Изучение технологии беспроводной связи Arduino на примере чтения радиомаркеров RFID
Определение и анализ сущности радиочастотной идентификации. Ознакомление со схемой подключения ридера. Рассмотрение действий, которые выполняет разработанный скетч. Изучение процесса подключения библиотек и установки начальных настроек программы.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 01.03.2019 |
| Размер файла | 484,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ФГАОУ РГППУ(ф) в Нижнем Тагиле
RSVPU (branch) in Nizhny Tagil
Изучение технологии беспроводной связи Arduino на примере чтения радиомаркеров RFID
The studying of the Arduino wireless link technology on the example of RFID reading
Сычев Д. А., Гребнева Д. М.
Sychev D.A., Grebneva D.М.
Нижний Тагил, Россия
Nizhny Tagil, Russia
Радиочастотная идентификация (Radio-Frequency Identification, RFID) - это беспроводная система, использующая электромагнитное поле для передачи данных от одному объекту к другому без их прямого контакта друг с другом [5]. Базовая система RFID состоит из радиочастотной метки, считывателя информации или ридера (см. рисунок 1) и компьютера для обработки информации.
Рис. 1. Примеры устройств RFID
Идентификация объектов производится по уникальному цифровому коду, который считывается из памяти электронной метки, прикрепляемой к объекту идентификации. Считыватель содержит в своем составе передатчик и антенну, посредством которых излучается электромагнитное поле определенной частоты. Попавшие в зону действия считывающего поля радиочастотные метки «отвечают» собственным сигналом, содержащим информацию (идентификационный номер товара, пользовательские данные и т. д.). Сигнал улавливается антенной считывателя, информация расшифровывается и передается в компьютер для обработки.
Подавляющее большинство современных систем контроля доступа (СКД) использует в качестве средств доступа идентификаторы, работающие на частоте 125 кГц. Это проксимити-карты доступа (только чтение), самыми распространенными являются карты EM-Marin, а также HID, Indala. Карты этого стандарта являются удобным средством открывания дверей и турникетов. Но не более. Эти карты не обладают никакой защищенностью, легко копируются и подделываются и, соответственно, ничего не дают для защиты объекта от несанкционированного проникновения.
Настоящую защиту от копирования и подделки обеспечивают такие идентификаторы, в чипах которых реализована криптографическая защита. Это бесконтактные смарт-карты, работающие на частоте 13,56 МГц, наиболее распространенными из них являются карты Mifare®. В картах этих стандартов криптозащита организована на высоком уровне, и подделка таких карт практически невозможна.
Подключим устройство для чтения радиомаркеров RFID к плате Arduino Uno (рис. 2) и проверим его работоспособность с помощью простого скетча, читающего данные с радиомаркера и посылающих их в монитор порта.
Рис. 2. Схема подключения ридера RFID
Напишем скетч считывания с карты и вывода в последовательный порт Arduino UID (уникальный идентификационный номер) RFID-метки (карты или брелока). При написании скетча будем использовать библиотеку RFID [3]. Содержимое скетча показано на рисунке 3.
Рис. 3. Листинг для считывания кодов метки RFID
Данный скетч выполняет следующие действия:
1. Инициализирует ридер;
2. Если обнаруживает RFID-метку, то выводит ее номер в десятичной и шестнадцатеричной системах исчисления;
3. Ожидает следующей метки. Если предыдущая метка не убрана от модуля и продолжает считываться, то выводит в com-порт точку.
Загрузим в плату Arduino скетч и откроем монитор последовательного порта. Поднесем метку (карту или брелок) к считывателю и увидим вывод в последовательный порт данных метки UID и их тип.
В окне монитора порта отображается 14 чисел. Это уникальный числовой идентификатор радиомаркера RFID, который можно использовать в программах для идентификации радиомаркера.
Применим систему RFID на практике. Выведем в монитор порта текст «Access accept» (доступ разрешен), если получен соответствующий идентификатор радиомаркера и «Access denies», если код радиомаркера не совпадает с установленным.
Для начала подключим библиотеки, функции и установим начальные настройки в программе (см. рисунок 4).
