Lihtne RFID MFRC522 liides Arduino Nanoga: 4 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Juurdepääsu kontroll on mehhanism füüsilise turvalisuse ja infoturbe valdkonnas, et piirata anonüümset juurdepääsu/sisenemist organisatsiooni või geograafilise piirkonna ressurssidele. Juurdepääs võib tähendada tarbimist, sisenemist või kasutamist. Ressursile juurdepääsu luba nimetatakse autoriseerimiseks.

Füüsiline turvalisus

Geograafilist juurdepääsu kontrolli võivad rakendada töötajad (nt piirivalvur, põngerja, piletikontrollija) või mõni muu seade, näiteks pöördvärav (vaheseina värav). Juurdepääsukontroll kitsamas tähenduses (füüsiliselt juurdepääsu kontrollimine ise) on süsteem volitatud kohaloleku kontrollimiseks, vt nt. Piletikontroll (transport). Teine näide on väljumiskontroll, nt. kauplusest (kassast) või riigist. [vajalik tsitaat]. Mõiste juurdepääsukontroll viitab tavale, et kinnisvara, hoone või ruumi sissepääs on piiratud volitatud isikutega.

Infoturbe

Elektrooniline juurdepääsukontroll kasutab mehaaniliste lukkude ja võtmete piirangute lahendamiseks arvuteid. Mehaaniliste võtmete asendamiseks saab kasutada laias valikus volikirju. Elektrooniline juurdepääsu kontrollsüsteem annab juurdepääsu vastavalt esitatud volitustele. Juurdepääsu lubamisel avatakse uks etteantud ajaks ja tehing registreeritakse. Juurdepääsust keeldumisel jääb uks lukustatuks ja juurdepääsukatse registreeritakse. Süsteem jälgib ka ust ja annab märku, kui uks avatakse või avatakse liiga kaua pärast avamist.

Toimingud juurdepääsu kontrollimisel

Kui lugejale (seadmele) esitatakse volikiri, saadab lugeja volikirja teabe, tavaliselt numbri, juhtpaneelile, mis on väga usaldusväärne protsessor. Juhtpaneel võrdleb mandaadi numbrit juurdepääsu kontrollnimekirjaga, annab esitatud taotluse või lükkab selle tagasi ja saadab tehingute logi andmebaasi. Kui juurdepääs keelatakse juurdepääsu kontrollnimekirja alusel, jääb uks lukustatuks. Kui mandaadi ja juurdepääsu kontrollnimekirja vahel on sobivus, juhib juhtpaneel releed, mis omakorda avab ukse. Juhtpaneel eirab häire vältimiseks ka ukse avamise signaali. Sageli annab lugeja tagasisidet, näiteks vilkuv punane LED, kui juurdepääs on keelatud, ja vilkuv roheline LED - juurdepääsu eest.

Teabe autentimise tegurid:

• midagi, mida kasutaja teab, nt. parooli, parooli või PIN-koodi
• midagi, mis kasutajal on, näiteks kiipkaart või võtmehoidja
• midagi kasutajat, näiteks sõrmejälge, kontrollitakse biomeetriliste mõõtmiste abil.

Volikiri

Volikiri on füüsiline/käegakatsutav objekt, teadmine või isiku füüsilise olemuse tahk, mis võimaldab individuaalset juurdepääsu antud füüsilisele rajatisele või arvutipõhisele infosüsteemile. Tavaliselt võivad volikirjad olla midagi, mida inimene teab (nt number või PIN-kood), midagi, mis tal on (näiteks juurdepääsumärk), midagi, mis neil on (näiteks biomeetriline funktsioon) või nende kombinatsioon. Seda nimetatakse mitmefaktoriliseks autentimiseks. Tüüpiline mandaat on juurdepääsukaart või võtmehoidja ning uuem tarkvara võib muuta kasutajate nutitelefonid ka juurdepääsuseadmeteks.

