Как очистить блоки nfc rfid rc522

10

Работа с Arduino и RFID MFRC522

Технология RFID (Радиочастотная идентификация) позволяет при помощи радиосигнала быстро и безопасно передавать данные между специальными “считывателями” и “метками” – карточками, брелоками, браслетами и т.д. на небольшом расстоянии.
Одно из широко известных развитий технологии – NFC, при помощи которого можно оплачивать покупки или подключать устройства бесконтактно. Нам же доступны менее сложные, но не менее полезные и интересные применения, о которых будет сказано ниже.

Применение

Комплект RFID модуль + метки может быть использован:

• Как часть самодельных охранных систем
• При создании простых электронных замков (метка является ключом)
• В системах контроля доступа (однократный, многократный пропуск)
• В качестве электронного “кошелька” внутри собственного предприятия
• В роли интерактивного предмета в квестах и т.д.

Железо

RFID работает в нескольких частотных диапазонах, в свою очередь RFID модули и метки можно поделить на низкочастотные “LF” (125 кгц) и высокочастотные “HF” (13,56 MHz), существуют так же и ультравысокочастотные “UHF”, но они нас не интересуют.

Наиболее распространенные RFID Arduino-модули основаны на микросхеме MFRC522, работающей с HF метками 13,56 МГц. Поиск модулей и библиотек производится по этому же имени.

Существует два типа модулей MFRC522, с которыми вы скорее всего столкнетесь:

Отвечая на главный вопрос – не смотря на значительную разницу в размере, ощутимой разницы в работе модулей нет, можно брать любой. В комплекте к модулю как правило уже идет несколько меток.

Библиотеки

Для работы с модулем MFRC522 понадобится библиотека https://github.com/miguelbalboa/rfid. Библиотека тяжелая, индусская и имеет немало проблем, но достойных альтернатив просто нет – несколько других “облегченных” библиотек значительно уступают в функциональности и удобстве использования.

Подключение

Модуль MFRC522 подключается по аппаратному интерфейсу SPI, выбранная библиотека предоставляет следующую таблицу подключения к Arduino:

• Контакты модуля RST и SDA (SS) указываются в скетче – можно использовать любые.
• У Leonardo подключение производится к 6-ти контактному ICSP разъему программатора.

Пример подключения модуля к Arduino Nano:

О RFID метках

Прежде всего самая сложная для понимания, но и самая важная часть – работа с RFID метками. В комплекте с модулем идут пара меток MIFARE Classic 1K, как понятно из названия – на 1 килобайт (на самом деле меньше, но об этом позже).

Чтобы изучить организацию памяти такой метки, можно воспользоваться примером из библиотеки, открыв Примеры > MFRC522 > DumpInfo. Однако для вашего удобства я подготовил вот такую карту:

Обратите внимание – память организована в виде 16-ти секторов, по 4 блока каждый. Итого – 64 блока по 16 Байт, как раз набегает 1 Килобайт. Деление по секторам носит скорее условный характер, так как адресация в памяти будет производиться по блокам.

Все сектора кроме нулевого имеют одинаковое строение – 3 блока данных + 1 блок безопасности, так называемый sector trailer. Каждый из этих блоков может быть прочитан и перезаписан (при соблюдении условий), исключение составляет нулевой блок (сектор 0).

Нулевой блок хранит в себе уникальный ID “UID”, тип метки и прочую информацию, записанную заводом-изготовителем. Нулевой сектор не может быть перезаписан, если речь идет о “классических” метках, к которым относятся комплектные с модулем. Таким образом UID позволяет отличить две с виду идентичные метки. UID как правило состоит из 4х байт, свободно считываемых из метки. Важно: китайский рынок может предложить вам “перезаписываемые” метки, UID в которых можно менять, путем перезаписи нулевого блока. Если в вашей системе используется только UID – учтите возможность очень простого копирования UID в метки-болванки (в том числе злоумышленниками).

