RFID alapú útdíjszedési rendszer

Irodákban, bevásárlóközpontokban és sok más helyen tudjuk, hogy csak az engedélykártyával rendelkező személy léphet be a szobába. Ezek a rendszerek RFID kommunikációs rendszert használnak. Az RFID-t bevásárlóközpontokban használják a lopás megakadályozására, mivel a termékeket RFID-chipkel látják el, és amikor egy személy elhagyja az épületet az RFID-chipdel, automatikusan riasztást ad ki. Az RFID címkét olyan kicsire tervezték, mint a homok. Az RFID-hitelesítési rendszereket könnyű megtervezni és olcsóak. Néhány iskola és főiskola manapság RFID-alapú látogatási rendszereket használ.

Ebben a projektben RFID alapú útdíjszedési rendszert tervezünk biztonsági célokra. Tehát ez a rendszer megnyitja a kapukat, és csak az engedélyezett RFID-címkék használatával engedi be az embereket. Az engedélyezett címkebirtokosok azonosítói be vannak programozva az ATMEGA mikrokontrollerbe, és csak azok jogosultak távozni vagy belépni a telephelyről.

Szükséges alkatrészek

Hardver: ATmega32 mikrovezérlő, tápegység (5v), AVR-ISP programozó, JHD_162ALCD (16x2 LCD modul), 100uF kondenzátor (a tápegységen keresztül csatlakozik), gomb, 10KΩ ellenállás, 100nF kondenzátor, LED (két darab), EM-18 (RFID olvasó modul), L293D motor meghajtó IC, 5 V DC motor.

Szoftver: Atmel studio 6.1, progisp vagy flash magic.

Áramköri ábra és működési magyarázat

A fent bemutatott RFID-díjbeszedő rendszer áramkörében az ATMEGA32 PORTA csatlakozik az LCD adatportjához. Itt arra kell emlékeznünk, hogy a biztosíték byte-ok megváltoztatásával tiltsa le a JTAG kommunikációt a PORTC-ben ATMEGA-ra, ha a PORTC-ot normál kommunikációs portként akarjuk használni. A 16x2 LCD-ben 16 érintkező van, ha van háttérvilágítás, ha nincs háttérvilágítás, akkor 14 tű lesz. Bekapcsolhatjuk vagy elhagyhatjuk a háttérvilágítás csapjait. Most a 14 csapok vannak 8 adatok csapok (7-14 vagy D0-D7), 2 tápegység csapok (1 & 2 vagy VSS & VDD vagy GND & + 5V), 3 ^rd pin kontraszt vezérlő (VEE-kontrollok milyen vastag a karaktereket kell megjeleníteni), 3 vezérlőcsap (RS & RW & E).

Az áramkörben megfigyelheti, hogy csak két vezérlőtűt vettem. Ez biztosítja a jobb megértés rugalmasságát. A kontrasztbitet és a READ / WRITE-t nem használják gyakran, így testzárlat lehet. Ez az LCD-t a legnagyobb kontrasztú és olvasási módba helyezi. Csak az ENABLE és RS csapokat kell vezérelnünk, hogy a karaktereket és az adatokat ennek megfelelően küldhessük el.

Az LCD-hez készített csatlakozások az alábbiak:

PIN1 vagy VSS a földre

PIN2 vagy VDD vagy VCC + 5v teljesítményig

PIN3 vagy VEE földelés (a legjobb kontrasztot nyújtja a kezdőknek)

PIN4 vagy RS (Register Selection) az MCU PD6-hoz

PIN5 vagy RW (olvasás / írás) a földre (az LCD-t olvasási módba állítja, megkönnyíti a kommunikációt a felhasználó számára)

PIN6 vagy E (engedélyezés) a mikrovezérlő PD5-hez

PIN7 vagy D0 - PA0

PIN8 vagy D1 - PA1

PIN9 vagy D2 - PA2

PIN10 vagy D3 - PA3

PIN11 vagy D4 - PA4

PIN12 vagy D5 - PA5

PIN13 vagy D6 - PA6

PIN14 vagy D7 - PA7

Az áramkörben látható, hogy 8 bites kommunikációt használtunk (D0-D7). Ez azonban nem kötelező, és használhatunk 4 bites kommunikációt (D4-D7), de a 4 bites kommunikációs program kissé bonyolulttá válik, ezért inkább a 8 bites kommunikációt választottam.

