第十五章用RFID+MySQL实现小区门禁系统（RFID522

2018-05-29 本文已影响685人创客创未来

本系列文章为作者原创，未经作者书面同意，不得转载！

（为什么突然跳过这么多章节，开始写这一篇，主要是正好要做这么个实验，就边做边记录下来！）

现在城市的小区大多都是封闭小区，业主需要刷卡才能进入。

menjin.png

一般我们使用的卡片有两种形式：

一种是这种纽扣卡

rfid1.png
一种就是这种卡片式的

rfid2.png

那么您有琢磨过没有，这么一张小小的卡片就能够进行身份的识别并打开小区的大门，这是怎么实现的呢？今天我们就来自己设计一套门禁系统，解除您的迷惑！

今天我们的项目就是设计一套门禁模拟系统，我们选用非接触式RFID卡作为小区门禁卡，用户使用这种卡在感应器上刷卡，系统能够读取卡ID数据，然后查询小区业主数据库，如果能够查询到，说明该用户为小区业主，系统液晶屏上显示该业主姓名和欢迎语，并通过继电器打开电磁锁，如果在业主数据库中无法查询到该卡信息，则说明该用户不是小区业主，系统液晶屏上提示该卡信息不存在。

1 本章您将学习到

在这个项目中，您将学习到以下几个方面的内容：

1. RFID卡的使用
1. ESP8266 WiFi模块的使用
1. 怎么连接数据库并实现查询

2 工具和组件

2.1 工具列表

元器件	型号	数量	备注
电烙铁	30W	1

2.2 元器件列表

元器件	型号	数量
主控板	arduino MEGA 2560	1
WiFi模块	ESP-12F	1
RFID感应模块	RC 522	1
RFID卡	纽扣式	1
RFID卡	卡片式	1
继电器	SRD-5VDC-SL-C	1
面包板		1
杜邦线		若干
数据线	Uno数据线	1

2.3 工具和元器件介绍

2.3.1 烙铁

2.3.2 ESP-12F WiFi模块

我们重点介绍一下这个模块。
ESP-12F是一款超低功耗的UART-WiFi 透传模块，专为移动设备和物联网应用设计，可将用户的物理设备连接到Wi-Fi 无线网络上，进行互联网或局域网通信，实现联网功能。

12F.png

这个模块使用之前需要焊接到转接板上，下图是转接板：

12F board.png

下面两张图是焊接完成后的样子：

12F-01.png

12F-02.png

ESP-12F模块引脚间距是2mm的，焊接起来比较费劲。本来想采用ESP-01模块的，这个模块不需要焊接，有引脚直接可以用，不过ESP-01模块对供电要求比较高，而且Flash才8Mbit，可用引脚也比较少，可玩性跟12F差太多，所以就不推荐大家使用了，不过如果是做一个实际项目，有成本控制且只做无线透传，ESP-01就相对合适一些（其实ESP8266模块本身就是一个MCU，跟Arduino的主控板一样，也能在Arduino IDE下编程）。

2.3.2.1 产品特性

支持无线802.11 b/g/n 标准
支持STA/AP/STA+AP 三种工作模式
内置TCP/IP协议栈，支持多路TCP Client连接
支持丰富的Socket AT指令
支持UART/GPIO数据通信接口
支持Smart Link 智能联网功能
支持远程固件升级（OTA）
内置32位MCU，可兼作应用处理器
超低能耗，适合电池供电应用
3.3V 单电源供电

重点注意：最后一条，3.3V供电。

2.3.3 RFID模块

2.3.4 继电器模块

3 所需软件或服务

3.1 MySQL server

4 电路设计

4.1 电路图

4.2 电路原理

5 程序设计

5.1 类库介绍

5.1.1 .h库介绍

5.1.1.1 .h库的下载

可以在Arduino IDE中, 项目->加载库->管理库中搜索，然后点击安装即可。

5.1.1.1 .h库的介绍

...

