RC522 RFID 模块上手，由浅入深，探索一下整合(持续更新) DF创客社区

IsoFace爱招飞 发表于 2022-8-26 14:45:52

RC522 RFID 模块上手，由浅入深，探索一下整合(持续更新)

本帖最后由 IsoFace爱招飞于 2022-8-26 14:51 编辑

近期入手了一套 RC522 的 RFID 模块，现在把我近期把玩这个模块的经历分享给大家，大家可以参照这个过程，上手这个模块的玩法。

&emsp;&emsp;刚到手的 RFID 模块与排针是分开的，需要自己焊上，焊什么的不用多说了吧，来这看贴文的应该都要会这个技能。选择焊直排针还是弧排针就看自己的需求了。

&emsp;&emsp;RC522 RFID 的板子大概都是下面这个样子的。

&emsp;&emsp;翻出吃灰已久的焊枪，一番操作后排针就焊上了，下面是找了一张已经焊好的板子的图。

&emsp;&emsp;焊接的地方有一排引脚说明。我查了[相关资料](https://github.com/miguelbalboa/rfid#pin-layout)，下面整理出来各引脚的定义说明。

| SDA |    SCK |    MOSI    |       MISO    | IRQ | GND | RST | 3.3V |
| -------- | ----------- | ----------------- | ----------------- | ------- | ----- | ----- | ------ |
| 选择设备 | 时钟信号 | 主出从入（数据） | 主入从出（数据） | 中断 | 接地 | 置位 | 电源|

&emsp;&emsp;接下来将 RC522 与 Arduino 连接，以下使用 Arduino Uno 进行连接。连接的对照表格示意如下：

| MFRC522针脚 | Arduino Uno 针脚 |
| ----------- | ---------------- |
| 3.3V    | 3.3V          |
| GND       | GND          |
| RST       | 9             |
| SDA/SS    | 10             |
| MOSI    | 11             |
| MISO    | 12             |
| SCK       | 13             |

&emsp;&emsp;范例需要使用到 `MFRC522` 的库，我们可以在库管理器中搜索到这个库，安装即可。

&emsp;&emsp;库文件的来源：<https://github.com/miguelbalboa/rfid>

&emsp;&emsp;安装完成后，在 Arduino IDE 菜单栏中选择 `文件` - `示例` -`第三方示例 - MFRC522` - `DumpInfo`打开示例。

&emsp;&emsp;将 Arduino 连接至电脑，配置开发板选项为 `Arduino Uno`。

&emsp;&emsp;端口是否已选择 Arduino Uno 所在的端口。

&emsp;&emsp;点击烧录按钮，将程序烧录至 Arduino 开发板中。

&emsp;&emsp;打开串口监视器，查看运行情况。这个时候可以把卡片放到RFID模块上，看到读取的信息。

&emsp;&emsp;通过上述过程，我们已经调试测试了 MFRC522 模块，接下来还会有更多精彩的使用方法与整合运用方式。后续会在本贴陆续更新，请大家持续关注。

IsoFace爱招飞 发表于 2022-8-29 13:52:22

&emsp;&emsp;前面使用了 Arduino 来连接 MFRC522 ，现在我打算用 ESP8266 来试一下，当然我还要加上亿点点内容，再加一块显示屏，再加两个继电器，再加两个 LED 发光二极管指示灯。

&emsp;&emsp;下面我把需要用到的零件列一下，方便制作收集：

| 序号 |             零件名称             |          数量          |
| ---- | ----------------------------------- | -------------------------- |
| 1 | NodeMCU ESP8266 Lua WIFI V3 开发板 | 1                      |
| 2 | 2 路 5V/12V 继电器模块高低电位触发 | 1                      |
| 3 | MFRC-522 RC522 RFID IC 卡感应附白卡 | 1                      |
| 4 | I2C LCD1602 液晶显示屏             | 1                      |
| 5 | LED 发光二极管                   | 红色、绿色各 1 个，共计 2 个 |
| 6 | 220Ω 电阻                         | 2                      |
| 7 | 蜂鸣器模块                         | 1                      |