Tehát a fenti táblázat puszta megfigyelésétől kezdve 10 érintkezős LCD-t csatlakoztatunk a vezérlőhöz, amelyben 8 érintkező adat és 2 vezérlő érintkező.

Mielőtt továbblépnénk, meg kell értenünk a soros kommunikációt. Az RFID modul itt soros módon küldi az adatokat a vezérlőnek. Más kommunikációs módja van, de az egyszerű kommunikáció érdekében az RS232-et választjuk. A modul RS232 tűje csatlakozik az ATMEGA RXD tűjéhez.

Az RFID modul által küldött adatok a következők:

Az RFID modul interfészéhez a következő tulajdonságokra van szükség:

1. Engedélyezni kell a vezérlő RXD tűjét (adatfogadási funkcióját).

2. Mivel a kommunikáció soros, tudnunk kell, ha az adat bye beérkezik, hogy a teljes byte beérkezéséig le tudjuk állítani a programot. Ez az adatfogadás teljes megszakításának engedélyezésével történik.

3. Az RFID adatokat küld a vezérlőnek 8 bites módban. Tehát egyszerre két karakter kerül elküldésre a vezérlőnek. Ezt mutatja a fenti ábra.

4. A fenti ábra alapján nincsenek paritásbitek, egy stopbit a modul által küldött adatokban.

A fenti jellemzők a vezérlő regiszterekben vannak beállítva; röviden megvitatjuk őket,

VÖRÖS (RXEN): Ez a bit a fogadási adatok funkciót jelöli. Ezt a bitet úgy kell beállítani, hogy a modulból származó adatokat a vezérlő fogadja. Ez lehetővé teszi a vezérlő RXD tűjét is.

BROWN (RXCIE): Ezt a bitet úgy kell beállítani, hogy sikeres adatvétel után megszakítást kapjon. Ennek a bitnek az engedélyezésével megismerjük, közvetlenül a 8 bites adatok fogadása után.

PINK (URSEL): Ezt a bitet be kell állítani, mielőtt engedélyezné az UCSRC többi bitjét. Beállítás után az UCSRC, URSEL többi szükséges bitjét le kell tiltani vagy nullára kell állítani.

SÁRGA (UCSZ0, UCSZ1, UCSZ2): Ez a három bit arra szolgál, hogy kiválasszuk az egyszerre fogadott vagy küldött adatbitek számát.

Mivel az RFID modul által küldött adatok 8 bites típusúak, az UCSZ0-t, az UCSZ1-et egyre, az UCSZ2-t pedig nullára kell állítanunk.

ORANGE (UMSEL): Ezt a bitet annak alapján állítják be, hogy a rendszer aszinkron (mindkettő eltérő órát használ) vagy szinkron (mindkettő ugyanazt az órát) kommunikál.

Mivel a modul és a vezérlő különböző órát használ, ezt a bitet nullára kell állítani, vagy egyedül kell hagyni, mivel alapértelmezés szerint mind nullára vannak állítva.

ZÖLD (UPM1, UPM0): Ezt a két bitet a kommunikáció során használt bitparitás alapján állítjuk be.

Mivel az RFID modul paritás nélkül küld adatokat, mind az UPM1-et, mind az UPM0-t nullára állítottuk, vagy békén hagyhatók, mivel a regiszterek összes bitje alapértelmezés szerint nulla.

KÉK (USBS): Ez a bit arra szolgál, hogy kiválassza a stop bitek számát, amelyet a kommunikáció során használunk.

Mivel az RFID modul egy stop bittel küld adatokat, csak magunkra kell hagynunk az USBS bitet.

Most végre be kell állítanunk az adatátviteli sebességet, a fenti ábra alapján egyértelmű, hogy az RFID modul 9600 bps (bit / másodperc) sebességgel küld adatokat a vezérlőnek.

Az adatátviteli sebességet a vezérlő állítja be a megfelelő UBRRH kiválasztásával.

Az UBRRH értéket az átviteli sebesség és a CPU kristályfrekvenciájának keresztreferenciájával választjuk meg, tehát keresztreferenciával az UBRR értékét „6” -nak tekintjük, és így az átviteli sebességet beállítjuk.