5.2 主程序设计

...

/********************************
Name:     用RFID+MySQL实现小区门禁系统
Module:   UNO + ESP-12N + RFID522
Author:   You xianke
Version:  V1.0
Init:     2018-6-22
Modify: 
*******************************/
#include <WiFiEspClient.h>
#include <WiFiEsp.h>
#include <SoftwareSerial.h>
#include <MySQL_Connection.h>
#include <MySQL_Cursor.h>
#include <IPAddress.h>
#include <SPI.h>  
#include <MFRC522.h> 
#include <Wire.h> 
#include <LiquidCrystal_I2C.h> 

#define RST_PIN 5          
#define SS_PIN 53

#define ssid "Alpha1"
#define pass "alphak12"

MFRC522 mfrc522(SS_PIN, RST_PIN);  
MFRC522::MIFARE_Key key;

const int RXPin = 10;  
const int TXPin = 11;

const int relayPin = 6;  

LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F,16,2);

IPAddress server_addr(*.*.*.*);  // 数据库服务器IP地址
char dbUser[] = "user";                
char dbPassword[] = "pass";         

SoftwareSerial espSerial(RXPin,TXPin); 

WiFiEspClient espClient;
// int status = WL_IDLE_STATUS;

MySQL_Connection conn((Client *)&espClient);

// Create an instance of the cursor passing in the connection
MySQL_Cursor cur = MySQL_Cursor(&conn);

const char QUERY_POP[] = "SELECT NAME FROM mysqltest.RFID_access_uid WHERE uid_1 = %d AND uid_2 = %d AND uid_3 = %d AND uid_4 = %d;";
char query[128];

String userName;      

bool AccessCheck(byte *buffer);    
void PrintWifiStatus(); 
void PrintUidHex(byte *buffer, byte bufferSize);     
void PrintUidDec(byte *buffer, byte bufferSize);     

void setup(){
  Serial.begin(9600);
  espSerial.begin(9600);
  pinMode(relayPin, OUTPUT);
  digitalWrite(relayPin, HIGH);

  lcd.clear();
  WiFi.init(&espSerial);
  lcd.init();                 
  lcd.backlight();           

  SPI.begin();       
  mfrc522.PCD_Init(); // Init MFRC522 card  
  
  for (byte i = 0; i < 6; i++) {
    key.keyByte[i] = 0xFF; 
  }

  // check for the presence of the shield:
  if (WiFi.status() == WL_NO_SHIELD){
    lcd.setCursor(0,0);
    lcd.print("WiFi not present");
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print("Please check...");
    // don't continue:
    while (true);
  }

  // attempt to connect to WiFi network
  while ( WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0,0);
    lcd.print("Connect to SSID:");
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print(ssid);
    lcd.print("......");
    // Connect to WPA/WPA2 network
    WiFi.begin(ssid, pass);
  }

  delay(1000);  
  PrintWifiStatus();
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.print("Start connect to");
  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.print("DB Server...");

  if (conn.connect(server_addr,3306,dbUser,dbPassword)){
    delay(1000);
    // Serial.println("Connected to the DB");
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0,0);
    lcd.print("Connected to the");
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print("DBServer...");
  }
  else{
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0,0);
    lcd.print("DBServer connect");
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print("failed.");
  }

  SPI.begin();       
  mfrc522.PCD_Init(); // Init MFRC522 card 
}

void loop() { 
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.print("Ready for read!");

  // 寻找新卡  
  if(!mfrc522.PICC_IsNewCardPresent()){
    return;
  }
  else{
    if(!mfrc522.PICC_ReadCardSerial()){
      return;
    }
    else{
      if(AccessCheck(mfrc522.uid.uidByte)){
        Serial.println("Open the door");
        delay(1000);
      }
      else{
        Serial.println("Close the door");
        delay(1000);
      }
    }    
  }

