Arduino Nano -той хялбар RFID MFRC522 холболт: 4 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Хандалтын хяналт нь байгууллагын аюулгүй байдал, мэдээллийн аюулгүй байдлын чиглэлээр байгууллага, газарзүйн бүсэд үл мэдэгдэх хандалт/нэвтрэлтийг хязгаарлах механизм юм. Нэвтрэх үйлдэл нь хэрэглэх, оруулах, ашиглах гэсэн утгатай байж болно. Нөөцөд хандах зөвшөөрлийг зөвшөөрөл гэж нэрлэдэг.

Бие махбодийн аюулгүй байдал

Газарзүйн нэвтрэх хяналтыг ажилтнууд (жишээлбэл, хилийн харуул, үсрэгч, тасалбар шалгагч) эсвэл турникет (хаалт хаалга) гэх мэт төхөөрөмжөөр гүйцэтгэж болно. Хандалтын хяналт нь шууд утгаараа (хандалтыг өөрөө хянах) нь зөвшөөрөлтэй байгаа эсэхийг шалгах систем юм. Тасалбар хянагч (тээвэрлэлт). Өөр нэг жишээ бол гарах хяналт, жишээ нь. дэлгүүр (төлбөр тооцоо хийх) эсвэл улс орны. [ишлэл шаардлагатай]. Хандалтын хяналт гэдэг нэр томъёо нь үл хөдлөх хөрөнгө, барилга, өрөөнд орох эрхийг эрх бүхий этгээдээр хязгаарлах практикийг хэлдэг.

Мэдээллийн нууцлал

Цахим хандалтын хяналт нь механик түгжээ, түлхүүрийн хязгаарлалтыг шийдвэрлэхийн тулд компьютер ашигладаг. Механик түлхүүрийг солихын тулд өргөн хүрээний итгэмжлэлийг ашиглаж болно. Цахим хандалтын хяналтын систем нь танилцуулсан итгэмжлэлд үндэслэн нэвтрэх эрхийг олгодог. Хандалт хийх үед хаалгыг онгойлгож, гүйлгээг бүртгэдэг. Нэвтрэхээс татгалзсан тохиолдолд хаалга түгжигдсэн хэвээр байх бөгөөд нэвтрэх оролдлогыг бүртгэдэг. Систем нь хаалгыг онгойлгосноос хойш удаан хугацаагаар онгойлгох эсвэл онгойлгоход хаалга, дохиоллыг хянах болно.

Хандалтыг хянах үйл ажиллагаа

Итгэмжлэх жуух бичгийг уншигчид (төхөөрөмжид) өгөхөд уншигч нь итгэмжлэлийн мэдээллийг ихэвчлэн тоо болгон удирдлагын самбар буюу маш найдвартай процессор руу илгээдэг. Хяналтын самбар нь итгэмжлэлийн дугаарыг хандалтын хяналтын жагсаалттай харьцуулж, өгсөн хүсэлтийг өгөх эсвэл татгалзах, гүйлгээний бүртгэлийг мэдээллийн санд илгээдэг. Хандалтыг хянах жагсаалтад үндэслэн нэвтрэхээс татгалзсан тохиолдолд хаалга түгжээтэй хэвээр байна. Хэрэв итгэмжлэл болон хандалтын хяналтын жагсаалтын хооронд таарч байвал хяналтын самбар нь реле ажиллуулдаг бөгөөд энэ нь хаалгыг онгойлгодог. Хяналтын самбар нь түгшүүрээс урьдчилан сэргийлэх үүднээс хаалга онгойх дохиог үл тоомсорлодог. Ихэнх тохиолдолд уншигч нь нэвтрэхээс татгалзсан улаан LED, зөвшөөрөгдсөн нэвтрэхийн тулд анивчдаг ногоон LED гэх мэт санал хүсэлтийг өгдөг.

Мэдээллийг баталгаажуулах хүчин зүйлүүд:

• хэрэглэгчийн мэддэг зүйл, жишээ нь. нууц үг, нууц үг эсвэл ПИН
• ухаалаг карт эсвэл түлхүүр фоб гэх мэт хэрэглэгчийн эзэмшдэг зүйл
• биометрийн хэмжилтээр баталгаажуулсан хурууны хээ гэх мэт хэрэглэгчийн ашигладаг зүйл.

