如何使用Arduino創建停車門禁控制系統？

您將學習如何使用Arduino創建自己的停車門禁控制系統。

硬件部件：

定制PCB× 1個

Arduino Uno × 1個

SparkFun RFID Qwiic套件 × 1個

SG90微型伺服電機 × 1個

LED（通用） × 2

面包板（通用） × 1個

跳線（通用） × 1個

RGB背光LCD-16x2 × 1個

軟件應用程序和在線服務：

Arduino IDE

射頻識別或RFID（無線電頻率識別）是一種通過無線電信號自動識別，通過RFID標簽檢索和存儲數據的方法。

這些RFID標簽可以放置在動物，物體上。

因此，這些標簽具有許多應用，例如放置在車輛上的不間斷標簽，動物識別。

RFID標簽有3種類型：無源是對發送器發送的信號做出響應的標簽，半無源和會發出信號本身的有源標簽。

當前，有幾種方法可以控制對位置的訪問：使用指紋，帶密碼的小鍵盤以及使用RFID系統。

在本文中，我們將學習如何使用RFID技術開發訪問控制系統。

該系統將包括MFRC522 RFID模塊，用于打開門的伺服電動機，作為系統HMI的顯示器以及信號LED。

因此，在本文中，我們將學習如何使用RFID模塊開發訪問控制。

因此，通過本文您將學到：

在原型板上執行電路組裝；

了解RFID模塊的功能；

伺服電機啟動；

在液晶顯示屏上書寫。

現在，我們將開始使用RFID模塊完整介紹停車門禁系統項目的開發。

使用帶有Arduino的RFID模塊開發停車門禁控制系統

該項目的核心是RFID模塊，該模塊由帶有MFRC522集成電路的印刷電路板和板上的天線組成。

當電路板通電時，模塊會發射射頻信號，并且當標簽接近模塊時，將讀取標簽，每個標簽具有不同的代碼。

該模塊由3.3 V供電，并使用SPI（串行外設接口）通信與所使用的微控制器進行通信。

要開發此項目，第一步是組裝圖1中的電路。

電路的操作非常簡單！伺服電機是用于打開和關閉門的機構。每次RFID模塊識別標簽時，Arduino都會發送信息以激活或關閉門。

LCD被用作與用戶的通信接口。

接下來，我們將看到該項目的編程邏輯如何工作。

Arduino的停車系統控制的操作邏輯

要編程Arduino Nano，我們將需要以下庫：

SPI-包含執行SPI通信所需功能的庫。

MFRC522-包含與RFID模塊通信所需功能的庫。

伺服-包含啟動伺服電動機所需功能的庫。

電線-包含與LCD顯示器進行I2C通信所需功能的庫。

Arduino IDE中未安裝liquidCrystal_I2C和MFRC522庫，因此我們必須安裝它們。

安裝庫后，關閉Arduino IDE并再次打開它。

完整的代碼如下所示。

/*

* Teste Leitor RFID

* tag 1 F1 B103 1F 241 17703 31

F1 B1 03 1F

tag 2 14 45 29 57 20 69 41 87

14 45 29 57

*/

#include 《SPI.h》

#include 《MFRC522.h》

#include 《Servo.h》

#include 《Wire.h》

#include 《LiquidCrystal_I2C.h》

Servo myservo ;

LiquidCrystal_I2C lcd （0x27，2，1，0，4，5，6，7，3，POSITIVE）;

#define vermelho 4

#define verde 5

#define SS_PIN 10

#define RST_PIN 9

MFRC522 mfrc522 （SS_PIN， RST_PIN）;

void setup（）

{

Wire.begin（）;

lcd.begin（16，2）;

lcd.setBacklight（HIGH）;

lcd.setCursor（0，0）;

lcd.print（“Aproxime a sua ”）;

lcd.setCursor（0，1）;

lcd.print（“tag do leitor ”）;

pinMode（verde，OUTPUT）;

pinMode（vermelho，OUTPUT）;

Serial.begin（9600）;

SPI.begin（）;

Serial.println（“Aproxime a tag do leitor ”）;

mfrc522.PCD_Init（）;

digitalWrite（verde，0）;

digitalWrite（vermelho，0）;

myservo.attach（6）;

}

void loop（）

{

if（！mfrc522.PICC_IsNewCardPresent（））

{

return;

}

if（！mfrc522.PICC_ReadCardSerial（））

{

return;

}

Serial.print（“ UID da tag ： ”）;

String conteudo = “”;

byte letra;

for （byte i = 0; i《 mfrc522.uid.size; i++）

{

Serial.print（mfrc522.uid.uidByte［i］ 《0x10 ？ “0”：“ ”）;