&emsp;&emsp;接下来，就可以准备开始玩一波了！

&emsp;&emsp;首先要准备将各零件连接起来，连接完成后的图示就是下面显示的这样子：

&emsp;&emsp;连接连好了，Arduino 代码在哪里？别急，马上给你。

&emsp;&emsp;在使用以下代码前，请先下载并配置以下的库。

* ESP8266开发板的专用库。 <http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json>

Arduino IDE 安装完成以后，进入首选项(Preferences)，找到附加开发板管理器地址(Additional Board Manager URLs)，并在其后添加如下信息：http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

&emsp;&emsp;保存后重启 Arduino IDE，点击菜单栏工具 - 开发板 - 开发板管理器，找到 `esp8266` 安装即可。

&emsp;&emsp;然后点击 `工具-开发板-ESP8266` 在目录中选择对应的型号。这样开发板就切换完成了。这个示例使用的代码如下：

```C
//购买之 RFID-522 脚位顺序
//RFID脚位 NodeMCU脚位

//MISO    GPIO12 D6
//SCK       GPIO14 D5
//SS(SDA) GPIO4    D2有的会连 D8配合 LCD 使用改为 D4
//MOSI    GPIO13 D7
//GND
//3.3V
//RST       GPIO5    D1配合 LCD 使用改为 D3
//接无源蜂鸣器，负极接地，信号接 D8 控制输出 3V 或 0V 控制生成长短哔声
//NodeMCU 开发板偏好设置如下
// http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json
//
//LCD脚位接法NodeMCU
//GND       GND
//VSS       Vin/5V
//SCL       D1
//SDA       D2

//蜂鸣器发出声音
//需要pitches文件
//https://gitee.com/isoface-iot/Smart/blob/master/demo/iot/s-eq-dem-2209_rfid_mqtt_relay/esp8266_ino/pitches.h
#include "pitches.h"
//创建要发音的音色数组
int Music = {
NOTE_C4, NOTE_CS4, NOTE_D4, NOTE_DS4, NOTE_E4, NOTE_F4,
NOTE_FS4, NOTE_G4, NOTE_GS4, NOTE_A4, NOTE_AS4, NOTE_B4,
NOTE_C5, NOTE_CS5, NOTE_D5, NOTE_DS5, NOTE_E5, NOTE_F5,
NOTE_FS5, NOTE_G5, NOTE_GS5, NOTE_A5, NOTE_AS5, NOTE_B5
};

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <Arduino.h>

// WiFi 声明 ============================================================================================================================
//https://github.com/prampec/IotWebConf/tree/v2.x.x
#include <IotWebConf.h>
const char thingName[] = "Relay";                                           // 开发板当 AP 使用时，所采用的名称，类似 SSID.
const char wifiInitialApPassword[] = "66666666";                            // 开发板当 AP 使用时，连接所需之密码.
// 在运行时使用浏览器修改设置，用户名称为 admin，密码就是上行设置值
#define STRING_LEN 128
#define NUMBER_LEN 32

#define CONFIG_VERSION "Relay01"                                              // 配置特定密钥。如果更改了配置结构，就需修改该值.

// CONFIG_PIN 重新设置脚位，例如设 D0 脚位，在开发板启动时与GND 脚位连接，将会重新进行，（用于密码遗忘）
#define CONFIG_PIN D0

// 状态指示器针脚，首先它会亮起（保持低电平），在Wifi连接上它会闪铄，当连接到Wifi时，它将关闭（保持高电平）。
#define STATUS_PIN LED_BUILTIN

// MQTT 声明 ============================================================================================================================
// pubsubclient MQTT 程序库网址https://github.com/knolleary/pubsubclient
#include <PubSubClient.h>
WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient);
long lastMsg = 0;
char msg;
int value = 0;
char hexStr;                                                             // 设置 RFID 卡号
char mapic;                                                             // 设置该机 MQTT主题名称
bool wifiready = false;

// 声明回传的方法
void configSaved();
boolean formValidator();
boolean connectAp(const char* apName, const char* password);
void connectWifi(const char* ssid, const char* password);
void charToStringL(const char S[], String &D);                               //将 char[] 转为 String 自订函数

DNSServer dnsServer;
WebServer server(80);
HTTPUpdateServer httpUpdater;

char mqttServerValue;
char mqttUserNameValue;
char mqttUserPasswordValue;
char mqttTopicValue;

char ipAddressValue;
char gatewayValue;
char netmaskValue;

IotWebConf iotWebConf(thingName, &dnsServer, &server, wifiInitialApPassword, CONFIG_VERSION);