Блоком безопасности является каждый 4й блок, каждый блок безопасности отвечает за свой сектор (предыдущие 3 блока данных) – он хранит 2 ключа доступа по 6 байт (ключи A и B), а также специальные “Access bits” (Биты доступа), грубо говоря настройки доступа. Ключи A и B могут быть использованы для аутентификации и последующего доступа к блокам данных в пределах сектора. То есть да, для того чтобы получить доступ к любому из блоков внутри сектора необходимо “разблокировать” этот сектор, при помощи одного из ключей.

Поэтому будьте уверены, если производитель позаботился о смене секретных ключей в своих RFID метках – скопировать или как-нибудь изменить содержимое штатными средствами вы уже не сможете, а ведь так хотелось? Идем дальше.

Биты доступа позволяют настроить условия доступа и возможности работы каждого блока в отдельности (каждого блока данных + блока безопасности). Наилучшим инструментом в работе с метками MIFARE Classic 1K является вот этот онлайн-калькулятор http://calc.gmss.ru/Mifare1k/. Если хотите разобраться чуть глубже – обязательно полистайте и опробуйте.

Я же хочу сэкономить ваше время, поэтому сразу уточню, что наиболее удачным решением в большинстве ситуаций будет оставить блоки данных в состоянии transport configuration, то есть по умолчанию.

Однако есть возможность настроить блоки на некоторые интересные сценарии, например защитить от записи (конфигурация 1-0-1 или 0-1-0). Или же сделать так, что прочитать блок можно при помощи как ключа A, так и ключа B, а вот для записи обязательно понадобится ключ B (конфигурация 1-0-0), в таком случае можно ограничить права некоторого оборудования и сделать систему безопаснее. И да, конфигурация 1-1-1 превращает блок в кирпич (обратимо).

В примерах ниже мы будем использовать конфигурацию блоков данных по умолчанию (0-0-0) и следующие принципы:

• Создаем ключ B, значение которого знаем только мы, длина ключа – 6 Байт.
• Ключ A будет полностью аналогичен ключу B, однако он не будет использоваться.
• Биты доступа для блоков безопасности будем использовать в конфигурации 0-1-1

Таким образом для всех операций с меткой применяется только ключ B, который невозможно считать из метки (впрочем, как и ключ A), даже если сектор предварительно разблокирован. Если хотите намертво зашить ключи A и B в блок безопасности – подойдет конфигурация 1-0-1, поменять будет уже невозможно. Ну а последняя 1-1-1 конфигурация блока безопасности заблокирует еще и настройки доступа к блокам данных!

В итоге 3 байта настроек доступа приняли следующие значения: 0x7F 0x07 0x88, байт USER может быть любой.

Начало работы

Работу с RFID модулем удобнее всего производить в конце главного цикла программы, сейчас поймете почему. Для отслеживания поднесенной метки библиотека предлагает использовать пару методов с замысловатыми названиями:

Если поднесенная метка успешно считана – программа идет дальше, в противном случае происходит возврат в начало главного цикла, а весь блок кода связанный с RFID пропускается.

В итоге наш скетч имеет следующую структуру:

Теперь давайте идти по порядку, осваивая основные методы для работы с RFID.

Чтение UID

Самое простое, что можно сделать с RFID меткой – прочитать UID, в некоторых системах уже этого функционала вполне достаточно, например – в простых электронных замках. Как уже сказано ранее, некоторые метки позволяют сменить UID, в свою очередь запретить считать UID из ваших меток не получится – учтите это при разработке.

Так или иначе пример чтения UID и вывод в порт приведен ниже:

Чтение блока

Если чтением UID ваш интерес не ограничился – давайте узнаем, как читать блок данных из метки. Прежде чем что-либо читать или писать, необходимо аутентифицировать (разблокировать) сектор, в котором находится интересующий нас блок.

В примерах ниже будем работать с блоком под номером 6 (сектор 1), за первый сектор и соответственно блоки 4, 5 и 6 отвечает блок безопасности под номером 7. То есть запомнили – блок данных 6, блок безопасности 7.

Аутентификацию сектора производит метод PCD_Authenticate() , по умолчанию все манипуляции с меткой возможны при помощи ключа A, а сам процесс аутентификации выглядит следующим образом:

Обратите внимание на …KEY_A в первом аргументе и цифру 7 вторым аргументом – это и есть номер блока безопасности. Отслеживать статус не обязательно, но крайне желательно.

