Table of Contents
RFID moodulid
Vajalikud teadmised: [HW] Kontrollermoodul, [HW] Kombomoodul, [AVR] USART, [LIB] Jadaliides
Teooria
RFID on tehnoloogia andmevahetuseks raadiolainete kaudu lugeja ja elektroonilise identiteedi vahel, mis on paigaldatud mõne objekti külge identifitseerimise ja jälgimise eesmärgil. RFID võimaldab iga objektiga siduda unikaalse ID-numbri. Passiivsed identiteedid, millel pole patareid, on võimalik lugeda möödumisel küllalt lähedalt lugejast.
Mifare SL031 RFID moodul
Mifare RFID moodul on kõrgsageduslik RFID lugeja, mis töötab sagedusel 13,56 MHz. Samal sagedusel töötvad ka mitmed Eesti koolides ja ettevõtetes kasutatavad id-kaardid ning RFID-nööbid. Moodul SL031 ühendatakse kontrolleriplaadiga järgmiselt:
- VCC – toide + 3.3 V (sideplaadi Xbee liidesest või kontrolleriplaadi ühendusribast), seda tuleb kindlasti jälgida, et mooduli toiteks mitte suuremat toitepinget kasutada! Siiski mooduli andmeside viigud taluvad ka + 5 V pinget.
- IN – energia säästmiseks saab RFID-mooduli saata uinunud olekusse. Selleks saadetakse talle käsk 0x50. RFID-moodul ärkab üles langeva frondi peale IN sisendis.
- TXD – ühendada kontrolleri RXD viiguga (nt. PE0 USART0 kasutamisel suhtlemiseks)
- RXD – ühendada kontrolleri TXD viiguga (nt. PE1)
- OUT – see väljund näitab, et mõni ID on detekteeritav (kaart mooduli ligidal, väljund all) või mitte (kaarti pole, väljund üleval)
- GND – maaühendus
USART0 kasutamisel RFID mooduliga suhtlemiseks ei tohi RFID mooduli TXD/RXD viigud ISP programmeerimise ajal olla sideplaadiga ühendatud, sest siis tekib konflikt ja programmeerimine ei õnnestu.
USART seaded SL031 puhul on vaikimise 115200-8-N-1-N. Arvutiga ühendamise puhul, kui RFID-mooduliga suhtlemiseks kasutatakse USART0 liidest, siis jumperid parempoolsel piikribapaaril tuleb tõsta Xbee pealt RS232_2 peale ja arvuti COM port ühendada sideplaadi RS232_2 pistikusse.
Andmevahetuse formaat kontrolleri ja RFID-mooduli vahel koosneb mitmest baidist, mis on kindlas järjekorras. Esimene bait on alati sama (kontrollerist saatmise puhul 0xBA). Teine bait näitab, mitu baiti veel pärast seda saadetakse ja seda on näiteks võimalik kasutada andmevahetuse jälgimiseks, et teada, millal andmed on saadetud. Viimane bait on kontrollsumma, mille järgi saab veenduda vastuvõetud andmete veatus ülekandes. Moodulile saatmiseks on erinevaid käske, mis kirjutavad/loevad andmeid mälus, panevad selle näiteks toite säästmiseks magama jne.
Näiteprogramm saadab iga sekundi järel käsu RFID moodulile, et teada, kas sellel on mõni ID kaart avastataval ligidusel. Kui on, siis kuvab kaardi unikaalset ID-d tablool. Andmevahetuse iga bait on 16-süsteemis arv/kood, mis tuleb ekraanil kuvamiseks teisendada ASCII tähemärkideks.
