Jednostavno sučelje RFID MFRC522 s Arduino Nano: 4 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Kontrola pristupa mehanizam je u područjima fizičke i informacijske sigurnosti za ograničavanje anonimnog pristupa/ulaska u resurse organizacije ili zemljopisnog područja. Čin pristupa može značiti konzumiranje, ulazak ili korištenje. Dopuštenje za pristup resursu naziva se autorizacija.

Fizičko osiguranje

Geografsku kontrolu pristupa može provoditi osoblje (npr. Graničar, odbacivač, kontrolor karata) ili pomoću uređaja poput okretnika (pregrada). Kontrola pristupa u strogom smislu (sama fizička kontrola pristupa) sustav je provjere ovlaštene prisutnosti, vidi npr. Kontrolor karata (prijevoz). Drugi primjer je kontrola izlaza, npr. trgovine (blagajne) ili zemlje. [potreban citat]. Pojam kontrole pristupa odnosi se na praksu ograničavanja ulaza u nekretninu, zgradu ili sobu ovlaštenim osobama.

Sigurnost informacija

Elektronička kontrola pristupa koristi računala za rješavanje ograničenja mehaničkih brava i ključeva. Širok raspon vjerodajnica može se koristiti za zamjenu mehaničkih ključeva. Elektronički sustav kontrole pristupa odobrava pristup na temelju predstavljenih vjerodajnica. Kad je pristup odobren, vrata se otključavaju unaprijed određeno vrijeme i transakcija se bilježi. Kada se pristup odbije, vrata ostaju zaključana, a pokušaj pristupa se bilježi. Sustav će također nadzirati vrata i alarmirati ako se vrata prisilno otvore ili drže otvorena predugo nakon otključavanja.

Operacije u kontroli pristupa

Kad se vjerodajnica predstavi čitatelju (uređaju), čitač šalje podatke vjerodajnice, obično broj, na upravljačku ploču, visoko pouzdan procesor. Upravljačka ploča uspoređuje broj vjerodajnice s popisom za kontrolu pristupa, odobrava ili odbija predstavljeni zahtjev i šalje dnevnik transakcija u bazu podataka. Kada je pristup odbijen na temelju popisa za kontrolu pristupa, vrata ostaju zaključana. Ako postoji podudaranje između vjerodajnica i popisa za kontrolu pristupa, upravljačka ploča upravlja relejem koji zauzvrat otključava vrata. Upravljačka ploča također zanemaruje signal otvaranja vrata kako bi spriječila alarm. Čitač često daje povratne informacije, poput trepereće crvene LED diode za odbijen pristup i trepćuće zelene LED za odobreni pristup.

Čimbenici provjere autentičnosti informacija:

• nešto što korisnik zna, npr. lozinku, zaporku ili PIN
• nešto što korisnik ima, poput pametne kartice ili privjeska za ključeve
• nešto što je korisnik, poput otiska prsta, provjereno biometrijskim mjerenjem.

Uvjerenje

Vjerodajnica je fizički/opipljivi objekt, dio znanja ili aspekt fizičkog bića osobe, koji pojedincu omogućuje pristup određenom fizičkom objektu ili računalnom informacijskom sustavu. Uobičajeno, vjerodajnice mogu biti nešto što osoba zna (poput broja ili PIN-a), nešto što ima (poput značke za pristup), nešto što jesu (kao što je biometrijska značajka) ili neka kombinacija ovih stavki. To je poznato kao višefaktorska provjera autentičnosti. Tipična vjerodajnica je pristupna kartica ili privjesak za ključeve, a noviji softver također može pretvoriti pametne telefone korisnika u pristupne uređaje.

Kartične tehnologije:

Uključujući magnetsku traku, crtični kod, Wiegand, blizinu 125 kHz, 26-bitno prevlačenje karticom, kontakt pametne kartice i manje pametnih kartica za kontakt. Dostupni su i privjesci za ključeve koji su kompaktniji od osobnih iskaznica i pričvršćuju se na privjesak za ključeve. Biometrijske tehnologije uključuju otisak prsta, prepoznavanje lica, prepoznavanje šarenice, skeniranje mrežnice, glas i geometriju šake. Ugrađene bio-metričke tehnologije koje se nalaze na novijim pametnim telefonima također se mogu koristiti kao vjerodajnice zajedno s softverom za pristup na mobilnim uređajima. Osim starijih, tradicionalnijih tehnologija pristupa karticama, novije tehnologije, poput komunikacije u blizini (NFC) i Bluetooth s niskom potrošnjom energije (BLE), također imaju potencijal komunicirati korisničke vjerodajnice čitateljima radi pristupa sustavu ili zgradi.