Итгэмжлэх жуух бичиг

Итгэмжлэл гэдэг нь тухайн физик байгууламж эсвэл компьютерт суурилсан мэдээллийн системд хувь хүн нэвтрэх боломжийг олгодог физик/биет объект, мэдлэгийн хэсэг эсвэл тухайн хүний бие махбодийн онцлог шинж чанар юм. Ихэвчлэн итгэмжлэл нь тухайн хүний мэддэг зүйл (тоо, ПИН гэх мэт), өөрт байгаа зүйл (нэвтрэх тэмдэг гэх мэт), ямар нэгэн зүйл (био-хэмжигдэхүүн гэх мэт) эсвэл эдгээр зүйлсийн хослол байж болно. Үүнийг олон хүчин зүйлийн баталгаажуулалт гэж нэрлэдэг. Ердийн итгэмжлэл бол нэвтрэх карт эсвэл түлхүүрийн товчлуур бөгөөд шинэ програм хангамж нь хэрэглэгчдийн ухаалаг гар утсыг хандалтын төхөөрөмж болгон хувиргаж чаддаг.

Картын технологи:

Соронзон тууз, зураасан код, Wiegand, 125 кГц-ийн ойролцоо байдал, 26 битийн картыг шудрах, ухаалаг карттай холбоо барих, ухаалаг карт багатай холбоо барих зэрэг багтана. Түүнчлэн иргэний үнэмлэхээс илүү авсаархан түлхүүр бөгжийг хавсаргадаг түлхүүрүүд байдаг. Био-метрийн технологиуд нь хурууны хээ, нүүр таних, цахилдагийг таних, нүдний торлог бүрхэвчийг скан хийх, дуу хоолой, гарны геометрийг агуулдаг. Шинэ ухаалаг гар утаснаас олдсон био-хэмжигдэхүүн технологийг гар утасны төхөөрөмж дээр ажилладаг нэвтрэх програм хангамжийн хамт итгэмжлэл болгон ашиглаж болно. Хуучин уламжлалт карт нэвтрэх технологиос гадна Ойролцоох талбайн харилцаа холбоо (NFC), Bluetooth бага энерги (BLE) зэрэг шинэ технологиуд нь хэрэглэгчийн итгэмжлэлийг уншигчдад систем эсвэл барилгын хандалтыг дамжуулах боломжтой байдаг.

Бүрэлдэхүүн хэсгүүд: Хяналтын системийн янз бүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь:-

• Хандалтын хяналтын цэг нь хаалга, турник, зогсоолын хаалга, цахилгаан шат эсвэл бусад физик хаалт байж болно, үүнд нэвтрэх эрхийг цахимаар хянах боломжтой.
• Ерөнхийдөө нэвтрэх цэг нь хаалга юм.
• Цахим нэвтрэх хяналтын хаалга нь хэд хэдэн элементүүдийг агуулж болно. Хамгийн гол нь бие даасан цахилгаан цоож байдаг. Түгжээг унтраалгатай оператор нээдэг.
• Үүнийг автоматжуулахын тулд операторын оролцоог уншигчаар солино. Уншигч нь код оруулсан товчлуур байж болно, карт уншигч эсвэл био хэмжигч уншигч байж болно.

Топологи:

2009 оны орчим топологи зонхилж байгаа нь зангилаа бөгөөд хяналтын самбарыг зангилаа, уншигчид нь хигээс болгон ярьдаг. Хайх ба хянах функцууд нь хяналтын самбар дээр байдаг. Хигээс нь цуваа холболтоор холбогддог; ихэвчлэн RS-485. Зарим үйлдвэрүүд хянагчийг хаалган дээр байрлуулах замаар шийдвэр гаргахад хүргэдэг. Хянагчид IP-ээр идэвхжсэн бөгөөд стандарт сүлжээ ашиглан хост болон мэдээллийн санд холбогддог.