Kaarditehnoloogiad:

Kaasa arvatud magnetriba, vöötkood, Wiegand, 125 kHz lähedus, 26-bitine kaardiga pühkimine, kontaktkiipkaardid ja vähem kiipkaardid. Saadaval on ka võtmehoidjad, mis on ID-kaartidest kompaktsemad ja kinnituvad võtmehoidja külge. Biomeetriliste tehnoloogiate hulka kuuluvad sõrmejäljed, näotuvastus, iirise tuvastamine, võrkkesta skaneerimine, hääl ja käe geomeetria. Uuematel nutitelefonidel leiduvaid sisseehitatud biomeetrilisi tehnoloogiaid saab kasutada ka mandaadina koos mobiilseadmetes töötava juurdepääsu tarkvaraga. Lisaks vanematele traditsioonilisematele kaardile juurdepääsu tehnoloogiatele on uuematel tehnoloogiatel, nagu lähiväljaside (NFC) ja Bluetoothi vähese energiatarbega (BLE), ka potentsiaal edastada kasutaja mandaat lugejatele süsteemile või hoonele juurdepääsu saamiseks.

Komponendid: Erinevad juhtimissüsteemi komponendid on:-

• Juurdepääsupunkt võib olla uks, pöördvärav, parkimisvärav, lift või muu füüsiline tõke, kuhu juurdepääsu võimaldamist saab elektrooniliselt juhtida.
• Tavaliselt on pöörduspunkt uks.
• Elektrooniline juurdepääsukontroll võib sisaldada mitmeid elemente. Kõige elementaarsem on eraldiseisev elektriline lukk. Lukk avatakse lülitiga operaatori poolt.
• Selle automatiseerimiseks asendatakse operaatori sekkumine lugejaga. Lugeja võib olla klaviatuur, kuhu sisestatakse kood, see võib olla kaardilugeja või biomeetriline lugeja.

Topoloogia:

Umbes 2009. aastal domineeriv topoloogia on jaotur ja selle keskuseks on juhtpaneel ja kodarad. Otsimis- ja juhtimisfunktsioonid on juhtpaneelil. Kodarad suhtlevad jadaühenduse kaudu; tavaliselt RS-485. Mõned tootjad lükkavad otsuste tegemise serva, asetades kontrolleri uksele. Kontrollerid on IP-toega ning ühenduvad hosti ja andmebaasiga standardsete võrkude abil.

RDID -lugejate tüübid:

1. Põhilised (mitte-intelligentsed) lugejad: lugege lihtsalt kaardi number või PIN-kood ja edastage see juhtpaneelile. Biomeetrilise tuvastamise korral väljastavad sellised lugejad kasutaja ID -numbri. Tavaliselt kasutatakse juhtpaneelile andmete edastamiseks Wiegandi protokolli, kuid muud valikud nagu RS-232, RS-485 ja Kell/andmed pole haruldased. See on kõige populaarsem juurdepääsukontrolli lugejate tüüp. Selliste lugejate näited on RF Tiny by RFLOGICS, ProxPoint by HID ja P300 by Farpointe Data.
2. Poolintelligentsed lugejad: neil on kõik sisendid ja väljundid, mis on vajalikud ukse riistvara (lukk, uksekontakt, väljumisnupp) juhtimiseks, kuid ärge tehke juurdepääsuotsuseid. Kui kasutaja esitab kaardi või sisestab PIN -koodi, saadab lugeja teabe põhikontrollerile ja ootab selle vastust. Kui ühendus peakontrolleriga katkeb, lõpetavad sellised lugejad töötamise või töötavad halvenenud režiimis. Tavaliselt on poolintelligentsed lugejad juhtpaneeliga ühendatud RS-485 siini kaudu. Sellisteks lugejateks on näiteks CEM Systemsi InfoProx Lite IPL200 ja Apollo AP-510.
3. Arukad lugejad: neil on kõik sisendid ja väljundid, mis on vajalikud ukse riistvara juhtimiseks; neil on ka mälu ja töötlemisvõimsus, mis on vajalikud sõltumatute juurdepääsuotsuste tegemiseks. Nagu poolintelligentsed lugejad, on need juhtpaneeliga ühendatud RS-485 siini kaudu. Juhtpaneel saadab konfiguratsioonivärskendusi ja saab lugejatelt sündmusi. Selliste lugejate näideteks võivad olla CEM Systemsi InfoProx IPO200 ja Apollo AP-500. Samuti on uus põlvkond intelligentseid lugejaid, mida nimetatakse IP -lugejateks. IP -lugejatega süsteemidel pole tavaliselt traditsioonilisi juhtpaneele ja lugejad suhtlevad otse arvutiga, mis toimib hostina.

