Maklike RFID MFRC522 -koppelvlak met Arduino Nano: 4 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Toegangsbeheer is die meganisme op die gebied van fisiese sekuriteit en inligtingsekuriteit, om anonieme toegang/toegang tot die hulpbronne van 'n organisasie of 'n geografiese gebied te beperk. Die daad van toegang kan beteken dat u verbruik, binnegaan of gebruik. Toestemming om toegang tot 'n bron te kry, word magtiging genoem.

Fisiese sekuriteit

Geografiese toegangsbeheer kan toegepas word deur personeel (bv. Grenswag, uitsmyter, kaartjiekontroleur), of met 'n toestel soos 'n draaikolk (baffle gate). 'N Toegangsbeheer in die streng sin (fisies beheer van toegang self) is 'n stelsel om gemagtigde teenwoordigheid na te gaan, sien bv. Kaartjiebeheerder (vervoer). 'N Ander voorbeeld is uitgangsbeheer, bv. van 'n winkel (kassa) of 'n land. [verwysing benodig]. Die term toegangsbeheer verwys na die praktyk om toegang tot 'n eiendom, 'n gebou of 'n kamer te beperk tot gemagtigde persone.

Inligtings sekuriteit

Elektroniese toegangsbeheer gebruik rekenaars om die beperkings van meganiese slotte en sleutels op te los. 'N Wye verskeidenheid geloofsbriewe kan gebruik word om meganiese sleutels te vervang. Die elektroniese toegangsbeheerstelsel verleen toegang op grond van die geloofwaardigheid wat aangebied word. As toegang verleen word, word die deur vir 'n voorafbepaalde tyd oopgesluit en die transaksie word aangeteken. As toegang geweier word, bly die deur gesluit en word die poging tot toegang aangeteken. Die stelsel sal ook die deur en alarm monitor as die deur oopgedwing word of te lank oopgemaak word nadat dit oopgemaak is.

Bedrywighede in toegangsbeheer

As 'n geloofsbrief aan 'n leser (toestel) voorgelê word, stuur die leser die inligting van die geloofsbrief, gewoonlik 'n nommer, na 'n bedieningspaneel, 'n hoogs betroubare verwerker. Die bedieningspaneel vergelyk die nommer van die geloofsbrief met 'n toegangsbeheerlys, verleen of weier die voorgestelde versoek en stuur 'n transaksielogboek na 'n databasis. As toegang geweier word op grond van die toegangsbeheerlys, bly die deur gesluit. As daar 'n ooreenstemming is tussen die geloofsbrief en die toegangsbeheerlys, bedien die bedieningspaneel 'n aflos wat weer die deur oopmaak. Die bedieningspaneel ignoreer ook 'n deur oop sein om 'n alarm te voorkom. Die leser gee gereeld terugvoer, soos 'n flikkerende rooi LED vir toegang geweier en 'n groen LED wat flits vir toegang.

Faktore vir die stawing van inligting:

• iets wat die gebruiker weet, bv. 'n wagwoord, wagwoord of PIN
• iets wat die gebruiker het, soos 'n slimkaart of 'n sleutelbord
• iets wat die gebruiker, soos vingerafdruk, deur biometriese meting geverifieer het.

Geloofsbrief

'N Geloofsbrief is 'n fisiese/tasbare voorwerp, 'n stuk kennis of 'n faset van 'n persoon se fisiese wese, wat 'n individu toegang tot 'n gegewe fisiese fasiliteit of rekenaargebaseerde inligtingstelsel moontlik maak. Gewoonlik kan geloofsbriewe iets wees wat 'n persoon ken (soos 'n nommer of PIN), iets wat hulle het (soos 'n toegangsbadge), iets wat hulle is (soos 'n biometriese kenmerk) of 'n kombinasie van hierdie items. Dit staan bekend as multi-faktor-verifikasie. Die tipiese bewys is 'n toegangskaart of sleutelhouer, en nuwer sagteware kan ook gebruikers se slimfone in toegangstoestelle verander.

Kaarttegnologieë:

Insluitend magnetiese strepie, strepieskode, Wiegand, 125 kHz nabyheid, 26-bis-kaartveeg, kontakkaartkaarte en minder slimkaarte. Sleutelhouers, wat meer kompak is as ID-kaarte, is ook beskikbaar en kan aan 'n sleutelring geheg word. Biometriese tegnologieë sluit in vingerafdruk, gesigsherkenning, irisherkenning, retinale skandering, stem en handgeometrie. Die ingeboude biometriese tegnologieë wat op nuwer slimfone gevind word, kan ook as bewys gebruik word saam met toegangsagteware wat op mobiele toestelle gebruik word. Benewens ouer meer tradisionele kaarttoegangstegnologieë, het nuwer tegnologieë soos Near Field Communication (NFC) en Bluetooth Low Energy (BLE) ook die potensiaal om gebruikersbewyse aan lesers oor te dra vir stelsel- of gebouetoegang.