RDID уншигчдын төрөл:

1. Үндсэн (ухаалаг бус) уншигчид: картны дугаар эсвэл ПИН кодыг уншаад хяналтын самбар руу дамжуулна уу. Биометрийн таних тохиолдолд ийм уншигчид хэрэглэгчийн ID дугаарыг гаргадаг. Ихэвчлэн хяналтын самбар руу өгөгдөл дамжуулахад Wiegand протоколыг ашигладаг боловч RS-232, RS-485, Clock/Data гэх мэт бусад сонголтууд тийм ч ховор байдаггүй. Энэ бол хандалтыг хянах уншигчдын хамгийн алдартай төрөл юм. Ийм уншигчдын жишээ бол RFLOGICS -ийн RF Tiny, HID -ийн ProxPoint, Farpointe Data -ийн P300 юм.
2. Хагас ухаалаг уншигчид: хаалганы техник хангамжийг хянахад шаардлагатай бүх оролт, гаралттай байх (цоож, хаалганы холбоо барих, гарах товч), гэхдээ хандалтын талаар ямар ч шийдвэр гаргадаггүй. Хэрэглэгч картаа үзүүлэх эсвэл ПИН код оруулах үед уншигч мэдээллийг үндсэн хянагч руу илгээж, хариуг нь хүлээдэг. Хэрэв үндсэн хянагчийн холболт тасалдсан бол ийм уншигчид ажиллахаа больж, эсвэл доройтсон горимд ажилладаг. Ихэвчлэн хагас ухаалаг уншигчид RS-485 автобусаар дамжуулан хяналтын самбартай холбогддог. Ийм уншигчдын жишээ бол CEM Systems-ийн InfoProx Lite IPL200, Аполлоны AP-510 юм.
3. Ухаалаг уншигчид: хаалганы техник хангамжийг хянахад шаардлагатай бүх оролт, гаралттай байх; Тэд мөн хандалт хийх шийдвэрийг бие даан гаргахад шаардлагатай санах ой, боловсруулах чадвартай байдаг. Хагас ухаантай уншигчдын нэгэн адил RS-485 автобусаар дамжуулан хяналтын самбартай холбогддог. Хяналтын самбар нь тохиргооны шинэчлэлтийг илгээдэг бөгөөд уншигчдаас үйл явдлыг авдаг. Ийм уншигчдын жишээ бол CEM Systems-ийн InfoProx IPO200, Аполлоны AP-500 байж болно. Түүнчлэн "IP уншигчид" гэж нэрлэгддэг шинэ үеийн ухаалаг уншигчид бий. IP уншигчтай системд ихэвчлэн уламжлалт хяналтын самбар байдаггүй бөгөөд уншигчид хост үүрэг гүйцэтгэдэг компьютертэй шууд холбогддог.

Аюулгүй байдлын эрсдэл:

Хандалтыг хянах системээр нэвтрэх аюулгүй байдлын хамгийн түгээмэл эрсдэл бол хууль ёсны хэрэглэгчийн хаалгаар орох явдал юм. Ихэнхдээ хууль ёсны хэрэглэгч халдагчийн хаалгыг барих болно. Хэрэглэгчдийн аюулгүй байдлын талаархи мэдлэг олгох сургалтыг хийснээр энэхүү эрсдлийг бууруулах боломжтой.

Хандалтын хяналтын үндсэн ангиллууд нь:

• Шаардлагатай хандалтын хяналт
• Хүссэн хандалтын хяналт
• Дүрд суурилсан хандалтын хяналт
• Дүрэмд суурилсан хандалтын хяналт.

Алхам 1: RFID технологи

Def: Радио давтамжийн таних (RFID) нь объектуудад хавсаргасан хаягийг автоматаар таних, хянах зорилгоор цахилгаан соронзон орны өгөгдлийг дамжуулах утасгүй хэрэглээ юм. Шошго нь цахим хэлбэрээр хадгалагдсан мэдээллийг агуулдаг.

RFID нь объект, амьтан, хүнийг өвөрмөц байдлаар тодорхойлохын тулд цахилгаан соронзон спектрийн радио давтамж (RF) хэсэгт цахилгаан соронзон эсвэл цахилгаан статик холболтыг ашиглах технологи юм.

