ShaolinZhang 发表于 2015-11-12 22:58:42

【Hack上海】Intelligent Wardrobe 智能衣橱

本帖最后由 ShaolinZhang 于 2015-11-12 23:11 编辑

作为本次获得主办方特许的两支高!中!生!参赛队伍之一,能获得评委的认可是很不容易的呢!于是我们做了一个硬件!智能硬件!还在24小时内做了Android和iOS端的Demo软件!
0x01 硬件部分




我们使用了DFRobot赞助的Arduino Bluno兼容板和手机进行蓝牙通讯,然后通过RFID读卡器(RC522)来读取被动式非接触芯片,也就是植入于衣服的芯片,在demo我们在衣架上黏了个id卡。然后通过简单的拿取衣服,我们的arduino就会给app上位机发送之前录入的衣服的信息,在通过手机app把信息共享给社区。





这里不得不说说这块RC522,我们周六的时候发现手头上唯一的一块RC522坏掉了...于是啊,连夜顺丰速递送,总算是在周日一大早拿到了崭新的芯片与复旦卡。




/*
* this is beta 3.0
* old features: communication with android app all done
*            *optimise the loop
* new features: added get_cloth()

*/

#include <SPI.h>

#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int

//data array maxium length
#define MAX_LEN 16

#define PCD_IDLE 0x00 //NO action; cancel current commands
#define PCD_AUTHENT 0x0E //verify password key
#define PCD_RECEIVE 0x08 //receive data
#define PCD_TRANSMIT 0x04 //send data
#define PCD_TRANSCEIVE 0x0C //send and receive data
#define PCD_RESETPHASE 0x0F //reset
#define PCD_CALCCRC 0x03 //CRC check and caculation

//Mifare_One card command bits
#define PICC_REQIDL 0x26 //Search the cards that not into sleep mode in the antenna area
#define PICC_REQALL 0x52 //Search all the cards in the antenna area
#define PICC_ANTICOLL 0x93 //prevent conflict
#define PICC_SElECTTAG 0x93 //select card
#define PICC_AUTHENT1A 0x60 //verify A password key
#define PICC_AUTHENT1B 0x61 //verify B password key
#define PICC_READ 0x30 //read
#define PICC_WRITE 0xA0 //write
#define PICC_DECREMENT 0xC0 //deduct value
#define PICC_INCREMENT 0xC1 //charge up value
#define PICC_RESTORE 0xC2 //Restore data into buffer
#define PICC_TRANSFER 0xB0 //Save data into buffer
#define PICC_HALT 0x50 //sleep mode


//THe mistake code that return when communicate with MF522
#define MI_OK 0
#define MI_NOTAGERR 1
#define MI_ERR 2


//------------------MFRC522 register ---------------
//Page 0:Command and Status
#define Reserved00 0x00
#define CommandReg 0x01
#define CommIEnReg 0x02
#define DivlEnReg 0x03
#define CommIrqReg 0x04
#define DivIrqReg 0x05
#define ErrorReg 0x06
#define Status1Reg 0x07
#define Status2Reg 0x08
#define FIFODataReg 0x09
#define FIFOLevelReg 0x0A
#define WaterLevelReg 0x0B
#define ControlReg 0x0C
#define BitFramingReg 0x0D
#define CollReg 0x0E
#define Reserved01 0x0F
//Page 1:Command
#define Reserved10 0x10
#define ModeReg 0x11
#define TxModeReg 0x12
#define RxModeReg 0x13
#define TxControlReg 0x14
#define TxAutoReg 0x15
#define TxSelReg 0x16
#define RxSelReg 0x17
#define RxThresholdReg 0x18
#define DemodReg 0x19
#define Reserved11 0x1A
#define Reserved12 0x1B
#define MifareReg 0x1C
#define Reserved13 0x1D
#define Reserved14 0x1E
#define SerialSpeedReg 0x1F
//Page 2:CFG
#define Reserved20 0x20
#define CRCResultRegM 0x21
#define CRCResultRegL 0x22
#define Reserved21 0x23
#define ModWidthReg 0x24
#define Reserved22 0x25
#define RFCfgReg 0x26
#define GsNReg 0x27
#define CWGsPReg 0x28
#define ModGsPReg 0x29
#define TModeReg 0x2A
#define TPrescalerReg 0x2B
#define TReloadRegH 0x2C
#define TReloadRegL 0x2D
#define TCounterValueRegH 0x2E
#define TCounterValueRegL 0x2F
//Page 3:TestRegister
#define Reserved30 0x30
#define TestSel1Reg 0x31
#define TestSel2Reg 0x32
#define TestPinEnReg 0x33
#define TestPinValueReg 0x34
#define TestBusReg 0x35
#define AutoTestReg 0x36
#define VersionReg 0x37
#define AnalogTestReg 0x38
#define TestDAC1Reg 0x39
#define TestDAC2Reg 0x3A
#define TestADCReg 0x3B
#define Reserved31 0x3C
#define Reserved32 0x3D
#define Reserved33 0x3E
#define Reserved34 0x3F
//-----------------------------------------------