Komponente: Različite komponente upravljačkog sustava su:-

• Pristupna kontrolna točka mogu biti vrata, okretnice, parkirna vrata, dizalo ili druga fizička barijera, gdje se odobravanjem pristupa može elektronički upravljati.
• Uobičajeno, pristupna točka su vrata.
• Elektronička vrata za kontrolu pristupa mogu sadržavati nekoliko elemenata. Najosnovnije, postoji zasebna električna brava. Zaključavanje otključava operater s prekidačem.
• Kako bi se to automatiziralo, intervenciju operatera zamjenjuje čitač. Čitač može biti tipkovnica na kojoj se unosi kôd, čitač kartica ili biometrijski čitač.

Topologija:

Prevladavajuća topologija oko 2009. je središte i govorilo se s upravljačkom pločom kao čvorištem, a čitatelji kao žbice. Funkcije traženja i upravljanja nalaze se na upravljačkoj ploči. Žbice komuniciraju putem serijske veze; obično RS-485. Neki proizvođači donose odluke na rubu postavljanjem kontrolera na vrata. Kontroleri su omogućeni IP-om i povezuju se s hostom i bazom podataka pomoću standardnih mreža.

Vrste čitača RDID -a:

1. Osnovni (neinteligentni) čitači: jednostavno pročitajte broj kartice ili PIN i proslijedite ga na upravljačku ploču. U slučaju biometrijske identifikacije, takvi čitači ispisuju ID broj korisnika. Obično se Wiegand protokol koristi za prijenos podataka na upravljačku ploču, ali druge opcije poput RS-232, RS-485 i Sat/podaci nisu neuobičajene. Ovo je najpopularnija vrsta čitača za kontrolu pristupa. Primjeri takvih čitača su RF Tiny by RFLOGICS, ProxPoint by HID i P300 od Farpointe Data.
2. Poluinteligentni čitači: imaju sve ulaze i izlaze potrebne za kontrolu hardvera vrata (brava, kontakt vrata, gumb za izlaz), ali ne donose odluke o pristupu. Kada korisnik predstavi karticu ili unese PIN, čitač šalje informacije glavnom kontroleru i čeka odgovor. Ako se veza s glavnim kontrolerom prekine, takvi čitači prestaju raditi ili funkcioniraju u degradiranom načinu rada. Obično su poluinteligentni čitači spojeni na upravljačku ploču putem sabirnice RS-485. Primjeri takvih čitača su InfoProx Lite IPL200 tvrtke CEM Systems i AP-510 tvrtke Apollo.
3. Inteligentni čitači: imaju sve ulaze i izlaze potrebne za kontrolu hardvera vrata; oni također imaju memoriju i procesnu moć neophodnu za neovisno donošenje odluka o pristupu. Poput poluinteligentnih čitača, spojeni su na upravljačku ploču putem sabirnice RS-485. Upravljačka ploča šalje ažuriranja konfiguracije i preuzima događaje iz čitača. Primjeri takvih čitača mogu biti InfoProx IPO200 tvrtke CEM Systems i AP-500 tvrtke Apollo. Postoji i nova generacija inteligentnih čitača koja se naziva "čitači IP -a". Sustavi s IP čitačima obično nemaju tradicionalne upravljačke ploče, a čitači komuniciraju izravno s računalom koje djeluje kao domaćin.

Sigurnosni rizici:

Najčešći sigurnosni rizik od prodora kroz sustav kontrole pristupa je jednostavno praćenje legitimnog korisnika kroz vrata, a to se naziva "stražnja vožnja". Često će legitimni korisnik držati vrata uljezu. Ovaj se rizik može minimizirati obukom korisnika o sigurnosnoj svijesti.

Glavne kategorije kontrole pristupa su:

• Obavezna kontrola pristupa
• Diskrecijska kontrola pristupa
• Kontrola pristupa temeljena na ulogama
• Kontrola pristupa temeljena na pravilima.

Korak 1: RFID tehnologija

Def: Radiofrekvencijska identifikacija (RFID) je bežično korištenje elektromagnetskih polja za prijenos podataka, u svrhu automatske identifikacije i praćenja oznaka pričvršćenih na objekte. Oznake sadrže elektronički pohranjene podatke.

RFID je tehnologija koja uključuje uporabu elektromagnetskog ili elektrostatičkog spajanja u dijelu radiofrekvencijskog (RF) elektromagnetskog spektra za jedinstvenu identifikaciju objekta, životinje ili osobe.

Čitač radiofrekvencijske identifikacije (RFID čitač) je uređaj koji se koristi za prikupljanje podataka s RFID oznake, koji se koristi za praćenje pojedinačnih objekata. Radio valovi služe za prijenos podataka s oznake na čitač.

Primjene RFID -a:

1. Oznake za praćenje životinja, umetnute ispod kože, mogu biti veličine riže.
2. Oznake mogu biti u obliku vijka za identifikaciju drveća ili drvenih predmeta.
3. U obliku kreditne kartice za upotrebu u aplikacijama za pristup.
4. Oznake od tvrde plastike protiv krađe pričvršćene na robu u trgovinama također su RFID oznake.
5. Teški pravokutni transponderi dimenzija 120 x 100 x 50 milimetara koriste se za praćenje transportnih kontejnera, teških strojeva, kamiona i željezničkih vagona.
6. U sigurnim laboratorijima, ulazima u tvrtke i javnim zgradama moraju se kontrolirati prava pristupa.

Signal:

Signal je neophodan za buđenje ili aktiviranje oznake i prenosi se kroz antenu. Sam signal je oblik energije koji se može koristiti za napajanje oznake. Transponder je dio RFID oznake koji pretvara tu radio frekvenciju u upotrebljivu snagu te šalje i prima poruke. RFID aplikacije za pristup osoblja obično koriste sustave niske frekvencije, 135 KHz, za otkrivanje značke.

Zahtjevi za RFID:

1. Čitač koji je povezan (ili integriran)
2. Antena koja šalje radio signal
3. Oznaka (ili transponder) koja vraća signal s dodanim podacima.

RFID čitač obično je spojen na računalo/sustav treće strane koji prihvaća (i pohranjuje) događaje povezane s RFID-om i koristi te događaje za pokretanje radnji. U sigurnosnoj industriji taj sustav može biti sustav kontrole pristupa zgradi, u industriji parkiranja to je najvjerojatnije sustav upravljanja parkiralištem ili sustav kontrole pristupa vozila. U knjižnicama bi to mogao biti sustav upravljanja knjižnicama.

Uobičajeni problemi s RFID -om:

• Sudar čitatelja:
• Sudar oznaka.

Do sudara čitača dolazi kada se signali dva ili više čitača preklapaju. Oznaka ne može odgovoriti na istovremene upite. Sustavi moraju biti pažljivo postavljeni kako bi se izbjegao ovaj problem. Sustavi moraju biti pažljivo postavljeni kako bi se izbjegao ovaj problem; mnogi sustavi koriste protokol protiv sudara (singulation protocol). Protokoli protiv sudara omogućuju oznakama da se izmjenjuju u prijenosu čitaču.

Do sudara oznaka dolazi kada su mnoge oznake prisutne na malom području; ali budući da je vrijeme čitanja vrlo brzo, dobavljačima je lakše razviti sustave koji osiguravaju da oznake odgovaraju jedna po jedna.

Korak 2: SPI s dijagramom kruga

Atmega328 ima ugrađeni SPI koji se koristi za komunikaciju s uređajima s omogućenim SPI -om, kao što su ADC, EEPROM itd.

SPI komunikacija

Serijsko periferno sučelje (SPI) protokol je za povezivanje sučelja sabirnice koji je prvotno pokrenula Motorola Corp. Za komunikaciju koristi četiri pina.

• SDI (serijski unos podataka)
• SDO (serijski izlaz podataka),
• SCLK (serijski sat)
• CS (odabir čipa)

Ima dva pina za prijenos podataka koji se nazivaju SDI (Serial Data Input) i SDO (Serial Data Output). SCLK (serijski -Clock) pin koristi se za sinkronizaciju prijenosa podataka, a Master osigurava ovaj sat. CS (Chip Select) pin koristi master za odabir slave uređaja.

SPI uređaji imaju 8-bitne registre pomaka za slanje i primanje podataka. Kad god master treba poslati podatke, postavlja podatke u registar pomaka i generira potrebni sat. Kad god master želi pročitati podatke, slave postavlja podatke u registar pomaka i master generira potrebni sat. Imajte na umu da je SPI puni dupleksni komunikacijski protokol, odnosno da se podaci o matičnim i podređenim registrima pomaka mijenjaju istovremeno.

ATmega32 ima ugrađeni SPI modul. Može djelovati kao glavni i podređeni SPI uređaj.

