انجام می شود به طوری که برای ورود به هر بخش کافیست تگ RFID را در مقابل دستگاه مخصوص به خود قرار دهند تا علاوه بر ثبت حضور، اجازه ورود به بخش مورد نظر داده شود. در این سری از پروژه های آردوینو، نحوه خواندن کدهای تگ RFID به کمک مازول RC522 و نحوه اتصال به برد آردوینو و راه اندازی آن را به طور کامل توضیح داده ایم. پیشنهاد می کنیم اگر مایل به ساخت یک دستگاه حضور و غیاب پیشرفته و در عین حال کم هزینه برای اداره یا شرکت خود هستید پروژه زیر که در وب سایت الکترونیک98 منتشر گردیده است را به طور کامل مطالعه نموده تا بتوانید دستگاه مورد نظر را در سریعترین زمان بسازید.

RFID چیست؟

RFID مخفف Radio Frequency Identification به معنی شناسایی فرکانس رادیویی که قادر به تبادل اطلاعات است. در مفهوم RFID علاوه بر یک دستگاه کارت خوان که خواننده کارت یا Reader نامیده می شود یک سری تگ RFID یا کارت شناسایی نیز وجود دارد. زمانی که این تگ ها در محدوده تعیین شده در مقابل دستگاه کارت خوان قرار بگیرند، میدان مغناطیسی تولید شده توسط دستگاه کارت خوان باعث فعال شدن تگ می گردد و این تگ به طور مداوم اقدام به ارسال اطلاعات از طریق امواج رادیویی می کند و دستگاه کارت خوان داده ها را دریافت و به سیستم های دیگر جهت پردازش ارسال می کند.

همچنین لازم به ذکر است که این تگ ها ضد آب بوده و با توجه به شکل و اندازه آن ها به راحتی قابل حمل می باشند. از جمله کاربرد تگ های RFID به شرح زیر است:

1. دستگاه حضور و غیاب

2. شمارش افراد

3. مدیریت دارایی

4. دستگاه های هوشمند

5. دستگاه های ردیابی

6. ایمنی مواد غذایی

7. سیستم های پرداخت

8. زمان بندی مسابقه

9. سیستم های پرداخت تلفن و …

ماژول کارت خوان RFID RC522

ماژول RC522 برای خواندن غیر تماسی تگ های RFID در فرکانس 13.56MHz به کار برده می شود. این ماژول، قابل استفاده با بردهای آردوینو است و کاربردی بسیار مناسب در توسعه تجهیزات و کارت خوان های RF دارد. همچنین ارتباط این ماژول از طریق رابط SPI است. از جمله مشخصات و ویژگی های ماژول RFID RC522 به شرح زیر است:

1. راه اندازی با ولتاژ کم

2. قیمت بسیار پایین نسبت به کاربرد آن

3. اندازه کوچک و قابل حمل به راحتی

4. دارای 8 پایه جهت ارتباط با برد آردوینو

5. نوع فیبر به صورت فایبرگلاس

6. پروتکل ارتباطی به صورت SPI

7. ولتاژ مورد نیاز 2.5 تا 3.3 ولت

8. جریان 13 تا 26 میلی آمپر

9. فرکانس کاری در محدوده 13.56MHz

10. سرعت 10Mbit/S

11. محدوده دما 20- تا 80+ درجه سانتی گراد

12. محدوده اندازه گیری تگ در 8 تا 10 سانتی متر

13. دارای بافر 64 بیتی برای حافظه

14. ابعاد فیبر 40*60 میلی متر

دانلود دیتا شیت ماژولRFID RC522

لیست قطعات مورد نیاز

برد آردوینو Arduino UNO R3 مدل DIP	1 عدد
ماژول کارت خوان RFID مدل خواندن و نوشتن RC522	1 عدد
تگ RFID مدل کارتی 13.56MHz	1 عدد
برد بورد (پروجکت برد) مدل GL	1 عدد
سیم جامپر برد بوردی مدل دو سر نری (سری 40تایی)	1 عدد

نحوه اتصال قطعات به یکدیگر و برد آردوینو بسیار ساده است به طوری که برای انجام این عمل می توانید طبق شماتیک و توضیحات زیر این کار را به راحتی انجام دهید.

1. در مرحله اول ابتدا پایه 3.3v مازول RC522 را به پین 3.3v برد آرددوینو اتصال دهید.

2. پایه GND ماژول را به پین زمین یا GND آردوینو متصل کنید.

3. پایه ریست RST را به پین دیجیتال شماره 9 یا D9 آردوینو متصل نمائید.