//4 bytes Serial number of card, the 5 bytes is verfiy bytes
uchar serNum;

String cloth1 = "";
String cloth2 = "";
String cloth3 = "";
int num_cloth = 1;

String comdata = "";
String numData="";
String charData="";

int communication_flag = 0;

const int chipSelectPin = 10;
const int NRSTPD = 5;

char clothid1[] = "";
char clothid2[] = "";
char clothid3[] = "";

int count_cloth = 0;



void send_info(){}

void setup()
{
    Serial.begin(115200);                  
    Serial.print("Arduino ready!");//连接上电脑时发送一个字符串
    SPI.begin();
    pinMode(chipSelectPin,OUTPUT); // Set digital pin 10 as OUTPUT to connect it to the RFID /ENABLE pin
    digitalWrite(chipSelectPin, LOW); // Activate the RFID reader
    pinMode(NRSTPD,OUTPUT); // Set digital pin 5 , Not Reset and Power-down
   
    MFRC522_Init();
}

void loop()
{


    get_cloth(cloth1,cloth2,cloth3);
    while (Serial.available() > 0)
    {
      get_cloth(cloth1,cloth2,cloth3);
      send_info();   
      get_reading();
    }
      if(comdata.length() > 0){
         comm_new_cloth(comdata);
       comdata = "";
      }

}



// send_info(){
//if
   
//}
String comm_new_cloth(String data){
      Serial.println("comdata:");      
      for(int i=0;i<data.length();i++){
      switch(num_cloth){
          case 1: cloth1 += (char)data;break;
          case 2: cloth2 += (char)data;break;
          case 3: cloth3 += (char)data;break;
      }
      }
      Serial.println("cloth one is: ");
      Serial.println(cloth1);
      Serial.println("cloth two is: ");      
      Serial.println(cloth2);
      Serial.println("cloth three is: ");
      Serial.println(cloth3);

      num_cloth++;
      data = "";
   
      return(cloth1);
      return(cloth2);
      return(cloth3);
   
}


String get_reading(){
comdata += char(Serial.read());
delay(2);
return(comdata);
}



String get_cloth(String c1, String c2, String c3){
   
    uchar status;
    uchar str;   
    // Search card, return card types
    status = MFRC522_Request(PICC_REQIDL, str);
    if (status != MI_OK)
    {
      return("");
    }   
    // Show card type
    ShowCardType(str);                  //Prevent conflict, return the 4 bytes Serial number of the card
    status = MFRC522_Anticoll(str);    // str: serial number of the card
    if (status == MI_OK)
    {
      Serial.print("The card's number is: ");
      memcpy(serNum, str, 5);
      ShowCardID(serNum);          // Check people associated with card ID
      uchar* id = serNum;
      if( id==0xDE && id==0xCA && id==0x4A && id==0x2B ) {
          count_cloth++;
          switch(count_cloth){
            case 1:   for(int i=0; i<4; i++){
                      clothid1 = 0x0F & (id>>4);
                      Serial.print(c1);
                      }break;
                     
