Jednostavno sučelje RFID MFRC522 s Arduino Nano: 4 koraka (sa slikama)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2025-01-23 14:37

Kontrola pristupa je mehanizam u poljima fizičke i informacijske sigurnosti koji ograničava anonimni pristup/ulazak u resurse organizacije ili geografskog područja. Čin pristupa može značiti konzumiranje, ulazak ili upotrebu. Dozvola za pristup resursu naziva se autorizacija.

Fizička sigurnost

Geografsku kontrolu pristupa može provoditi osoblje (npr. Graničar, izbacivač, kontrolor karata) ili pomoću uređaja poput okretnika (pregrada). Kontrola pristupa u strogom smislu (fizička kontrola samog pristupa) je sistem provjere ovlaštenog prisustva, vidi npr. Kontrolor karata (prevoz). Drugi primjer je kontrola izlaza, npr. trgovine (blagajne) ili zemlje. [potreban citat]. Izraz kontrola pristupa odnosi se na praksu ograničavanja ulaza u nekretninu, zgradu ili sobu ovlaštenim osobama.

Bezbednost informacija

Elektronička kontrola pristupa koristi računare za rješavanje ograničenja mehaničkih brava i ključeva. Širok raspon vjerodajnica može se koristiti za zamjenu mehaničkih ključeva. Elektronski sistem kontrole pristupa odobrava pristup na osnovu predstavljenih vjerodajnica. Kada je pristup odobren, vrata se otključavaju unaprijed određeno vrijeme i transakcija se bilježi. Kada se pristup odbije, vrata ostaju zaključana i pokušaj pristupa se bilježi. Sistem će također nadzirati vrata i alarmirati ako se vrata prisilno otvore ili drže otvorena predugo nakon otključavanja.

Operacije u kontroli pristupa

Kada se akreditiv predstavi čitatelju (uređaju), čitač šalje informacije o vjerodajnicama, obično broj, na upravljačku ploču, visoko pouzdan procesor. Kontrolna ploča uspoređuje broj vjerodajnice s popisom za kontrolu pristupa, odobrava ili odbija predstavljeni zahtjev i šalje zapis transakcije u bazu podataka. Kada je pristup odbijen na osnovu liste za kontrolu pristupa, vrata ostaju zaključana. Ako postoji podudaranje između vjerodajnica i liste za kontrolu pristupa, kontrolna ploča aktivira relej koji zauzvrat otključava vrata. Upravljačka ploča također zanemaruje signal otvaranja vrata kako bi spriječila alarm. Čitač često daje povratne informacije, poput trepćuće crvene LED diode za odbijen pristup i trepćuće zelene LED diode za odobren pristup.

Faktori provjere autentičnosti informacija:

• nešto što korisnik zna, npr. lozinka, lozinka ili PIN
• nešto što korisnik ima, poput pametne kartice ili privjeska za ključeve
• nešto što korisnik ima, kao što je otisak prsta, provjereno biometrijskim mjerenjem.

Akreditive

Vjerodajnica je fizički/opipljivi objekt, dio znanja ili aspekt fizičkog bića neke osobe, koji pojedincu omogućava pristup datoj fizičkoj ustanovi ili informacionom sistemu zasnovanom na računaru. Obično vjerodajnice mogu biti nešto što osoba zna (poput broja ili PIN-a), nešto što ima (kao što je pristupna značka), nešto što jesu (kao što je biometrijska funkcija) ili neka kombinacija ovih stavki. Ovo je poznato kao višefaktorska autentifikacija. Tipična vjerodajnica je pristupna kartica ili privjesak za ključeve, a noviji softver također može pretvoriti pametne telefone korisnika u pristupne uređaje.

Kartične tehnologije:

Uključujući magnetsku traku, bar kod, Wiegand, 125 kHz blizinu, 26-bitno prevlačenje karticom, kontakt pametne kartice i manje pametnih kartica za kontakt. Dostupni su i privesci za ključeve, koji su kompaktniji od ličnih karata i pričvršćuju se na privezak za ključeve. Biometrijske tehnologije uključuju otisak prsta, prepoznavanje lica, prepoznavanje šarenice, skeniranje mrežnice, glas i geometriju šake. Ugrađene biometrijske tehnologije koje se nalaze na novijim pametnim telefonima mogu se koristiti i kao vjerodajnice zajedno s pristupnim softverom koji se pokreće na mobilnim uređajima. Osim starijih, tradicionalnijih tehnologija pristupa karticama, novije tehnologije, poput komunikacije u blizini (NFC) i Bluetooth niske energije (BLE), također imaju potencijal da čitateljima prenose korisničke vjerodajnice za pristup sistemu ili zgradi.