  // Halt PICC
  mfrc522.PICC_HaltA();
  // Stop encryption on PCD
  mfrc522.PCD_StopCrypto1();
  
  delay(500);  
}

bool AccessCheck(byte *buffer){
  bool accessCheck = false;
  row_values *row = NULL;
  // long head_count = 0;

  byte tempUid[4];
  Serial.println(" ");
  Serial.println("Now print the tempUid:");
  for (int i = 0; i < 4; i++) {
    tempUid[i] = buffer[i];
    Serial.println(tempUid[i]);
  }

  sprintf(query, QUERY_POP, tempUid[0],tempUid[1],tempUid[2],tempUid[3]);
  Serial.println(query);  
  // char query1[] = "SELECT NAME FROM mysqltest.RFID_access_uid WHERE uid_1 = 25;";

  while(WiFi.status() != WL_CONNECTED){
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0,0);
    lcd.print("Connect to SSID:");
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print(ssid);
    lcd.print("......");
    // Connect to WPA/WPA2 network
    // status = WiFi.begin(ssid, pass);
    WiFi.begin(ssid, pass);
    delay(1000);    
  }
  Serial.print("WiFi status is:");
  Serial.println(WiFi.status());

  while(!conn.connected()){
    if (conn.connect(server_addr,3306,dbUser,dbPassword)){
      delay(1000);
    }
    else{
      lcd.clear();
      lcd.setCursor(0,0);
      lcd.print("DBServer connect");
      lcd.setCursor(0,1);
      lcd.print("failed.");
      Serial.println("DBServer connect failed.");
      delay(1000);
    }   
  }

  Serial.print("DB connecting status is:");
  Serial.println(conn.connected());

  cur.execute(query);
  // Fetch the columns
  cur.get_columns();
    
  do {
      row = cur.get_next_row();
      if (row != NULL) {
        userName = row->values[0];
        accessCheck = true;
      }
    } while (row != NULL);
  // // Now we close the cursor to free any memory
  // cur.close();

  if (accessCheck) {
    Serial.print("UserName: ");
    Serial.println(userName);
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0,0);
    lcd.print("Welcome to HOME!");
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print(userName);
    digitalWrite(relayPin, LOW);  //开门操作
    delay(1000);
    digitalWrite(relayPin, HIGH);
  }
  else{
    Serial.println("The query result is NULL!");
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0,0);
    lcd.print("Your card is");
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print("invalid......");
    delay(1000);    
  }

  return accessCheck;
}

void PrintWifiStatus(){
  // print the SSID of the network you're attached to:
  Serial.print("SSID: ");
  Serial.println(WiFi.SSID());

  // print your WiFi shield's IP address:
  IPAddress ip = WiFi.localIP();
  Serial.print("IP Address: ");
  Serial.println(ip);

  // print the received signal strength:
  long rssi = WiFi.RSSI();
  Serial.print("signal strength (RSSI):");
  Serial.print(rssi);
  Serial.println(" dBm");
}


/**
 * Helper routine to dump a byte array as hex values to Serial. 
 */
void PrintUidHex(byte *buffer, byte bufferSize){
  for (byte i = 0; i < bufferSize; i++) {
    Serial.print(buffer[i] < 0x10 ? " 0" : " ");
    Serial.print(buffer[i], HEX);
  }
}

/**
 * Helper routine to dump a byte array as dec values to Serial.
 */
void PrintUidDec(byte *buffer, byte bufferSize){
  for (byte i = 0; i < bufferSize; i++) {
    Serial.print(buffer[i] < 0x10 ? " 0" : " ");
    Serial.print(buffer[i], DEC);
  }
}

...

6 安装调试

调试01.jpg

调试02.jpg

调试04.jpg

调试05.jpg

7 总结扩展

（持续更新中，敬请期待！）

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第十五章用RFID+MySQL实现小区门禁系统（RFID522

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2 工具和组件

2.1 工具列表

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