                     // 0x0F & id;
            case 2:   for(int i=0; i<4; i++){
                      clothid2 = 0x0F & (id>>4);
                      Serial.print(c2);
                      }break;
            case 3:for(int i=0; i<4; i++){
                      clothid3 = 0x0F & (id>>4);
                      Serial.print(c3);
                      }break;         
            }
            
      } else if(id==0x99 && id==0x0F && id==0x82 && id==0x4A) {
               count_cloth++;
          switch(count_cloth){
            case 1:   for(int i=0; i<4; i++){
                      clothid1 = 0x0F & (id>>4);
                      Serial.print(c1);
                      }break;
                     
                     // 0x0F & id;
            case 2:   for(int i=0; i<4; i++){
                      clothid2 = 0x0F & (id>>4);
                      Serial.print(c2);
                      }break;
            case 3:for(int i=0; i<4; i++){
                      clothid3 = 0x0F & (id>>4);
                      Serial.print(c3);
                      }break;         
            }
      }
      else if(id==0x93 && id==0xBD && id==0x4A && id==0x2B) {
                     count_cloth++;
          switch(count_cloth){
            case 1:   for(int i=0; i<4; i++){
                      clothid1 = 0x0F & (id>>4);
                      Serial.print(c1);
                      }break;
                     
                     // 0x0F & id;
            case 2:   for(int i=0; i<4; i++){
                      clothid2 = 0x0F & (id>>4);
                      Serial.print(c2);
                      }break;
            case 3:for(int i=0; i<4; i++){
                      clothid3 = 0x0F & (id>>4);
                      Serial.print(c3);
                      }break;         
            }
      }   
delay(300);
}

    MFRC522_Halt(); //command the card into sleep mode   


}
/*
texture
long/short
thick
color
price
brand
type

*/





/*
* Function:ShowCardID
* Description:Show Card ID
* Input parameter:ID string
* Return:Null
*/
void ShowCardID(uchar *id)
{
    int IDlen=4;
    for(int i=0; i<IDlen; i++){
      Serial.print(0x0F & (id>>4), HEX);
      Serial.print(0x0F & id,HEX);
   
    }
    Serial.println("");
   
}

/*
* Function:ShowCardType
* Description:Show Card type
* Input parameter:Type string
* Return:Null
*/
void ShowCardType(uchar* type)
{
    Serial.print("Card type: ");
    if(type==0x04&&type==0x00)
      Serial.println("MFOne-S50");
    else if(type==0x02&&type==0x00)
      Serial.println("MFOne-S70");
    else if(type==0x44&&type==0x00)
      Serial.println("MF-UltraLight");
    else if(type==0x08&&type==0x00)
      Serial.println("MF-Pro");
    else if(type==0x44&&type==0x03)
      Serial.println("MF Desire");
    else
      Serial.println("Unknown");
}

/*
* Function:Write_MFRC5200
* Description:write a byte data into one register of MR RC522
* Input parameter:addr--register address;val--the value that need to write in
* Return:Null
*/
void Write_MFRC522(uchar addr, uchar val)
{
    digitalWrite(chipSelectPin, LOW);

    //address format:0XXXXXX0
    SPI.transfer((addr<<1)&0x7E);
    SPI.transfer(val);
   
    digitalWrite(chipSelectPin, HIGH);
}


/*
* Function:Read_MFRC522
* Description:read a byte data into one register of MR RC522
* Input parameter:addr--register address
* Return:return the read value
*/
uchar Read_MFRC522(uchar addr)
{
    uchar val;

    digitalWrite(chipSelectPin, LOW);

    //address format:1XXXXXX0
    SPI.transfer(((addr<<1)&0x7E) | 0x80);
    val =SPI.transfer(0x00);
   
    digitalWrite(chipSelectPin, HIGH);
   
    return val;
}

/*
* Function:SetBitMask
* Description:set RC522 register bit
* Input parameter:reg--register address;mask--value
* Return:null
*/
void SetBitMask(uchar reg, uchar mask)
{
    uchar tmp;
    tmp = Read_MFRC522(reg);
    Write_MFRC522(reg, tmp | mask); // set bit mask
}