Komponente: Različite komponente sistema upravljanja su:-

• Pristupna kontrolna tačka može biti vrata, okretnice, parking vrata, lift ili druga fizička barijera, gdje se odobravanjem pristupa može elektronski upravljati.
• Pristupna točka je obično vrata.
• Elektronska vrata za kontrolu pristupa mogu sadržavati nekoliko elemenata. Najosnovnije, postoji zasebna električna brava. Bravu otključava operater sa prekidačem.
• Da bi se to automatiziralo, intervenciju operatera zamjenjuje čitač. Čitač može biti tastatura na kojoj se unosi kôd, čitač kartica ili biometrijski čitač.

Topologija:

Prevladavajuća topologija oko 2009. godine je središte i razgovaralo se s upravljačkom pločom kao čvorištem, a čitatelji kao žbice. Funkcije traženja i upravljanja nalaze se na upravljačkoj ploči. Žbice komuniciraju putem serijske veze; obično RS-485. Neki proizvođači donose odluke na ivicu postavljanjem kontrolera na vrata. Kontroleri su omogućeni IP-om i povezuju se s hostom i bazom podataka pomoću standardnih mreža.

Vrste RDID čitača:

1. Osnovni (neinteligentni) čitači: jednostavno pročitajte broj kartice ili PIN i proslijedite ih na kontrolnu ploču. U slučaju biometrijske identifikacije, takvi čitači ispisuju identifikacijski broj korisnika. Obično se Wiegand protokol koristi za prijenos podataka na upravljačku ploču, ali druge opcije poput RS-232, RS-485 i Sat/podaci nisu neuobičajene. Ovo je najpopularnija vrsta čitača za kontrolu pristupa. Primjeri takvih čitača su RF Tiny od RFLOGICS, ProxPoint od HID i P300 od Farpointe Data.
2. Poluinteligentni čitači: imaju sve ulaze i izlaze potrebne za kontrolu hardvera vrata (brava, kontakt vrata, dugme za izlaz), ali ne donose odluke o pristupu. Kada korisnik predstavi karticu ili unese PIN, čitač šalje informacije glavnom kontroleru i čeka odgovor. Ako se veza s glavnim kontrolerom prekine, takvi čitači prestaju raditi ili funkcioniraju u degradiranom načinu rada. Obično su poluinteligentni čitači povezani na upravljačku ploču putem sabirnice RS-485. Primjeri takvih čitača su InfoProx Lite IPL200 kompanije CEM Systems i AP-510 kompanije Apollo.
3. Inteligentni čitači: imaju sve ulaze i izlaze potrebne za kontrolu hardvera vrata; oni takođe imaju memoriju i procesorsku snagu neophodnu za samostalno donošenje odluka o pristupu. Poput poluinteligentnih čitača, spojeni su na upravljačku ploču putem sabirnice RS-485. Upravljačka ploča šalje ažuriranja konfiguracije i preuzima događaje iz čitača. Primjeri takvih čitača mogu biti InfoProx IPO200 kompanije CEM Systems i AP-500 kompanije Apollo. Postoji i nova generacija inteligentnih čitača koja se naziva "IP čitači". Sistemi sa IP čitačima obično nemaju tradicionalne kontrolne ploče, a čitači komuniciraju direktno sa računarom koje djeluje kao domaćin.

Sigurnosni rizici:

Najčešći sigurnosni rizik od upada kroz sistem kontrole pristupa je jednostavno praćenje legitimnog korisnika kroz vrata, a to se naziva i "praćenje unatrag". Često će legitimni korisnik držati vrata uljezu. Ovaj se rizik može minimizirati obukom korisnika o sigurnosnoj svijesti.

Glavne kategorije kontrole pristupa su:

• Obavezna kontrola pristupa
• Diskreciona kontrola pristupa
• Kontrola pristupa zasnovana na ulogama
• Kontrola pristupa zasnovana na pravilima.

Korak 1: RFID tehnologija

Def: Radiofrekvencijska identifikacija (RFID) je bežična upotreba elektromagnetskih polja za prijenos podataka, u svrhu automatske identifikacije i praćenja oznaka vezanih za objekte. Oznake sadrže elektronički pohranjene informacije.

RFID je tehnologija koja uključuje upotrebu elektromagnetskog ili elektrostatičkog sprega u dijelu radiofrekvencije (RF) elektromagnetskog spektra za jedinstvenu identifikaciju objekta, životinje ili osobe.

