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RFID如何工作以及如何制作基于Arduino的RFID门锁

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文章附图

在本教程中,我们将学习什么是RFID,如何工作以及如何制作基于Arduino的RFID门锁。您可以观看以下视频或阅读下面的书面教程以了解更多详细信息。

视频演示(7m)

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概述

RFID代表射频识别,它是一种非接触式技术,已在许多行业中广泛用于人员跟踪,访问控制,供应链管理,图书馆中的书籍跟踪,收费系统等任务。

RFID如何工作

RFID系统由两个主要组件组成:位于我们要识别的对象上的应答器或标签,以及收发器或读取器。

RFID阅读器包括一个射频模块,一个控制单元和一个产生高频电磁场的天线线圈。 另一方面,标签通常是无源组件,仅由天线和电子微芯片组成,因此当标签靠近收发器的电磁场时,由于感应,其天线线圈中会产生电压,并且电压用作微芯片的电源。

现在,在为标签供电时,它可以从阅读器中提取所传输的消息,并将消息发送回阅读器,它使用一种称为负载操纵的技术。 开启和关闭标签天线的负载会影响阅读器天线的功耗,该功耗可以通过压降来衡量。 电压的这种变化将被捕获为一和零,这就是将数据从标签传输到读取器的方式。

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,标签会使用一部分接收到的功率来产生另一个电磁场,该电磁场将被阅读器的天线吸收。

RFID和Arduino

这就是基本的工作原理,现在让我们看看如何将RFID与Arduino结合使用并构建我们自己的RFID门锁。我们将使用基于MIFARE协议和MFRC522 RFID阅读器的标签,它们的价格仅为两美元。


RFID如何工作以及如何制作基于Arduino的RFID门锁


这些标签具有1kb的内存,并具有可以进行算术运算的微芯片。 根据天线的几何形状,它们的工作频率为13.56 MHz,工作距离最远为10 cm。 如果将这些标签之一放在光源前面,我们会注意到我们之前讨论过的天线和微芯片。

至于RFID读取器模块,它使用SPI协议与Arduino板进行通信,这是我们连接它们的方式。 请注意,我们必须将模块的VCC连接到3.3V,对于其他引脚,由于它们可以承受5V的电压,因此我们不必担心。

图略

连接模块后,我们需要从此处下载MFRC522库。该库附带了几个很好的示例,从中我们可以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运行。 现在,如果我们运行串行监视器并将标签放在模块附近,读取器将开始读取标签,并且来自标签的所有信息将显示在串行监视器上。

在这里,我们可以注意到标签的UID编号以及实际上分为16个扇区的1 KB内存,每个扇区分为4个块,每个块可以存储2个字节的数据。 在本教程中,我们将不使用标签的任何内存,而仅使用标签的UID号。

Arduino RFID门锁访问控制项目

在阅读RFID门锁项目的代码之前,让我们看一下该项目的组件和电路原理图。

图略

除了RFID模块外,我们还将使用接近传感器来检查门是否关闭,用于锁定机构的伺服电机和字符显示器。

该项目具有以下工作流程:首先,我们必须设置一个主标记,然后系统进入正常模式。 如果我们扫描未知标签,访问将被拒绝,但是如果我们扫描主标签,我们将进入程序模式,从中可以添加和授权未知标签。 因此,现在如果我们再次扫描标签,将授予访问权限,以便我们打开门。