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一、一个基本的rfid系统由哪些基本组件组成
RFID是RadioFrequencyIdentification的缩写，即射频识别，俗称电子标签。什么是RFID的基本组成部分？最基本的RFID系统由三部分组成：?标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；?阅读器(Reader)：读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；?天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号。
二、rfid系统由哪三部分组成
RFID系统由标签、阅读器、天线三部分组成。
标签：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，高容量电子标签有用户可写入的存储空间，附着在物体上标识目标对象。
阅读器：读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式。
天线：在标签和读取器间传递射频信号。
RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。
RFID电子标签是一种突破性的技术：“第一，可以识别单个的非常具体的物体，而不是像条形码那样只能识别一类物体；第二，其采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据，而条形码必须靠激光来读取信息；第三，可以同时对多个物体进行识读，而条形码只能一个一个地读。此外，储存的信息量也非常大。”
RFID技术的基本工作原理并不复杂：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（PassiveTag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（ActiveTag，有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。
Arduino的RFID门锁制作-原理，接线图，代码
原创2021-06-1112:59·机电乐
在本教程中，我们将了解什么是RFID、它是如何工作的以及如何制作基于Arduino的RFID门锁。您可以观看以下视频或阅读下面的书面教程以了解更多详细信息。
概述
RFID代表射频识别(RadioFrequencyIdentification)，它是一种非接触式技术，广泛应用于许多行业，用于人员跟踪、访问控制、供应链管理、图书馆书籍跟踪、收费站系统等任务。应用场景
RFID的工作原理
RFID系统由两个主要组件组成，一个是位于我们想要识别的对象上的标签，另一个是阅读器。
流程框架RFID阅读器由射频模块、控制单元和产生高频电磁场的天线线圈组成。另一方面，标签通常是无源元件，仅由天线和电子微芯片组成，因此当它靠近收发器的电磁场时，由于感应，在其天线线圈中产生电压，这电压作为微芯片的电源。
工作原理实物模块现在，当标签通电时，它可以从阅读器中提取传输的消息，并将消息发送回阅读器，它使用一种称为负载操作的技术。打开和关闭标签天线上的负载会影响阅读器天线的功耗，这可以用电压降来衡量。电压的这种变化将被捕获为1和0，这就是数据从标签传输到阅读器的方式。
阅读器和标签之间还有另一种数据传输方式，称为反向散射耦合。在这种情况下，标签使用部分接收功率来生成另一个电磁场，该电磁场将被阅读器的天线接收。
RFID和Arduino
这就是基本的工作原理，现在让我们看看如何将RFID与Arduino结合使用并构建我们自己的RFID门锁。我们将使用基于MIFARE协议和MFRC522RFID阅读器的标签，它们的成本仅为几元。
这些标签有1kb的内存，并有一个可以进行算术运算的微芯片。它们的工作频率为13.56MHz，工作距离可达10cm，具体取决于天线的几何形状。如果我们将这些标签中的一个放在光源前面，我们可以注意到我们之前谈到的天线和微芯片。
RFID卡内部结构至于RFID阅读器模块，它使用SPI协议与Arduino板进行通信，以下是我们需要如何连接它们。请注意，我们必须将模块的VCC连接到3.3V，至于其他引脚，我们不必担心，因为它们可以承受5V。
接线图连接模块后，我们需要从GitHub下载MFRC522库。该库附带了几个很好的示例，我们可以从中学习如何使用该模块。首先我们可以上传“DumpInfo”示例并测试我们的系统是否正常工作。现在，如果我们运行串行监视器并将标签放在模块附近，阅读器将开始读取标签，并且来自标签的所有信息都将显示在串行监视器上。标签信息这里我们可以看到标签的UID号以及1KB的内存，实际分成16个扇区，每个扇区分成4个块，每个块可以存储2个字节的数据。在本教程中，我们不会使用任何标签的内存，我们将只使用标签的UID号。
ArduinoRFID门锁门禁控制项目
在我们介绍我们的RFID门锁项目的代码之前，让我们先来看看这个项目的组件和电路原理图。
项目组件及原理图除了RFID模块外，我们还将使用接近传感器来检查门是关闭还是打开，伺服电机用于锁定机构和字符显示器。
本Arduino教程所需的组件：·MFRC522RFID模块·伺服电机·LCD显示屏·Arduino板·面包板和跳线·接近传感器CNY70该项目有以下工作流程：首先我们必须设置一个主标签，然后系统进入正常模式。如果我们扫描未知标签，访问将被拒绝，但如果我们扫描主服务器，我们将进入一个程序模式，我们可以从中添加和授权未知标签。所以现在如果我们再次扫描标签，将被授予访问权限，因此我们可以打开门。实物图我们关上门后，门会自动锁上。如果我们想从系统中删除一个标签，我们只需要再次进入程序模式，扫描已知标签，它将被删除。
源代码解释
现在让我们来看看代码。首先我们需要包含RFID模块、显示器和伺服电机的库，定义下面程序所需的一些变量以及创建库的实例。#include<SPI.h>#include<MFRC522.h>#include<LiquidCrystal.h>#include<Servo.h>#defineRST_PIN9#defineSS_PIN10bytereadCard[4];char*myTags[100]={};inttagsCount=0;StringtagID="";booleansuccessRead=false;booleancorrectTag=false;intproximitySensor;booleandoorOpened=false;//CreateinstancesMFRC522mfrc522(SS_PIN，RST_PIN);LiquidCrystallcd(2，3，4，5，6，7);//Parameters:(rs，enable，d4，d5，d6，d7)ServomyServo;//Servomotor在setup部分，我们初始化模块，并将伺服电机的初始值设置为锁定位置。然后我们将初始消息打印到显示器上，并通过以下“while”循环等待主标签被扫描。getID()自定义函数获取标签UID并将其放入myTags[0]数组的第一个位置。