Turvariskid:

Kõige tavalisem juurdepääsukontrolli süsteemi kaudu sissetungimise turvarisk on lihtsalt seadusliku kasutaja jälgimine ukse kaudu ja seda nimetatakse "tagantjärele". Sageli hoiab seaduslik kasutaja sissetungija ukse kinni. Seda riski on võimalik minimeerida kasutajapopulatsiooni turvateadlikkuse koolitusega.

Peamised juurdepääsukontrolli kategooriad on järgmised:

• Kohustuslik juurdepääsu kontroll
• Valikuline juurdepääsu kontroll
• Rollipõhine juurdepääsu kontroll
• Reeglipõhine juurdepääsu kontroll.

Samm: RFID -tehnoloogia

Def: Raadiosagedustuvastus (RFID) on elektromagnetväljade juhtmevaba kasutamine andmete edastamiseks objektide külge kinnitatud siltide automaatseks tuvastamiseks ja jälgimiseks. Sildid sisaldavad elektrooniliselt salvestatud teavet.

RFID on tehnoloogia, mis hõlmab elektromagnetilise või elektrostaatilise sidestuse kasutamist elektromagnetilise spektri raadiosageduslikus (RF) osas objekti, looma või inimese ainulaadseks tuvastamiseks.

Raadiosagedustuvastus (RFID -lugeja) on seade, mida kasutatakse teabe kogumiseks RFID -märgendilt, mida kasutatakse üksikute objektide jälgimiseks. Raadiolaineid kasutatakse andmete edastamiseks sildilt lugejale.

RFID rakendused:

1. Naha alla sisestatud loomade jälgimissildid võivad olla riisisuurused.
2. Sildid võivad olla puude või puidust esemete tuvastamiseks kruvikujulised.
3. Krediitkaardi kuju kasutamiseks juurdepääsurakendustes.
4. Kauplustes kauba külge kinnitatud vargusvastased kõvad plastikust sildid on samuti RFID-sildid.
5. Raskeveokite 120 x 100 kuni 50 millimeetri ristkülikukujulisi transpondereid kasutatakse laevakonteinerite või raskete masinate, veokite ja raudteevagunite jälgimiseks.
6. Turvalistes laborites, ettevõtte sissepääsudes ja avalikes hoonetes tuleb juurdepääsuõigusi kontrollida.

Signaal:

Signaal on vajalik märgendi äratamiseks või aktiveerimiseks ning see edastatakse antenni kaudu. Signaal ise on energiavorm, mida saab kasutada sildi toiteks. Transponder on osa RFID -märgendist, mis muudab selle raadiosageduse kasutatavaks energiaks, samuti saadab ja võtab vastu sõnumeid. RFID -rakendused personali juurdepääsuks kasutavad tavaliselt märgi tuvastamiseks madala sagedusega 135 KHz süsteeme.

RFID -le esitatavad nõuded:

1. Lugeja, mis on ühendatud (või sellega integreeritud)
2. Antenn, mis saadab välja raadiosignaali
3. Märgend (või transponder), mis tagastab signaali koos lisatud teabega.

