Arduino Nano -мен RFID MFRC522 интерфейсі: 4 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:24

Кіруді бақылау - бұл ұйымның немесе географиялық аймақтың ресурстарына анонимді кіруді/кіруді шектейтін физикалық қауіпсіздік және ақпараттық қауіпсіздік саласындағы механизм. Қол жеткізу әрекеті тұтынуды, кіруді немесе пайдалануды білдіруі мүмкін. Ресурсқа кіруге рұқсат авторизация деп аталады.

Физикалық қауіпсіздік

Географиялық қол жеткізуді бақылау персоналмен (мысалы, шекара күзетшісі, секіруші, билет тексеруші) немесе турникет (қалқалы қақпа) сияқты құрылғы арқылы жүзеге асырылуы мүмкін. Қатаң мағынада қол жеткізуді басқару (кіруді физикалық бақылайтын) - рұқсат етілген қатысуды тексеру жүйесі, қараңыз: Билет контроллері (тасымалдау). Тағы бір мысал - шығуды басқару, мысалы. дүкеннің (кассаның) немесе елдің. [сілтеме қажет]. Кіруді бақылау термині уәкілетті тұлғаларға мүлікке, ғимаратқа немесе бөлмеге кіруді шектеу тәжірибесін білдіреді.

Ақпараттық қауіпсіздік

Электронды қатынауды басқару механикалық құлыптар мен кілттердің шектеулерін шешу үшін компьютерлерді қолданады. Механикалық кілттерді ауыстыру үшін тіркелгі деректерінің кең спектрін қолдануға болады. Қол жеткізуді басқарудың электрондық жүйесі ұсынылған тіркелгі деректері негізінде рұқсат береді. Кіру рұқсат етілгенде, есік алдын ала белгіленген уақыт ішінде ашылады және транзакция жазылады. Кіруден бас тартқан кезде есік құлыптаулы қалады және кіру әрекеті жазылады. Жүйе сондай -ақ есік мәжбүрлеп ашылса немесе ашылғаннан кейін тым ұзақ ашық тұрса, есік пен дабылды бақылайды.

Қол жеткізуді басқарудағы операциялар

Оқырманға (құрылғыға) сенім грамотасы ұсынылған кезде, оқырман тіркелгі туралы ақпаратты, әдетте, нөмірді басқару панеліне, өте сенімді процессорға жібереді. Басқару тақтасы есептік жазбаның нөмірін қатынауды басқару тізімімен салыстырады, ұсынылған сұранысты береді немесе қабылдамайды және дерекқорға транзакциялар журналын жібереді. Кіруді басқару тізімінің негізінде кіруге тыйым салынған кезде, есік құлыптаулы күйінде қалады. Егер тіркелгі деректері мен кіруді басқару тізімі арасында сәйкестік болса, басқару тақтасы релені басқарады, ол өз кезегінде есікті ашады. Басқару панелі дабылды болдырмау үшін есіктің ашық сигналын елемейді. Көбінесе оқырман кері байланысты береді, мысалы, кіруге рұқсат бермеу үшін жыпылықтайтын қызыл жарық диодты және рұқсат етілгенде жыпылықтайтын жасыл жарық диодты.

Ақпаратты растау факторлары:

• пайдаланушы білетін нәрсе, мысалы құпия сөз, құпия сөз немесе PIN коды
• пайдаланушыда бар нәрсе, мысалы, смарт -карт немесе кілт
• қолданушы саусақ ізі сияқты биометриялық өлшеу арқылы тексерілетін нәрсе.

Сенім грамотасы

Сенім грамотасы-бұл жеке физикалық құралға немесе компьютерлік ақпараттық жүйеге жеке қол жеткізуге мүмкіндік беретін физикалық/материалдық объект, білімнің бөлігі немесе адамның физикалық болмысының қыры. Әдетте, тіркелгі деректері адам білетін нәрсе болуы мүмкін (мысалы, нөмір немесе PIN коды), оларда бар нәрсе (мысалы, кіру белгісі), олар (мысалы, биометрикалық функция) немесе осы элементтердің кейбір комбинациясы. Бұл көп факторлы аутентификация деп аталады. Әдеттегі тіркелгі деректері-бұл кіру картасы немесе кілт-фоб, ал жаңа бағдарламалық жасақтама пайдаланушылардың смартфондарын кіру құрылғыларына айналдыра алады.