voidsetup(){//InitiatingSPI.begin();//SPIbusmfrc522.PCD_Init();//MFRC522lcd.begin(16，2);//LCDscreenmyServo.attach(8);//ServomotormyServo.write(10);//Initiallockpositionoftheservomotor//Printstheinitialmessagelcd.print("-NoMasterTag!-");lcd.setCursor(0，1);lcd.print("SCANNOW");//Waitsuntilamastercardisscannedwhile(!successRead){successRead=getID();if(successRead==true){myTags[tagsCount]=strdup(tagID.c_str());//Setsthemastertagintoposition0inthearraylcd.clear();lcd.setCursor(0，0);lcd.print("MasterTagSet!");tagsCount++;}}successRead=false;printNormalModeMessage();}我们来看看getID()自定义函数。首先，它检查阅读器附近是否放置了新标签，如果有，我们将继续“for”循环，获取标签的UID。我们使用的标签有4个字节的UID号，这就是为什么我们需要对这个循环进行4次迭代，并使用concat()函数将4个字节添加到单个String变量中。我们还将字符串的所有字符设置为大写，最后我们停止阅读。uint8_tgetID(){//GettingreadyforReadingPICCsif(!mfrc522.PICC_IsNewCardPresent()){//IfanewPICCplacedtoRFIDreadercontinuereturn0;}if(!mfrc522.PICC_ReadCardSerial()){//SinceaPICCplacedgetSerialandcontinuereturn0;}tagID="";for(uint8_ti=0;i<4;i++){//TheMIFAREPICCsthatweusehave4byteUIDreadCard[i]=mfrc522.uid.uidByte[i];tagID.concat(String(mfrc522.uid.uidByte[i]，HEX));//Addsthe4bytesinasingleStringvariable}tagID.toUpperCase();mfrc522.PICC_HaltA();//Stopreadingreturn1;}Beforeweenterthemainloop，attheendofthesetupsection，wealsocalltheprintNormalModeMessage()customfunctionwhichprintsthe“AccessControl”messageonthedisplay.voidprintNormalModeMessage(){delay(1500);lcd.clear();lcd.print("-AccessControl-");lcd.setCursor(0，1);lcd.print("ScanYourTag!");}在主循环中，我们从读取接近传感器的值开始，它告诉我们门是否关闭。
intproximitySensor=analogRead(A0);因此，如果门是关闭的，使用与我们在getID()自定义函数中描述的相同的行，我们将扫描并获取新标签的UID。我们在这里可以注意到，由于“if”语句中的“return”行，在我们扫描标签之前，代码不会继续进行。
一旦我们扫描了标签，我们就会检查该标签是否是我们之前注册的主，如果是，我们将进入程序模式。在这种模式下，如果我们扫描一个已经授权的标签，它将从系统中删除，或者如果标签未知，它将作为授权添加到系统中。
//检查扫描到的标签是否是主标签if(tagID==myTags[0]){lcd.clear();lcd.print("Programmode:");lcd.setCursor(0，1);lcd.print("Add/RemoveTag");while(!successRead){successRead=getID();if(successRead==true){for(inti=0;i<100;i++){if(tagID==myTags[i]){myTags[i]="";lcd.clear();lcd.setCursor(0，0);lcd.print("TagRemoved!");printNormalModeMessage();return;}}myTags[tagsCount]=strdup(tagID.c_str());lcd.clear();lcd.setCursor(0，0);lcd.print("TagAdded!");printNormalModeMessage();tagsCount++;return;}}}在程序模式之外，在下一个“for”循环中，我们检查扫描的标签是否与任何已注册的标签相同，我们要么解锁门，要么保持拒绝访问。在“else”语句的最后，我们等到门关闭，然后锁上门并再次打印正常模式消息。
//检查扫描的标签是否被授权for(inti=0;i<100;i++){if(tagID==myTags[i]){lcd.clear();lcd.setCursor(0，0);lcd.print("AccessGranted!");myServo.write(170);//UnlocksthedoorprintNormalModeMessage();correctTag=true;}}if(correctTag==false){lcd.clear();lcd.setCursor(0，0);lcd.print("AccessDenied!");printNormalModeMessage();}}//Ifdoorisopen...else{lcd.clear();lcd.setCursor(0，0);lcd.print("DoorOpened!");while(!doorOpened){proximitySensor=analogRead(A0);if(proximitySensor>200){doorOpened=true;}}doorOpened=false;delay(500);myServo.write(10);//LocksthedoorprintNormalModeMessage();}项目的完整代码：/*Arduino门锁门禁控制项目**作者：DejanNedelkovski，www.HowToMechatronics.com**库：MFRC522，https://github.com/miguelbalboa/rfid*/#include<SPI.h>#include<MFRC522.h>#include<LiquidCrystal.h>#include<Servo.h>#defineRST_PIN9#defineSS_PIN10bytereadCard[4];char*myTags[100]={};inttagsCount=0;StringtagID="";booleansuccessRead=false;booleancorrectTag=false;intproximitySensor;booleandoorOpened=false;//CreateinstancesMFRC522mfrc522(SS_PIN，RST_PIN);LiquidCrystallcd(2，3，4，5，6，7);//Parameters:(rs，enable，d4，d5，d6，d7)ServomyServo;//Servomotorvoidsetup(){//InitiatingSPI.begin();//SPIbusmfrc522.PCD_Init();//MFRC522lcd.begin(16，2);//LCDscreenmyServo.attach(8);//ServomotormyServo.write(10);//Initiallockpositionoftheservomotor//Printstheinitialmessagelcd.print("-NoMasterTag!