Serial.print（mfrc522.uid.uidByte［i］， HEX）;

conteudo.concat（String（mfrc522.uid.uidByte［i］ 《 0x10 ？ “ 0” ： “ ”））;

conteudo.concat（String（mfrc522.uid.uidByte［i］， HEX））;

}

Serial.println（）;

Serial.print（“Mensagem ： ”）;

conteudo.toUpperCase（）;

if（conteudo.substring（1） == “14 45 29 57”）

{

lcd.clear（）;

Serial.println（“Acesso liberado ”）;

lcd.setBacklight（HIGH）;

lcd.setCursor（0，0）;

lcd.print（“Ola ！”）;

lcd.setCursor（0，1）;

lcd.print（“Acesso liberado”）;

digitalWrite（verde，1）;

digitalWrite（vermelho，0）;

myservo.write（95）;

delay（800）;

myservo.write（10）;

digitalWrite（verde，0）;

digitalWrite（vermelho，1）;

}

if（conteudo.substring（1） == “F1 B1 03 1F”）

{

lcd.clear（）;

Serial.println（“Acesso negado ”）;

digitalWrite（verde，0）;

digitalWrite（vermelho，1）;

lcd.setBacklight（HIGH）;

lcd.setCursor（0，0）;

lcd.print（“Erro ！ Tag nao ”）;

lcd.setCursor（0，1）;

lcd.print（“autorizada ”）;

}

delay（1000）;

lcd.clear（）;

lcd.setBacklight（HIGH）;

lcd.setCursor（0，0）;

lcd.print（“Aproxime a sua ”）;

lcd.setCursor（0，1）;

lcd.print（“tag do leitor ”）;

}

在下面，我們將解釋該項目的完整邏輯。

您需要做的第一件事是聲明項目中使用的組件的所有庫。

#include 《SPI.h》

#include 《MFRC522.h》

#include 《Servo.h》

#include 《Wire.h》

#include 《LiquidCrystal_I2C.h》

然后，聲明伺服電機和LCD的對象。對象的創建如下。

Servo myservo;

LiquidCrystal_I2C lcd （0x27，2，1，0，4，5，6，7，3，POSITIVE）;

MFRC522 mfrc522 （SS_PIN， RST_PIN）;

現在，我們已經在Arduino上連接了引腳。

#define vermelho 4

#define verde 5

#define SS_PIN 10

#define RST_PIN 9

下面是void設置功能。它初始化I2C串行通信，串行通信，將引腳配置為輸出，以及連接伺服電機的引腳。

void setup（）

{

Wire.begin（）;

lcd.begin（16，2）;

lcd.setBacklight（HIGH）;

lcd.setCursor（0，0）;

lcd.print（“Aproxime a sua ”）;

lcd.setCursor（0，1）;

lcd.print（“tag do leitor ”）;

pinMode（verde，OUTPUT）;

pinMode（vermelho，OUTPUT）;

Serial.begin（9600）;

SPI.begin（）;

Serial.println（“Aproxime a tag do leitor ”）;

mfrc522.PCD_Init（）;

digitalWrite（verde，0）;

digitalWrite（vermelho，0）;

myservo.attach（6）;

}

現在讓我們了解在void循環函數中實現的完整編程邏輯如何工作。請參見下面的空循環代碼。

void loop（）

{

if（！mfrc522.PICC_IsNewCardPresent（））

{

return;

}

if（！mfrc522.PICC_ReadCardSerial（））

{

return;

}

Serial.print（“ UID da tag ： ”）;

String conteudo = “”;

byte letra;

for （byte i = 0; i《 mfrc522.uid.size; i++）

{

Serial.print（mfrc522.uid.uidByte［i］ 《0x10 ？ “0”：“ ”）;

Serial.print（mfrc522.uid.uidByte［i］， HEX）;

conteudo.concat（String（mfrc522.uid.uidByte［i］ 《 0x10 ？ “ 0” ： “ ”））;

conteudo.concat（String（mfrc522.uid.uidByte［i］， HEX））;

}

Serial.println（）;

Serial.print（“Mensagem ： ”）;

conteudo.toUpperCase（）;

if（conteudo.substring（1） == “14 45 29 57”）

{

lcd.clear（）;

Serial.println（“Acesso liberado ”）;

lcd.setBacklight（HIGH）;

lcd.setCursor（0，0）;

lcd.print（“Ola ！”）;

lcd.setCursor（0，1）;

lcd.print（“Acesso liberado”）;

digitalWrite（verde，1）;

digitalWrite（vermelho，0）;

myservo.write（95）;

delay（800）;

myservo.write（10）;

digitalWrite（verde，0）;

digitalWrite（vermelho，1）;