Рис. 4. Подключение библиотек и установка начальных настроек программы
Для удобства отдельно опишем функции, которые выводят сообщения «Access accept» с включением синего светодиода и «Access denied» с включением желтого светодиода (см. рисунок 5).
Рис. 5. Описание функций, выводящих сообщения о разрешении или запрещении доступа
Программа, которая считывает карту и сравнивает ее номер с разрешенным представлена на рисунке 6. радиочастотный скетч ридер
Программа реализует следующую логику работы:
1. Создает массив с номером известной карты в качестве разрешенного.
2. Считывает серийный номер карты и записывает его в отдельный массив.
3. Производит поэлементное сравнение разрешенного номера со считанным.
4. В зависимости от результата, выполняет разные действия. Если доступ разрешен, то выводится сообщение «Access accept» и загорается синий светодиод, если доступ отклонен, то выводится сообщение «Access denied» и загорается синий светодиод.
Рис. 6. Программа считывания и сравнения кода карты
Если поднести радиомаркет RFID к антенне ридера, устройство чтения перешлет числовой идентификатор через последовательный порт. Скетч принимает все 14 чисел и помешает их в массив reading_card[]. Затем прочитанный идентификатор сравнивается с известным идентификатором master[].
Радимаркеры широко используются при организации контроля доступа, для автоматизированного открытия дверей и др.
Таким образом, на примере технологии радио-передачи информации рассмотрены принципы подключения и программирования устройств беспроводной связи на базе Arduino. В процессе работы над проектом по созданию беспроводной связи Arduino можно выделить несколько обязательных шагов: это подключение необходимых библиотек, проверка связи, получение необходимых кодов доступа и вывод информации.
Список литературы
1. Амперка. [Электронный ресурс]. URL: http://amperka.ru/ (дата обращения 15.12.2017).
2. Аппаратная платформа Arduino [Электронный ресурс]. URL: http://arduino.ru/Hardware (дата обращения 24.11.17).
3. Библиотека RFID для Arduino [Электронный ресурс]. URL: https://github.com/miguelbalboa/rfid (дата обращения 15.12.2017).
4. Блум Д. Изучаем ARDUINO: инструменты и методы технического волшебства. СПб.: БХВ-Петербург, 2015. 336 с.
5. Бокселл Дж. Изучаем Arduino. 65 проектов своими руками. Спб.: Питер, 2017. 400 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Рассмотрение структурных схем пассивных, активных и полупассивных RFID-меток; преимущества и недостатки их использования. Обзор проблем информационной безопасности в системах RFID. Принципы коммуникации карт семейства меток I-CODE, HITAG и MIFARE.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 09.01.2012Классификация систем радиочастотной идентификации (РЧИ) и области их применения. Состав системы РЧИ, физические принципы работы. Преимущества и недостатки радиочастотной идентификации. Характеристики систем РЧИ и её элементов, международные стандарты.
реферат [2,3 M], добавлен 15.12.2010Принципы работы цифрового компаса HMC5883L, платы Arduino UNO. Особенности шины I2C, ее недостатки и преимущества. Программа Fritzing, ее значение для построения схемы подключения цифрового компаса к Arduino UNO. Согласование уровней выхода со входом.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 30.03.2014Исследование обычной схемы Wi-Fi сети. Изучение особенностей подключения двух клиентов и их соединения. Излучение от Wi-Fi устройств в момент передачи данных. Описания высокоскоростных стандартов беспроводных сетей. Пространственное разделение потоков.
лекция [139,5 K], добавлен 15.04.2014Современные телекоммуникационные технологии для обеспечения высокого качества связи. Антенны с управляемой диаграммой направленности. Точка доступа, обеспечивающая передачу информации на большие расстояния. Клиентские устройства беспроводной связи.
отчет по практике [292,1 K], добавлен 12.09.2019История создания технологий беспроводного доступа. Описания набора стандартов связи для коммуникации в беспроводной локальной сетевой зоне. Исследование принципа работы беспроводной связи Wi-Fi. Анализ рынка инфраструктуры Wi-Fi операторского класса.