IotWebConfParameter ipAddressParam = IotWebConfParameter("IP位址", "ipAddress", ipAddressValue, STRING_LEN, "text", NULL, "192.168.3.124");
IotWebConfParameter gatewayParam = IotWebConfParameter("网关", "gateway", gatewayValue, STRING_LEN, "text", NULL, "192.168.3.1");
IotWebConfParameter netmaskParam = IotWebConfParameter("子网掩码", "netmask", netmaskValue, STRING_LEN, "text", NULL, "255.255.255.0");
IotWebConfParameter mqttServerParam = IotWebConfParameter("MQTT 服务器-", "mqttServer", mqttServerValue, STRING_LEN);
IotWebConfParameter mqttUserNameParam = IotWebConfParameter("MQTT 用户", "mqttUser", mqttUserNameValue, STRING_LEN);
IotWebConfParameter mqttUserPasswordParam = IotWebConfParameter("MQTT 密码", "mqttPass", mqttUserPasswordValue, STRING_LEN, "password");
IotWebConfParameter mqttTopicParam = IotWebConfParameter("MQTT 主题", "mqttTopic", mqttTopicValue, STRING_LEN);

// 开发板固定发送的主题 mqttTopicValue/uid 这是RFID卡号
// 开发板固定接收的主题 mqttTopicValue/inp 自行决定发送之消息例如单号货号产品名称可以是中文 (LCD无法显示中文)
// 开发板固定接收的主题 mqttTopicValue/re01 =1 开启 1 号继电器 =0 关闭 1 号继电器
// 开发板固定接收的主题 mqttTopicValue/re02 =1 开启 2 号继电器 =0 关闭 2 号继电器

IPAddress ipAddress;
IPAddress gateway;
IPAddress netmask;

// LCD1602 声明 =============================================================================================================================
//https://github.com/fdebrabander/Arduino-LiquidCrystal-I2C-library
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>                //引用I2C库

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);             //设备位址，这里的位址是0x3F，一般是0x20，或者0x27，具体看模块手册

// RFID 读卡机声明 ===========================================================================================================================
#include <SPI.h>
#include "MFRC522.h"

#define RST_PIN D3                            // RFID 读卡机的重置脚位 RC522
#define SS_PIND4                            //RFID 读卡机的芯片选择脚位
MFRC522 mfrc522(SS_PIN, RST_PIN);             // 创建MFRC522物件
//============================================================================================================================================

void setup() {
Serial.begin(115200);
Serial.println();
Serial.println("Starting up...");
SPI.begin();                               // Init SPI bus
mfrc522.PCD_Init();                         // Init MFRC522
Serial.println("RFID ready");
// WiFi 设置 =============================================================================================================================
iotWebConf.setStatusPin(STATUS_PIN);
iotWebConf.setConfigPin(CONFIG_PIN);
iotWebConf.addParameter(&ipAddressParam);
iotWebConf.addParameter(&gatewayParam);
iotWebConf.addParameter(&netmaskParam);
iotWebConf.addParameter(&mqttServerParam);
iotWebConf.addParameter(&mqttUserNameParam);
iotWebConf.addParameter(&mqttUserPasswordParam);
iotWebConf.addParameter(&mqttTopicParam);
iotWebConf.setConfigSavedCallback(&configSaved);          // 回传副程序 - 保存设置
iotWebConf.setFormValidator(&formValidator);             // 回传副程序 - 检查输入参数是否有错
iotWebConf.setApConnectionHandler(&connectAp);             //启动系统缺省 192.168.4.1 之AP 造成无法引入设置之IP
iotWebConf.setWifiConnectionHandler(&connectWifi);       // 回传副程序 - 启动 WiFi副程序名称 connectWifi

// -- Initializing the configuration.

boolean validConfig = iotWebConf.init();
if (!validConfig) {
mqttServerValue = '\0';