/*
* Function:ClearBitMask
* Description:clear RC522 register bit
* Input parameter:reg--register address;mask--value
* Return:null
*/
void ClearBitMask(uchar reg, uchar mask)
{
    uchar tmp;
    tmp = Read_MFRC522(reg);
    Write_MFRC522(reg, tmp & (~mask)); // clear bit mask
}


/*
* Function:AntennaOn
* Description:Turn on antenna, every time turn on or shut down antenna need at least 1ms delay
* Input parameter:null
* Return:null
*/
void AntennaOn(void)
{
    uchar temp;

    temp = Read_MFRC522(TxControlReg);
    if (!(temp & 0x03))
    {
      SetBitMask(TxControlReg, 0x03);
    }
}


/*
* Function:AntennaOff
* Description:Turn off antenna, every time turn on or shut down antenna need at least 1ms delay
* Input parameter:null
* Return:null
*/
void AntennaOff(void)
{
    ClearBitMask(TxControlReg, 0x03);
}


/*
* Function:ResetMFRC522
* Description: reset RC522
* Input parameter:null
* Return:null
*/
void MFRC522_Reset(void)
{
    Write_MFRC522(CommandReg, PCD_RESETPHASE);
}


/*
* Function:InitMFRC522
* Description:initilize RC522
* Input parameter:null
* Return:null
*/
void MFRC522_Init(void)
{
    digitalWrite(NRSTPD,HIGH);

    MFRC522_Reset();
         
    //Timer: TPrescaler*TreloadVal/6.78MHz = 24ms
    Write_MFRC522(TModeReg, 0x8D); //Tauto=1; f(Timer) = 6.78MHz/TPreScaler
    Write_MFRC522(TPrescalerReg, 0x3E); //TModeReg + TPrescalerReg
    Write_MFRC522(TReloadRegL, 30);
    Write_MFRC522(TReloadRegH, 0);
   
    Write_MFRC522(TxAutoReg, 0x40); //100%ASK
    Write_MFRC522(ModeReg, 0x3D); //CRC initilizate value 0x6363 ???

    //ClearBitMask(Status2Reg, 0x08); //MFCrypto1On=0
    //Write_MFRC522(RxSelReg, 0x86); //RxWait = RxSelReg
    //Write_MFRC522(RFCfgReg, 0x7F); //RxGain = 48dB

    AntennaOn(); //turn on antenna
}


/*
* Function:MFRC522_Request
* Description:Searching card, read card type
* Input parameter:reqMode--search methods,
* TagType--return card types
* 0x4400 = Mifare_UltraLight
* 0x0400 = Mifare_One(S50)
* 0x0200 = Mifare_One(S70)
* 0x0800 = Mifare_Pro(X)
* 0x4403 = Mifare_DESFire
* return:return MI_OK if successed
*/
uchar MFRC522_Request(uchar reqMode, uchar *TagType)
{
    uchar status;
    uint backBits; //the data bits that received

    Write_MFRC522(BitFramingReg, 0x07); //TxLastBists = BitFramingReg ???
   
    TagType = reqMode;
    status = MFRC522_ToCard(PCD_TRANSCEIVE, TagType, 1, TagType, &backBits);

    if ((status != MI_OK) || (backBits != 0x10))
    {
      status = MI_ERR;
    }
   
    return status;
}


/*
* Function:MFRC522_ToCard
* Description:communicate between RC522 and ISO14443
* Input parameter:command--MF522 command bits
* sendData--send data to card via rc522
* sendLen--send data length
* backData--the return data from card
* backLen--the length of return data
* return:return MI_OK if successed
*/
uchar MFRC522_ToCard(uchar command, uchar *sendData, uchar sendLen, uchar *backData, uint *backLen)
{
    uchar status = MI_ERR;
    uchar irqEn = 0x00;
    uchar waitIRq = 0x00;
    uchar lastBits;
    uchar n;
    uint i;

    switch (command)
    {
      case PCD_AUTHENT: //verify card password
      {
            irqEn = 0x12;
            waitIRq = 0x10;
            break;
      }
      case PCD_TRANSCEIVE: //send data in the FIFO
      {
            irqEn = 0x77;
            waitIRq = 0x30;
            break;
      }
      default:
            break;
    }
   
    Write_MFRC522(CommIEnReg, irqEn|0x80); //Allow interruption
    ClearBitMask(CommIrqReg, 0x80); //Clear all the interrupt bits
    SetBitMask(FIFOLevelReg, 0x80); //FlushBuffer=1, FIFO initilizate
   
    Write_MFRC522(CommandReg, PCD_IDLE); //NO action;cancel current command ???