После успешной аутентификации можно свободно манипулировать разблокированным сектором, в нашем случае будем читать содержимое методом MIFARE_Read() . Читать нужно в байтовый массив, размером 18 (!) байт, чтение происходит из блока 6 (первый аргумент) и выглядит так:

Важно: Не смотря на то, что блоки имеют размер 16 байт, буферный массив создается на 18 байт, а количество байт на чтение передается именно в виде указателя на переменную. В противном случае чтение закончится ошибкой, примите это как факт.

В случае успешного чтения, выведем содержимое блока 6 в монитор порта, все как обычно:

А завершать работу с меткой нужно при помощи еще двух замысловатых методов:

В итоге полный скетч для чтения блока 6 из новой метки со стандартными ключами выглядит так:

После поднесения метки в мониторе порта должны отобразиться 16 байт – содержимое прочитанного блока.

Запись блока

При записи все 16 байт записываются в блок единовременно, для чего должен быть заранее подготовлен байтовый массив на 16 Байт, например такой:

Как в случае и с чтением, сектор в котором находится нужный блок 6 нужно предварительно аутентифицировать, об этом уже сказано выше, так что переходим непосредственно к записи. Запись производится методом MIFARE_Write() , в отличии от MIFARE_Read() тут все несколько проще – указываем записываемый блок, массив и число 16 (количество байт на запись):

Итоговый скетч записи массива в блок 6 выглядит так:

После поднесения метки в мониторе порта должно отобразиться сообщение “Write OK“.

К слову ничто не мешает нам объеденить запись и чтение в одном скетче:

Смена ключей безопасности и настройка блоков

Если вы хотите не только уметь читать и писать данные в метки, но и защить хранящуюся там информацию от стороннего вмешательства – необходимо сменить ключи доступа как минимум от тех секторов, в которых вы собираетесь хранить данные, однако в идеале установить новые ключи для всех секторов, чтобы усложнить задачу потенциальным взломащикам.

Для того, чтобы изменить ключи доступа к сектору, необходимо перезаписать блок безопасности, ответственный за данный сектор. В наших примерах фигурировал блок данных под номером 6 и соответственно блок безопасности под номером 7. Задача по смене ключей безопасности сводится к следующим шагам:

1. Создать байтовый массив на 16 ячеек, включающий:
   • Ключ A
   • Байты настроек доступа
   • Ключ B
2. Провести аутентификацию выбранного сектора, пока что используя стандартный ключ 0xFFFFFFFFFFFF
3. Произвести запись подготовленного массива в блок безопасности, в точности так же, как в случае с обычным блоком.

После этого ключи безопасности будут изменены, а мы сможем безопасно хранить данные в одном или нескольких блоках выбранного сектора! Сейчас покажу по шагам.

1. Для создания образа блока безопасности (содержимого массива) придется вернуться вверх по тексту и вспомнить, что при выбранных нами настройках сектора, байты доступа получили значения 0x7F 0x07 0x88. Осталось придумать ключи доступа, имеющие длину 6 байт. Я буду использовать ключ 0xABABABABABAB, данный ключ не является безопасным и подходит исключительно для демонстрации! Так же напоминаю, что ключи A и B будут идентичны, однако использоваться будет только ключ B.

1 После того, как мы определились с настройками сектора (“Access Bits“) и ключами безопасности – создаем нужный байтовый массив:

Итоговый скетч записи новых ключей и настроек доступа:

Не забываем сменить “наполнение” ключа в void setup()<> :

Так же напоминаю, что отныне для сектора 1 (блоков 4…7) мы используем только ключ B, соответственно и команда аутентификации отныне выглядит чуть иначе:

Работа с защищенным сектором

Теперь, после того как мы сменили ключи безопасности от сектора 1, в качестве примера будем выводить количество поднесений метки к считывателю в последовательный порт. Количество поднесений хранится в нулевом байте защищенного блока 6 и увеличивается при каждом поднесении:

Количество поднесений ограничено 255, потому что используется лишь 1 Байт, но для примера это и не важно.