Карточкалық технологиялар:

Оның ішінде магниттік жолақ, штрих-код, Wiegand, 125 кГц жақындық, 26-разрядты карта-сырғыту, смарт-карталармен байланыс және ақылды карталармен байланыс аз. Сондай-ақ, жеке куәліктерге қарағанда ықшам және кілт сақинасына бекітілген кілттер бар. Биометрикалық технологияларға саусақ ізі, бетті тану, қабықша қабығын тану, сетчатканы сканерлеу, дауыс және қолдың геометриясы жатады. Жаңа смартфондарда табылған кіріктірілген биометрикалық технологиялар мобильді құрылғыларда жұмыс істейтін бағдарламалық қамтамасыз етумен бірге тіркелгі деректері ретінде де қолданыла алады. Ескі карталарға қол жеткізудің бұрынғы дәстүрлі технологияларынан басқа, жақын маңдағы байланыс (NFC) және төмен энергиялы Bluetooth (BLE) сияқты жаңа технологиялар оқырмандарға жүйеге немесе ғимаратқа кіру үшін пайдаланушы тіркелгі деректерін жеткізуге мүмкіндік береді.

Компоненттер: басқару жүйесінің әр түрлі компоненттері:-

• Кіруді басқару нүктесі есік, турникет, тұрақ қақпасы, лифт немесе кіруге рұқсат беруді электронды түрде басқаруға болатын басқа физикалық кедергі болуы мүмкін.
• Әдетте кіру нүктесі есік болып табылады.
• Электронды кіруді басқару есігі бірнеше элементтерден тұруы мүмкін. Ең бастысы, автономды электр құлпы бар. Құлыпты коммутаторы бар оператор ашады.
• Мұны автоматтандыру үшін оператордың араласуы оқырманмен ауыстырылады. Оқырман код енгізілетін пернетақта болуы мүмкін, ол карта оқу құрылғысы немесе биометриялық оқу құралы болуы мүмкін.

Топология:

2009 жылы топологияның басым бөлігі хаб болып табылады және хаб ретінде басқару панелімен, ал спиц ретінде оқырмандармен сөйлеседі. Қарау және басқару функциялары басқару панелінде. Спикерлер сериялық байланыс арқылы байланысады; әдетте RS-485. Кейбір өндірушілер контроллерді есікке қою арқылы шешім қабылдауға итермелейді. Контроллерлер IP қосылған және стандартты желілер арқылы хост пен мәліметтер базасына қосылады.

RDID оқырмандарының түрлері:

1. Негізгі (интеллектуалды емес) оқырмандар: картаның нөмірін немесе PIN кодын оқып, оны басқару тақтасына жіберіңіз. Биометриялық сәйкестендіру жағдайында мұндай оқырмандар пайдаланушының ID нөмірін шығарады. Әдетте Wiegand протоколы басқару тақтасына деректерді беру үшін қолданылады, бірақ RS-232, RS-485 және Clock/Data сияқты басқа опциялар сирек емес. Бұл кіруді бақылау оқырмандарының ең танымал түрі. Мұндай оқырмандардың мысалдары RFLOGICS RF Tiny, HID by ProxPoint және Farpointe Data P300.
2. Жартылай интеллектуалды оқырмандар: есіктің аппаратурасын басқаруға қажетті барлық кірістер мен шығыстарға ие (құлып, есіктің түйісуі, шығу түймесі), бірақ кіру туралы шешім қабылдамайды. Пайдаланушы картаны ұсынғанда немесе PIN кодын енгізгенде, оқырман негізгі контроллерге ақпаратты жібереді және оның жауабын күтеді. Егер негізгі контроллермен байланыс үзілсе, мұндай оқырмандар жұмысын тоқтатады немесе тозған режимде жұмыс істейді. Әдетте жартылай интеллектуалды оқырмандар RS-485 шинасы арқылы басқару пультіне қосылады. Мұндай оқырмандарға мысал ретінде InfoProx Lite IPL200 CEM Systems, ал AP-510-Apollo.
3. Интеллектуалды оқырмандар: есіктің аппаратурасын басқаруға қажетті барлық кірістер мен шығыстарға ие; оларда қол жетімді шешімдерді дербес қабылдауға қажетті жады мен өңдеу күші бар. Жартылай интеллектуалды оқырмандар сияқты олар RS-485 шинасы арқылы басқару пультіне қосылады. Басқару тақтасы конфигурация жаңартуларын жібереді және оқырмандардан оқиғаларды шығарады. Мұндай оқырмандардың мысалы CEM Systems ұсынған InfoProx IPO200, ал Apollo AP-500 болуы мүмкін. Сонымен қатар «IP оқырмандары» деп аталатын интеллектуалды оқырмандардың жаңа буыны пайда болды. IP оқырмандары бар жүйелерде әдетте дәстүрлі басқару тақталары болмайды, ал оқырмандар хост ретінде әрекет ететін дербес компьютермен тікелей байланысады.

