如何將RFID閱讀器與Raspberry Pi Pico一起使用

RFID 卡和標(biāo)簽無處不在！我們在建筑物中使用它們進(jìn)行訪問控制。打印機(jī)和復(fù)印機(jī)可以使用它們來識別工作人員。牲畜標(biāo)簽和寵物識別標(biāo)簽都使用一種 RFID 形式。讀取 RFID 設(shè)備的技術(shù)很便宜，大約 5 美元就可以買到閱讀器，而 4 美元，Raspberry Pi Pico 可以從卡/標(biāo)簽中讀取 ID。

（圖片來源：Tom's Hardware）

在此作方法中，我們將學(xué)習(xí)如何使用 MFRC522 閱讀器和 Raspberry Pi Pico 讀取 RFID 標(biāo)簽和卡，目標(biāo)是創(chuàng)建一個虛構(gòu)的 RFID 門禁系統(tǒng)，該系統(tǒng)允許用戶進(jìn)入建筑物，或提醒安全人員將其移除。在我們這樣做之前，我們需要識別我們的卡/標(biāo)簽的 ID。本作指南的第一部分將執(zhí)行此作，然后我們將插入一些代碼來控制兩個 LED 以模擬鎖定機(jī)制。

為此，您將需要

• 運行 MicroPython 的 Raspberry Pi Pico

• MFRC522 RFID 閱讀器

• 大型面包板

• 11 x 公對公跳線

• 綠色 LED

• 紅燈 LED

• 2 x 100 歐姆電阻器（棕色 - 黑色 - 棕色 - 金色）

構(gòu)建硬件

（圖片來源：Tom's Hardware）

硬件構(gòu)建分為兩個部分。首先是 MFRC522 RFID 閱讀器的接線。讀取器使用 SPI 與 Raspberry Pi Pico 通信，它需要 7 個引腳才能做到這一點。兩個用于電源（3.3V 和 GND），其余用于 SPI。

（圖片來源：Tom's Hardware）

其次是我們的輸出。要查看是否顯示了正確的卡，我們需要添加兩個 LED。紅色表示 RFID 卡不正確，綠色表示卡正確。LED 連接到 GPIO 引腳，我們控制該引腳以打開/關(guān)閉 LED，并通過 100 歐姆電阻器連接到任何可用的 GND 引腳。您可以使用 220 或 330 歐姆的電阻器，我的辦公桌上恰好有一些 100 歐姆的電阻器。需要找出正確的電阻器嗎？我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了一份指南！

（圖片來源：Tom's Hardware）

在繼續(xù)之前，請檢查您的接線是否正確。

安裝 RFID 讀取器軟件

MFRC522 是一個簡單的 RFID 閱讀器，為了使其更簡單，我們使用了一個 MicroPython 模塊，該模塊將縮短使用閱讀器的工作。pico-rfid 模塊來自 Tom 的 Hardware 的朋友 Kevin McAleer，基于 Danjperron 的工作。

1. 將 Raspberry Pi Pico 連接到計算機(jī)，然后打開 Thonny。我們假設(shè)您已經(jīng)知道如何設(shè)置 Raspberry Pi Pico。如果沒有，我們有方便的指南。

2. 創(chuàng)建一個新的空白文件，并將此鏈接的內(nèi)容復(fù)制到空白文件中。然后將其作為 mfrc522.py 保存到 Raspberry Pi Pico。這是 Python 模塊/庫，它將使我們的代碼能夠與 RFID 閱讀器通信。

編寫項目代碼

完成所有設(shè)置后，我們現(xiàn)在開始對項目進(jìn)行編碼。為此，我們將再次使用 Thonny，并編寫代碼來檢查提供給閱讀器的任何 RFID 卡的 ID。對于第一部分，我們需要記下 ID，因為稍后我們將將其與條件測試一起使用，該測試檢查 ID 是否與硬編碼值匹配，然后它將允許輸入。如果沒有，那么我們將收到 ACCESS DENIED 消息。

1. 在 Thonny 中創(chuàng)建新的空白文件。

2. 導(dǎo)入三個模塊（庫），用于使用 MFRC522 RFID 閱讀器、控制代碼的速度以及使用 GPIO。

from mfrc522 import MFRC522
import utime
from machine import Pin

3. 創(chuàng)建一個對象 reader 來告訴代碼 RFID reader 的連接位置。

reader = MFRC522(spi_id=0,sck=2,miso=4,mosi=3,cs=1,rst=0)

4. 為紅色和綠色 LED 創(chuàng)建兩個對象，告訴代碼 LED 的連接位置以及它們是我們想要將電流發(fā)送到的輸出設(shè)備。

red = Pin(14, Pin.OUT)
green = Pin(15, Pin.OUT)

5. 向用戶寫一條短消息，指示他們向讀者出示卡片。 “n” 是 Python 的語法，用于在 print（） 函數(shù)的末尾引入新行。

print("Present the card to the readern")

6. 創(chuàng)建一個名為 “PreviousCard” 的列表，并在其中存儲值 0。我們稍后將使用此列表來存儲當(dāng)前卡 ID。

PreviousCard = [0]

7. 創(chuàng)建一個 while True 循環(huán)以持續(xù)運行其中的代碼。

while True:

8. 初始化讀取器，使其可供使用。

   reader.init()

9. 創(chuàng)建一個元組來存儲讀取器狀態(tài)和 RFID 標(biāo)簽類型。

   (stat, tag_type) = reader.request(reader.REQIDL)

10. 如果讀卡器準(zhǔn)備好了，if 條件將讀取卡的內(nèi)容。然后，它將使用卡片中的詳細(xì)信息更新 stat 和 uid 對象。

   if stat == reader.OK:
        (stat, uid) = reader.SelectTagSN()