Инкремент и декремент

Наболее продвинутые могут обратить внимание на то, что пример выше не имеет смысла, поскольку метки уже имеют функционал инкремента и декремента, позволяющего использовать защищенный блок в качестве электронного кошелька.

Для реализации данного функционала библиотека имеет методы MIFARE_Increment() и MIFARE_Decrement() , однако независимо от установленных байтов доступа данный функционал не показал работоспособность на десятке меток и нескольких модулях. Возможно всему виной поддельные чипы MFRC522, установленные в модули. В любом случае перечисленные методы возвращают ошибку при поднесении метки, а потому и пример для работы не привожу.

Особенности и костыли

• Периодическая перезагрузка и повторная инициализация. В главный цикл программы добавляется таймер на millis() с периодом 500…3000 мс, внутри которого производится принудительный сброс и инициализация модуля. Данный код располагается в начале главного цикла программы. Данный костыль является наиболее эффективным в борьбе с зависанием модуля.
• Принудительная установка усиления и перезагрузка антенны. Полезность сомнительная, однако по некоторым заявлениям библиотека не всегда корректно настраивает антенну после инициализации модуля. Решается добавлением соответствующих строк помимо инициализации модуля в функции void setup()<> :
• Повторное чтение или второй шанс. В примерах выше мы использовали следующую конструкцию для отслеживания поднесенной метки:

Фокус заключается в добавлении еще одной попытке чтения метки, в случае неудачи. Таким образом наша конструкция принимает следующий вид:

Наиболее эффективным и важным является первый костыль, располагайте его перед работой с модулем, желательно в начале цикла void loop()<> , но ни в коем случае не в прерывании таймера. Однако несмотря на то, что приведенные выше хитрости действительно работают и многократно повышают стабильность работы RFID модуля – в случае с электронными замками и прочими системами контроля доступа рекомендуется иметь резервные способы входа, помимо RFID.

Что такое RFID? Как это работает? Взаимодействие RFID модуля RC522 с Arduino

Давно прошли те времена, когда люди стояли и ждали в длинных кассовых очередях в продуктовом магазине. Но теперь, благодаря технологии радиочастотной идентификации (RFID, Radio Frequency IDentification), с помощью решений на базе RFID вы можете заполнить корзину и выйти прямо за дверь. Вам больше не придется ждать, пока кассир пробьет каждый товар в вашей корзине по отдельности. Вместо этого RFID метки, прикрепленные к предметам, будут связываться с RFID считывателем, который будет обнаруживать каждый товар в корзине и пробивать его практически мгновенно.

Что такое RFID? Как это работает? Взаимодействие RFID модуля RC522 с Arduino

Для большинства наших проектов на Arduino отличным выбором будет RFID модуль чтения/записи RF522. Он обладает низким энергопотреблением, низкой стоимостью, он довольно прочный, прост для взаимодействия и безумно популярен среди любителей.

Что такое технология RFID и как она работает?

RFID или система радиочастотной идентификации состоит из двух основных компонентов: транспондера или метки, прикрепленной к идентифицируемому объекту, и приемопередатчика, также известного как интеррогатор (interrogator) или считыватель.

Рисунок 1 – Как работает технология RFID

Считыватель состоит из радиочастотного модуля и антенны, которая генерирует высокочастотное электромагнитное поле. Метка, напротив, обычно является пассивным устройством, то есть она не содержит батареи. Вместо этого она содержит микрочип, который хранит и обрабатывает информацию, и антенну для приема и передачи сигнала.

Для считывания информации, закодированной в метке, она размещается в непосредственной близости от считывателя (она не обязательно должна находиться в пределах прямой видимости от считывателя). Считыватель генерирует электромагнитное поле, которое заставляет электроны проходить через антенну метки и обеспечивать чип питанием.

