Antarmuka RFID MFRC522 Mudah Dengan Arduino Nano: 4 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Kontrol akses adalah mekanisme di bidang keamanan fisik dan keamanan informasi, untuk membatasi akses/entri anonim ke sumber daya organisasi atau wilayah geografis. Tindakan mengakses dapat berarti mengkonsumsi, memasuki, atau menggunakan. Izin untuk mengakses sumber daya disebut otorisasi.

Keamanan fisik

Kontrol akses geografis dapat dilakukan oleh personel (misalnya, penjaga perbatasan, penjaga, pemeriksa tiket), atau dengan perangkat seperti pintu putar (gerbang penyekat). Kontrol akses dalam arti sempit (secara fisik mengontrol akses itu sendiri) adalah sistem untuk memeriksa keberadaan resmi, lihat mis. Pengendali tiket (transportasi). Contoh lain adalah kontrol keluar, mis. toko (checkout) atau negara [rujukan?]. Istilah kontrol akses mengacu pada praktik membatasi pintu masuk ke properti, bangunan, atau ruangan untuk orang yang berwenang.

Informasi keamanan

Kontrol akses elektronik menggunakan komputer untuk mengatasi keterbatasan kunci dan kunci mekanis. Berbagai kredensial dapat digunakan untuk mengganti kunci mekanis. Sistem kontrol akses elektronik memberikan akses berdasarkan kredensial yang disajikan. Ketika akses diberikan, pintu dibuka untuk waktu yang telah ditentukan dan transaksi dicatat. Ketika akses ditolak, pintu tetap terkunci dan akses yang dicoba dicatat. Sistem juga akan memantau pintu dan alarm jika pintu dibuka paksa atau dibuka terlalu lama setelah dibuka kuncinya.

Operasi di Kontrol akses

Ketika kredensial disajikan kepada pembaca (perangkat), pembaca mengirimkan informasi kredensial, biasanya nomor, ke panel kontrol, prosesor yang sangat andal. Panel kontrol membandingkan nomor kredensial dengan daftar kontrol akses, mengabulkan atau menolak permintaan yang diajukan, dan mengirimkan log transaksi ke database. Ketika akses ditolak berdasarkan daftar kontrol akses, pintu tetap terkunci. Jika ada kecocokan antara kredensial dan daftar kontrol akses, panel kontrol mengoperasikan relai yang pada gilirannya membuka kunci pintu. Panel kontrol juga mengabaikan sinyal pintu terbuka untuk mencegah alarm. Seringkali pembaca memberikan umpan balik, seperti LED merah yang berkedip untuk akses yang ditolak dan LED hijau yang berkedip untuk akses yang diberikan.

Faktor otentikasi informasi:

• sesuatu yang diketahui pengguna, mis. kata sandi, frasa sandi, atau PIN
• sesuatu yang dimiliki pengguna, seperti smart card atau key fob
• sesuatu pengguna, seperti sidik jari, diverifikasi oleh pengukuran biometrik.

Mandat

Kredensial adalah objek fisik/nyata, sepotong pengetahuan, atau aspek fisik seseorang, yang memungkinkan akses individu ke fasilitas fisik tertentu atau sistem informasi berbasis komputer. Biasanya, kredensial dapat berupa sesuatu yang diketahui seseorang (seperti nomor atau PIN), sesuatu yang mereka miliki (seperti lencana akses), sesuatu yang mereka miliki (seperti fitur biometrik) atau kombinasi dari item-item ini. Ini dikenal sebagai otentikasi multi-faktor. Kredensial tipikal adalah kartu akses atau key-fob, dan perangkat lunak yang lebih baru juga dapat mengubah ponsel cerdas pengguna menjadi perangkat akses.

Teknologi kartu:

Termasuk strip magnetik, kode batang, Wiegand, kedekatan 125 kHz, gesek kartu 26-bit, kartu smart kontak, dan kartu smart contact less. Juga tersedia gantungan kunci, yang lebih ringkas dari kartu ID, dan dipasang pada gantungan kunci. Teknologi biometrik termasuk sidik jari, pengenalan wajah, pengenalan iris, pemindaian retina, suara, dan geometri tangan. Teknologi biometrik bawaan yang ditemukan pada ponsel cerdas yang lebih baru juga dapat digunakan sebagai kredensial bersama dengan perangkat lunak akses yang berjalan di perangkat seluler. Selain teknologi akses kartu yang lebih tradisional, teknologi yang lebih baru seperti Near field communication (NFC) dan Bluetooth low energy (BLE) juga memiliki potensi untuk mengomunikasikan kredensial pengguna kepada pembaca untuk akses sistem atau gedung.

Komponen: Berbagai komponen sistem kontrol adalah: -

• Titik kontrol akses dapat berupa pintu, pintu putar, gerbang parkir, lift, atau penghalang fisik lainnya, di mana pemberian akses dapat dikontrol secara elektronik.
• Biasanya, titik akses adalah pintu.
• Pintu kontrol akses elektronik dapat berisi beberapa elemen. Pada dasarnya, ada kunci listrik yang berdiri sendiri. Kunci dibuka oleh operator dengan sakelar.
• Untuk mengotomatisasi ini, intervensi operator digantikan oleh pembaca. Pembaca dapat berupa papan tombol tempat kode dimasukkan, dapat berupa pembaca kartu, atau dapat berupa pembaca biometrik.

Topologi:

Topologi dominan sekitar tahun 2009 adalah hub dan spoke dengan panel kontrol sebagai hub, dan pembaca sebagai jari-jari. Fungsi pencarian dan kontrol ada di panel kontrol. Jari-jari berkomunikasi melalui koneksi serial; biasanya RS-485. Beberapa manufaktur mendorong pengambilan keputusan ke tepi dengan menempatkan pengontrol di pintu. Kontroler diaktifkan IP, dan terhubung ke host dan database menggunakan jaringan standar.

Jenis pembaca RDID:

1. Pembaca dasar (tidak cerdas): cukup baca nomor kartu atau PIN, dan teruskan ke panel kontrol. Dalam hal identifikasi biometrik, pembaca tersebut menampilkan nomor ID pengguna. Biasanya, protokol Wiegand digunakan untuk mentransmisikan data ke panel kontrol, tetapi opsi lain seperti RS-232, RS-485 dan Clock/Data tidak jarang. Ini adalah jenis pembaca kontrol akses yang paling populer. Contoh pembaca tersebut adalah RF Tiny oleh RFLOGICS, ProxPoint oleh HID, dan P300 oleh Farpointe Data.
2. Pembaca semi-cerdas: memiliki semua input dan output yang diperlukan untuk mengontrol perangkat keras pintu (kunci, kontak pintu, tombol keluar), tetapi jangan membuat keputusan akses apa pun. Ketika pengguna menyajikan kartu atau memasukkan PIN, pembaca mengirimkan informasi ke pengontrol utama, dan menunggu tanggapannya. Jika koneksi ke pengontrol utama terputus, pembaca tersebut berhenti bekerja, atau berfungsi dalam mode terdegradasi. Biasanya pembaca semi-cerdas terhubung ke panel kontrol melalui bus RS-485. Contoh pembaca tersebut adalah InfoProx Lite IPL200 oleh CEM Systems, dan AP-510 oleh Apollo.
3. Pembaca cerdas: memiliki semua input dan output yang diperlukan untuk mengontrol perangkat keras pintu; mereka juga memiliki memori dan kekuatan pemrosesan yang diperlukan untuk membuat keputusan akses secara mandiri. Seperti pembaca semi-cerdas, mereka terhubung ke panel kontrol melalui bus RS-485. Panel kontrol mengirimkan pembaruan konfigurasi, dan mengambil peristiwa dari pembaca. Contoh pembaca semacam itu adalah InfoProx IPO200 oleh CEM Systems, dan AP-500 oleh Apollo. Ada juga generasi baru pembaca cerdas yang disebut sebagai "pembaca IP". Sistem dengan pembaca IP biasanya tidak memiliki panel kontrol tradisional, dan pembaca berkomunikasi langsung ke PC yang bertindak sebagai host.

Risiko Keamanan:

Risiko keamanan yang paling umum dari penyusupan melalui sistem kontrol akses adalah dengan hanya mengikuti pengguna yang sah melalui pintu, dan ini disebut sebagai "tailgating". Seringkali pengguna yang sah akan menahan pintu untuk penyusup. Risiko ini dapat diminimalkan melalui pelatihan kesadaran keamanan dari populasi pengguna.

Kategori utama dari kontrol akses adalah:

• Kontrol akses wajib
• Kontrol akses diskresioner
• Kontrol akses berbasis peran
• Kontrol akses berbasis aturan.

Langkah 1: Teknologi RFID

Def: Identifikasi frekuensi radio (RFID) adalah penggunaan nirkabel medan elektromagnetik untuk mentransfer data, untuk tujuan mengidentifikasi dan melacak tag yang melekat pada objek secara otomatis. Tag berisi informasi yang disimpan secara elektronik.

RFID adalah teknologi yang menggabungkan penggunaan kopling elektromagnetik atau elektrostatik di bagian frekuensi radio (RF) dari spektrum elektromagnetik untuk mengidentifikasi objek, hewan, atau orang secara unik.

Pembaca identifikasi frekuensi radio (RFID reader) adalah perangkat yang digunakan untuk mengumpulkan informasi dari tag RFID, yang digunakan untuk melacak objek individual. Gelombang radio digunakan untuk mentransfer data dari tag ke pembaca.

Aplikasi RFID:

1. Label pelacakan hewan, dimasukkan di bawah kulit, bisa seukuran beras.
2. Tag dapat berbentuk sekrup untuk mengidentifikasi pohon atau barang kayu.
3. Berbentuk kartu kredit untuk digunakan dalam aplikasi akses.
4. Label plastik keras anti-pencurian yang melekat pada barang dagangan di toko juga merupakan tag RFID.
5. Transponder persegi panjang 120 x 100 x 50 milimeter tugas berat digunakan untuk melacak kontainer pengiriman, atau mesin berat, truk, dan gerbong.
6. Di laboratorium yang aman, pintu masuk perusahaan, dan bangunan umum, hak akses harus dikontrol.

Sinyal:

Sinyal diperlukan untuk membangunkan atau mengaktifkan tag dan ditransmisikan melalui antena. Sinyal itu sendiri adalah bentuk energi yang dapat digunakan untuk memberi daya pada tag. Transponder adalah bagian dari tag RFID yang mengubah frekuensi radio menjadi daya yang dapat digunakan, serta mengirim dan menerima pesan. Aplikasi RFID untuk akses personel biasanya menggunakan sistem frekuensi rendah, 135 KHz, untuk deteksi lencana.

Persyaratan untuk RFID:

1. Pembaca, yang terhubung ke (atau terintegrasi dengan)
2. Antena, yang mengirimkan sinyal radio
3. Sebuah tag (atau transponder) yang mengembalikan sinyal dengan informasi yang ditambahkan.

Pembaca RFID biasanya terhubung ke komputer/sistem pihak ketiga yang menerima (dan menyimpan) kejadian terkait RFID dan menggunakan kejadian ini untuk memicu tindakan. Dalam industri keamanan sistem itu mungkin berupa sistem kontrol akses gedung, di industri parkir kemungkinan besar adalah manajemen parkir atau sistem kontrol akses kendaraan. Di perpustakaan itu mungkin sistem manajemen perpustakaan.

Masalah Umum dengan RFID:

• Tabrakan pembaca:
• Tabrakan tanda.

Tabrakan pembaca terjadi ketika sinyal dari dua atau lebih pembaca tumpang tindih. Tag tidak dapat menanggapi kueri secara bersamaan. Sistem harus diatur dengan hati-hati untuk menghindari masalah ini. Sistem harus diatur dengan hati-hati untuk menghindari masalah ini; banyak sistem menggunakan protokol anti-tabrakan (protokol singulasi). Protokol anti-tabrakan memungkinkan tag bergiliran mengirimkan ke pembaca.

Tabrakan tag terjadi ketika banyak tag hadir di area kecil; tetapi karena waktu baca sangat cepat, lebih mudah bagi vendor untuk mengembangkan sistem yang memastikan bahwa tag merespons satu per satu.

Langkah 2: SPI Dengan Diagram Sirkuit

Atmega328 memiliki SPI bawaan yang digunakan untuk berkomunikasi dengan perangkat yang mendukung SPI seperti ADC, EEPROM, dll.

Komunikasi SPI

Serial Peripheral Interface (SPI) adalah protokol koneksi antarmuka bus yang awalnya dimulai oleh Motorola Corp. Menggunakan empat pin untuk komunikasi.

• SDI (Masukan Data Berurutan)
• SDO (Keluaran Data Serial),
• SCLK (Jam Serial)
• CS (Pilihan Chip)

Ini memiliki dua pin untuk transfer data yang disebut sebagai SDI (Serial Data Input) dan SDO (Serial Data Output). SCLK (Serial -Clock) pin digunakan untuk sinkronisasi transfer data dan Master menyediakan jam ini. Pin CS (Chip Select) digunakan oleh master untuk memilih perangkat slave.

Perangkat SPI memiliki register geser 8-bit untuk mengirim dan menerima data. Setiap kali master perlu mengirim data, ia menempatkan data pada register geser dan menghasilkan jam yang diperlukan. Setiap kali master ingin membaca data, budak menempatkan data pada register geser dan master menghasilkan jam yang diperlukan. Perhatikan bahwa SPI adalah protokol komunikasi dupleks penuh yaitu data pada register geser master dan slave dipertukarkan pada waktu yang sama.

ATmega32 memiliki modul SPI bawaan. Ini dapat bertindak sebagai perangkat SPI master dan slave.

Pin komunikasi SPI pada AVR ATmega adalah:

• MISO (Master In Slave Out) = Master menerima data dan slave mengirimkan data melalui pin ini.
• MOSI (Master Out Slave In) = Master mengirimkan data dan slave menerima data melalui pin ini.
• SCK (Shift Clock) = Master menghasilkan clock ini untuk komunikasi, yang digunakan oleh perangkat slave. Hanya master yang dapat memulai jam serial.
• SS (Slave Select) = Master dapat memilih slave melalui pin ini.

ATmega32 Rgister yang digunakan untuk mengkonfigurasi komunikasi SPI:

• Daftar Kontrol SPI,
• Daftar Status SPI dan
• Daftar Data SPI.

SPCR: Daftar Kontrol SPI

Bit 7 – (SPIE): SPI Interrupt Aktifkan bit

1 = Aktifkan interupsi SPI. 0 = Nonaktifkan interupsi SPI. Bit 6 – (SPE): SPI Aktifkan bit 1 = Aktifkan SPI. 0 = Nonaktifkan SPI. Bit 5 – (DORD): Data Order bit 1 = LSB ditransmisikan terlebih dahulu. 0 = MSB ditransmisikan terlebih dahulu. Bit 4 – (MSTR): Pilih Master/Slave bit 1 = Mode master. 0 = Mode Budak. Bit 3 – (CPOL): Polaritas Jam Pilih bit. 1 = Jam mulai dari yang logis. 0 = Jam mulai dari logika nol. Bit 2 – (CPHA): Fase Jam Pilih bit. 1 = Sampel data pada trailing clock edge. 0 = Sampel data pada tepi jam terdepan. Bit 1:0 –(SPR1): SPR0 SPI Kecepatan Jam Pilih bit

SPSR: Daftar Status SPI

Bit 7 – SPIF: Bit flag interupsi SPI

Bendera ini disetel saat transfer serial selesai. Juga bisa diatur ketika pin SS didorong rendah dalam mode master. Itu dapat menghasilkan interupsi ketika bit SPIE di SPCR dan interupsi global diaktifkan. Bit 6 – WCOL: Write Collision Flag bit Bit ini diset ketika penulisan register data SPI terjadi selama transfer data sebelumnya. Bit 5:1 – Bit Cadangan Bit 0 – SPI2X: Bit Kecepatan SPI Ganda Saat disetel, kecepatan SPI (frekuensi SCK) menjadi dua kali lipat.

SPDR:

Bit 7:0- Register data SPI digunakan untuk mentransfer data antara file Register dan Register Geser SPI.

Menulis ke SPDR memulai transmisi data.

Modus utama:

Master menulis byte data dalam SPDR, menulis ke SPDR memulai transmisi data. Data 8-bit mulai bergeser ke arah slave dan setelah pergeseran byte lengkap, generator jam SPI berhenti dan bit SPIF diatur.

Modus budak:

Antarmuka Slave SPI tetap tidur selama pin SS dipegang tinggi oleh master. Ini hanya aktif ketika pin SS drive ke rendah, dan mulai data yang diminta digeser keluar dengan jam SCK yang masuk dari master. Dan setel SPIF setelah benar-benar bergeser satu byte.

Langkah 3: Pengodean dan Implementasi

Sebagai diagram sirkuit itu bekerja dengan baik. Silakan hubungkan sebagai diagram.

Kode diuji di PC saya.

Semua kode ini diekstraksi dari internet setelah eksplorasi yang lama.

Sangat sibuk untuk menemukan kode yang benar untuk modul Anda dan tentu saja..

Saya memiliki masalah yang sama untuk terhubung dan dijalankan.

Setelah 2 minggu menguji banyak set program, saya menemukan set kode ini Benar.

Modul Arduino Nano 3.0 dengan CH340G USB-Serial-TTL. & driver (CH341SER.zip) dilampirkan dengan proyek ini.

Ini adalah rangkaian program yang sempurna untuk mengimplementasikan proyek ini.

"SPI.h" berasal dari perpustakaan default (perangkat lunak) Arduino.

Pustaka "MFRC" diberikan dengan pengkodean Arduino Nano yang sebenarnya…

Saya harap Anda akan menikmati

Langkah 4: Hasil dan Kesimpulan

Hasil ditampilkan dalam Serial-Monitor Arduino yang mampu membaca-tulis data serial (ke-dari PC). Bahkan Anda dapat menggunakan Putty/Hyperterminal dll juga dengan mengatur boud-rate, start dan stop bit.

Perangkat Lunak yang Digunakan:

• Arduino 1.0.5-r2
• CH341SER.zip untuk FTDI (chip CH340G)
• Putty/Hyperterminal juga dapat digunakan untuk komunikasi serial melalui PC

Perangkat Keras Digunakan

• Modul MFRC522+ SmartTag+KeyChain - dari "ebay.in"
• ARduino Nano 3.0 - dari "ebay.in"