RFID-lugeja on tavaliselt ühendatud arvuti/kolmanda osapoole süsteemiga, mis võtab vastu (ja salvestab) RFID-ga seotud sündmusi ning kasutab neid sündmusi toimingute käivitamiseks. Turvatööstuses võib see süsteem olla hoone juurdepääsu kontrollsüsteem, parkimistööstuses on see tõenäoliselt parkimiskorralduse või sõidukite juurdepääsu kontrollsüsteem. Raamatukogudes võib see olla raamatukoguhaldussüsteem.

Tavalised probleemid RFID -ga:

• Lugejate kokkupõrge:
• Siltide kokkupõrge.

Lugejate kokkupõrge toimub siis, kui kahe või enama lugeja signaalid kattuvad. Märgend ei suuda samaaegsetele päringutele vastata. Selle probleemi vältimiseks tuleb süsteemid hoolikalt seadistada. Selle probleemi vältimiseks tuleb süsteemid hoolikalt seadistada; paljud süsteemid kasutavad kokkupõrkevastast protokolli (singulation Protocol). Kokkupõrkevastased protokollid võimaldavad siltidel lugejale kordamööda edastada.

Siltide kokkupõrge toimub siis, kui väikesel alal on palju silte; aga kuna lugemisaeg on väga kiire, on müüjatel lihtsam välja töötada süsteeme, mis tagavad, et sildid vastavad ükshaaval.

2. etapp: SPI koos vooluahela skeemiga

Atmega328 -l on sisseehitatud SPI, mida kasutatakse suhtlemiseks SPI -toega seadmetega, nagu ADC, EEPROM jne.

SPI kommunikatsioon

Serial Peripheral Interface (SPI) on siiniliidese ühendusprotokoll, mille algselt käivitas Motorola Corp. See kasutab suhtlemiseks nelja tihvti.

• SDI (seeriaandmete sisend)
• SDO (seeriaandmete väljund),
• SCLK (jadakell)
• CS (kiibi valimine)

Sellel on kaks andmeedastuseks mõeldud tihvti, mida nimetatakse SDI (jadaandmesisend) ja SDO (jadaandmete väljund). Andmeedastuse sünkroonimiseks kasutatakse SCLK (jadakella) tihvti ja Master annab selle kella. CS (Chip Select) tihvti kasutab kapten alamseadme valimiseks.

SPI-seadmetel on andmete saatmiseks ja vastuvõtmiseks 8-bitised vahetusregistrid. Kui kaptenil on vaja andmeid saata, paigutab ta andmed vahetuste registrisse ja loob vajaliku kella. Alati, kui ülem soovib andmeid lugeda, paigutab ori andmed vahetuste registrisse ja ülem genereerib vajaliku kella. Pange tähele, et SPI on täisdupleksne sideprotokoll, st ülem- ja alamvahetusregistrite andmed vahetatakse samaaegselt.

ATmega32 -l on sisseehitatud SPI -moodul. See võib toimida SPI ülem- ja alamseadmena.

AVI ATmega SPI kommunikatsiooninõelad on järgmised:

• MISO (Master In Slave Out) = Master saab andmeid ja ori edastab andmeid selle tihvti kaudu.
• MOSI (Master Out Slave In) = Meister edastab andmeid ja alam saab andmeid selle tihvti kaudu.
• SCK (Shift Clock) = Master genereerib selle kella side jaoks, mida kasutab alamseade. Seeriakella saab käivitada ainult kapten.
• SS (Slave Select) = Master saab selle tihvti kaudu orja valida.

ATmega32 registreerijad, mida kasutatakse SPI -ühenduse konfigureerimiseks:

• SPI kontrollregister,
• SPI staatuse register ja
• SPI andmeregister.