mqttUserNameValue = '\0';
mqttUserPasswordValue = '\0';
}
else
{
strcpy(mapic, mqttTopicValue);
}
// -- 在Web服务器上设置必需的URL处理进程.

server.on("/", handleRoot);
server.on("/config", [] { iotWebConf.handleConfig(); });
server.onNotFound([]() {
iotWebConf.handleNotFound();
});

//设置 MQTT ===================================================================================================
// client.setServer("192.168.3.125", 1883);
client.setServer(mqttServerValue, 1883);
client.setCallback(callback);
if (client.connected()) {
char mymapic;
strcpy(mymapic, mapic);       // strcpy(复制目的字符串,来源字符串
strcat(mymapic, "/#");
client.subscribe(mymapic);
}

//设置蜂鸣器===================================================================================================
pinMode(D8, OUTPUT);                         //设置 D8 脚位用于控制蜂鸣
lcd.begin();                               // 初始化LCD
lcd.backlight();                            //设置LCD背景等亮

//设置继电器===================================================================================================
pinMode(D9, OUTPUT);                      //设置继电器使用 D9 D10 脚位为输出状态
pinMode(D10, OUTPUT);
digitalWrite(D9,HIGH);
digitalWrite(D10,HIGH);
}

void loop() {
// WiFI 运行 ============================================================================================================================
iotWebConf.doLoop();                      // -- 尽可能频繁地调用doLoop.

// MQTT 接收主题(单号) ========================================================================================================================
client.loop();
if (client.connected()) {
// RFID 运行 ============================================================================================================================
if ( ! mfrc522.PICC_IsNewCardPresent()) {    // 检查是否为新卡
   delay(50);
   return;
}
// Select one of the cards
if ( ! mfrc522.PICC_ReadCardSerial()) {
   delay(50);
   return;
}
else
{
   // Show some details of the PICC (that is: the tag/card)
   Serial.print(F("Card UID:"));
   // 转换卡号以十六进位的字符串显示
   to_hex(mfrc522.uid.uidByte, mfrc522.uid.size);

   // 蜂鸣器响声
   beep(23); //不可大于 24

   //发送卡号到 MQTT Broker
   char pubmapic;
   strcpy (pubmapic, mapic);
   strcat(pubmapic, "/uid");
   Serial.println(pubmapic);

   // MQTT 发送主题(卡号) ========================================================================================================================
   Serial.println("connected");
   Serial.println(pubmapic);
   client.publish(pubmapic, hexStr);
   delay(1500);                         //得暂停要不然回圈会很快扫卡读好几次
}
}
else
{
if (wifiready) {
   reconnect();
}
}

/** 此段程序取消因为会紧跟着显示 hello Word 信号数
      将来在发送大量字符串时可以参考使用
long now = millis();
if (now - lastMsg > 2000) {
lastMsg = now;
++value;
snprintf (msg, 50, "hello world #%ld", value);
Serial.print("Publish message: ");
Serial.println(msg);
client.publish("outTopic", msg);
}
**/

}

// RFID 副程序 =============================================================================================================================
void beep(int len) {
for (int i = 0; i < len; i++) {
tone(D8, Music, 100); // 从第8Pin发声,发出100ms的声音
//delay(200);
}
}

// -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 转换卡号以十六进位的字符串显示
void to_hex(byte *buffer, byte buffSize) {
char* s = &hexStr;
for (byte i = 0; i < buffSize; i++) {
snprintf(s, 3, "%02x", buffer);
s += 2;