Қауіпсіздік тәуекелдері:

Қатынауды басқару жүйесі арқылы енудің ең көп тараған қаупі заңды пайдаланушыны есік арқылы қадағалау болып табылады және бұл «артқы бөлік» деп аталады. Көбінесе заңды пайдаланушы бұзушының есігін ұстайды. Бұл тәуекелді пайдаланушыларды қауіпсіздік туралы ақпараттандыру арқылы азайтуға болады.

Қол жеткізуді басқарудың негізгі категориялары:

• Міндетті түрде кіруді бақылау
• Қатынауды қалау бойынша бақылау
• Рөлге негізделген кіруді басқару
• Ережеге негізделген кіруді басқару.

1 -қадам: RFID технологиясы

Def: Радиожиілікті сәйкестендіру (RFID)-бұл объектілерге бекітілген тегтерді автоматты түрде анықтау және бақылау мақсатында деректерді беру үшін электромагниттік өрістерді сымсыз пайдалану. Тегтер электронды түрде сақталатын ақпаратты қамтиды.

RFID - бұл объектіні, жануарды немесе адамды бірегей түрде анықтау үшін электромагниттік спектрдің радиожиілік (РЖ) бөлігінде электромагниттік немесе электростатикалық муфтаны қолдануды қамтитын технология.

Радиожиілікті сәйкестендіру оқу құралы (RFID оқу құралы) - бұл жеке объектілерді бақылау үшін қолданылатын RFID тегінен ақпарат жинауға арналған құрылғы. Радиотолқындар ақпаратты тегтен оқырманға беру үшін қолданылады.

RFID қосымшалары:

1. Терінің астына енгізілген жануарларды бақылауға арналған белгілер күріш мөлшерінде болуы мүмкін.
2. Ағаштарды немесе ағаштан жасалған бұйымдарды анықтау үшін тегтер бұранда тәрізді болуы мүмкін.
3. Қол жетімділік қосымшаларында қолдануға арналған несие картасы.
4. Дүкендерде тауарларға бекітілген ұрлыққа қарсы қатты пластикалық тегтер де RFID тегтері болып табылады.
5. 120-дан 100-ге дейін 50 мм тікбұрышты транспондерлер жүк контейнерлерін немесе ауыр техниканы, жүк машиналары мен теміржол вагондарын бақылау үшін қолданылады.
6. Қауіпсіз зертханаларда, компания кіреберістерінде және қоғамдық ғимараттарда кіру құқығын бақылау қажет.

Сигнал:

Сигнал тегті ояту немесе белсендіру үшін қажет және антенна арқылы беріледі. Сигналдың өзі тегті қуаттандыруға болатын энергия түрі. Транспондер - RFID тегінің бөлігі, ол радиожиілікті қолданыстағы қуатқа түрлендіреді, сонымен қатар хабарларды жібереді және қабылдайды. Персоналға қол жеткізуге арналған RFID қосымшалары әдетте төмен жиілікті, 135 кГц, белгілерді анықтау жүйелерін қолданады.

RFID -ке қойылатын талаптар:

1. Қосылған (немесе онымен біріктірілген) оқырман
2. Антенна, ол радио сигналын жібереді
3. Ақпарат қосылған сигналды қайтаратын тег (немесе транспондер).