SPCR: SPI juhtregister

Bitt 7 - (SPIE): SPI katkestuse lubamise bitt

1 = Luba SPI katkestus. 0 = Keela SPI katkestus. Bitt 6 - (SPE): SPI Luba bit 1 = Luba SPI. 0 = keela SPI. Bitt 5 - (DORD): Andmekorralduse bitt 1 = LSB edastatakse kõigepealt. 0 = esmalt edastatud MSB. Bit 4 - (MSTR): Master/Slave Select bit 1 = Master mode. 0 = alamrežiim. Bitt 3 - (CPOL): kella polaarsuse valimise bitt. 1 = Kell algab loogilisest. 0 = Kell algab loogilisest nullist. Bitt 2 - (CPHA): kellafaasi valimise bit. 1 = Andmeproov tagumise kella serval. 0 = Andmete näidis kella esiserval. Bit 1: 0 - (SPR1): SPR0 SPI Clock Rate Valige bitid

SPSR: SPI olekuregister

Bitt 7 - SPIF: SPI katkestuse lipubitt

See lipp määratakse seeriaülekande lõppedes. Seadistage ka siis, kui SS -tihvt on põhirežiimis madalal. See võib tekitada katkestuse, kui SPCR -bit SPCR -is ja globaalne katkestus on lubatud. Bitt 6 - WCOL: kirjutage kokkupõrke lipu bit See bit määratakse, kui SPI andmeregistri kirjutamine toimub eelmise andmeedastuse ajal. Bitt 5: 1 - reserveeritud bitid Bit 0 - SPI2X: kahekordne SPI kiiruse bitt Kui see on määratud, kahekordistub SPI kiirus (SCK sagedus).

SPDR:

Bitt 7: 0- SPI andmeregister, mida kasutatakse andmete edastamiseks registrifaili ja SPI vahetusregistri vahel.

SPDR -i kirjutamine algatab andmeedastuse.

Põhirežiim:

Meister kirjutab andmebaiti SPDR-is, kirjutades SPDR-ile andmete edastamise alustamiseks. 8-bitised andmed hakkavad nihutama alam suunas ja pärast täielikku baitnihet peatub SPI kellageneraator ja seadistatakse SPIF-bit.

Alamrežiim:

Slave SPI liides jääb unerežiimile seni, kuni SS -tihvti kõrgel hoiab kapten. See aktiveerub ainult siis, kui SS -pin läheb madalale ja käivitab soovitud andmed nihutades sissetuleva SCK -kellaga kaptenilt. Ja määrake SPIF pärast baidi täielikku nihutamist.

3. samm: kodeerimine ja rakendused

Lülitusskeemina töötab hästi. Palun ühendage skeemina.

Koode testitakse minu arvutis.

Kõik need koodid ekstraheeritakse Internetist pärast pikka uurimist.

Mooduli jaoks õige koodi leidmine on kiire ja muidugi..

Mul oli samad probleemid ühenduse loomiseks ja läbimiseks.

Pärast 2 -nädalast paljude programmide testimist leidsin, et see koodide komplekt on õige.

Arduino Nano 3.0 moodul koos CH340G USB-Serial-TTL-ga. & draiver on (CH341SER.zip) selle projektiga kaasas.

Need on ideaalsed programmid selle projekti elluviimiseks.

"SPI.h" pärineb Arduino (tarkvara) vaikeraamatukogust.

"MFRC" raamatukogu on varustatud tegeliku Arduino Nano kodeerimisega …

Loodan, et naudite

4. samm: tulemused ja järeldused

Tulemused on näidatud Arduino jadamonitoris, mis on võimeline jadaandmeid lugema (arvutist arvutile) lugema. Isegi saate kasutada pahtlit/hüperterminaali jne, määrates boud-määrad, käivitus- ja peatamisbittid.

Kasutatud tarkvara:

• Arduino 1.0.5-r2
• CH341SER.zip FTDI jaoks (CH340G kiip)
• Putty/Hyperterminalit saab kasutada ka jadaühenduseks arvuti kaudu

Kasutatud riistvara

• MFRC522 moodul+ SmartTag+ võtmehoidja - saidilt "ebay.in"
• ARduino Nano 3.0 - saidilt "ebay.in"