4. پایه SDA را به پین D10 آردوینو اتصال دهید.

5. پایه MOSI را به پین D11 آردوینو متصل کنید.

6. پایه MISO را به پین D12 آردوینو متصل نمائید.

7. پایه SCK را به پین D13 آردوینو اتصال دهید.

برنامه نویسی پروژه

قبل از برنامه نویسی در نرم افزار آردوینو ابتدا کتابخانه RFID را دانلود نموده و طبق توضیحات زیر، آن را به زیرمجموعه های کتابخانه خود در نرم افزار آردوینو اضافه کنید.

دانلود کتابخانه RFID

نصب کردن کتابخانه RFID

لازم به ذکر است که نرم افزار برنامه نویسی آردوینو به صورت پیش فرض توانایی پشتیبانی از RFID را ندارد بنابراین ما باید library (کتابخانه یا برنامه) مورد نیاز را بر روی آن نصب کنیم. این فرآیند بسیار ساده و راحت است که در زیر نحوه استفاده از آن را توضیح داده ایم.

1. در مرحله اول ابتدا آخرین (جدیدترین) نسخه کتابخانه (RFID ) را از لینک فوق دانلود کنید.

2. پس از دانلود فایل، نرم افزار آردوینو را باز کنید.

3. مسیر زیر را دنبال کنید و در پنجره باز شده فایل کتابخانه RFID را که قبلا دانلود کرده اید را انتخاب نمائید:

… Sketch > Include Library > Add .ZIP Library

برنامه نویسی کامل پروژه

بعد از اتصال قطعات به یکدیگر و نصب کتابخانه، کدهای زیر را در نرم افزار آردوینو کپی نموده سپس به برد آردوینو آپلود کنید.

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

constexpr uint8_t RST_PIN = 9;     // Configurable, see typical pin layout above
constexpr uint8_t SS_PIN = 10;     // Configurable, see typical pin layout above
 
MFRC522 rfid(SS_PIN, RST_PIN); // Instance of the class

MFRC522::MIFARE_Key key; 

// Init array that will store new NUID 
byte nuidPICC[4];

void setup() { 
  Serial.begin(9600);
  SPI.begin(); // Init SPI bus
  rfid.PCD_Init(); // Init MFRC522 

  for (byte i = 0; i < 6; i++) {
    key.keyByte[i] = 0xFF;
  }

  Serial.println(F("This code scan the MIFARE Classsic NUID."));
  Serial.print(F("Using the following key:"));
  printHex(key.keyByte, MFRC522::MF_KEY_SIZE);
}
 
void loop() {

  // Look for new cards
  if ( ! rfid.PICC_IsNewCardPresent())
    return;

  // Verify if the NUID has been readed
  if ( ! rfid.PICC_ReadCardSerial())
    return;

  Serial.print(F("PICC type: "));
  MFRC522::PICC_Type piccType = rfid.PICC_GetType(rfid.uid.sak);
  Serial.println(rfid.PICC_GetTypeName(piccType));

  // Check is the PICC of Classic MIFARE type
  if (piccType != MFRC522::PICC_TYPE_MIFARE_MINI &&  
    piccType != MFRC522::PICC_TYPE_MIFARE_1K &&
    piccType != MFRC522::PICC_TYPE_MIFARE_4K) {
    Serial.println(F("Your tag is not of type MIFARE Classic."));
    return;
  }

  if (rfid.uid.uidByte[0] != nuidPICC[0] || 
    rfid.uid.uidByte[1] != nuidPICC[1] || 
    rfid.uid.uidByte[2] != nuidPICC[2] || 
    rfid.uid.uidByte[3] != nuidPICC[3] ) {
    Serial.println(F("A new card has been detected."));

    // Store NUID into nuidPICC array
    for (byte i = 0; i < 4; i++) {
      nuidPICC[i] = rfid.uid.uidByte[i];
    }
   
    Serial.println(F("The NUID tag is:"));
    Serial.print(F("In hex: "));
    printHex(rfid.uid.uidByte, rfid.uid.size);
    Serial.println();
    Serial.print(F("In dec: "));
    printDec(rfid.uid.uidByte, rfid.uid.size);
    Serial.println();
  }
  else Serial.println(F("Card read previously."));

  // Halt PICC
  rfid.PICC_HaltA();

  // Stop encryption on PCD
  rfid.PCD_StopCrypto1();
}


/**
 * Helper routine to dump a byte array as hex values to Serial. 
 */
void printHex(byte *buffer, byte bufferSize) {
  for (byte i = 0; i < bufferSize; i++) {
    Serial.print(buffer[i] < 0x10 ? " 0" : " ");
    Serial.print(buffer[i], HEX);
  }
}