Ahogy az ábra mutatja, a vezérlő két csapja az L293D-hez kerül, amely egy H-HÍD, amelyet kis teljesítményű egyenáramú motorok sebességének és forgásirányának szabályozására használnak.

Az L293D egy H-BRIDGE IC, amelyet kis teljesítményű egyenáramú motorok hajtására terveztek, és az ábrán látható, ez az IC két h-hidat tartalmaz, és így két egyenáramú motort képes meghajtani. Tehát ez az IC használható robotmotorok meghajtására a mikrovezérlő jeleiből.

Amint azt korábban megbeszéltük, ez az IC képes megváltoztatni az egyenáramú motor forgásirányát. Ez az INPUT1 és INPUT2 feszültségszintjének szabályozásával érhető el.

PIN engedélyezése	1. bemeneti tű	2. bemeneti tű	Motor iránya
Magas	Alacsony	Magas	Jobbra
Magas	Magas	Alacsony	Forduljon balra
Magas	Alacsony	Alacsony	Álljon meg
Magas	Magas	Magas	Álljon meg

Tehát, amint azt a fenti táblázat mutatja, az óra bölcs forgatásához a 2A-nak magasnak és az 1A-nak alacsonynak kell lennie. Hasonlóan az óramutató járásával ellentétes irányban az 1A-nak magasnak és a 2A-nak alacsonynak kell lennie.

Amikor engedélyezett kártyát viszünk a modul közelébe, a motort beprogramozzuk egy másodpercre az óramutató járásával megegyező irányba mozogni, hogy megmutassuk az autópálya-kaput egy másodperc múlva, amikor visszajön, jelezve, hogy az autópálya-kapu zárva van. A fizetős pláza működését az alábbiakban részletesen a C kód lépésről lépésre magyarázhatja.

Programozási magyarázat

Az alábbiakban olvasható az RFID Toll Collection rendszer kódjának sorról a sorra adott magyarázata. Az alábbi kód elolvasásával megértheti a projekt koncepcióját és működését. Letöltéshez vagy másoláshoz a teljes kódot az oldal alján találja meg.

#include // header az adatfolyam irányításának engedélyezéséhez a csapok felett

#define F_CPU 1000000 // a vezérlő kristály frekvenciája mellékelve

#include // fejléc a késleltetési funkció engedélyezéséhez a programban

#define E 5 // az „engedélyezés” név megadása a PORTD ^ötödik tűjéhez, mivel az LCD engedélyező tűhöz csatlakozik

#define RS 6 // adó neve „registerselection” 6 ^th csapját PORTD, mivel van kötve LCD RS pin

void send_a_command (aláíratlan char parancs);

void send_a_character (aláíratlan karakter);

void send_a_string (char * karakterlánc_ karakterei);

int main (érvénytelen)

{

DDRA = 0xFF; // a porta kimeneti csapokként való elhelyezése

DDRD = 0b11111110;

_delay_ms (50); // 50ms késleltetést ad

DDRB = 0b11110000; // Egyes portB csapok bevitele.

UCSRB - = (1 <

UCSRC - = (1 <

UCSRC & = ~ (1 <

UBRRH & = ~ (1 <

UBRRL = 6; // az adatátviteli sebesség beállítása // A következők tartalmazzák a címkék azonosítóját, ezeket meg kell változtatni a különböző címkéknél, ezeket frissíteni kell a projekt működéséhez

/ * A program vezérlőbe dobása után el kell venni a hitelesített kártyákat, és meg kell szereznie a tagek azonosítóját. Ezeket úgy kapjuk meg, hogy a címkét az RFID modul közelébe helyezzük, és az azonosító megjelenik a képernyőn. Az azonosítók megszerzése után frissíteni kell a programot úgy, hogy az alábbi azonosítószámokat új azonosítószámokkal helyettesíti.

char ADMIT = {{(0x97), (0xa1), (0x90), (0x92)}, {(0x97), (0xa1), (0x90), (0x93)}, {(0x97), (0xa1), (0x90), (0x94)}, {(0x97), (0xa1), (0x90), (0x95)}, {(0x97), (0xa1), (0x90), (0x96)}};

Most fent csak öt kártyát engedélyezünk, ezek tetszőleges számra módosíthatók.

