如何使用Arduino创建停车门禁控制系统？

您将学习如何使用Arduino创建自己的停车门禁控制系统。

硬件部件：

定制PCB× 1个

Arduino Uno × 1个

SparkFun RFID Qwiic套件 × 1个

SG90微型伺服电机 × 1个

LED（通用） × 2

面包板（通用） × 1个

跳线（通用） × 1个

RGB背光LCD-16x2 × 1个

软件应用程序和在线服务：

Arduino IDE

射频识别或RFID（无线电频率识别）是一种通过无线电信号自动识别，通过RFID标签检索和存储数据的方法。

这些RFID标签可以放置在动物，物体上。

因此，这些标签具有许多应用，例如放置在车辆上的不间断标签，动物识别。

RFID标签有3种类型：无源是对发送器发送的信号做出响应的标签，半无源和会发出信号本身的有源标签。

当前，有几种方法可以控制对位置的访问：使用指纹，带密码的小键盘以及使用RFID系统。

在本文中，我们将学习如何使用RFID技术开发访问控制系统。

该系统将包括MFRC522 RFID模块，用于打开门的伺服电动机，作为系统HMI的显示器以及信号LED。

因此，在本文中，我们将学习如何使用RFID模块开发访问控制。

因此，通过本文您将学到：

在原型板上执行电路组装；

了解RFID模块的功能；

伺服电机启动；

在液晶显示屏上书写。

现在，我们将开始使用RFID模块完整介绍停车门禁系统项目的开发。

使用带有Arduino的RFID模块开发停车门禁控制系统

该项目的核心是RFID模块，该模块由带有MFRC522集成电路的印刷电路板和板上的天线组成。

当电路板通电时，模块会发射射频信号，并且当标签接近模块时，将读取标签，每个标签具有不同的代码。

该模块由3.3 V供电，并使用SPI（串行外设接口）通信与所使用的微控制器进行通信。

要开发此项目，第一步是组装图1中的电路。

电路的操作非常简单！伺服电机是用于打开和关闭门的机构。每次RFID模块识别标签时，Arduino都会发送信息以激活或关闭门。

LCD被用作与用户的通信接口。

接下来，我们将看到该项目的编程逻辑如何工作。

Arduino的停车系统控制的操作逻辑

要编程Arduino Nano，我们将需要以下库：

SPI-包含执行SPI通信所需功能的库。

MFRC522-包含与RFID模块通信所需功能的库。

伺服-包含启动伺服电动机所需功能的库。

电线-包含与LCD显示器进行I2C通信所需功能的库。

Arduino IDE中未安装liquidCrystal_I2C和MFRC522库，因此我们必须安装它们。

安装库后，关闭Arduino IDE并再次打开它。

完整的代码如下所示。

/*

* 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，我们将解释该项目的完整逻辑。

您需要做的第一件事是声明项目中使用的组件的所有库。

#include 《SPI.h》

#include 《MFRC522.h》

#include 《Servo.h》

#include 《Wire.h》

#include 《LiquidCrystal_I2C.h》

然后，声明伺服电机和LCD的对象。对象的创建如下。

Servo myservo;

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

MFRC522 mfrc522 （SS_PIN， RST_PIN）;

现在，我们已经在Arduino上连接了引脚。

#define vermelho 4

#define verde 5

#define SS_PIN 10

#define RST_PIN 9

下面是void设置功能。它初始化I2C串行通信，串行通信，将引脚配置为输出，以及连接伺服电机的引脚。

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）;

}

现在让我们了解在void循环函数中实现的完整编程逻辑如何工作。请参见下面的空循环代码。

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 ”）;

}

您应该做的第一件事是检查没有检测到标签并且没有读取标签。代码如下所示。

if（！mfrc522.PICC_IsNewCardPresent（））

{

return;

}

if（！mfrc522.PICC_ReadCardSerial（））

{

return;

}

之后，系统读取标签并在IDE Arduino串行监视器上显示其值。请参阅下面的代码部分。

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apresentaçãodocódigo标签，请在val上使用十六进制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）;

}

如果标签值等于14 45 29 57，则将执行上述条件的命令。在这些命令中，LCD将打印访问消息并激活伺服电机以打开入口门。

如果标签值等于F1 B1 03 1F值，则代码流输入条件并显示消息“标签未授权！”。并且不会触发伺服电机释放访问权限。

代码部分如下所示。

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，系统清洁LCD屏幕并显示消息，以使用户将标签靠近RFID阅读器。代码区域如下所示。

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 ”）;

现在，我们将在平台上的电路上看到代码的结果。

对Arduino Uno进行编程后，我们将使系统正常工作。

在图2中，我们收到系统的初始消息，要求用户接近标签以释放访问权限。

在图3中，我们让用户使用正确的标签进行访问，然后绿色LED亮起并激活伺服电机，并且访问显示在显示屏上。

800毫秒后，伺服电动机返回初始位置，绿色指示灯熄灭，红色指示灯亮起。

在图4中，用户使用了未注册的标签，因此系统出现错误，并且不释放访问权限。

之后，系统重新启动编程逻辑操作周期。

结论和未来项目改进

使用RFID技术的系统已应用于多种类型的项目。它们不仅限于控制和访问系统。例如，一种非常常见的应用是使用它来识别成批的服装和其他商品。

利用您的创造力，您将通过带有Arduino的RFID模块为您的项目找到不同类型的应用程序。

将来，我们将使用Arduino创建门系统的原型，供您在实际中使用激光切割机或3D打印机设置停车场。
责任编辑:pj