RFID оқу құралы әдетте RFID байланысты оқиғаларды қабылдайтын (және сақтайтын) компьютерге/үшінші тарап жүйесіне қосылады және осы оқиғаларды әрекеттерді іске қосу үшін қолданады. Қауіпсіздік индустриясында бұл жүйе ғимаратқа кіруді басқару жүйесі болуы мүмкін, автотұрақ өнеркәсібінде бұл тұрақтарды басқару немесе көлікке кіруді басқару жүйесі. Кітапханаларда бұл кітапхананы басқару жүйесі болуы мүмкін.

RFID -пен жиі кездесетін мәселелер:

• Оқырман соқтығысуы:
• Тегтердің соқтығысуы.

Оқырмандардың соқтығысуы екі немесе одан да көп оқырмандардың сигналдары бір -бірімен сәйкес келген кезде пайда болады. Тег бір уақыттағы сұрауларға жауап бере алмайды. Бұл мәселені болдырмау үшін жүйені мұқият орнату қажет. Бұл мәселені болдырмау үшін жүйелерді мұқият орнату қажет; көптеген жүйелер соқтығысуға қарсы хаттаманы (сингуляциялық хаттама) қолданады. Соқтығысуға қарсы хаттамалар тегтерді оқырманға кезекпен беруге мүмкіндік береді.

Тегтердің соқтығысуы шағын аймақта көптеген тегтер болған кезде пайда болады; бірақ оқу уақыты өте жылдам болғандықтан, жеткізушілерге тегтердің бір уақытта жауап беруін қамтамасыз ететін жүйелерді жасау оңайырақ.

2 -қадам: SPI схемасы бар

Atmega328 -де SPI қосылған ADC, EEPROM және т.

SPI байланысы

Сериялық перифериялық интерфейс (SPI) - бұл бастапқыда Motorola Corp корпорациясы бастаған автобус интерфейсінің қосылу хаттамасы, ол байланыс үшін төрт түйреуішті қолданады.

• SDI (сериялық деректерді енгізу)
• SDO (сериялық деректерді шығару),
• SCLK (сериялық сағат)
• CS (чип таңдау)

Онда SDI (Serial Data Input) және SDO (Serial Data Output) деп аталатын деректерді тасымалдауға арналған екі түйреуіш бар. SCLK (Serial -Clock) түйреуіші деректерді беруді синхрондау үшін қолданылады, ал Master бұл сағатты қамтамасыз етеді. CS (Chip Select) түйреуішін мастер қосалқы құрылғыны таңдау үшін қолданады.

SPI құрылғыларында деректерді жіберуге және алуға арналған 8 разрядты ауысымдық регистрлер бар. Мастер деректерді жіберу қажет болғанда, ол деректерді ауысым регистріне орналастырады және қажетті сағатты жасайды. Мастер деректерді оқығысы келген кезде, қосалқы деректерді ауысым регистріне орналастырады және шебер қажетті сағатты жасайды. SPI толық дуплексті байланыс хаттамасы екенін ескеріңіз, яғни негізгі және қосалқы ауысу регистрлері туралы деректер бір уақытта ауысады.

ATmega32 кіріктірілген SPI модуліне ие. Ол SPI -дің басты және қосалқы құралы ретінде әрекет ете алады.

AVR ATmega SPI байланыс түйреуіштері:

• MISO (Master In Slave Out) = Мастер деректерді қабылдайды және құл осы түйреуіш арқылы деректерді жібереді.
• MOSI (Master Out Slave In) = Мастер деректерді жібереді және құл осы түйреуіш арқылы деректерді қабылдайды.
• SCK (Shift Clock) = Мастер бұл құрылғыны пайдаланатын байланыс үшін осы сағатты жасайды. Сериялық сағатты тек шебер ғана іске қосады.
• SS (Slave Select) = Мастер осы түйреуіш арқылы құлды таңдай алады.

SPme байланысын конфигурациялау үшін қолданылатын ATmega32 Rgisters:

• SPI бақылау тізілімі,
• SPI мәртебесін тіркеу және
• SPI мәліметтер тізілімі.

