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使用ID-12LA-SA和STM32F410RB开发个性化识别和认证解决方案

体验识别的未来:RFID聚焦

RFID 2 Click with Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

RFID 2 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F410RB

利用RFID卡或标签验证实现安全进入的访问控制系统。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

RFID 2 Click基于ID Innovations的ID-12LA-SA,这是一款先进的低成本RFID读卡器模块,设计用于独立或远程控制的应用程序,以识别和跟踪附加到对象上的标签。ID-12LA-SA需要高达5V的供电电压,支持正常模式(自主模式)的操作,内置天线,并具有12cm和18cm的读取范围。在正常模式下,当卡片呈现给读卡器时,读卡器会在其EEROM存储器中搜索该卡片(EEROM区域存储密码和读卡器轮询地址以及时间和其他值),如果匹配,则模块通过标记为CP的中断引脚发送反馈信息。如果读卡器模块检测到有效的轮询命令,则该模式将停止运行。必须提及的是,它保护了读卡

器,因此读卡器需要密码授权进行系统更改以及添加或删除卡片。通过这种方式,EEROM可以变得安全,并且只能通过密码进行恢复。ID-12LA-SA模块通过UART接口与MCU通信,默认配置下UART操作速率为9600 bps,使用常用的UART RX和TX引脚进行数据传输。ID-12LA-SA模块将ID数据发送到TX UART引脚以供监控,在正常模式下,读卡器将发送其读取的每张卡片的ID数据。正如在产品描述中之前提到的,额外的功能,例如重置和“卡片存在”中断,提供并通过mikroBUS™插座上标记为RST和CP的RST和INT引脚进行路由。RFID 2 Click还具有CMT-8540S-SMT磁性蜂鸣器,当

检测到卡片时会发出约一秒钟的声音,由能够产生高度精确时间延迟的NE555精密定时器控制,信号频率确定声音音调,占空比确定幅度(声音音量),因此用户可以创建其选择的声音模式。它还拥有标记为READ的卡片读取状态LED指示灯,指示成功检测到ID卡。此Click board™可以通过VCC SEL跳线选择使用3.3V或5V逻辑电压电平。通过这种方式,既可以使用3.3V也可以使用5V能力的MCU正确使用通信线。此外,此Click board™配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

RFID 2 Click top side image
RFID 2 Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F410RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno

V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效

和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于  ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。

Nucleo 64 with STM32C031C6 MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

32768

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset
PC12
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Card Presence Detection
PC14
INT
UART TX
PA2
TX
UART RX
PA3
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

RFID 2 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32F410RB MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly
LTE IoT 5 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Board mapper by product8 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Clicker 4 for STM32F4 HA MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含 RFID 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • rfid2_generic_write - 该函数使用UART串行接口写入所需数量的数据字节。

  • rfid2_generic_read - 该函数使用UART串行接口读取所需数量的数据字节。

  • rfid2_reset - 该函数重置芯片。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief RFID 2 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example reads and processes data from RFID 2 Clicks.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes UART module and sets RST pin as OUTPUT and INT pin as INPUT, also, 
 * initializes Driver init and reset chip.
 *
 * ## Application Task
 * Reads the ID card (HEX) and logs data on the USB UART.
 *
 * ## Additional Function
 * - static void rfid2_clear_app_buf ( void ) - Function clears memory of app_buf.
 * - static err_t rfid2_process ( void ) - The general process of collecting data the module sends.
 *
 * @author Jelena Milosavljevic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rfid2.h"

#define PROCESS_BUFFER_SIZE 200

static rfid2_t rfid2;
static log_t logger;

static char app_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
static int32_t app_buf_len = 0;
static int32_t app_buf_cnt = 0;

/**
 * @brief RFID 2 clearing application buffer.
 * @details This function clears memory of application buffer and reset its length and counter.
 * @note None.
 */
static void rfid2_clear_app_buf ( void );

/**
 * @brief RFID 2 data reading function.
 * @details This function reads data from device and concatenates data to application buffer.
 *
 * @return @li @c  0 - Read some data.
 *         @li @c -1 - Nothing is read.
 *         @li @c -2 - Application buffer overflow.
 *
 * See #err_t definition for detailed explanation.
 * @note None.
 */
static err_t rfid2_process ( void );

void application_init ( void ) {
    log_cfg_t log_cfg;      /**< Logger config object. */
    rfid2_cfg_t rfid2_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    rfid2_cfg_setup( &rfid2_cfg );
    RFID2_MAP_MIKROBUS( rfid2_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag  = rfid2_init( &rfid2, &rfid2_cfg );
    if ( UART_ERROR == init_flag ) {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }
    Delay_ms ( 100 );
    rfid2_reset( &rfid2 );
    Delay_ms ( 100 );
    
    app_buf_len = 0;
    app_buf_cnt = 0;
    log_info( &logger, " Application Task " );
    log_printf( &logger, "*** Please, put your ID card.***\r\n" );
    log_printf( &logger, "*** ID card :\r\n" );
}

void application_task ( void ) {
    app_buf_len = rfid2_generic_read( &rfid2, app_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );
    
    if ( app_buf_len > 0 ) {
        log_printf( &logger, "%s", app_buf );
        memset( app_buf, 0, PROCESS_BUFFER_SIZE );    
    }
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

static void rfid2_clear_app_buf ( void ) {
    memset( app_buf, 0, app_buf_len );
    app_buf_len = 0;
    app_buf_cnt = 0;
}

static err_t rfid2_process ( void ) {
    int32_t rx_size;
    char rx_buff[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };

    rx_size = rfid2_generic_read( &rfid2, rx_buff, PROCESS_BUFFER_SIZE );

    if ( rx_size > 0 ) {
        int32_t buf_cnt = 0;

        if ( app_buf_len + rx_size >= PROCESS_BUFFER_SIZE ) {
            rfid2_clear_app_buf(  );
            return RFID2_ERROR;
        } 
        else {
            buf_cnt = app_buf_len;
            app_buf_len += rx_size;
        }

        for ( int32_t rx_cnt = 0; rx_cnt < rx_size; rx_cnt++ ) {
            if ( rx_buff[ rx_cnt ] != 0 ) {
                app_buf[ ( buf_cnt + rx_cnt ) ] = rx_buff[ rx_cnt ];
            }
            else{
                app_buf_len--;
                buf_cnt--;
            }

        }
        return RFID2_OK;
    }
    return RFID2_ERROR;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

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资源

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