Čitač radiofrekvencijske identifikacije (RFID čitač) je uređaj koji se koristi za prikupljanje podataka iz RFID oznake, koji se koristi za praćenje pojedinačnih objekata. Radio talasi se koriste za prenos podataka sa oznake na čitač.

Primene RFID -a:

1. Oznake za praćenje životinja, umetnute ispod kože, mogu biti veličine pirinča.
2. Oznake mogu biti u obliku vijka za identifikaciju drveća ili drvenih predmeta.
3. U obliku kreditne kartice za upotrebu u aplikacijama za pristup.
4. Oznake od tvrde plastike protiv krađe pričvršćene na robu u trgovinama su također RFID oznake.
5. Teški pravokutni transponderi dimenzija 120 x 100 x 50 milimetara koriste se za praćenje transportnih kontejnera, teških mašina, kamiona i željezničkih vagona.
6. U sigurnim laboratorijama, na ulazima u kompanije i u javnim zgradama moraju se kontrolirati prava pristupa.

Signal:

Signal je neophodan za buđenje ili aktiviranje oznake i prenosi se kroz antenu. Sam signal je oblik energije koji se može koristiti za napajanje oznake. Transponder je dio RFID oznake koji pretvara tu radio frekvenciju u upotrebljivu snagu te šalje i prima poruke. RFID aplikacije za pristup osoblja obično koriste sisteme niske frekvencije, 135 KHz, za otkrivanje značke.

Zahtjevi za RFID:

1. Čitač koji je povezan (ili integriran sa)
2. Antena koja šalje radio signal
3. Oznaka (ili transponder) koja vraća signal s dodanim informacijama.

RFID čitač je obično povezan sa računarom/sistemom trećih strana koji prihvata (i skladišti) događaje povezane sa RFID-om i koristi te događaje za pokretanje radnji. U sigurnosnoj industriji taj sistem može biti sistem kontrole pristupa zgradi, u industriji parkiranja to je najvjerovatnije sistem za upravljanje parkingom ili sistem za kontrolu pristupa vozilima. U bibliotekama to može biti sistem upravljanja bibliotekom.

Uobičajeni problemi s RFID -om:

• Sudar čitatelja:
• Sudar oznaka.

Do sudara čitača dolazi kada se signali dva ili više čitača preklapaju. Oznaka ne može odgovoriti na istovremene upite. Sistemi moraju biti pažljivo postavljeni kako bi se izbjegao ovaj problem. Sistemi moraju biti pažljivo postavljeni kako bi se izbjegao ovaj problem; mnogi sistemi koriste protokol protiv sudara (protokol singulacije). Protokoli protiv sudara omogućavaju oznakama da se izmjenjuju u prijenosu čitaču.

Do sudara oznaka dolazi kada su mnoge oznake prisutne na malom području; ali budući da je vrijeme čitanja vrlo brzo, dobavljačima je lakše razviti sisteme koji osiguravaju da oznake odgovaraju jedna po jedna.

Korak 2: SPI sa shemom kola

Atmega328 ima ugrađeni SPI koji se koristi za komunikaciju sa uređajima sa omogućenim SPI -om, kao što su ADC, EEPROM itd.

SPI komunikacija

Serijsko periferno sučelje (SPI) je protokol za povezivanje sučelja sabirnice koji je prvobitno pokrenula Motorola Corp. Za komunikaciju koristi četiri pina.

• SDI (serijski unos podataka)
• SDO (serijski izlaz podataka),
• SCLK (serijski sat)
• CS (odabir čipa)

Ima dva pina za prijenos podataka koji se nazivaju SDI (serijski unos podataka) i SDO (serijski izlaz podataka). SCLK (Serijski -Clock) pin se koristi za sinhronizaciju prenosa podataka i Master obezbeđuje ovaj sat. CS (Chip Select) pin koristi master za odabir slave uređaja.

SPI uređaji imaju 8-bitne registre pomaka za slanje i primanje podataka. Kad god master mora poslati podatke, postavlja podatke u registar pomaka i generira potrebni sat. Kad god master želi pročitati podatke, slave postavlja podatke u registar pomaka i master generira potrebni sat. Imajte na umu da je SPI puni dupleksni komunikacijski protokol, odnosno da se podaci o matičnim i podređenim registrima pomaka mijenjaju istovremeno.

ATmega32 ima ugrađeni SPI modul. Može djelovati kao glavni i podređeni SPI uređaj.