Рисунок 2 – Как работает технология RFID

Обеспеченная питанием микросхема внутри метки затем отвечает отправкой своей сохраненной информации обратно считывателю в виде другого радиосигнала. Это называется обратным рассеянием (backscatter). Обратное рассеяние или изменение электромагнитной/радиочастотной волны обнаруживается и интерпретируется считывателем, который затем отправляет данные на компьютер или микроконтроллер.

Обзор аппаратного обеспечения — Модуль чтения / записи RF522 RFID

RFID модуль RC522 на основе микросхемы MFRC522 от NXP – это один из самых недорогих вариантов RFID, который вы можете найти в интернете менее чем за четыре доллара. Обычно он поставляется с картой RFID метки и брелоком с объемом памяти 1 КБ. И что лучше всего, он может записать метку, чтобы вы могли хранить в ней свое секретное сообщение.

Рисунок 3 – Модуль RFID считывателя RC522 с меткой-картой и меткой-ключом

Модуль считывателя RFID RC522 предназначен для создания электромагнитного поля на частоте 13,56 МГц, которое он использует для связи с метками RFID (стандартные метки ISO 14443A). Считыватель может взаимодействовать с микроконтроллером через 4-контактный последовательный периферийный интерфейс (SPI) с максимальной скоростью передачи данных 10 Мбит/с. Он также поддерживает связь по протоколам I2C и UART.

У модуля имеется вывод прерывания. Это удобно потому, что вместо того, чтобы постоянно опрашивать RFID модуль «есть ли карта в поле зрения?», модуль сам предупредит нас, когда метка окажется рядом.

Рабочее напряжение модуля составляет от 2,5 до 3,3 В, но хорошая новость заключается в том, что логические выводы допускают напряжение 5 вольт, поэтому мы можем легко подключить его к Arduino или любому микроконтроллеру с 5-вольтовой логикой без использования какого-либо преобразователя логических уровней.

Распиновка RFID модуля RC522

Модуль RC522 имеет всего 8 контактов, соединяющих его с внешним миром.

Рисунок 4 – Распиновка RFID модуля считывателя RC522

VCC обеспечивает питание для модуля. Напряжение питания может быть в диапазоне от 2,5 до 3,3 вольт. Вы можете подключить его к выходу 3.3V вашей платы Arduino. Помните, что подключение его к выводу 5V, скорее всего, выведет модуль из строя!

RST – вход для сброса и отключения питания. Когда на этот вывод подается низкий логический уровень, запускается жесткое отключение питания. Оно отключает всех внутренних потребителей тока, включая генератор, и входные выводы отключаются от внешних цепей. Во время нарастающего фронта на этом выводе модуль сбрасывается.

GND вывод земли, должен быть подключен к выводу GND на Arduino.

IRQ – вывод прерывания, который может предупредить микроконтроллер, когда поблизости будет RFID метка.

Вывод MISO / SCL / Tx действует либо как Master-In-Slave-Out (вход ведущего – выход ведомого) при включенном интерфейсе SPI, либо как последовательный тактовый сигнал при включенном интерфейсе I2C, либо как выход последовательных данных при включенном интерфейсе UART.

MOSI (Master Out Slave In) – вход SPI для модуля RC522.

SCK (Serial Clock) принимает тактовые импульсы, предоставляемые мастером на шине SPI, то есть Arduino.

Вывод SS / SDA / Rx действует либо как вход, когда включен интерфейс SPI, либо как линия последовательных данных, когда включен интерфейс I2C, либо как вход последовательных данных, когда включен интерфейс UART. Этот вывод обычно помечается заключением в квадрат, чтобы его можно было использовать в качестве опорной точки для идентификации других выводов.

Подключение RFID модуля RC522 к Arduino UNO

Теперь, когда мы знаем всё о модуле, мы можем подключить его к нашей плате Arduino!

Для начала подключите вывод VCC на модуле к выводу 3,3V на Arduino, а вывод GND — к земле Arduino. Вывод RST может быть подключен к любому цифровому выводу на Arduino. В нашем случае он подключен к цифровому выводу 5. Вывод IRQ не подключен, так как библиотека Arduino, которую мы собираемся использовать, не поддерживает его.