    //write data into FIFO
    for (i=0; i<sendLen; i++)
    {
      Write_MFRC522(FIFODataReg, sendData);
    }

    //procceed it
    Write_MFRC522(CommandReg, command);
    if (command == PCD_TRANSCEIVE)
    {
      SetBitMask(BitFramingReg, 0x80); //StartSend=1,transmission of data starts
    }
   
    //waite receive data is finished
    i = 2000; //i should adjust according the clock, the maxium the waiting time should be 25 ms???
    do
    {
      //CommIrqReg
      //Set1 TxIRq RxIRq IdleIRq HiAlerIRq LoAlertIRq ErrIRq TimerIRq
      n = Read_MFRC522(CommIrqReg);
      i--;
    }
    while ((i!=0) && !(n&0x01) && !(n&waitIRq));

    ClearBitMask(BitFramingReg, 0x80); //StartSend=0
   
    if (i != 0)
    {
      if(!(Read_MFRC522(ErrorReg) & 0x1B)) //BufferOvfl Collerr CRCErr ProtecolErr
      {
            status = MI_OK;
            if (n & irqEn & 0x01)
            {
                status = MI_NOTAGERR; //??
            }
            
            if (command == PCD_TRANSCEIVE)
            {
                n = Read_MFRC522(FIFOLevelReg);
                lastBits = Read_MFRC522(ControlReg) & 0x07;
                if (lastBits)
                {
                  *backLen = (n-1)*8 + lastBits;
                }
                else
                {
                  *backLen = n*8;
                }
               
                if (n == 0)
                {
                  n = 1;
                }
                if (n > MAX_LEN)
                {
                  n = MAX_LEN;
                }
               
                //read the data from FIFO
                for (i=0; i<n; i++)
                {
                  backData = Read_MFRC522(FIFODataReg);
                }
            }
      }
      else
      {
            status = MI_ERR;
      }
      
    }
   
    //SetBitMask(ControlReg,0x80); //timer stops
    //Write_MFRC522(CommandReg, PCD_IDLE);

    return status;
}


/*
* Function:MFRC522_Anticoll
* Description:Prevent conflict, read the card serial number
* Input parameter:serNum--return the 4 bytes card serial number, the 5th byte is recheck byte
* return:return MI_OK if successed
*/
uchar MFRC522_Anticoll(uchar *serNum)
{
    uchar status;
    uchar i;
    uchar serNumCheck=0;
    uint unLen;
   
    //ClearBitMask(Status2Reg, 0x08); //strSensclear
    //ClearBitMask(CollReg,0x80); //ValuesAfterColl
    Write_MFRC522(BitFramingReg, 0x00); //TxLastBists = BitFramingReg

    serNum = PICC_ANTICOLL;
    serNum = 0x20;
    status = MFRC522_ToCard(PCD_TRANSCEIVE, serNum, 2, serNum, &unLen);

    if (status == MI_OK)
    {
      //Verify card serial number
      for (i=0; i<4; i++)
      {
            serNumCheck ^= serNum;
      }
      if (serNumCheck != serNum)
      {
            status = MI_ERR;
      }
    }

    //SetBitMask(CollReg, 0x80); //ValuesAfterColl=1

    return status;
}


/*
* Function:CalulateCRC
* Description:Use MF522 to caculate CRC
* Input parameter:pIndata--the CRC data need to be read,len--data length,pOutData-- the caculated result of CRC
* return:Null
*/
void CalulateCRC(uchar *pIndata, uchar len, uchar *pOutData)
{
    uchar i, n;

    ClearBitMask(DivIrqReg, 0x04); //CRCIrq = 0
    SetBitMask(FIFOLevelReg, 0x80); //Clear FIFO pointer
    //Write_MFRC522(CommandReg, PCD_IDLE);