Радио давтамж тодорхойлох уншигч (RFID уншигч) нь тусдаа объектуудыг хянахад ашигладаг RFID хаягнаас мэдээлэл цуглуулах төхөөрөмж юм. Радио долгион нь өгөгдлийг хаягнаас уншигчид дамжуулахад ашигладаг.

RFID програмууд:

1. Арьсан доор оруулсан амьтдыг хянах тэмдэглэгээ нь будааны хэмжээтэй байж болно.
2. Мод эсвэл модон эдлэлийг танихын тулд шошгыг шураг хэлбэртэй болгож болно.
3. Хандалтын програмд ашиглах зориулалттай зээлийн карт.
4. Дэлгүүрт байгаа бараа бүтээгдэхүүнийг хавсаргасан хулгайн эсрэг хатуу хуванцар шошго нь бас RFID хаяг юм.
5. Хүнд даацын 120-аас 100-аас 50 миллиметр хэмжээтэй тэгш өнцөгт транспондерыг тээвэрлэх чингэлэг, хүнд машин механизм, ачааны машин, төмөр замын вагоныг хянахад ашигладаг.
6. Аюулгүй лаборатори, компанийн орц, олон нийтийн барилгад нэвтрэх эрхийг хянах ёстой.

Дохио:

Сигнал нь шошгыг сэрээх эсвэл идэвхжүүлэхэд шаардлагатай бөгөөд антенаар дамждаг. Дохио нь өөрөө шошгыг тэжээхэд ашиглаж болох энергийн нэг хэлбэр юм. Транспондер нь RFID шошгоны нэг хэсэг бөгөөд радио давтамжийг ашиглах боломжтой болгон хувиргаж, мессеж илгээж, хүлээн авдаг. Ажилтнуудад нэвтрэх RFID програмууд нь ихэвчлэн тэмдэг илрүүлэх зориулалттай бага давтамжтай, 135 кГц системийг ашигладаг.

RFID -д тавигдах шаардлага:

1. Уншигч нь холбогдсон (эсвэл нэгтгэсэн)
2. Радио дохио илгээдэг антен
3. Мэдээлэл нэмсэн дохиог буцааж өгдөг шошго (эсвэл дамжуулагч).

RFID уншигч нь ихэвчлэн RFID-тэй холбоотой үйл явдлыг хүлээн авч (хадгалдаг) компьютер/гуравдагч талын системд холбогддог бөгөөд эдгээр үйл явдлыг ашиглан үйлдлийг идэвхжүүлдэг. Аюулгүй байдлын салбарт энэ систем нь барилгын нэвтрэх эрхийг хянах систем байж болох бөгөөд зогсоолын салбарт энэ нь зогсоолын менежмент эсвэл автомашины нэвтрэх хяналтын систем байж магадгүй юм. Номын санд энэ нь номын сангийн удирдлагын систем байж магадгүй юм.

RFID -ийн нийтлэг асуудлууд:

• Уншигчийн мөргөлдөөн:
• Тагийн мөргөлдөөн.

Уншигчдын мөргөлдөөн нь хоёр ба түүнээс дээш уншигчдын дохио давхцах үед тохиолддог. Шошго нь нэгэн зэрэг асуусан асуултанд хариулах боломжгүй байна. Энэ асуудлаас зайлсхийхийн тулд системийг сайтар тохируулах ёстой. Энэ асуудлаас зайлсхийхийн тулд системийг сайтар тохируулах ёстой; олон систем мөргөлдөөний эсрэг протокол (ганцаарчилсан протокол) ашигладаг. Мөргөлдөөний эсрэг протоколууд нь хаягуудыг уншигчдад ээлжлэн дамжуулах боломжийг олгодог.

Жижиг талбайд олон шошго байгаа тохиолдолд шошго мөргөлдөх тохиолдол гардаг; гэхдээ унших цаг маш хурдан байдаг тул худалдагчид хаягууд нэг нэгээр нь хариу өгөх системийг бий болгох нь илүү хялбар байдаг.