Теперь у нас остаются выводы, которые используются для связи по SPI. Поскольку модуль RC522 требует передачи больших данных, то наилучшая производительность будет обеспечена при использовании аппаратного модуля SPI в микроконтроллере. Использование выводов аппаратного SPI модуля намного быстрее, чем «дергание битов» в коде при взаимодействии через другой набор выводов.

Обратите внимание, что у плат Arduino выводы SPI различаются. Для плат Arduino, таких как UNO/Nano V3.0, это цифровые выводы 13 (SCK), 12 (MISO), 11 (MOSI) и 10 (SS).

Если у вас Arduino Mega, выводы отличаются! Вы должны использовать цифровые выводы 50 (MISO), 51 (MOSI), 52 (SCK) и 53 (SS). В таблице ниже приведен список выводов для связи по SPI для разных плат Arduino.

В случае если вы используете плату Arduino, отличную от приведенных выше, рекомендуется проверить официальную документацию Arduino, прежде чем продолжить.

Рисунок 5 – Подключение модуля RFIDсчитывателя RC522 к Arduino UNO

Как только вы всё подключите, вы готовы к работе!

Код Arduino. Считывание RFID метки

Связь с RFID модулем RC522 – это сложная работа, но, к счастью для нас, есть библиотека MFRC522, которая упрощает чтение и запись в RFID меток. Спасибо Мигелю Бальбоа. Сначала скачайте библиотеку, посетив репозиторий GitHub, или просто нажмите на кнопку ниже, чтобы скачать архив:

Чтобы установить библиотеку, откройте Arduino IDE, перейдите в Скетч → Подключить библиотеку → Добавить .ZIP библиотеку и выберите только что загруженный файл rfid-master.zip .

После установки библиотеки откройте меню Файл → Примеры → MFRC522 → DumpInfo .

Рисунок 6 – Скетч DumpInfo библиотеки MFRC522

Этот скетч не будет записывать какие-либо данные в метку. Он просто сообщает вам, удалось ли ему прочитать метку, и отображает некоторую информацию о ней. Это может быть очень полезно, прежде чем опробовать любую новую метку!

Перейдите к началу скетча и убедитесь, что RST_PIN инициализирован правильно, в нашем случае мы используем цифровой вывод 5, поэтому измените его на 5!

Рисунок 7 – Изменение вывода RST в примере скетча

Хорошо, теперь загрузите скетч в Arduino и откройте монитор последовательного порта. Как только вы приблизите метку к модулю, вы, вероятно, получите что-то вроде следующего. Не двигайте метку, пока не отобразится вся информация.

Рисунок 8 – Вывод скетча DumpInfo

Он отображает всю полезную информацию о метке, включая уникальный идентификатор (UID) метки, объем памяти и содержание всей памяти в 1 КБ.

Распределение памяти MIFARE Classic 1K

Память метки 1 КБ организована в 16 секторов (от 0 до 15). Каждый сектор дополнительно делится на 4 блока (блоки 0–3). Каждый блок может хранить 16 байтов данных (от 0 до 15).

Это говорит нам, что у нас точно

16 секторов x 4 блока x 16 байтов данных = 1024 байта = 1 КБ памяти

Весь 1 килобайт памяти с секторами, блоками и данными показан ниже.

Рисунок 9 – Вывод скетча DumpInfo. Структура памяти Рисунок 10 – Трехмерное представление структуры памяти MIFARE Classic 1K

Блок 3 каждого сектора называется Sector Trailer и содержит информацию, называемую Access Bits (биты доступа), для предоставления доступа на чтение и запись к остальным блокам в секторе. Это означает, что в каждом секторе на самом деле для хранения данных доступны только 3 нижних блока (блоки 0, 1 и 2), а это означает, что в 64 байтовом секторе у нас есть только 48 байтов, доступных для нашего собственного использования.

Блок 0 сектора 0 также известен как Manufacturer Block / Manufacturer Data содержит данные производителя микросхемы и уникальный идентификатор (UID). Блок производителя выделен ниже красным цветом.

Рисунок 11 – Вывод скетча DumpInfo. Блок производителя

Предупреждение: перезаписывать блок производителя очень рискованно, и это может навсегда заблокировать карту.