11. 如果卡片的 uid 與 PreviousCard 對象中存儲的值相同，則代碼將繼續(xù)。當(dāng)同一張卡重復(fù)顯示給讀者時，就會發(fā)生這種情況。

       if uid == PreviousCard:
            continue

12. 創(chuàng)建一個 if 條件語句以檢查卡讀取是否正常。

       if stat == reader.OK:

13. 向用戶打印一條消息，然后將卡片的 UID 存儲到一個名為 “card” 的對象中。然后將卡詳細(xì)信息打印到 Python shell。

             print("The card details are as follows")
            card = reader.tohexstring(uid)
            print(card)

14. 使用顯示的卡的 uid 更新 PreviousCard 對象。

            PreviousCard = uid

15. 創(chuàng)建一個 else 條件，該條件將在沒有卡片時運行。更新 PreviousCard 對象。然后在 main 循環(huán)重復(fù)之前向代碼添加 50ms 的暫停。

   else:
        PreviousCard=[0]
    utime.sleep_ms(50)

16. 將代碼作為 reader.py 保存到 Raspberry Pi Pico，然后單擊 Run >> Run Current Script（或按綠色的播放按鈕）。按照說明將 RFID 卡/標(biāo)簽出示給讀卡器。

17. 復(fù)制整個卡詳細(xì)信息，這是 RFID 卡的 uid，我們將在此作方法的下一部分需要它。 uid 看起來像這樣，你的 uid 會有所不同。

[0x04, 0xBC, 0xA0, 0x9A, 0xB3, 0x43, 0x80]

完整代碼列表

from mfrc522 import MFRC522
import utime
from machine import Pin
              
reader = MFRC522(spi_id=0,sck=2,miso=4,mosi=3,cs=1,rst=0)
red = Pin(14, Pin.OUT)
green = Pin(15, Pin.OUT)

print("Present the card to the readern")
PreviousCard = [0]

while True:
    reader.init()
    (stat, tag_type) = reader.request(reader.REQIDL)
    if stat == reader.OK:
        (stat, uid) = reader.SelectTagSN()
        if uid == PreviousCard:
            continue
        if stat == reader.OK:
            print("The card details are as follows")
            card = reader.tohexstring(uid)
            print(card)
            PreviousCard = uid
    else:
        PreviousCard=[0]
    utime.sleep_ms(50)

我們已經(jīng)有了代碼，現(xiàn)在我們需要告訴項目代碼我們想要使用該代碼來授予我們訪問權(quán)限，并點亮綠色 LED。如果向讀卡器出示另一張卡/標(biāo)簽，則紅色 LED 將亮起。

1. 在這兩行之間，創(chuàng)建新的代碼行。

            print(card)
NEWCODE GOES HERE
            	PreviousCard = uid

2. 創(chuàng)建一個 if 條件來檢查卡的 uid。請注意，它看起來像一個 Python 列表，但實際上它是以字符串形式存儲的，因此我們需要將值包裝在 “ ” 中。不要忘記 [ ] 括號。

           if card == "[0x04, 0xBC, 0xA0, 0x9A, 0xB3, 0x43, 0x80]":

3. 如果存儲在 card 對象中的值與硬編碼值匹配，則向 Python shell 打印“ACCESS GRANTED”。

               print("ACCESS GRANTED")

4. 創(chuàng)建一個 for 循環(huán)以打開/關(guān)閉綠色 LED 十次，每次狀態(tài)變化之間有 0.1 秒的間隔。在 for 循環(huán)結(jié)束時關(guān)閉綠色 LED。

               for i in range(10):
                    green.toggle()
                    utime.sleep(0.1)
                green.off()

5. 當(dāng)無法識別的卡片/標(biāo)簽呈現(xiàn)給讀者時，請使用 else 條件。 這將像綠色 LED 一樣打開和關(guān)閉紅色 LED。

           else:
                print("ACCESS DENIED")
                for i in range(10):
                    red.toggle()
                    utime.sleep(0.1)
                red.off()

6 .將代碼另存為 Raspberry Pi Pico reader.py。單擊 Run >> Run Current Script（或按綠色的播放按鈕）。按照說明將 RFID 卡/標(biāo)簽出示給讀卡器。如果卡正確無誤，則綠色 LED 將閃爍，并且 Python shell 將打印 “ACCESS GRANTED”。嘗試另一個 RFID 卡/標(biāo)簽，這應(yīng)該會使紅色 LED 亮起，并且 Python shell 將打印“ACCESS DENIED”

完整代碼列表

from mfrc522 import MFRC522
import utime
from machine import Pin
              
reader = MFRC522(spi_id=0,sck=2,miso=4,mosi=3,cs=1,rst=0)
red = Pin(14, Pin.OUT)
green = Pin(15, Pin.OUT)

print("Present the card to the readern")
PreviousCard = [0]

while True:
    reader.init()
    (stat, tag_type) = reader.request(reader.REQIDL)
    if stat == reader.OK:
        (stat, uid) = reader.SelectTagSN()
        if uid == PreviousCard:
            continue
        if stat == reader.OK:
            print("The card details are as follows")
            card = reader.tohexstring(uid)
            print(card)
            if card == "[0x04, 0xBC, 0xA0, 0x9A, 0xB3, 0x43, 0x80]":
                print("ACCESS GRANTED")
                for i in range(10):
                    green.toggle()
                    utime.sleep(0.1)
                green.off()
            else:
                print("ACCESS DENIED")
                for i in range(10):
                    red.toggle()
                    utime.sleep(0.1)
                red.off()
            PreviousCard = uid
    else:
        PreviousCard=[0]
    utime.sleep_ms(50)