    //Write data into FIFO
    for (i=0; i<len; i++)
    {
      Write_MFRC522(FIFODataReg, *(pIndata+i));
    }
    Write_MFRC522(CommandReg, PCD_CALCCRC);

    //waite CRC caculation to finish
    i = 0xFF;
    do
    {
      n = Read_MFRC522(DivIrqReg);
      i--;
    }
    while ((i!=0) && !(n&0x04)); //CRCIrq = 1

    //read CRC caculation result
    pOutData = Read_MFRC522(CRCResultRegL);
    pOutData = Read_MFRC522(CRCResultRegM);
}



/*
* Function:MFRC522_Write
* Description:write block data
* Input parameters:blockAddr--block address;writeData--Write 16 bytes data into block
* return:return MI_OK if successed
*/
uchar MFRC522_Write(uchar blockAddr, uchar *writeData)
{
    uchar status;
    uint recvBits;
    uchar i;
    uchar buff;
   
    buff = PICC_WRITE;
    buff = blockAddr;
    CalulateCRC(buff, 2, &buff);
    status = MFRC522_ToCard(PCD_TRANSCEIVE, buff, 4, buff, &recvBits);

    if ((status != MI_OK) || (recvBits != 4) || ((buff & 0x0F) != 0x0A))
    {
      status = MI_ERR;
    }
      
    if (status == MI_OK)
    {
      for (i=0; i<16; i++) //Write 16 bytes data into FIFO
      {
            buff = *(writeData+i);
      }
      CalulateCRC(buff, 16, &buff);
      status = MFRC522_ToCard(PCD_TRANSCEIVE, buff, 18, buff, &recvBits);
      
      if ((status != MI_OK) || (recvBits != 4) || ((buff & 0x0F) != 0x0A))
      {
            status = MI_ERR;
      }
    }
   
    return status;
}


/*
* Function:MFRC522_Halt
* Description:Command the cards into sleep mode
* Input parameters:null
* return:null
*/
void MFRC522_Halt(void)
{
    uchar status;
    uint unLen;
    uchar buff;

    buff = PICC_HALT;
    buff = 0;
    CalulateCRC(buff, 2, &buff);

    status = MFRC522_ToCard(PCD_TRANSCEIVE, buff, 4, buff,&unLen);
}


0x02 iOS端




我们的iOS端首先参考了DF官网上已有的Demo,然而发现是Objective-C写的,于是我们亲爱的Ian同学一怒之下全部改成Swift实现了!

由于代码包太大,我们只好发送到百度云上:
链接: http://pan.baidu.com/s/1dDyQmQX 密码: dek5
Known Issue:!!!在改写为Swift语言时,Bluno自带API中DFBlunoDelegate协议中@required的didReceiveData函数中的第二个参数Device应改为device 否则导致报未实现协议方法的错误。!!!

这个Demo应用可以在链接上Bluno之后通过手机界面上的选择向Bluno发送衣服的特征信息,并让RC522写入被动RFID芯片。

0x03 Android端



安卓端用了API Level 23作为Target API,请升级Android Studio中的SDK到最新版本。在这个包中我们加入了BlunoLibrary,是DF官方的Demo中的,使用起来非常方便。在MainActivity中,onCreate函数下的内容为应用初始时所执行的代码。

由于代码包太大,我们也只好发到了百度云上:
链接: http://pan.baidu.com/s/1qWsyfne 密码: mdv5

0x04 服务端




我们使用了LeanCloud作为远端服务器,iOS中也包含了相关的支持库。如果有需要的话,请大家更改成自己的api key哦!


Juice 发表于 2015-11-12 23:13:37

哈哈~~皂片不错~

hnyzcj 发表于 2015-11-13 12:19:55

厉害,佩服,高中就玩这么好

dsweiliang 发表于 2015-11-14 00:45:53

这个有什么用的?

吹口琴的钢铁侠 发表于 2015-11-14 09:38:15

现在的高中生都这么厉害吗{:5_121:}

virtualwiz 发表于 2015-11-14 13:12:37

还有移动端app~~真的好厉害:lol

20060606 发表于 2020-8-21 06:29:10

一个初三的学生表示app的开发过程很佩服
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