Код Arduino. Запись в RFID метку

Учитывая, что вы успешно прочитали RFID метку, пора перейти к следующему эксперименту. В следующем скетче будет показана простая демонстрация записи пользовательских данных в RFID метку. Протестируйте скетч, прежде чем мы начнем его подробный разбор.

Вывод в мониторе последовательного порта будет выглядеть следующим образом.

Рисунок 12 – Вывод скетча записи RFID метки с помощью RC522

Объяснение кода:

Скетч начинается с включения библиотек MFRC522 и SPI, определения выводов Arduino, к которым подключен RC522, и создания объекта считывателя MFRC522.

Далее нам нужно определить блок, в котором мы собираемся хранить наши данные. Здесь выбран сектор 0, блок 2. Помните, никогда не выбирайте блок 3 в любом секторе. Запись в блок Sector Trailer может сделать блок непригодным для использования.

Далее мы определяем массив из 16 байтов с именем blockcontent[16] , который содержит сообщение, которое мы хотим записать в блок. Вы можете удалить любой блок, написав в него нули.

Далее нам нужно определить массив из 18 байтов с именем readbackblock[18] . Он может быть использован для чтения контента обратно. Подождите . 18 байт? Разве не должно быть 16 байтов? Ответ — нет. Метод MIFARE_Read в библиотеке MFRC522 для хранения 16 байтов блока требует буфер размером не менее 18 байтов.

В функции setup() мы инициализируем последовательную связь с ПК, библиотеку SPI и объект MFRC522. Нам также необходимо подготовить ключ безопасности для функций чтения и записи. Здесь все шесть байтов ключа установлены в 0xFF . Поскольку карты в наборе новые, и их ключи никогда не менялись, они равны 0xFF . Если бы у нас была карта, которая была запрограммирована кем-то другим, нам нужно было бы знать ключ, чтобы получить к ней доступ. Затем этот ключ необходимо будет хранить в переменной key .

В функции loop() мы сначала сканируем, есть ли поблизости карта, если да, эта карта выбирается для записи и чтения.

Записать блок теперь очень просто, нам просто нужно вызвать пользовательскую функцию writeBlock() , которая принимает два параметра: номер блока, в который мы хотим записать данные, и сами данные.

Чтобы проверить, была ли операция записи успешной, нам нужно прочитать содержимое блока обратно. Это можно сделать с помощью пользовательской функции readBlock() , которая снова принимает два параметра: один — номер блока, а другой — массив для хранения содержимого блока. Вы можете использовать функцию PICC_DumpToSerial() , если хотите увидеть весь 1 килобайт памяти с записанным в нее блоком.

Наконец, мы печатаем содержимое массива readbackblock с помощью цикла for и отображаем его в мониторе последовательного порта.

Проект на Arduino

RFID система контроля доступа для дверного замка

Давайте создадим небольшой проект на Arduino, чтобы продемонстрировать, как простой модуль RFID считывателя RC522 можно использовать для создания RFID системы контроля доступа для дверного замка. Наша программа будет сканировать уникальный идентификатор каждой RFID метки, когда она достаточно близко, чтобы запитываться от считывателя RC522. Если UID метки соответствует предопределенному значению ( MasterTag ), которое хранится в памяти Arduino, доступ будет предоставлен. И если сканируем любую неизвестную метку, доступ будет запрещен. Круто! Так ведь?

Так выглядит результат.

Рисунок 13 – Демонстрация работы RFID системы контроля доступа для дверного замка

Конечно, этот проект можно привязать к открытию дверей, включению реле, включению светодиода или к чему-то еще.

Если вы не знакомы с символьными LCD дисплеями размером 16×2, то взгляните на эту статью.

Прежде чем мы перейдем к загрузке кода и сканированию меток, давайте посмотрим на принципиальную схему проекта.

Рисунок 14 – RFID система контроля доступа для дверного замка. Подключение RFID считывателя RC522 и LCD дисплея к Arduino

Всё! Теперь попробуйте приведенный ниже скетч в работе.

Программа довольно проста. