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2.2.7 MFRC522 RFID-Modul
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Einführung
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Radio Frequency Identification (RFID) bezieht sich auf Technologien, die die drahtlose Kommunikation zwischen einem Objekt (oder Tag) und einem Abfragegerät (oder Lesegerät) verwenden, um solche Objekte automatisch zu verfolgen und zu identifizieren.
Einige der häufigsten Anwendungen für diese Technologie sind Lieferketten für den Einzelhandel, militärische Lieferketten, automatisierte Zahlungsmethoden, Gepäckverfolgung und -verwaltung, Dokumentenverfolgung und pharmazeutische Verwaltung, um nur einige zu nennen.
In diesem Projekt werden wir RFID zum Lesen und Schreiben verwenden.
Komponenten
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.. image:: media/list_2.2.7.png
Prinzip
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**RFID**
Radio Frequency Identification (RFID) bezieht sich auf Technologien, bei denen eine drahtlose Kommunikation zwischen einem Objekt (oder Tag) und einem Abfragegerät (oder Lesegerät) verwendet wird, um solche Objekte automatisch zu verfolgen und zu identifizieren. Die Tag-Übertragungsreichweite ist auf mehrere Meter vom Lesegerät begrenzt. Eine klare Sichtlinie zwischen Lesegerät und Etikett ist nicht unbedingt erforderlich.
Die meisten Etikette enthalten mindestens eine integrierte Schaltung (IC) und eine Antenne. Der Mikrochip speichert Informationen und ist für die Verwaltung der Hochfrequenzkommunikation mit dem Lesegerät verantwortlich. Passive Etiketts haben keine unabhängige Energiequelle und sind auf ein externes elektromagnetisches Signal angewiesen, das vom Lesegerät bereitgestellt wird, um ihren Betrieb zu betreiben. Aktive Etiketts enthalten eine unabhängige Energiequelle, z. B. eine Batterie. Dann können sie eine erhöhte Verarbeitung, Übertragungsfähigkeit und Reichweite aufweisen.
.. image:: media/image230.png
**MFRC522**
MFRC522 ist eine Art integrierter Lese- und Schreibkartenchip. Es wird üblicherweise im Radio bei 13,56 MHz verwendet. Es wurde von der NXP Company eingeführt und ist ein berührungsloser, kostengünstiger und kleiner Niederspannungs-Kartenchip, der die beste Wahl für intelligente Instrumente und tragbare Handheld-Geräte darstellt.
Der MF RC522 verwendet ein fortschrittliches Modulations- und Demodulationskonzept, das in allen Arten von passiven kontaktlosen Kommunikationsmethoden und -protokollen mit 13,56 MHz vollständig dargestellt wird. Darüber hinaus unterstützt es den schnellen CRYPTO1-Verschlüsselungsalgorithmus zur Überprüfung von MIFARE-Produkten. Der MFRC522 unterstützt auch die berührungslose Hochgeschwindigkeitskommunikation der MIFARE-Serie mit einer bidirektionalen Datenübertragungsrate von bis zu 424 kbit/s. Als neues Mitglied der hochintegrierten 13,56-MHz-Lesekartenserie ist der MF RC522 dem vorhandenen MF RC500 und MF RC530 sehr ähnlich, es gibt jedoch auch große Unterschiede. Es kommuniziert mit dem Host-Computer über die serielle Art und Weise, die weniger Verkabelung erfordert. Sie können zwischen SPI-, I2C- und seriellem UART-Modus (ähnlich wie RS232) wählen, um die Verbindung zu reduzieren, Platz auf der Leiterplatte zu sparen (kleinere Größe) und Kosten zu senken.
Schematische Darstellung
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.. image:: media/image331.png
Experimentelle Verfahren
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Schritt 1: Bauen Sie die Schaltung auf.
.. image:: media/image232.png
:width: 800
Schritt 2: SPI einrichten (weitere Informationen finden Sie in Anhang. Wenn Sie :ref:`spi_configuration` haben, überspringen Sie diesen Schritt.)
Für Benutzer in C-Sprache
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
Schritt 3: Gehen Sie zum Ordner der Kode.
.. raw:: html
.. code-block::
cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/c/2.2.7/
Schritt 4: Kompilieren Sie die Kode.
.. raw:: html
.. code-block::
make read
make write
.. note::
Es gibt zwei Beispiele, mit denen Sie die Karten-ID lesen oder schreiben können. Sie können je nach Bedarf eines davon auswählen.
Schritt 5: Führen Sie die ausführbare Datei aus.
.. raw:: html
.. code-block::
sudo ./read
.. raw:: html
.. code-block::
sudo ./write
**Code Erklärung**
.. code-block:: c
InitRc522();
Mit dieser Funktion wird das RFID RC522-Modul initialisiert.
.. code-block:: c
uint8_t read_card_data();
Diese Funktion wird zum Lesen der Daten der Karte verwendet. Wenn der Lesevorgang erfolgreich ist, wird „1“ zurückgegeben.
.. code-block:: c
uint8_t write_card_data(uint8_t *data);
Diese Funktion wird verwendet, um die Daten der Karte zu schreiben und gibt „1“ zurück, wenn das Schreiben erfolgreich war. ``*data`` sind die Informationen, die auf die Karte geschrieben werden.
Für Python-Sprachbenutzer
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
**Schritt 2**: Aktivierung der virtuellen Umgebung.
.. note::
* Bevor Sie die Aktivierung durchführen, müssen Sie sicherstellen, dass Sie eine virtuelle Umgebung erstellt haben. Bitte beachten Sie: :ref:`create_virtual`.
* Jedes Mal, wenn Sie den Raspberry Pi neu starten oder ein neues Terminal öffnen, müssen Sie erneut den folgenden Befehl ausführen, um die virtuelle Umgebung zu aktivieren.
.. raw:: html
.. code-block:: shell
source myenv/bin/activate
Nachdem die virtuelle Umgebung aktiviert ist, sehen Sie den Umgebungsnamen vor dem Befehlszeilen-Prompt, was darauf hinweist, dass Sie innerhalb der virtuellen Umgebung arbeiten.
**Schritt 3**: Installation der Bibliotheken.
Die ``spidev``-Bibliothek hilft bei der Handhabung von Interaktionen mit SPI und ist ein Schlüsselelement dieses Tutorials, da wir sie für den Raspberry Pi benötigen, um mit dem RFID RC522 zu interagieren.
Führen Sie den folgenden Befehl aus, um ``spidev`` über ``pip`` auf Ihrem Raspberry Pi zu installieren.
.. raw:: html
.. code-block::
sudo pip3 install spidev
Fahren Sie mit der Installation der MFRC522-Bibliothek fort. Die MFRC522-Bibliothek enthält zwei Dateien: ``MFRC522.py`` und ``SimpleMFRC522.py``.
Dabei ist ``MFRC522.py`` die Realisierung der RFID-RC522-Schnittstelle, diese Bibliothek übernimmt alle schweren Arbeiten bei der Kommunikation mit RFID über die SPI-Schnittstelle des Pi.
``SimpleMFRC522.py`` nimmt die Datei ``MFRC522.py`` und vereinfacht sie erheblich, indem sie es Ihnen ermöglicht, nur mit einigen Funktionen anstatt mit einigen Funktionen umzugehen.
.. raw:: html
.. code-block::
sudo pip3 install mfrc522
**Schritt 4**: Beenden der virtuellen Umgebung.
Wenn Sie Ihre Arbeit abgeschlossen haben und die virtuelle Umgebung verlassen möchten, führen Sie einfach folgenden Befehl aus:
.. raw:: html
.. code-block:: shell
deactivate
Damit kehren Sie zur globalen Python-Umgebung des Systems zurück.
**Schritt 5**: Gehen Sie zum Ordner der Kode.
.. raw:: html
.. code-block::
cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/python/2.2.7
**Schritt 6**: Führen Sie die ausführbare Datei aus.
.. raw:: html
.. code-block::
sudo python3 2.2.7_read.py
.. raw:: html
.. code-block::
sudo python3 2.2.7_write.py
.. note::
* Nach dem Ausführen von ``2.2.7_read.py`` werden die ``id`` und der ``text`` Ihrer Karte in der Shell ausgegeben.
* Nachdem Sie ``2.2.7_write.py`` ausgeführt haben, müssen Sie zuerst eine Nachricht schreiben, zur Bestätigung ``Enter`` drücken und schließlich Ihre Karte auf das MFRC522 RFID-Modul legen, um das Schreiben abzuschließen.
**code**
.. note::
Sie können den folgenden Code **Ändern/Zurücksetzen/Kopieren/Ausführen/Stoppen** . Zuvor müssen Sie jedoch zu einem Quellcodepfad wie ``davinci-kit-for-raspberry-pi/python`` gehen.
.. raw:: html
.. code-block:: python
# read
import time
from mfrc522 import SimpleMFRC522
import RPi.GPIO as GPIO
reader = SimpleMFRC522()
def main():
while True:
print("Reading...Please place the card...")
id, text = reader.read()
print("ID: %s\nText: %s" % (id,text))
time.sleep(3)
def destroy():
GPIO.cleanup()
if __name__ == '__main__':
try:
main()
# When 'Ctrl+C' is pressed, the program destroy() will be executed.
except KeyboardInterrupt:
destroy()
.. raw:: html
.. code-block:: python
# write
from mfrc522 import SimpleMFRC522
import RPi.GPIO as GPIO
reader = SimpleMFRC522()
def main():
while True:
text = input('Please write new data:')
print("Please place the card to complete writing")
reader.write(text)
print("Data writing is complete")
def destroy():
GPIO.cleanup()
if __name__ == '__main__':
try:
main()
# When 'Ctrl+C' is pressed, the program destroy() will be executed.
except KeyboardInterrupt:
destroy()
**Code Erklärung**
.. code-block:: python
reader = SimpleMFRC522()
Instanziieren Sie die Klasse ``SimpleMFRC522()`` .
.. code-block:: python
reader.read()
Diese Funktion dient zum Auslesen von Kartendaten. Wenn das Lesen erfolgreich ist, werden ID und Text zurückgegeben.
.. code-block:: python
reader.write(text)
Diese Funktion wird verwendet, um Informationen auf die Karte zu schreiben. Drücken Sie die Taste ``Enter`` , um das Schreiben zu beenden. ``Text`` ist die Information, die auf die Karte geschrieben werden soll.
Phänomen Bild
------------------
.. image:: media/image233.jpeg