}
hexStr = 0;
Serial.println(hexStr);
lcd.clear(); //显示清除
lcd.setCursor(0, 0);             //设置显示行列数
lcd.print(F("Card UID:"));       //输出字符到LCD1602上
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(hexStr);

}

// WiFi 副程序 =============================================================================================================================
void handleRoot()                                                    //处理“/”路径的Web请求.
{
// -- 让IotWebConf测试并处理强制门户请求.
if (iotWebConf.handleCaptivePortal())
{
// -- 主要的需求已经提供.
return;
}
String s = "<!DOCTYPE html><html lang=\"en\"><head><meta name=\"viewport\" charset=\"utf-8\" content=\"width=device-width, initial-scale=1, user-scalable=no\"/>";
s += "<title>网络设置作业</title></head><body>您好!";
s += "<ul>";
s += "<li>固定 IP 设置: ";
s += ipAddressValue;
s += "</ul>";
s += "请至<a href='config'>设置页面</a> 请修改.";
s += "</body></html>\n";

server.send(200, "text/html", s);
}
// -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
void configSaved()
{
Serial.println("设置即将更新.");
}
// -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
boolean formValidator()
{
Serial.println("Validating form.");
boolean valid = true;

if (!ipAddress.fromString(server.arg(ipAddressParam.getId())))
{
ipAddressParam.errorMessage = "请提供正确的 IP 位址!";
valid = false;
}
if (!netmask.fromString(server.arg(netmaskParam.getId())))
{
netmaskParam.errorMessage = "请提供正确的子网掩码!";
valid = false;
}
if (!gateway.fromString(server.arg(gatewayParam.getId())))
{
gatewayParam.errorMessage = "请提供正确的网关位址!";
valid = false;
}

return valid;
}
// -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
boolean connectAp(const char* apName, const char* password)
{
// -- 自定义AP设置
return WiFi.softAP(apName, password, 4);
}
// -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
void connectWifi(const char* ssid, const char* password)
{
ipAddress.fromString(String(ipAddressValue));
netmask.fromString(String(netmaskValue));
gateway.fromString(String(gatewayValue));

if (!WiFi.config(ipAddress, gateway, netmask)) {
Serial.println("WiFi 连接失败请检查网络设置");
}
wifiready = true;
Serial.print("ip: ");
Serial.println(ipAddress);
Serial.print("gw: ");
Serial.println(gateway);
Serial.print("net: ");
Serial.println(netmask);
WiFi.begin(ssid, password);
}

// MQTT 副程序 =============================================================================================================================
// 接收主题後调用进程
void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {
String mapre01;                                     // 预定收到的主题1 /re01
String mapre02;                                     // 预定收到的主题2 /re02
String mapre03;                                     // 预定收到的主题3 /inp
String mappu01;                                     // 预定发送的主题3 /UID
String mapres;                                     // 实际从 MQTT Broker 接收到的主题
String information;                               // 实际从 MQTT Broker 接收到的主题内容
String RelayOpen="1";
//将 char[] 转为 String charToStringL(需转换的 Char数组, 转换後的 String)
charToStringL(mapic, mapre01);                      //用户自设的主题
charToStringL(mapic, mapre02);
charToStringL(mapic, mapre03);
charToStringL(mapic, mappu01);
mapre01 = mapre01 + "/re01";                      //1号继电器的主题
mapre02 = mapre02 + "/re02";                      //2号继电器的主题息
mapre03 = mapre03 + "/inp";                         //其他收到的主题
