基于HaaS100搭建云端一体RFID读卡器

2022-01-30 11:15:05

1、前言

无线射频识别即射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）是自动识别技术的一种，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，利用无线射频方式对电子标签或射频卡进行读写，从而达到识别目标和数据交换的目的。

RFID技术具有抗干扰性强以及无需人工识别的特点，所以常常被应用在一些需要采集信息的领域上,例如物流，仓储，防伪，身份识别等领域。

接下来我们学习下怎么基于HaaS100 搭建RFID读卡器，读取卡片信息，并且通过阿里云平台将其传到我们的手机上。

2、RFID射频识别系统的工作原理

电子标签进入天线磁场后，若接收到读写器发出的特殊射频信号，就能凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(无源标签)，或者主动发送某一频率的信号(有源标签)，读写器读取信息并解码后，送至*信息系统进行有关数据处理。

典型的RFID系统主要由应用系统软件，RFID读写器，电子标签3部分构成。

3、RFID读写器介绍

TX522 是一款基于13.56MHz频率的Mifare卡读写模块，可以支持多种类型卡，TX522 Mifare卡读写模块具有天线一体化，识别距离达到80mm。可以通过UART接口跟HaaS100进行通信。

刷卡：
当检测到 RFID卡片靠近的时候；红色指示灯闪烁，并通过串口发送出卡片序列号相关的指令.

指令协议说明
数据通信以一帧为单位进行，格式如下：
数据通信帧结构:

第1字节：起始符；
第2字节：包号，默认：0x00；
第3字节：命令—上位机发送给IC卡读写器；
第4字节：此帧有效数据的长度。从紧接着的第1个字节开始，到倒数第3个字节结束，为有效字节。
第5字节到倒数第3字节：有效数据。
倒数第2字节：校验和；
倒数第1字节：结束符；

刷卡。模块上的指示灯会亮，并且通过串口主动发送卡片序列号给上位机，此时上位机就会接收到卡片序列号的相关指令。
例如指令：20 00 01 08 04 00 00 00 A6 40 FE E4 0E 03。

20：起始符

00：包号

01：命令字节，模块主动输出卡片序列号时，该字节为0x00；其他指令为命令字

08：表示后面8个字节为有效数据位

04 00：表示卡片属性为S50卡

00 00：此2个字节无实际意义。

A6 40 FE E4 ：表示卡片序列号。刷不同卡片，此4个字节会变。

0E：校验和。从包号（SEQNR）开始到数据（DATA）的最后一字节异或，然后再取反得到。

03：帧结束符。

卡片序列号是我们关注的重要信息，我们通过串口读取卡片序列号信息后将其发送给阿里云，云端再将这个信息发送到我们的手机APP上。

4、硬件连接

RFID模块通过UART接口跟HaaS100进行通信。
这个是HaaS100 硬件接口定义：

将电源线，地线，串口RX，串口TX 4根线接到HaaS板子上。

5、接入阿里云IoT平台

请参考基于HaaS 100搭建智能家居应用创建自己的应用。
基于HaaS100快速搭建智能家居应用

需要注意的是在功能定义页面添加自定义功能：卡片序列号 CardID

在产品面板页面选择设备ID用于在手机上显示读取到的RFID卡片序列号。

6、HaaS 软件代码

接下来我们开始编写HaaS 上的软件代码，读取串口数据，从中提取出卡片序列号,通过linkkit SDK接口将序列号发送给阿里云IoT平台。

6.1、软件流程图

6.2、HaaS100 串口通信部分
UART串口操作说明：
https://help.aliyun.com/document_detail/161062.html?spm=a2c4g.11186623.6.574.73d4c806uT1bKl
具体代码可以参考这个文件：application/example/example_legacy/uart/uart.c

int application_start(int argc, char *argv[])

{

printf("uart sample application started...\n");

uart_dev_t uart_demo;

uart_demo.port = 2;

uart_demo.config.baud_rate = 9600;

uart_demo.config.mode = MODE_TX_RX;

uart_demo.config.flow_control = FLOW_CONTROL_DISABLED;

uart_demo.config.stop_bits = STOP_BITS_1;

uart_demo.config.parity = NO_PARITY;

uart_demo.config.data_width = DATA_WIDTH_8BIT;

ret = hal_uart_init(&uart_demo);

int i;

int ret;

char rev_buf[1];

int rev_length;

while (1) {

ret = hal_uart_recv_II(&uart_demo, rev_buf, sizeof(rev_buf), &rev_length, AOS_WAIT_FOREVER);

if (ret != 0) {

  printf("recv data from uart error\r\n");

  break;

}

for(i = 0; i < rev_length; i++) {

  printf("%02x ", rev_buf[i]&0xff);

}

printf("\r\n");

}

return 0;

}
6.3、往阿里云IoT平台发送数据
我们使用linkkit 组件中的IoT_Linkkit_Report接口将读取的卡片序列号DeviceID发送给阿里云IoT平台。

linkkit_event.c

void user_post_data(uint8_t value)

{

int res = 0;

char property_payload[30] = {0};

HAL_Snprintf(property_payload, sizeof(property_payload), "{\"DeviceID\": %s}", "123987");

res = IOT_Linkkit_Report(EXAMPLE_MASTER_DEVID, ITM_MSG_POST_PROPERTY,

                            (unsigned char *)property_payload, strlen(property_payload));

}

linkkit_main:

while (1) {

user_post_data();

}

7、端云联调

7.1、下载软件版本
编译，烧写步骤可以参考HaaS100快速开始
7.2、设备配网
通过命令行配网，串口输入如下指令可完成配网：

netmgr -t wifi -c {ssid} {password}

7.3、设备与云智能APP绑定
安装的云智能APP,保证手机更设备连接同一个APP.点击右上角红色标注"+" 按钮，开始设备查找。

约数秒钟后找到设备，如下图，点击完成。

至此绑定完成。
7.4、演示效果图片
当有RFID卡片靠近读卡器时，我们会在手机上看到卡片的序列号。

8、总结

本文档介绍了如何基于HaaS100 搭建RFID读卡器，读取卡片信息，并且通过阿里云物联网平台将数据传到我们的手机上，其中涉及到了HaaS 串口操作和给阿里云IoT发送数据。
RFID模块除了可以读卡上的数据外还可以给卡写入数据，还有更多的功能大家可以一起挖掘和探索。
HaaS100除了串口外还可以通过i2c、spi 等接口链接外面的传感器或者其他设备。
通过本文档介绍的这个流程，大家可以打造更多的应用场景，一起可以行动起来，亲手制作一套属于自己的智能设备吧！

9、开发者技术支持

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