Алхам 2: Хэлхээ диаграмтай SPI

Atmega328 нь ADC, EEPROM гэх мэт SPI -ийг дэмждэг төхөөрөмжүүдтэй харилцах зориулалттай суулгагдсан SPI -тэй.

SPI харилцаа холбоо

Цуваа захын интерфэйс (SPI) нь анх Motorola корпорациас эхлүүлсэн автобусны интерфейсийн холболтын протокол юм.

• SDI (Цуваа өгөгдөл оруулах)
• SDO (Цуваа өгөгдлийн гаралт),
• SCLK (Цуваа цаг)
• CS (чип сонгох)

Энэ нь SDI (Serial Data Input) ба SDO (Serial Data Output) гэж нэрлэгддэг өгөгдөл дамжуулах хоёр голтой. Өгөгдөл дамжуулалтыг синхрончлохын тулд SCLK (Цуваа -Цагийн) зүүг ашигладаг бөгөөд Мастер энэ цагийг өгдөг. CS (Chip Select) зүүг боол төхөөрөмжийг сонгохдоо мастер ашигладаг.

SPI төхөөрөмжүүд нь өгөгдөл илгээх, хүлээн авах 8 битийн ээлжийн бүртгэлтэй байдаг. Мастер өгөгдөл илгээх шаардлагатай бол ээлжийн бүртгэлд өгөгдлийг байрлуулж, шаардлагатай цагийг үүсгэдэг. Мастер өгөгдлийг уншихыг хүссэн үедээ боол нь ээлжийн бүртгэлд өгөгдлийг байрлуулж, мастер шаардлагатай цагийг үүсгэдэг. SPI нь бүрэн дуплекс харилцааны протокол юм, өөрөөр хэлбэл мастер ба боолын ээлжийн бүртгэлийн мэдээлэл нэгэн зэрэг солигддог болохыг анхаарна уу.

ATmega32 нь суулгасан SPI модулийг агуулдаг. Энэ нь SPI -ийн мастер ба боолын үүргийг гүйцэтгэх боломжтой.

AVR ATmega дахь SPI холбооны зүү нь:

• MISO (Master In Slave Out) = Мастер өгөгдлийг хүлээн авч, боол нь энэ зүүгээр дамжуулан мэдээлэл дамжуулдаг.
• MOSI (Master Out Slave In) = Мастер өгөгдлийг дамжуулдаг бөгөөд боол энэ зүүгээр дамжуулан өгөгдлийг хүлээн авдаг.
• SCK (Shift Clock) = Мастер нь боолын төхөөрөмжид ашигладаг харилцааны энэ цагийг бий болгодог. Цуврал цагийг зөвхөн мастер л эхлүүлэх боломжтой.
• SS (Боол сонгох) = Мастер энэ зүүгээр дамжуулан боол сонгох боломжтой.

SPme холболтыг тохируулахад ашигладаг ATmega32 Rgisters:

• SPI хяналтын бүртгэл,
• SPI статусын бүртгэл ба
• SPI мэдээллийн бүртгэл.

SPCR: SPI хяналтын бүртгэл

Бит 7 - (SPIE): SPI Interrupt Bit -ийг идэвхжүүлнэ

1 = SPI тасалдлыг идэвхжүүлэх. 0 = SPI тасалдлыг идэвхгүй болгох. Бит 6 - (SPE): SPI Bit 1 -ийг идэвхжүүлэх = SPI -ийг идэвхжүүлэх. 0 = SPI -ийг идэвхгүй болгох. Бит 5 - (DORD): Өгөгдлийн захиалгын бит 1 = LSB эхлээд дамжуулагдана. 0 = MSB эхлээд дамжуулагдсан. Бит 4 - (MSTR): Мастер/Боол 1 бит = Мастер горимыг сонгоно уу. 0 = Боолын горим. Бит 3 - (CPOL): Цагны туйлшрал Битийг сонгоно уу. 1 = Цаг логикоос эхэлнэ. 0 = Цаг логик тэгээс эхэлнэ. Бит 2 - (CPHA): Цагны үеийг сонгох бит. 1 = Цагийн төгсгөлд байгаа мэдээллийн дээж. 0 = Цагийн тэргүүнд байгаа өгөгдлийн дээж. Бит 1: 0 - (SPR1): SPR0 SPI Clock Rate Rate битүүдийг сонгоно уу