Például vegye figyelembe, hogy az alapértelmezett program a vezérlőbe kerül, szerezze be azokat a kártyákat, amelyeket engedélyezni kell. Helyezzen egymás után a modul közelében, mindegyikhez megkapja az azonosítót xxxxxxxx (907a4F87) néven, Ha 7 címkénk van, akkor 7 nyolc bites azonosítónk lesz. * /

// most hét kártya esetén úgy megy

// char ADMIT = {{(0x90), (0x7a), (0x4F), (0x87)},; // memória allokálása a modul által küldött azonosító megjelenítéséhez

int i = 0;

int szavazás = 0;

int k = 0;

send_a_command (0x01); // Képernyő törlése 0x01 = 00000001

késedelem_ms (50);

send_a_command (0x38); // elmondja az LCD-nek, hogy 8 bites parancs / adat módot használunk

késedelem_ms (50);

send_a_command (0b00001111); // LCD KÉPERNYŐ BE és a futár villog

char MEM; // memória allokálása a címke teljes azonosítójának tárolásához

send_a_string ("RFID-SZÁM"); // karakterlánc küldése

send_a_command (0x80 + 0x40 + 0); // futóprogram áthelyezése a második sorba

míg (1)

{

míg (! (UCSRA & (1 <

{

}

COUNTA = UDR; // Az UDR tárolja a kapott nyolc bites adatot, és egész számba veszi.

MEM = COUNTA; // az első két karakter frissül a memóriába

itoa (COUNTA, SHOWA, 16); // parancs a változó szám LCD-be helyezéséhez (változó szám, melyik karakterben cseréljük le, melyik alap változó (itt tíz, mivel a base10-ben számoljuk)

send_a_string (SHOWA); // a kijelző utasítása, hogy mutassa meg a második személy karakterét (változó számmal helyettesítve), miután a futárt az LCD-re helyezte

míg (! (UCSRA & (1 <

{

}

COUNTA = UDR;

itoa (COUNTA, SHOWA, 16);

send_a_string (SHOWA);

MEM = COUNTA; // a harmadik és negyedik karakter frissül a memóriába

míg (! (UCSRA & (1 <

{

}

COUNTA = UDR;

itoa (COUNTA, SHOWA, 16);

send_a_string (SHOWA);

MEM = COUNTA; // az ötödik és a hatodik karakter frissül a memóriába

míg (! (UCSRA & (1 <

{

}

COUNTA = UDR;

itoa (COUNTA, SHOWA, 16);

send_a_string (SHOWA);

MEM = COUNTA; // hetedik és nyolc karakter frissül a memóriába

send_a_string ("");

send_a_command (0x80 + 0x40 + 0);

UCSRB & = ~ (1 <

esetén (i = 0; i <5; i ++)

{

ha ((MEM == ADMIT) & (MEM == ADMIT) & (MEM == ADMIT) & (MEM == ADMIT)

{// A jogosultság ellenőrzése vásárol, ha egyszerre két karaktert hasonlít össze a memóriában lévő karakterekkel

PORTB - = (1 <

PORTB & = ~ (1 <

_delay_ms (220); // késleltetés

késedelem_ms (220);

PORTB - = (1 <

PORTB & = ~ (1 <

késedelem_ms (220);

PORTB & = ~ (1 <

PORTB - = (1 <

}

UCSRB - = (1 <

}

void send_a_command (aláíratlan karakterparancs)

{

PORTA = parancs;

PORTD & = ~ (1 <

PORTD - = 1 <

késedelem_ms (50);

PORTD & = ~ 1 <

PORTA = 0;

}

void send_a_character (aláíratlan karakter)

{

PORTA = karakter;

PORTD - = 1 <

késedelem_ms (50);

PORTD & = ~ 1 <

PORTA = 0;

}

void send_a_string (char * string_of_characters)

{

while (* karakterláncok_0> 0)

{

send_a_character (* karakter_lánc_figurája ++);

}

Beágyazott

RFID alapú útdíjszedési rendszer

Szükséges alkatrészek

Áramköri ábra és működési magyarázat

Programozási magyarázat

Választható editor