}

if（conteudo.substring（1） == “F1 B1 03 1F”）

{

lcd.clear（）;

Serial.println（“Acesso negado ”）;

digitalWrite（verde，0）;

digitalWrite（vermelho，1）;

lcd.setBacklight（HIGH）;

lcd.setCursor（0，0）;

lcd.print（“Erro ！ Tag nao ”）;

lcd.setCursor（0，1）;

lcd.print（“autorizada ”）;

}

delay（1000）;

lcd.clear（）;

lcd.setBacklight（HIGH）;

lcd.setCursor（0，0）;

lcd.print（“Aproxime a sua ”）;

lcd.setCursor（0，1）;

lcd.print（“tag do leitor ”）;

}

您應該做的第一件事是檢查沒有檢測到標簽并且沒有讀取標簽。代碼如下所示。

if（！mfrc522.PICC_IsNewCardPresent（））

{

return;

}

if（！mfrc522.PICC_ReadCardSerial（））

{

return;

}

之后，系統讀取標簽并在IDE Arduino串行監視器上顯示其值。請參閱下面的代碼部分。

Serial.print（“ UID da tag ： ”）;

String conteudo = “”;

byte letra;

for （byte i = 0; i《 mfrc522.uid.size; i++）

{

Serial.print（mfrc522.uid.uidByte［i］ 《0x10 ？ “0”：“ ”）;

Serial.print（mfrc522.uid.uidByte［i］， HEX）;

conteudo.concat（String（mfrc522.uid.uidByte［i］ 《 0x10 ？ “ 0” ： “ ”））;

conteudo.concat（String（mfrc522.uid.uidByte［i］， HEX））;

}

Serial.println（）;

Serial.print（“Mensagem ： ”）;

conteudo.toUpperCase（）;

不能在sistema上使用apresenta??odocódigo標簽，請在val上使用十六進制cadastrado no sistema。

if（conteudo.substring（1） == “14 45 29 57”）

{

lcd.clear（）;

Serial.println（“Acesso liberado ”）;

lcd.setBacklight（HIGH）;

lcd.setCursor（0，0）;

lcd.print（“Ola ！”）;

lcd.setCursor（0，1）;

lcd.print（“Acesso liberado”）;

digitalWrite（verde，1）;

digitalWrite（vermelho，0）;

myservo.write（95）;

delay（800）;

myservo.write（10）;

digitalWrite（verde，0）;

digitalWrite（vermelho，1）;

}

如果標簽值等于14 45 29 57，則將執行上述條件的命令。在這些命令中，LCD將打印訪問消息并激活伺服電機以打開入口門。

如果標簽值等于F1 B1 03 1F值，則代碼流輸入條件并顯示消息“標簽未授權！”。并且不會觸發伺服電機釋放訪問權限。

代碼部分如下所示。

if（conteudo.substring（1） == “F1 B1 03 1F”）

{

lcd.clear（）;

Serial.println（“Acesso negado ”）;

digitalWrite（verde，0）;

digitalWrite（vermelho，1）;

lcd.setBacklight（HIGH）;

lcd.setCursor（0，0）;

lcd.print（“Erro ！ Tag nao ”）;

lcd.setCursor（0，1）;

lcd.print（“autorizada ”）;

}

最后，系統清潔LCD屏幕并顯示消息，以使用戶將標簽靠近RFID閱讀器。代碼區域如下所示。

delay（1000）;

lcd.clear（）;

lcd.setBacklight（HIGH）;

lcd.setCursor（0，0）;

lcd.print（“Aproxime a sua ”）;

lcd.setCursor（0，1）;

lcd.print（“tag do leitor ”）;

現在，我們將在平臺上的電路上看到代碼的結果。

對Arduino Uno進行編程后，我們將使系統正常工作。

在圖2中，我們收到系統的初始消息，要求用戶接近標簽以釋放訪問權限。

在圖3中，我們讓用戶使用正確的標簽進行訪問，然后綠色LED亮起并激活伺服電機，并且訪問顯示在顯示屏上。

800毫秒后，伺服電動機返回初始位置，綠色指示燈熄滅，紅色指示燈亮起。

在圖4中，用戶使用了未注冊的標簽，因此系統出現錯誤，并且不釋放訪問權限。

之后，系統重新啟動編程邏輯操作周期。

結論和未來項目改進

使用RFID技術的系統已應用于多種類型的項目。它們不僅限于控制和訪問系統。例如，一種非常常見的應用是使用它來識別成批的服裝和其他商品。

利用您的創造力，您將通過帶有Arduino的RFID模塊為您的項目找到不同類型的應用程序。

將來，我們將使用Arduino創建門系統的原型，供您在實際中使用激光切割機或3D打印機設置停車場。
責任編輯:pj