Komponente: Verskeie beheerstelselkomponente is:-

• 'N Toegangsbeheerpunt kan 'n deur, draaihek, parkeerhek, hysbak of ander fisiese versperring wees, waar toegang elektronies beheer kan word.
• Die toegangspunt is gewoonlik 'n deur.
• 'N Elektroniese toegangsbeheerdeur kan verskeie elemente bevat. Op sy mees basiese manier is daar 'n losstaande elektriese slot. Die slot word deur 'n operateur met 'n skakelaar ontsluit.
• Om dit te outomatiseer, word die intervensie van die operateur vervang deur 'n leser. Die leser kan 'n sleutelbord wees waar 'n kode ingevoer word, dit kan 'n kaartleser wees, of 'n biometriese leser.

Topologie:

Die oorheersende topologie rondom 2009 is 'n spilpunt en het met 'n bedieningspaneel as die spilpunt gepraat, en die lesers as die speke. Die opsoek- en beheerfunksies is deur die bedieningspaneel. Die speke kommunikeer deur middel van 'n reeksverbinding; gewoonlik RS-485. Sommige vervaardigers stoot die besluitneming op die rand deur 'n kontroleerder by die deur te plaas. Die beheerders is IP-geaktiveer en maak met standaardnetwerke verbinding met 'n gasheer en databasis.

Tipes RDID -lesers:

1. Basiese (nie-intelligente) lesers: lees eenvoudig kaartnommer of PIN, en stuur dit na 'n bedieningspaneel. In die geval van biometriese identifikasie, gee sulke lesers die ID -nommer van 'n gebruiker af. Gewoonlik word die Wiegand-protokol gebruik om data na die bedieningspaneel oor te dra, maar ander opsies soos RS-232, RS-485 en klok/data is nie ongewoon nie. Dit is die gewildste tipe toegangsbeheerlesers. Voorbeelde van sulke lesers is RF Tiny by RFLOGICS, ProxPoint by HID en P300 deur Farpointe Data.
2. Semi-intelligente lesers: het alle insette en uitsette wat nodig is om deurhardeware te beheer (slot, deurkontak, uitgangsknoppie), maar neem geen toegangsbesluite nie. As 'n gebruiker 'n kaart voorstel of 'n PIN invoer, stuur die leser inligting na die hoofbeheerder en wag vir die antwoord. As die verbinding met die hoofbeheerder onderbreek word, hou sulke lesers op met werk, of funksioneer dit in 'n verswakte modus. Gewoonlik is semi-intelligente lesers via 'n RS-485-bus aan 'n bedieningspaneel gekoppel. Voorbeelde van sulke lesers is InfoProx Lite IPL200 deur CEM Systems en AP-510 deur Apollo.
3. Intelligente lesers: het alle insette en uitsette wat nodig is om deurhardeware te beheer; hulle het ook geheue en verwerkingskrag wat nodig is om onafhanklik toegangsbesluite te neem. Soos semi-intelligente lesers, is hulle via 'n RS-485-bus aan 'n bedieningspaneel gekoppel. Die bedieningspaneel stuur konfigurasie -opdaterings en haal gebeurtenisse van die lesers af op. Voorbeelde van sulke lesers kan wees InfoProx IPO200 deur CEM Systems en AP-500 deur Apollo. Daar is ook 'n nuwe generasie intelligente lesers wat 'IP -lesers' genoem word. Stelsels met IP -lesers het gewoonlik nie tradisionele bedieningspanele nie, en lesers kommunikeer direk met 'n rekenaar wat as gasheer dien.

Sekuriteitsrisiko's:

Die algemeenste veiligheidsrisiko van indringing deur 'n toegangsbeheerstelsel is deur eenvoudig 'n wettige gebruiker deur 'n deur te volg, en dit word 'tailgating' genoem. Dikwels hou die wettige gebruiker die deur vir die indringer vas. Hierdie risiko kan tot 'n minimum beperk word deur middel van opleiding oor veiligheidsbewustheid van die gebruikerspopulasie.

Die hoofkategorieë van toegangsbeheer is:

• Verpligte toegangsbeheer
• Diskresionêre toegangsbeheer
• Rolgebaseerde toegangsbeheer
• Reëlgebaseerde toegangsbeheer.

Stap 1: RFID -tegnologie

Def: Radiofrekwensie-identifikasie (RFID) is die draadlose gebruik van elektromagnetiese velde om data oor te dra vir die outomatiese identifisering en opsporing van etikette wat aan voorwerpe gekoppel is. Die etikette bevat elektronies gestoorde inligting.