SPSR: SPI статусын бүртгэл

Бит 7 - SPIF: SPI тугны битийг тасалдаг

Цуваа дамжуулалт дууссаны дараа энэ тугийг тохируулна. Мөн SS зүүг мастер горимд бага жолоодох үед тохируулаарай. Энэ нь SPCR -д SPIE бит болон дэлхийн тасалдал идэвхжсэн үед тасалдал үүсгэж болно. Бит 6 - WCOL: Write Collision Flag bit Энэ бит нь өмнөх өгөгдөл дамжуулах явцад SPI өгөгдлийн бүртгэлийг бичих үед тохируулагддаг. Бит 5: 1 - Хадгалагдсан битүүд Бит 0 - SPI2X: Давхар SPI хурд битийг тохируулах үед SPI хурд (SCK давтамж) хоёр дахин нэмэгдэнэ.

SPDR:

Бит 7: 0- SPI мэдээллийн бүртгэл нь Register файл болон SPI Shift Register хооронд өгөгдөл дамжуулахад хэрэглэгддэг.

SPDR руу бичих нь өгөгдөл дамжуулах ажлыг эхлүүлдэг.

Мастер горим:

Мастер нь SPDR дээр өгөгдлийн байтыг бичдэг бөгөөд SPDR руу бичих нь өгөгдөл дамжуулах ажлыг эхлүүлдэг. 8 битийн өгөгдөл нь боол руу шилжиж эхэлдэг бөгөөд байт бүрэн шилжсэний дараа SPI цагийн генератор зогсч, SPIF битийг тохируулдаг.

Боолын горим:

Slave SPI интерфейс нь SS зүүг мастер өндөр түвшинд байлгаж байх үед л унтдаг хэвээр байх бөгөөд энэ нь зөвхөн SS зүү доошоо гүйх үед л идэвхжиж, ирсэн өгөгдлийг мастераас ирж буй SCK цагаар шилжүүлж, байтыг бүрэн шилжүүлсний дараа SPIF -ийг тохируулна.

Алхам 3: Кодлох ба хэрэгжүүлэх

Хэлхээ диаграмын хувьд энэ нь сайн ажиллаж байна. Диаграм хэлбэрээр холбоно уу.

Кодуудыг миний компьютер дээр туршиж үздэг.

Эдгээр бүх кодыг удаан хайсны дараа интернетээс гаргаж авдаг.

Таны модулийн зөв кодыг олох нь маш хэцүү байдаг.

Надад холбогдох, ажиллуулахад ижил асуудал тулгарсан.

Олон багц програмыг туршиж үзээд 2 долоо хоногийн дараа би энэ багц кодыг зөв гэж үзсэн.

CH340G USB-Serial-TTL-тэй Arduino Nano 3.0 модуль. & драйверийг (CH341SER.zip) энэ төсөлд хавсаргасан болно.

Эдгээр нь энэ төслийг хэрэгжүүлэх төгс төгөлдөр програм юм.

"SPI.h" нь Arduino (програм хангамж) -ийн үндсэн номын сангаас гаралтай.

"MFRC" номын сан нь бодит Arduino Nano кодчилолоор хангагдсан болно …

Танд таалагдана гэж найдаж байна

Алхам 4: Үр дүн ба дүгнэлт

Үр дүнг Arduino-ийн цуваа мэдээллийг унших боломжтой бөгөөд энэ нь цуваа өгөгдлийг унших чадвартай (PC-ээс). Та хүртэл Putty/Hyperterminal гэх мэтийг ашиглаж болно.

Ашигласан програм хангамж:

• Arduino 1.0.5-r2
• FTDI -ийн CH341SER.zip (CH340G чип)
• Putty/Hyperterminal -ийг PC -ээр дамжуулан цуваа холболт хийхэд ашиглаж болно

Ашигласан техник хангамж

• MFRC522 модуль+ SmartTag+ KeyCain - "ebay.in" -ээс
• ARduino Nano 3.0 - "ebay.in" -ээс