Считыватель RFID ключей RC522

Комплект содержит минимум деталей, позволяющий создать основу небольшой системы радиочастотной идентификации. В комплект вошли: пластиковая карточка и  брелок, содержащие RFID радиометки, модуль RFID RC522 считывания-записи радиометки и штыревые контакты для монтажа в плате модуля. Считыватель RFID RC522 – периферийное устройство более сложного прибора. Радиоидентификация RFID (Radio Frequency IDentification) происходит при обмене данными по протоколу Mifare 1K. Использовать термин Mifare может только компания NXP Semiconductors, а также компании, имеющие лицензию от NXP на производство чипов (сейчас компания Infineon). Эта технология позволяет автоматически опознавать объекты, содержащие RFID метки – так называемые транспондеры. Из меток данные могут не только читаться, но и записываться.
Mifare – торговая марка, объединяющая несколько типов микросхем пластиковых карт, микросхемы считывания и записи стационарных приборов и различные продукты на их основе. Продукты Mifare соответствуют стандарту ISO 14443 Type A  пластиковых карт. Перевод стандарта на русский язык ГОСТ Р ИСО/МЭК 14443. Обмен данными по радио происходит через рамочные антенны, находящиеся в карточке и в модуле. Сигнал модуля служит источником энергии для метки. Считыватель RFID RC522 срабатывает при поднесении метки. Основа модуля – микросхема MFRC522. Он может обрабатывать информацию одновременно от нескольких меток. Для считывания информации достаточно ненадолго попасть карте в зону регистрации даже при перемещении на большой скорости.
В наше время происходит бурное внедрение RFID технологий в различных областях жизни. RFID системы используются для оплаты общественного транспорта в Москве, Санкт-Петербурге, Казани, Минске, Баку и в других городах. Вошли в употребление бесконтактные проездные билеты метро, представляющие собой карточку с RFID меткой. Зародившись как альтернатива жетонам и бумажным билетам общественного транспорта, пропускам, всевозможным талонам, радиоидентификация шагнула в складской учет и автоматизацию конвейерного производства. Нашлось применение карточек для малых платежей в школьных и студенческих столовых. Но по-прежнему главным применением RFID является опознавание свой, чужой.

Характеристики считывателя RFID RC522

Питание
Напряжение 3,3 B

Ток потребления в режимах
дежурный 80 мкA
ожидания 12 мA
обычный не более 26 мA
наибольший 30 мА

Частота HF 13,56 МГц
Частотная полоса 13,55–13,57 МГц

Расстояние считывания 0–25 мм
Сопровождаемые карты
классы S50, S70, Ultralight, Pro, DESFire
типы Mifare S50, Mifare S70, Mifare UltraLight, Mifare Pro, Mifare DESfire

Скорость передачи информации 106, 212, 424, 848 кбит/с
Стандарт протокола NFC Reader ISO 14443 A Mifare classic protocol
Шифрование Security Features Mifare classic™

Размеры 40 x 60 мм
Температура
рабочая –20…80 С°
хранения –40…85 С°
Относительная влажность 5–95 %

SDA (SS, CS, NSS) выбор ведомого, вход SPI
SCK тактовый сигнал SPI, вход
MOSI передача от мастера к помощнику, вход SPI
MISO передача от помощника к мастеру, выход SPI
IRQ прерывание, выход
GND общий
RST сброс, вход
3.3 V питаниеСчитыватель поддерживает интерфейсы SPI, UART и I2C через которые происходит обмен данными с другими приборами. На плате модуля RFID RC522 установкой логических уровней на специальных выводах микросхемы выбран интерфейс SPI. С одним Arduinio могут работать несколько приборов, подключенных к шине SPI.СоединениеМножество устройств, к которым подключается считыватель имеют питание 5 В. При соединении устройств с разной величиной питания одними линиями следует применять меры согласования. Для этого используется следующая схема.Схема согласования считывателя RFID RC522 с главным модулем Arduino, питающимся от 5 В.Сигнал сброса, поступающий на контакт RST считывателя это не сброс Arduino или Raspberry Pi. Это совершенно другой сигнал. Он должен поступать от цифрового выхода МК и формируется программно. При подаче логического 0 происходит перезагрузка считывателя. Также считыватель сообщает низким уровнем на RST, что находится в режиме сна, и чтоб его ”разбудить” необходимо туда же подать высокий уровень.