RFID is 'n tegnologie wat die gebruik van elektromagnetiese of elektrostatiese koppeling in die radiofrekwensie (RF) gedeelte van die elektromagnetiese spektrum bevat om 'n voorwerp, dier of persoon op 'n unieke manier te identifiseer.

'N Radiofrekwensie -identifiseringsleser (RFID -leser) is 'n toestel wat gebruik word om inligting uit 'n RFID -etiket te versamel, wat gebruik word om individuele voorwerpe op te spoor. Radiogolwe word gebruik om data van die etiket na 'n leser oor te dra.

Toepassings van RFID:

1. Diere-opsporingsetikette wat onder die vel ingesteek word, kan rysgrootte hê.
2. Etikette kan skroefvormig wees om bome of houtvoorwerpe te identifiseer.
3. Kredietkaartvorm vir gebruik in toegangstoepassings.
4. Die anti-diefstal-etikette van harde plastiek wat aan goedere in die winkels gekoppel is, is ook RFID-etikette.
5. Sterk 120 by 100 by 50 millimeter reghoekige transponders word gebruik om vraghouers of swaar masjinerie, vragmotors en spoorwaens op te spoor.
6. In veilige laboratoriums, ingange vir ondernemings en openbare geboue moet toegangsregte beheer word.

Sein:

Die sein is nodig om die etiket wakker te maak of te aktiveer en word deur die antenna oorgedra. Die sein self is 'n vorm van energie wat gebruik kan word om die etiket aan te dryf. Die transponder is die deel van die RFID -tag wat die radiofrekwensie in bruikbare krag omskakel, sowel as om boodskappe te stuur en te ontvang. RFID -toepassings vir personeeltoegang gebruik gewoonlik lae frekwensie, 135 KHz, stelsels vir die opsporing van kentekens.

Vereistes vir RFID:

1. 'N Leser wat gekoppel is aan (of geïntegreer is met)
2. 'N Antenne wat 'n radiosein stuur
3. 'N Merk (of transponder) wat die sein terugbring met inligting bygevoeg.

Die RFID-leser is gewoonlik gekoppel aan 'n rekenaar-/derdepartystelsel wat RFID-verwante gebeurtenisse aanvaar (en stoor) en dit gebruik om aksies te aktiveer. In die sekuriteitsbedryf kan hierdie stelsel 'n gebou -toegangsbeheerstelsel wees, in die parkeersektor is dit waarskynlik 'n parkeerbestuur of toegangsbeheerstelsel vir voertuie. In biblioteke is dit moontlik 'n biblioteekbestuurstelsel.

Algemene probleme met RFID:

• Leser botsing:
• Merk botsing.

Leserbotsing vind plaas wanneer die seine van twee of meer lesers oorvleuel. Die merker kan nie op gelyktydige navrae reageer nie. Stelsels moet noukeurig opgestel word om hierdie probleem te vermy. Stelsels moet noukeurig opgestel word om hierdie probleem te vermy; baie stelsels gebruik 'n protokol teen botsing (singulasieprotokol). Anti-botsingsprotokolle stel die etikette in staat om beurte te maak om na 'n leser oor te dra.

Merkbotsing vind plaas wanneer baie etikette in 'n klein gebied voorkom; maar aangesien die leestyd baie vinnig is, is dit makliker vir verkopers om stelsels te ontwikkel wat verseker dat etikette een vir een reageer.

Stap 2: SPI met stroomdiagram

Atmega328 het ingeboude SPI wat gebruik is om met SPI -toestelle soos ADC, EEPROM, ens.

SPI Kommunikasie

Die Serial Peripheral Interface (SPI) is 'n bus -koppelvlak -verbindingsprotokol wat oorspronklik deur Motorola Corp. begin is. Dit gebruik vier penne vir kommunikasie.

• SDI (reeksinvoer)
• SDO (Serial Data Output),
• SCLK (seriële klok)
• CS (Chip Select)

Dit het twee penne vir data -oordrag, genoem SDI (Serial Data Input) en SDO (Serial Data Output). SCLK (Serial -Clock) -pen word gebruik om data -oordrag te sinchroniseer, en Master verskaf hierdie klok. CS (Chip Select) -pen word deur die meester gebruik om 'n slawe -toestel te kies.

SPI-toestelle het 8-bis-skofregisters om data te stuur en te ontvang. Elke keer as die meester data moet stuur, plaas dit data op die skofregister en genereer die benodigde klok. As die meester data wil lees, plaas die slaaf data op die skofregister en die meester genereer die nodige klok. Let daarop dat SPI 'n volledige dupleks -kommunikasieprotokol is, dit wil sê dat data oor master- en slaweskuifregisters gelyktydig uitgeruil word.

ATmega32 het 'n ingeboude SPI -module. Dit kan optree as 'n meester en slaaf SPI -toestel.

