RFID čítačka II

Autori:	Martinkovič a Valach
Študijný odbor:	Aplikovaná mechatronika	2. Ing. (2014)

Zadanie

Pomocou RFID čítačky navrhnite elektronický zámok na kód. Popíšte princíp RFID vyhodnocovanie, zistite akú triedu RFID prvkov je schopná čítačka rozpoznať a zmerajte ukážkové data a vyhodnoťte meranie.

• Product page
• Measurement principle

http://www.parallax.com/product/28140

Literatúra:

• Zoznam použitej literatúry, vrátane katalógových údajov (datasheet), internetových odkazov a pod.

Analýza

V tejto časti popíšete ako idete daný problém riešiť. Uvediete sem aj všetky potrebné technické údaje, ktoré sú potrebné na úspešné vyriešenie projektu. Napríklad:

• popis komunikačnej zbernice (i2c, 1-wire, RS-232 a pod.)
• obrázok zapojenia vývodov použitej súčiastky
• odkaz na katalógový list
• priebehy dôležitých signálov

Popis pinov PCF 8583

PIN	Skratka-označenie	Krátky popis	I/O
1	VCC	Napájanie +5V	P
2	/ENABLE	Tento pin nastavený do LOW nastaví RFID čítačku a aktivuje anténu	I
3	SOUT	Seriový výstup	O
4	GND	Napájacia zem	G

Rozhranie UART

Pri asynchrónnom prenose je dátový rámec definovaný nasledovne:

• Štart bit – začiatok prenosu, slúži na zosynchronizovanie vysielača a prijímača, stav linky je v log. 0
• Dátové bity – môže ich byť 5 až 9, začína sa bitom najnižšej váhy (LSB)
• Parity bit – slúži ako kontrolná suma pri prenose dát
• Stop bity (1 alebo 2) – ukončenie prenosu, stav linky je v log. 1
• Stav nečinnosti – ak sa žiadne dáta po linke neodosielajú ostáva v log. 1.

Popis registrov: Modul USART mikropočítača Atmega8 obsahuje štyri 8-bitové registre:

• údajový register UDR,
• riadiaci a stavový register A, UCSRA
• riadiaci a stavový register B, UCSRB
• riadiaci a stavový register C, UCSRC

Médiá:28140-28340-RFID-Reader-Documentation-v2.2.pdf

Princíp RFID (Radio Frequency Identification):

Základný princíp komunikácie medzi RFID čítačkou (reader) a kartou (tag) je cez elektromagnetické pole generované cievkou, ktorá sa nachádza sa v čítačke. Cievka, ktorá sa nachádza na karte, prijíma elektromagnetické pole od čítačky a vytvára prúd v obvode karty, ktorý sa použiva na napájanie katry a odosielanie dát z karty na čítačku.

V zadaní sme pracovali s Paralax RFID čítačkou, ktorá je napájaná 5V, podporuje sériovú komunikáciu UART pracujúcu na rýchlosti 2400 Baud . Čítačka je schopná načítavať 125 kHz karty, ktoré majú 10 digitové ID. Komunikačný protokol: využíva štart bit, jeden stop bit a osem dátových bitov po asynchrónnej zbernici. Keď je čítačka aktívna tak po priložení naprogramovanej karty sa ID karty odosiela ako 12 bytoví ASCII string vo formáte uvedenom nižšie:

Štart a Stop bit sú použité pre ošetrenie správneho prijatia dát, dokým stredných desať bytov predstavuje ID karty. Ako príklad sa uvádza naprogramovaná karta s ID: 0F0184F07A a byty, ktoré sú odoslané sú nasledovné: 0x0A, 0x30, 0x46, 0x30, 0x31, 0x38, 0x34, 0x46, 0x30, 0x37, 0x41, 0x0D.

Princíp funkcie:

Ako prvé čítačka načíta kartu(Tag). Na základe kódu karty sa zistí či je daná karta Master Tag(Master karta) alebo User Tag(Užívateľská karta). Master karta realizuje naprogramovanie alebo vymazanie ďalších užívateľských kárt do systému. Pokiaľ po Master karte sa načíta karta, ktorá je systému známa tak sa daná karta vymaže z databázy nahratých užívateľských kariet. Ak je karta po načítaní master karty neznáma tak sa uloží do databázy a je ňou možné otvárať daný zámok. Ak je užívateľská karta v systéme nahratá, tak po priložení na čítačku, systém porovnáva kód s uloženými kódmi kariet v databáze. Ak je kód uložený prístup sa povolí. Ak nieje uložený kód karty v databáze tak sa prístup zamietne.

Popis riešenia

Za úlohu sme mali naprogramovať RFID čítačku na otvorenie zámku dverí. Zapojenie čítačky k procesoru vyzerá nasledovne:

Popis činnosti Po zapojení na napätie sa RFID čítačka inicializuje. Pri načítaní prvej karty zasiela ID karty procesoru na spracovanie. Procesor na základe naprogramovaného kódu rozhodne či ID karty patrí Master karte ktorá je už nahratá v EEPROM pamäti alebo užívateľskej karte. Pokiaľ načíta master kartu, "rozbliká sa" biela dióda na 5 sekúnd( čo značí, že je v programovacom móde po 5-tich sekundách sa programovací mód vypne). V programovacom móde ak vložíme užívateľskú kartu, ktorej ID nieje uložené v EEPROM pamäti tak ID karty do nej uloží. Ak tam ID karty uložené je, tak ho vymaže. Takýmto spôsobov sa pridávajú alebo odoberajú užívatelia zámku. Rozsvietenie zelenej diódy značí, že prístup je povolený teda ID karty je uložené v EEPROM pamäti. Ak sa rozsvieti červená dióda tak ID karty uložené nieje v pamäti EEPROM.

Algoritmus a program

Uveďte stručný popis algoritmu, v akom jazyku a verzii vývojového prostredia ste ho vytvorili. Je vhodné nakresliť aspoň hrubú štruktúru programu napríklad vo forme vývojového diagramu. Rozsiahly program pre lepšiu prehľadnosť rozdeľte do viacerých súborov.

Vyberte podstatné časti zdrojového kódu, použite na to prostredie source:

/* A nezabudnite zdroják hojne komentovať  */

int main(void) {
    
    printf("Hello, World!\n");  
    return(0);  
}

Nezabudnite však nahrať aj kompletné zdrojové kódy vášho programu!

Zdrojový kód: serial.h a main.c

program.c

Overenie

Nezabudnite napísať čosi ako užívateľský návod. Z neho by malo byť jasné čo program robí, ako sa prejavuje a aké má užívateľské rozhranie (čo treba stlačiť, čo sa kde zobrazuje). Ak ste namerali nejaké signály, sem s nimi. Ak je výsledkom nejaký údaj na displeji, odfotografujte ho.

Kľúčové slová 'Category', ktoré sú na konci stránky nemeňte.