SPI komunikacijski pinovi u AVR ATmega su:

• MISO (Master In Slave Out) = Master prima podatke, a slave prenosi podatke putem ovog pina.
• MOSI (Master Out Slave In) = Master prenosi podatke i slave prima podatke preko ovog pina.
• SCK (Shift Clock) = Master generira ovaj sat za komunikaciju, koju koristi slave uređaj. Samo master može pokrenuti serijski sat.
• SS (Slave Select) = Master može izabrati slave putem ovog pina.

ATmega32 Rgisters koji se koriste za konfiguriranje SPI komunikacije:

• SPI kontrolni registar,
• Registar statusa SPI i
• Registar podataka SPI.

SPCR: SPI kontrolni registar

Bit 7 - (SPIE): Bit za omogućavanje SPI prekida

1 = Omogući SPI prekid. 0 = Onemogući SPI prekid. Bit 6 - (SPE): SPI Omogući bit 1 = Omogući SPI. 0 = Onemogući SPI. Bit 5 - (DORD): Bit podataka 1 = LSB se prvo prenosi. 0 = MSB se prvo šalje. Bit 4 - (MSTR): Master/Slave Select bit 1 = Master način rada. 0 = Slave način rada. Bit 3 - (CPOL): Bit za odabir polariteta sata. 1 = Sat počinje od logičkog. 0 = Sat počinje od logičke nule. Bit 2 - (CPHA): Bit za odabir faze takta. 1 = Uzorak podataka na zadnjoj ivici sata. 0 = Uzorak podataka na prednjoj ivici sata. Bit 1: 0 - (SPR1): SPR0 SPI Brzina takta Odaberite bitove

SPSR: Registar statusa SPI

Bit 7 - SPIF: SPI bit zastavice za prekid

Ova zastavica se postavlja kada je serijski prijenos dovršen. Postavite se i kada se SS pin smanji u master načinu rada. Može generirati prekid kada je SPIE bit u SPCR -u i globalni prekid omogućen. Bit 6 - WCOL: Zapis bit zastavice sudara Ovaj bit se postavlja kada dođe do upisivanja u SPI podatke tokom prethodnog prijenosa podataka. Bit 5: 1 - Rezervisani bitovi Bit 0 - SPI2X: Dvostruki bit brzine SPI Kada je postavljen, brzina SPI (frekvencija SCK) se udvostručuje.

SPDR:

Bit 7: 0- SPI registar podataka koji se koristi za prijenos podataka između datoteke registra i registra pomaka SPI.

Zapisivanje u SPDR pokreće prijenos podataka.

Master način rada:

Master upisuje bajt podataka u SPDR, upisuje u SPDR da započne prijenos podataka. 8-bitni podaci počinju se pomicati prema podređenom, a nakon potpunog pomaka bajtova, SPI generator sata se zaustavlja i SPIF bit se postavlja.

Slave način rada:

Podređeno SPI sučelje ostaje u stanju mirovanja sve dok SS pin visoko drži master. Aktivira se samo kada se SS pin spusti na nisko, a pokrenuti traženi podaci pomaknuti s dolaznim SCK satom s majstora. I postavite SPIF nakon potpunog pomaka bajta.

Korak 3: Kodiranje i implementacije

Kao dijagram kola, radi dobro. Molimo vas da se povežete kao dijagram.

Kodovi su testirani na mom računaru.

Svi ovi kodovi izvučeni su s interneta nakon dugog istraživanja.

Užurbano je pronaći ispravan kôd za vaš modul i naravno.

Imao sam iste probleme pri povezivanju i prolasku.

Nakon 2 sedmice testiranja mnogih skupova programa otkrio sam da je ovaj skup kodova Tačan.

Arduino Nano 3.0 modul sa CH340G USB-Serial-TTL. & driver je (CH341SER.zip) priložen uz ovaj projekt.

Ovo je savršen skup programa za provedbu ovog projekta.

"SPI.h" je iz Arduinove (softverske) zadane biblioteke.

Biblioteka "MFRC" data je sa stvarnim Arduino Nano kodiranjem …

Nadam se da ćete uživati

Korak 4: Rezultati i zaključci

Rezultati su prikazani u Arduinovom Serial-Monitoru koji može čitati i pisati serijske podatke (sa računara). Čak i vi možete koristiti Putty/Hyperterminal itd. Također postavljanjem boud-rate, start i stop bitova.

Korišteni softver:

• Arduino 1.0.5-r2
• CH341SER.zip za FTDI (čip CH340G)
• Putty/Hyperterminal se može koristiti i za serijsku komunikaciju putem računara

Korišteni hardver

• MFRC522 modul+ SmartTag+ privjesak za ključeve - sa "ebay.in"
• ARduino Nano 3.0 - sa "ebay.in"