-");lcd.setCursor(0，1);lcd.print("SCANNOW");//Waitsuntilamastercardisscannedwhile(!successRead){successRead=getID();if(successRead==true){myTags[tagsCount]=strdup(tagID.c_str());//Setsthemastertagintoposition0inthearraylcd.clear();lcd.setCursor(0，0);lcd.print("MasterTagSet!");tagsCount++;}}successRead=false;printNormalModeMessage();}voidloop(){intproximitySensor=analogRead(A0);//Ifdoorisclosed...if(proximitySensor>200){if(!mfrc522.PICC_IsNewCardPresent()){//IfanewPICCplacedtoRFIDreadercontinuereturn;}if(!mfrc522.PICC_ReadCardSerial()){//SinceaPICCplacedgetSerialandcontinuereturn;}tagID="";//TheMIFAREPICCsthatweusehave4byteUIDfor(uint8_ti=0;i<4;i++){//readCard[i]=mfrc522.uid.uidByte[i];tagID.concat(String(mfrc522.uid.uidByte[i]，HEX));//Addsthe4bytesinasingleStringvariable}tagID.toUpperCase();mfrc522.PICC_HaltA();//StopreadingcorrectTag=false;//Checkswhetherthescannedtagisthemastertagif(tagID==myTags[0]){lcd.clear();lcd.print("Programmode:");lcd.setCursor(0，1);lcd.print("Add/RemoveTag");while(!successRead){successRead=getID();if(successRead==true){for(inti=0;i<100;i++){if(tagID==myTags[i]){myTags[i]="";lcd.clear();lcd.setCursor(0，0);lcd.print("TagRemoved!");printNormalModeMessage();return;}}myTags[tagsCount]=strdup(tagID.c_str());lcd.clear();lcd.setCursor(0，0);lcd.print("TagAdded!");printNormalModeMessage();tagsCount++;return;}}}successRead=false;//Checkswhetherthescannedtagisauthorizedfor(inti=0;i<100;i++){if(tagID==myTags[i]){lcd.clear();lcd.setCursor(0，0);lcd.print("AccessGranted!");myServo.write(170);//UnlocksthedoorprintNormalModeMessage();correctTag=true;}}if(correctTag==false){lcd.clear();lcd.setCursor(0，0);lcd.print("AccessDenied!");printNormalModeMessage();}}//Ifdoorisopen...else{lcd.clear();lcd.setCursor(0，0);lcd.print("DoorOpened!");while(!doorOpened){proximitySensor=analogRead(A0);if(proximitySensor>200){doorOpened=true;}}doorOpened=false;delay(500);myServo.write(10);//LocksthedoorprintNormalModeMessage();}}uint8_tgetID(){//GettingreadyforReadingPICCsif(!mfrc522.PICC_IsNewCardPresent()){//IfanewPICCplacedtoRFIDreadercontinuereturn0;}if(!mfrc522.PICC_ReadCardSerial()){//SinceaPICCplacedgetSerialandcontinuereturn0;}tagID="";for(uint8_ti=0;i<4;i++){//TheMIFAREPICCsthatweusehave4byteUIDreadCard[i]=mfrc522.uid.uidByte[i];tagID.concat(String(mfrc522.uid.uidByte[i]，HEX));//Addsthe4bytesinasingleStringvariable}tagID.toUpperCase();mfrc522.PICC_HaltA();//Stopreadingreturn1;}voidprintNormalModeMessage(){delay(1500);lcd.clear();lcd.print("-AccessControl-");lcd.setCursor(0，1);lcd.print("ScanYourTag!");}让我们一起动手试试吧！如果您喜欢本教程，欢迎收藏，点赞加关注喔！这将为我后续文章提供更大的动力。【WINDRISES MINIPROGRAM PROMOTION】尊享直接对接老板
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