《射频识别技术与应用》课件专题9-基于Arduino的RFID打卡装置

Arduino是一个基于开源代码的简单I/O平台，它的开发环境接口基于开源代码的原理，可以与电子元件配合设计具有特定功能的系统，本节介绍基于Arduino的RFID打卡装置。前言1目录CATALOG03010204Arduino平台的说明应用场景的说明图形化编程软件arduinoIDE软件的安装主要模块和器件2070506项目整体电路代码编写硬件系统的测试

第一部分Arduino平台的说明PART01013Arduino平台的说明

Arduino是一套可以用来感知、控制和实现特定物理功能以及开发交互式产品的工具，它由基于单片机的开源硬件平台和Arduino板编程开发环境组成。Arduino的特点是：基于AVR平台，封装AVR库，封装端口，开发方便，采用开源代码的电路图设计，下载程序简单，与传感器和电子元器件连接简单，采用高速微处理器控制器，开发语言和开发环境简单。Arduino开发板有14个数字输入/输出端子（标号0~13），模拟字输入/输出端子有6个，它支持ISP下载功能，可通过USB供电，提供5V直流电压和3.3V直流电压输出。4

第二部分应用场景的说明PART02025应用场景的说明本系统的应用场景：通过所搭建的硬件系统，可进行刷卡并且可以进行识别。具体要求：（1）当有RFID卡接近时，RFID检测到卡，2个小灯将会自动点亮，蜂鸣器会响1秒。（2）OLED可以显示刷卡的提示信息，具体显示的文字自行定义。（3）可以通过串口也会接收数据信息，成功刷卡后可以显示提示信息，例如“OKcard!”。（4）拿开RFID卡，提示灯和OLED自动熄灭。6

第三部分图形化编程软件arduinoIDE软件的安装PART03037图形化编程软件arduinoIDE软件的安装为了进行本项目，首先安装图形化编程软件arduinoIDE软件何USB驱动软件，该驱动软件可以把写好的代码上传到arduinounor3开发板上进行测试。接着需要验证电脑和arduinounor3开发板之间的连接情况，把arduinounor3开发板连接USB下载线后接入电脑USB口上，然后点开“设备管理器”的“端口”来验证开发板与电脑连接是否成功。点击运行“arduino1.8.5.exe”，如图所示。8然后点击下角的“IAgree”按钮继续安装，进入安装的选项页面，勾选全部选项，然后点击右下角的“Next”按键，选择安装路径。9点击右下角的“Install”按键，从进度条上查看安装的状态，如图所示。10在安装过程中，Windows安全中心会对AdafruitIndustriesLLC端口、ArduinoUSB驱动中的Arduinosrl、ArduinoUSB驱动中的ArduinoLLC等模块进行确认。11通过Windows安全中心对各个模块和驱动进行安装确认后，点击“安装”来启动后续安装过程，安装完成的提示信息如图所示。12图形化编程软件Arduino的安装完成后，需要进一步安装Arduino的驱动，用USB线连接Arduino开发板，开发板的指示灯亮，如图所示。13用USB把Arduino开发板接入计算机后，开发板的指示灯会亮。然后从计算机弹出的“找到新的硬件向导”里“从列表或指定位置安装（高级）”，选择开发环境目录里的drivers即可完成安装。正确完成图形化编程软件Arduino的软件开发环境的安装和驱动的安装后，运行Arduino后，启动初始化包，并进入开发环境。14

第四部分主要模块和器件PART040415Arduino开发板本实操项目涉及的主要模块和器件包括Arduino开发板。16RFID感应套件

RFID感应套件包括射频IC卡和读写装置，其中，所选IC卡采用E2PROM作为存储介质，存储容量为8K位，分为16个扇区，序列号为0~15,每个扇区有4个块，编号0~3。17RFID感应套件每个块有16个字节，扇区有64个字节。每个扇区的第四个块称为尾块，它包含6字节密码A、4字节访问控制和6字节密码B，其余三个块是通用数据块。18RFID感应套件扇区的0块包含制造商代码信息，该信息在卡的生产过程中写入，不能重写。其中，0~4字节为卡序列号，第5字节为序列号校验码，第6字节为卡容量，第7~8字节为卡的类型号字节，其他字节由厂家另行定义。19接线面包板20元器件箱内的各个模块和器件21连接器件和面包板的杜邦线22说明面包板用于连接各个模块和器件，该面包板是一种多孔插座的插件板，双面胶带，可粘贴在开发板上。该面包板共有五条线，中间有两排主体，分上下两部分。每个部分有五行几列。在这五个插座的底部是一个金属弹簧，因此插入五个孔中的电线通过金属弹簧连接在一起。在用面包板进行电路实验时，根据电路连接要求，将电子元器件的引脚和导线插入相应的孔中，使其不与孔内的弹性弹簧连接，从而设计实验电路。所需要的其它小的器件放置在元器件箱中，并通过杜邦线把开发板、传感器、其它器件连接起来。其中，杜邦线可插入面包板的插孔中，在使用面包板和杜邦线进行电路实验时，将电子元器件的引脚和导线插入面包板的孔中，并通过设计满足功能的实验电路，搭建完整的硬件系统。23

第五部分项目整体电路PART050524项目整体电路项目整体搭建完成后的电路如图所示。25

第六部分代码编写PART060626代码编写Arduino语言是基于C语言的，无须了解底层的情况下，可实现MCU的某些参数的功能。使用arduinounor3开发板套件自带的以下代码用于RFID打卡功能的实现：#include<RFID.h>//RFID库#include<Adafruit_GFX.h>//OLED库#include<Adafruit_SSD1306.h>//OLED库#include<SPI.h>//SPI传输数据库#definexianshi_reset13RFIDrfid(10,9);//定义RFID的SDA和RSTintfengmingqi=2;intLED_one=4;intLED_two=7;27代码编写Adafruit_SSD1306display(xianshi_reset);voidsetup(){pinMode(fengmingqi,OUTPUT);pinMode(LED_one,OUTPUT);pinMode(LED_two,OUTPUT);

Serial.begin(9600);//读取串口

SPI.begin();//SPI初始化

rfid.init();//RFID初始化

28代码编写

display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC,0X3C);//初始化OLED屏幕的通讯地址为0x3cdisplay.clearDisplay();//清空OLED显示

display.setTextColor(WHITE);//设置字体颜色为白色

display.display();//设置完成更新显示内容}voidloop(){if(rfid.isCard()){//检测是否读取卡片

Serial.println("OKcard!");//串口显示"OKcard!"//点亮LED_one和LED_twodigitalWrite(LED_one,HIGH);digitalWrite(LED_two,HIGH);29代码编写

display.setTextSize(2);//设置

//第一行显示的位置和内容

display.setCursor(5,0);display.print("Swipecard:");//第二行显示的位置和内容

display.setCursor(40,25);display.print("CYS");//第三行显示的位置和内容

display.setCursor(5,50);display.print("Nubmer:333");display.display();//设置完成更新显示内容

display.clearDisplay();//清空显示内容

digitalWrite(fengmingqi,HIGH);

30代码编写delay(1000);digitalWrite(fengmingqi,LOW);delay(1000);}else{digitalWrite(LED_one,LOW);digitalWrite(LED_two,LOW);digitalWrite(fengmingqi,LOW);display.display();//设置完成更新显示内容

display.clearDisplay();//清空显示内容

}}31

第七部分硬件系统的测试PART070732硬件电路的刷卡测试搭建好硬件系统并完成代码编