SPCR: SPI бақылау тізілімі

7 -разряд - (SPIE): SPI Interrupt битін қосады

1 = SPI үзілісін қосыңыз. 0 = SPI үзілісін өшіру. 6 -разряд - (SPE): SPI 1 битін қосу = SPI қосу. 0 = SPI өшіру. 5 -разряд - (DORD): Деректер реті 1 бит = LSB бірінші жіберіледі. 0 = MSB бірінші жіберіледі. 4 -бит - (MSTR): Master/Slave 1 -разрядты таңдаңыз = Негізгі режим. 0 = Құлдық режимі. 3 -бит - (CPOL): Сағат полярлығы Битті таңдаңыз. 1 = Сағат логикалық сағаттан басталады. 0 = Сағат логикалық нөлден басталады. 2 -разряд - (CPHA): Сағаттық фазаны таңдау биті. 1 = Артқы жиектегі деректер үлгісі. 0 = Жетекші сағат жиегіндегі деректер үлгісі. 1 -разряд: 0 - (SPR1): SPR0 SPI Cate Rate биттерді таңдау

SPSR: SPI күй регистрі

7 -бит - SPIF: SPI жалаушасының биті

Бұл жалау сериялық тасымалдау аяқталған кезде орнатылады. Негізгі режимде SS түйреуіші төмен қозғалғанда орнатыңыз. Ол SPCR SPIE биті мен жаһандық үзіліс қосылған кезде үзіліс тудыруы мүмкін. 6 -разряд - WCOL: Жазу соқтығысу жалаушасының биті Бұл бит SPI деректер регистрінің жазылуы алдыңғы деректерді беру кезінде пайда болған кезде орнатылады. Бит 5: 1 - Резервтелген биттер 0 бит - SPI2X: Қос SPI жылдамдығы биті Орнатылған кезде SPI жылдамдығы (SCK жиілігі) екі есе артады.

SPDR:

7-разряд: 0- SPI мәліметтер регистрі регистр файлы мен SPI ауысу регистрі арасында деректерді тасымалдау үшін қолданылады.

SPDR -ге жазу деректерді беруді бастайды.

Негізгі режим:

Мастер SPDR-де деректер байтын жазады, SPDR-ге жазу деректерді беруді бастайды. 8-биттік деректер құлға қарай жылжи бастайды және байт толық ауысқаннан кейін SPI сағат генераторы тоқтайды және SPIF биті орнатылады.

Құлдық режимі:

SSI түйреуіші мастер жоғары ұстап тұрғанда, ол SS ұйқысы күйінде қалады, ол SS түйреуіші төменге дейін төмендегенде ғана іске қосылады, ал кірістірілген SCK сағаты мастерден ауысады, ал байт толық ауысқаннан кейін SPIF орнатылады.

3 -қадам: кодтау және енгізу

Схема ретінде ол жақсы жұмыс істейді. Диаграмма ретінде қосылыңыз.

Кодтар менің компьютерімде тексеріледі.

Бұл кодтардың барлығы ұзақ іздеуден кейін интернеттен алынады.

Модульге дұрыс кодты табу қиын, әрине.

Менде қосылуға және жүгіруге бірдей проблемалар болды.

Көптеген бағдарламалар жиынтығын 2 апталық тестілеуден кейін мен бұл кодтар жиынтығын Дұрыс деп таптым.

CH340G USB-Serial-TTL бар Arduino Nano 3.0 модулі. & драйвері (CH341SER.zip) осы жобамен бекітілген.

Бұл осы жобаны іске асыруға арналған бағдарламалардың тамаша жиынтығы.

«SPI.h» - Arduino (бағдарламалық жасақтама) әдепкі кітапханасынан.

«MFRC» кітапханасы нақты Arduino Nano кодтауымен берілген …

Сізге ұнайды деп үміттенемін

4 -қадам: Нәтижелер мен қорытындылар

Нәтижелер Arduino сериялық мониторында көрсетілген, ол сериялық деректерді оқи алады (ДК-ден). Сіз тіпті Putty/Hyperterminal т.б қолдана аласыз, сонымен қатар дыбыс жиілігін орнату, биттерді қосу және тоқтату арқылы.

Қолданылған бағдарламалық қамтамасыз ету:

• Arduino 1.0.5-r2
• FTDI үшін CH341SER.zip (CH340G чипі)
• Putty/Hyperterminal компьютер арқылы сериялық байланыс үшін де қолданыла алады

Қолданылған жабдық

• MFRC522 модулі+ SmartTag+ KeyChain - «ebay.in» сайтынан
• ARduino Nano 3.0 - «ebay.in» сайтынан