SPI -kommunikasiepenne in AVR ATmega is:

• MISO (Master In Slave Out) = Master ontvang data en slave stuur data deur hierdie pin.
• MOSI (Master Out Slave In) = Master stuur data en slaaf ontvang data deur hierdie pin.
• SCK (Shift Clock) = Meester genereer hierdie horlosie vir die kommunikasie, wat deur slawe -toestel gebruik word. Slegs die meester kan die reeksklok begin.
• SS (Slave Select) = Meester kan slaaf deur hierdie pen kies.

ATmega32 Rgisters wat gebruik word om SPI -kommunikasie op te stel:

• SPI -beheerregister,
• SPI Status Register en
• SPI -dataregister.

SPCR: SPI Control Register

Bit 7 - (SPIE): SPI -onderbreking Aktiveer bit

1 = Aktiveer SPI -onderbreking. 0 = Deaktiveer SPI -onderbreking. Bit 6 - (SPE): SPI Aktiveer bit 1 = Aktiveer SPI. 0 = Skakel SPI uit. Bit 5 - (DORD): Data -volgorde bis 1 = LSB eerste gestuur. 0 = MSB eerste gestuur. Bit 4 - (MSTR): Master/Slave Kies bit 1 = Master mode. 0 = Slawe af. Bit 3 - (CPOL): klokpolariteit Kies bietjie. 1 = Klok begin by logiese een. 0 = Klok begin vanaf logiese nul. Bit 2 - (CPHA): Klokfase Kies bietjie. 1 = Datamonster op die agterkant van die klok. 0 = Datamonster op die voorste klokrand. Bit 1: 0 - (SPR1): SPR0 SPI kloksnelheid Kies stukkies

SPSR: SPI Status Register

Bit 7 - SPIF: SPI onderbreek vlagbit

Hierdie vlag word gestel wanneer die reeksoordrag voltooi is. Stel ook in wanneer die SS -pen in die hoofmodus laag is. Dit kan onderbreking genereer wanneer SPIE -bit in SPCR en globale onderbreking geaktiveer is. Bit 6 - WCOL: Skryf botsingsvlagbit Hierdie bit word ingestel wanneer SPI -data register skryf tydens vorige data -oordrag plaasvind. Bit 5: 1 - Gereserveerde bits Bit 0 - SPI2X: Double SPI Speed bit As dit ingestel is, word SPI -spoed (SCK -frekwensie) verdubbel.

SPDR:

Bit 7: 0- SPI-dataregister wat gebruik word om data tussen die registerlêer en die SPI-skuifregister oor te dra.

Deur na die SPDR te skryf, begin data -oordrag.

Hoofmodus:

Meester skryf data-byte in SPDR, skryf aan SPDR begin die data-oordrag. 8-bis data begin na slaaf uitskuif en na die volledige byte-verskuiwing stop die SPI-klokopwekker en word SPIF-bit ingestel.

Slawe -modus:

Slave SPI -koppelvlak bly slaap, solank die SS -pen hoog gehou word deur die meester. Dit word slegs geaktiveer wanneer die SS -pen na laag dryf, en die aangevraagde data begin met die inkomende SCK -horlosie van die meester verskuif word. En stel die SPIF in nadat die byte heeltemal verskuif is.

Stap 3: Kodering en implementering

As kringdiagram werk dit goed. Koppel as diagram.

Kodes word op my rekenaar getoets.

Al hierdie kodes word na lang ondersoek van die internet onttrek.

Dit is gejaagd om 'n korrekte kode vir u module te vind en natuurlik..

Ek het dieselfde probleme gehad om aan te sluit en deur te loop.

Na 2 weke se toets van baie programme, het ek gevind dat hierdie stel kodes korrek is.

Arduino Nano 3.0 module met CH340G USB-Serial-TTL. en bestuurder is (CH341SER.zip) aangeheg by hierdie projek.

Dit is 'n perfekte stel programme om hierdie projek te implementeer.

'SPI.h' is afkomstig van die standaardbiblioteek van Arduino (sagteware).

'MFRC' -biblioteek word gegee met werklike Arduino Nano -kodering …

Ek hoop jy sal dit geniet

Stap 4: Resultate en gevolgtrekkings

Die resultate word getoon in die Serial-Monitor van Arduino wat seriële data kan lees-skryf (van rekenaar af). Selfs u kan stopverf/hyperterminaal ens gebruik, ook deur boud-rate, begin- en stopbits in te stel.

Sagteware wat gebruik word:

• Arduino 1.0.5-r2
• CH341SER.zip vir FTDI (CH340G -chip)
• Putty/Hyperterminal kan ook gebruik word vir seriële kommunikasie via 'n rekenaar

Hardeware gebruik

• MFRC522 module+ SmartTag+ Sleutelhanger - van "ebay.in"
• ARduino Nano 3.0 - van "ebay.in"