mappu01 = mappu01 + "/uid";                         //发布的主题
charToStringL(topic, mapres);                      //实际从 MQTT Broker 接收到的主题
for (int i = 0; i < length; i++) {                //读取收到的字符串
information = information + (char)payload;
}
if (mapres != mappu01) {                            // 不显示发布的主题
Serial.print("接收消息 " + mapres + " [");
Serial.print(information);
Serial.print("] ");
lcd.clear();                                     // LCD 显示清除
lcd.setCursor(0, 0);                            // 设置显示行列数
lcd.print("Message:");
lcd.setCursor(0, 1);
beep(15);                                        // 蜂鸣器响声 24
beep(15);
}

if (mapres == mapre01) {
if (information == RelayOpen) {
   Serial.println("Open Relay-1");
   lcd.print("Open Relay-1");                      //输出消息到 LCD1602 显示
   digitalWrite(D9,LOW);
}
else {
   Serial.println("Close Relay-1");
   lcd.print("Close Relay-1");
   digitalWrite(D9,HIGH);
}
}
if (mapres == mapre02) {
if (information == RelayOpen) {
   Serial.println("Open Relay-2");
   lcd.print("Open Relay-2");
   digitalWrite(D10,LOW);
}
else {
   Serial.println("Close Relay-2");
   lcd.print("Close Relay-2");
   digitalWrite(D10,HIGH);
}
}
if (mapres == mapre03) {
lcd.print(information);
}
/**
digitalWrite(D9,LOW);
delay(200);
digitalWrite(D10,LOW);
delay(2000);
digitalWrite(D9,HIGH);
delay(200);
digitalWrite(D10,HIGH);
delay(1000);
**/

Serial.println();

// 收到消息的第一个字符开发板上 LED 亮灯

if ((char)payload == '1') {
digitalWrite(BUILTIN_LED, LOW); // Turn the LED on (Note that LOW is the voltage level
// but actually the LED is on; this is because
// it is active low on the ESP-01)
} else {
digitalWrite(BUILTIN_LED, HIGH);// 关闭 LED 灯
}
}

void reconnect() {
// 一直循环直到连上 MQTT Broker
while (!client.connected()) {
Serial.print("正在连接 MQTT Broker...");
// 随机生成 client ID
String clientId = "ESP8266Client-";
clientId += String(random(0xffff), HEX);
// 开始进行连接
lcd.clear();                                     // LCD 显示清除
lcd.setCursor(0, 0);                               // 设置显示行列数
if (client.connect(clientId.c_str(), mqttUserNameValue, mqttUserPasswordValue)) {
   Serial.println("MQTT Broker 已经连接上");
   char mymapic;
   strcpy(mymapic, mapic);       // strcpy(复制目的字符串,来源字符串
   strcat(mymapic, "/#");
   client.subscribe(mymapic);

   lcd.print("RFID Ready:");                      // 正确开机在LCD 显示消息

} else {
   Serial.print("连接失败, rc=");
   Serial.print(client.state());
   Serial.println("五秒钟之后再连接");
   lcd.print("failed, rc=");                      // 在LCD 显示错误消息
   lcd.print(client.state());
   lcd.setCursor(0, 1);
   lcd.print("try again in 5 seconds... ");
   delay(5000);
}
}
}

//将 char[] 转为 String 自订函数
void charToStringL(const char S[], String & D)
{
byte at = 0;
const char *p = S;
D = "";

while (*p++) {
D.concat(S);
}
}
```

&emsp;&emsp;刷写完成后，重启 ESP8266 ，此时 WiFi 是以 AP 模式运行的，我们用手机或者电脑连接到SSID为 `Relay` 的无限网络，使用浏览器访问 <http://192.168.4.1>，打开网页页面，点击设置页面，进入设置的页面程序。根据页面要求设置对应的连接项或者设置项，其中的 MQTT 相关的设置项是为后续的连接作铺垫的，所以测试时，也请先设置好可用的MQTT服务器。设置保存后断开连接，并重启ESP8266。

&emsp;&emsp;在通电后，请先立即移除 ESP8266 针脚 TX RX 的连接，查看 LCD 屏幕的显示情况。等待 LCD 屏幕显示 `RFID Ready` 后，再将 TX RX 针脚重新接上。这个时候，可以将卡片放置于 MFRC522 的感应区，可以听到蜂鸣器的声音，同时屏幕上会显示刷卡的结果。

&emsp;&emsp;到这里了，你可能会问，这个继电器怎么没用上啊？MQTT 是干什么用的？接下来还会有更新的内容，希望大家能持续关注。

页: [1]

DF创客社区 - 分享创造的喜悦's Archiver

RC522 RFID 模块上手，由浅入深，探索一下整合(持续更新)