Mifare SL031 näitekood
#include <homelab/usart.h> #include <homelab/delay.h> #include <homelab/pin.h> #include <homelab/module/lcd_gfx.h> usart port = USART(1); //Mifare RFID ühenduseks // Käsk moodulile - kaardi valimine // preamble, len, command, data, checksum char SL031CMD_SelectCard[] = {0xBA,0x02,0x01,0xB9}; void hex_to_ascii(char *mass, char byte); int main (void) { char resp[14]; char str[4]; int a = 0; int bnr = 4; // USART1 setup usart_init_async(port, USART_DATABITS_8, USART_STOPBITS_ONE, USART_PARITY_NONE, USART_BAUDRATE_ASYNC(115200)); // LCD ekraani algseadistamine lcd_gfx_init(); // Taustavalgustuse tööle lülitamine lcd_gfx_backlight(true); // Ekraanile teksti kirjutamine lcd_gfx_goto_char_xy(3, 0); lcd_gfx_write_string("RFID Demo"); lcd_gfx_goto_char_xy(0, 2); lcd_gfx_write_string("ID: "); while (1) //infinite loop { // Saada käsk RFID moodulile usart_send_string(port, SL031CMD_SelectCard); // kuni vastuse andmebaidid kohal while (a < bnr) { // loeb USART-ist andmeid ja salvestab if (usart_try_read_char(port, &resp[a])) { // järgmine bait a++; // II bait näitab, mitu baiti veel tulemas on if (a == 2) bnr = resp[1] + 2; } } // kui ID puudub - "no tag" vastus if (resp[3] == 0x01) { // kirjuta seda lcd_gfx_goto_char_xy(4, 2); lcd_gfx_write_string("puudub "); } // ID on olemas ja loetav else { // vaata ainult ID baite for (a=4; a<(bnr-2); a++) { // teisendab loetud andmed stringiks hex_to_ascii(str, resp[a]); // kirjuta ekraanile lcd_gfx_goto_char_xy((a-2)*2, 2); lcd_gfx_write_string(str); } } // loendurid algusesse a = 0; bnr = 4; // viide uuendamiseks hw_delay_ms(1000); } } // Teisendab hex kujul arvu ASCII märkideks ja salvestab stringi void hex_to_ascii(char *mass, char byte) { unsigned int high = 0; // leiab esimese numbrikoha hex arvust while (byte > 0x0F) { high++; byte -= 0x10; } // esimene numbrikoht, hex teisendada ASCII-ks mass[0] = high + 0x30; // kui tähemärk if (mass[0] >= 0x3A) mass[0] += 0x07; // teine numbrikoht, hex teisendada ASCII-ks mass[1] = byte + 0x30; if (mass[1] >= 0x3A) mass[1] += 0x07; // stringi terminaator mass[2] = 0x00; }
Parallax RFID moodul
Parallaxi RFID moodul on madalsageduslik RFID lugeja, mis töötab sagedusel ~170 kHz.
Parallax RFID näitekood
Järgnev kood kasutab RFID lugejat ja LCD ekraani.
// RFID reader with Interstudy ATmegal28 board // Reader pins : Enable - PD3, Serout - PD2 (RXD1) // Reads and displays ID // Includes #include <avr/io.h> #include <util\delay.h> #include "lcd.h" #include "pin.h" // Configuration #define RFID_BAUDRATE 2400 #define RFID_BAUD_VALUE (((F_CPU / (RFID_BAUDRATE * 16UL))) - 1) #define RFID_ENABLE PORTPIN(D, 3) #define RFID_RX PORTPIN(D, 2) #define LED_GREEN PORTPIN(C, 3) #define LED_DEBUG PORTPIN(B, 7) // // Display initialization // void display_init(void) { lcd_init(LCD_DISP_ON); lcd_clrscr(); lcd_puts(" RFID reader\n waiting for ID"); } // // Write ID on display // void display_write_id(char *id) { lcd_gotoxy(0, 0); lcd_puts("ID: "); lcd_puts(id); } // // UART configuring // void uart_setup() { // Setup serial interface SET_BIT(UCSR1B, RXEN); // Activate RX only SET_BIT(UCSR1C, UCSZ0); // 8 data bits, 1 stop bit, no parity SET_BIT(UCSR1C, UCSZ1); // Set baud rate UBRR1L = (RFID_BAUD_VALUE & 0xFF); UBRR1H = (RFID_BAUD_VALUE >> 8); } // // Wait for UART incoming data // void uart_wait_rx() { while (!IS_BIT_SET(UCSR1A, RXC)) { } } // // Read UART data // inline unsigned char uart_read() { return UDR1; } // // RFID interface initialization // void rfid_init(void) { // Setup UART uart_setup(); // Setup enable and RX pin pin_setup_output(RFID_ENABLE); pin_setup_input(RFID_RX); } // // RFID ID reading // void rfid_read_id(char *id) { enum States { BEGIN, DATA, END } state = BEGIN; unsigned char data; unsigned char digits = 0; // Enable RFID with low signal pin_clear(RFID_ENABLE); // Cycle until tag ID received while (1) { // Wait for data uart_wait_rx(); data = uart_read(); // Toggle debug indicator pin_toggle(LED_DEBUG); // What's present state and what's next ? switch (state) { // Begin state - we expect start byte (0x0A) case BEGIN: // Got the start ? if (data == 0x0A) { state = DATA; // Disable RFID pin_set(RFID_ENABLE); } break; // Data state - we expect 10 bytes of ID case DATA: // Fill ID string id[digits++] = data; // All digits arrived ? if (digits == 10) state = END; break; // End state - we expect end byte (0x0D) case END: // Got the end ? if (data == 0x0D) { // Terminate the string id[digits] = '\0'; // All done - return return; } // Any other case - restart else { state = BEGIN; // Enable RFID with low signal pin_clear(RFID_ENABLE); } break; } } } // // Main function // int main(void) { char id[11]; // Initialization display_init(); rfid_init(); // Setup indicator pins pin_setup_output(LED_GREEN); pin_setup_output(LED_DEBUG); // Endless loop while (1) { // Turn off green LED pin_set(LED_GREEN); // Read RFID tag ID rfid_read_id(id); // Light green LED pin_clear(LED_GREEN); // Display ID display_write_id(id); } }