Подключение к Arduino Uno.

Подключение RFID RC522 к различным типам контроллера Arduino.

Контакт главного модуля для подключения к контакту SDA указывается как SS_PIN в программе. Контакт главного модуля для подключения к контакту RST указывается как RST_PIN в программе. Это выполняется с помощью команд:#define SS_PIN номер контакта

и

#define RST_PIN номер контакта

Все контакты модуля кроме IRQ обязательно подключаются. Сигнал от контакта IRQ обрабатывается программно.

Запись с помощью считывателя RFID RC522

Устройство может применяться как программатор карточек. С его помощью можно не только читать хранящиеся данные, корректировать используя ПК и записать вновь, но и изменить идентификационный код.

Пластиковая карта

В комплект входит белая пластиковая карта. Mifare 1K на которую можно нанести цветное изображение. Внутри нее находятся антенна и микросхема Mifare S50, содержащая память и радиочасть. Размер памяти 1 килобайт, тип EEPROM. Она разделена на 16 секторов, состоящих из 4 разделов. В каждом разделе три информационных части и одна для ключей. Внутри одной части есть 16 байт памяти. Срок хранения данных 10 лет, количество циклов перезаписи 100000.
Уникальность карточки Mifare обеспечивается присвоением изготовителем номера. Он используется в качестве идентификационного кода. Для защиты хранящихся данных в микросхеме карты использовано аппаратное шифрование. При работе данные с пластиковой карточки поступают на считыватель только после взаимной идентификации кода, записанного в сектор памяти карточки и хранящегося в считывателе.

Характеристики карты

Тип Mifare Standard 1k (тонкая)
Время транзакции 0,164 с
Температура
рабочая –30…75 С°
хранения –40…85 С°
Размеры: 86 х 54 х 0,8 мм

Определение номера карты

Для записи и чтения с карты необходимо знать ее уникальный номер, необходимый для работы системы радиоидентификации. Определить номер можно использую программу Arduino. Соедините считыватель RFID RC522 и Arduino UNO. Воспользуйтесь готовой библиотекой, установив ее в Arduino IDE с помощью копирования в соответствующую папку. Запишите программу.

#include
#include “RFID.h”

#define SS_PIN 10
#define RST_PIN 9

RFID rfid(SS_PIN, RST_PIN);

// Setup variables:
int serNum0;
int serNum1;
int serNum2;
int serNum3;
int serNum4;

void setup()
{
Serial.begin(9600);
SPI.begin();
Serial.println(“12″);
rfid.init();

}

void loop()
{

if (rfid.isCard()) {
if (rfid.readCardSerial()) {
if (rfid.serNum[0] != serNum0
&& rfid.serNum[1] != serNum1
&& rfid.serNum[2] != serNum2
&& rfid.serNum[3] != serNum3
&& rfid.serNum[4] != serNum4
) {
/* With a new cardnumber, show it. */
Serial.println(” “);
Serial.println(“Card found”);
serNum0 = rfid.serNum[0];
serNum1 = rfid.serNum[1];
serNum2 = rfid.serNum[2];
serNum3 = rfid.serNum[3];
serNum4 = rfid.serNum[4];

//Serial.println(” “);
Serial.println(“Cardnumber:”);
Serial.print(“Dec: “);
Serial.print(rfid.serNum[0],DEC);
Serial.print(“, “);
Serial.print(rfid.serNum[1],DEC);
Serial.print(“, “);
Serial.print(rfid.serNum[2],DEC);
Serial.print(“, “);
Serial.print(rfid.serNum[3],DEC);
Serial.print(“, “);
Serial.print(rfid.serNum[4],DEC);
Serial.println(” “);

Serial.print(“Hex: “);
Serial.print(rfid.serNum[0],HEX);
Serial.print(“, “);
Serial.print(rfid.serNum[1],HEX);
Serial.print(“, “);
Serial.print(rfid.serNum[2],HEX);
Serial.print(“, “);
Serial.print(rfid.serNum[3],HEX);
Serial.print(“, “);
Serial.print(rfid.serNum[4],HEX);
Serial.println(” “);
} else {
/* If we have the same ID, just write a dot. */
Serial.print(“.”);
}
}
}

rfid.halt();
}