SPI komunikacijski pinovi u AVR ATmega su:

• MISO (Master In Slave Out) = Master prima podatke, a slave prenosi podatke putem ovog pina.
• MOSI (Master Out Slave In) = Master prenosi podatke i slave prima podatke putem ovog pina.
• SCK (Shift Clock) = Master generira ovaj sat za komunikaciju koju koristi slave uređaj. Samo glavni može pokrenuti serijski sat.
• SS (Slave Select) = Master može izabrati slave putem ovog pina.

ATmega32 Rgisters koji se koriste za konfiguriranje SPI komunikacije:

• SPI kontrolni registar,
• Registar statusa SPI -a i
• Registar podataka SPI.

SPCR: SPI kontrolni registar

Bit 7 - (SPIE): Bit za omogućavanje SPI prekida

1 = Omogući SPI prekid. 0 = Onemogući SPI prekid. Bit 6 - (SPE): SPI Omogući bit 1 = Omogući SPI. 0 = Onemogući SPI. Bit 5 - (DORD): Bit za prijenos podataka 1 = LSB se prvo prenosi. 0 = MSB se prvo prenosi. Bit 4 - (MSTR): Master/Slave Select bit 1 = Master način. 0 = Slave način rada. Bit 3 - (CPOL): Bit za odabir polariteta sata. 1 = Sat počinje od logičkog. 0 = Sat počinje od logičke nule. Bit 2 - (CPHA): Bit za odabir faze takta. 1 = Uzorak podataka na stražnjoj ivici sata. 0 = Uzorak podataka na prednjoj ivici sata. Bit 1: 0 - (SPR1): SPR0 SPI brzina odabira bita

SPSR: Registar statusa SPI

Bit 7 - SPIF: SPI bit zastavice za prekid

Ova zastavica se postavlja kada je serijski prijenos dovršen. Postavite se i kad je SS pin nisko u glavnom načinu rada. Može generirati prekid kada je SPIE bit u SPCR -u i omogućen globalni prekid. Bit 6 - WCOL: Zapisivanje bit zastavice sudara Ovaj bit se postavlja kada se tijekom prethodnog prijenosa podataka upiše upis u SPI podatke. Bit 5: 1 - Rezervirani bitovi Bit 0 - SPI2X: Dvostruki bit brzine SPI Kad je postavljeno, brzina SPI (frekvencija SCK) se udvostručuje.

SPDR:

Bit 7: 0- SPI registar podataka koji se koristi za prijenos podataka između datoteke registra i registra pomaka SPI.

Zapisivanje u SPDR pokreće prijenos podataka.

Glavni način rada:

Master zapisuje bajt podataka u SPDR, upisuje u SPDR i započinje prijenos podataka. 8-bitni podaci počinju se pomicati prema podređenom, a nakon potpunog pomaka bajtova, SPI generator sata se zaustavlja i SPIF bit se postavlja.

Podređeni način rada:

Podređeno SPI sučelje ostaje u stanju mirovanja sve dok SS pin visoko drži master. Aktivira se samo kada SS pin padne na nisko, a započeti traženi podaci pomaknuti s dolaznim SCK satom s majstora. I postavite SPIF nakon potpunog pomaka bajta.

Korak 3: Kodiranje i implementacija

Kao dijagram kruga radi dobro. Molimo spojite kao dijagram.

Kodovi su testirani na mom računaru.

Svi su ti kodovi izvučeni s interneta nakon dugog istraživanja.

Užurbano je pronaći ispravan kôd za vaš modul i naravno..

Imao sam iste probleme s povezivanjem i prolaskom.

Nakon 2 tjedna testiranja mnogih skupova programa otkrio sam da je ovaj skup kodova ispravan.

Arduino Nano 3.0 modul s CH340G USB-Serial-TTL. & driver je (CH341SER.zip) priložen uz ovaj projekt.

Ovo je savršen skup programa za provedbu ovog projekta.

"SPI.h" je iz Arduinove (softverske) zadane knjižnice.

Knjižnica "MFRC" data je sa stvarnim Arduino Nano kodiranjem …

Nadam se da ćete uživati

Korak 4: Rezultati i zaključci

Rezultati su prikazani u Arduinovom Serial-Monitoru koji može čitati i pisati serijske podatke (s računala). Čak i možete koristiti Putty/Hyperterminal itd. Također postavljanjem boud-rate, start i stop bitova.

Korišteni softver:

• Arduino 1.0.5-r2
• CH341SER.zip za FTDI (čip CH340G)
• Putty/Hyperterminal se također može koristiti za serijsku komunikaciju putem računala

Korišteni hardver

• Modul MFRC522+ SmartTag+ privjesak za ključeve - s "ebay.in"
• ARduino Nano 3.0 - s "ebay.in"