презентация [854,9 K], добавлен 28.10.2014Характеристика основ оптоволоконных систем передачи. Ознакомление с принципами мультиплексирования. Рассмотрение протоколов интерфейса. Расчет параметров волоконного световода. Изучение и анализ специфики условий труда при эксплуатации линии связи.
дипломная работа [434,9 K], добавлен 18.05.2022Характеристика и разновидности беспроводных сетей, их назначение. Описание технологии беспроводного доступа в интернет Wi-Fi, протоколы безопасности. Стандарты связи GSM, механизмы аутентификации. Технология ближней беспроводной радиосвязи Вluetooth.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 31.03.2013Естественнонаучные открытия в области электротехники. Первые устройства беспроводной связи. Формирование научных основ радиотехники. Начало беспроводной связи. Внедрение радиостанций в массовое производство. История радио и "беспроводной телеграфии".
реферат [63,2 K], добавлен 10.06.2015Аппаратные средства с возможностью расширения и открытыми принципиальными схемами. Процесс работы с микроконтроллерами. Теоретические сведения о платформе Arduino. Установка драйверов для Arduino Duemilanove, Nano или Diecimila в Windows 7, Vista или XP.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 26.09.2014Общие принципы разработки программно-аппаратного терминала с CAN-шиной, его основные физические интерфейсы. Структурная схема разрабатываемого устройства. Схема подключения микроконтроллера. Схема подключения микроконтроллера Atmega128 и для ПЭВМ.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 07.07.2011Принципы расчета и построения систем беспроводной связи. Особенности распространения и затухания сигналов в системах радиосвязи с радиальной структурой. Определение максимального расстояния уверенного приема и посредственного, неуверенного приема.
курсовая работа [255,8 K], добавлен 08.10.2012Проектирование пассивной оптической сети. Варианты подключения сети абонентского доступа по технологиям DSL, PON, FTTx. Расчет длины абонентской линии по технологии PON (на примере затухания). Анализ и выбор моделей приёмо-передающего оборудования.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 18.10.2013Анализ уязвимостей технологии радиочастотной идентификации и мобильной операционной системы. Разработка рекомендаций при использовании протоколов, технологий, операционных систем и программного обеспечения для передачи данных с мобильного телефона.
курсовая работа [415,2 K], добавлен 23.09.2013Схема линии связи и подключения абонентов. Ведение передачи информации в последовательном коде. Использование интерфейсного модуля-контроллера связи для ее реализации. Схема микроконтроллера, описание работы портов. Создание проекта в AVR Studio.
контрольная работа [82,6 K], добавлен 24.02.2014Организация, построение локальных сетей и подключения к сети интернет для разных операционных систем (Windows XP и Windows 7). Проблемные аспекты, возникающие в процессе настройки локальной сети. Необходимые устройства. Безопасность домашней группы.
курсовая работа [22,6 K], добавлен 15.12.2010Понятие беспроводной связи, организация доступа к сети связи, к интернету. Классификация беспроводных сетей: спутниковые сотовые модемы, инфракрасные каналы, радиорелейная связь, Bluetooth. WI-FI - технология передачи данных по радиоканалу, преимущества.
реферат [350,6 K], добавлен 06.06.2012Осуществление беспроводной передачи данных по технологиям ближней связи, применяемые в мобильных устройствах. IrDA: преимущества и недостатки. Bluetooth для мобильной связи, потребность в устройствах, частотный конфликт. Системные и технические аспекты.
реферат [29,3 K], добавлен 23.04.2009Принципы работы существующего оборудования громкоговорящей связи. Технологические, инструментальные и методические способы подавления шумов и наводок в аудиотехнике. Дифференциальный метод подключения микрофонов. Автоматическая регулировка усиления.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 21.02.2012Анализ технологий беспроводной связи в городе Алматы. Технология проектирования сети WiMAX. Базовая станция Aperto PacketMax-5000 на объекте ЦА АО "Казахтелеком" (ОПТС-6). Расчет параметров сети и оптимизации пакета. Финансовый план построения сети.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 01.04.2014