/**
 * Helper routine to dump a byte array as dec values to Serial.
 */
void printDec(byte *buffer, byte bufferSize) {
  for (byte i = 0; i < bufferSize; i++) {
    Serial.print(buffer[i] < 0x10 ? " 0" : " ");
    Serial.print(buffer[i], DEC);
  }
}

#include <SPI.h>

#include <MFRC522.h>

constexpr uint8_t RST_PIN = 9; // Configurable, see typical pin layout above

constexpr uint8_t SS_PIN = 10; // Configurable, see typical pin layout above

MFRC522 rfid(SS_PIN, RST_PIN); // Instance of the class

MFRC522::MIFARE_Key key;

// Init array that will store new NUID

byte nuidPICC[4];

void setup() {

Serial.begin(9600);

SPI.begin(); // Init SPI bus

rfid.PCD_Init(); // Init MFRC522

for (byte i = 0; i < 6; i++) {

key.keyByte[i] = 0xFF;

}

Serial.println(F("This code scan the MIFARE Classsic NUID."));

Serial.print(F("Using the following key:"));

printHex(key.keyByte, MFRC522::MF_KEY_SIZE);

}

void loop() {

// Look for new cards

if ( ! rfid.PICC_IsNewCardPresent())

return;

// Verify if the NUID has been readed

if ( ! rfid.PICC_ReadCardSerial())

return;

Serial.print(F("PICC type: "));

MFRC522::PICC_Type piccType = rfid.PICC_GetType(rfid.uid.sak);

Serial.println(rfid.PICC_GetTypeName(piccType));

// Check is the PICC of Classic MIFARE type

if (piccType != MFRC522::PICC_TYPE_MIFARE_MINI &&

piccType != MFRC522::PICC_TYPE_MIFARE_1K &&

piccType != MFRC522::PICC_TYPE_MIFARE_4K) {

Serial.println(F("Your tag is not of type MIFARE Classic."));

return;

}

if (rfid.uid.uidByte[0] != nuidPICC[0] ||

rfid.uid.uidByte[1] != nuidPICC[1] ||

rfid.uid.uidByte[2] != nuidPICC[2] ||

rfid.uid.uidByte[3] != nuidPICC[3] ) {

Serial.println(F("A new card has been detected."));

// Store NUID into nuidPICC array

for (byte i = 0; i < 4; i++) {

nuidPICC[i] = rfid.uid.uidByte[i];

}

Serial.println(F("The NUID tag is:"));

Serial.print(F("In hex: "));

printHex(rfid.uid.uidByte, rfid.uid.size);

Serial.println();

Serial.print(F("In dec: "));

printDec(rfid.uid.uidByte, rfid.uid.size);

Serial.println();

}

else Serial.println(F("Card read previously."));

// Halt PICC

rfid.PICC_HaltA();

// Stop encryption on PCD

rfid.PCD_StopCrypto1();

}

/**

* Helper routine to dump a byte array as hex values to Serial.

void printHex(byte *buffer, byte bufferSize) {

for (byte i = 0; i < bufferSize; i++) {

Serial.print(buffer[i] < 0x10 ? " 0" : " ");

Serial.print(buffer[i], HEX);

}

/**

* Helper routine to dump a byte array as dec values to Serial.

void printDec(byte *buffer, byte bufferSize) {

for (byte i = 0; i < bufferSize; i++) {

Serial.print(buffer[i] < 0x10 ? " 0" : " ");

Serial.print(buffer[i], DEC);

}

ویدیوی ضبط شده از نحوه عملکرد پروژه

اطلاعات پروژه

رمز فایل : www.electronics98.com (این مطلب فاقد فایل جهت دانلود است)

نویسنده : محسن برات زاده

تاریخ انتشار : 27 مارس 2019

11 دیدگاه

شرایط و قوانین ثبت دیدگاه

فارسی بنویسید و از کیبورد فارسی استفاده کنید.

لطفاً بیش‌از‌حدِ معمول، شکلک یا ایموجی استفاده نکنید و از کشیدن حروف یا کلمات با صفحه‌کلید بپرهیزید.

به کاربران و سایر اشخاص احترام بگذارید. پیام‌هایی که شامل محتوای توهین‌آمیز و کلمات نامناسب باشند، حذف می‌شوند.

از ارسال لینک‌های سایت‌های دیگر و ارایه‌ی اطلاعات شخصی خودتان مثل شماره تماس، ایمیل و آی‌دی شبکه‌های اجتماعی پرهیز کنید.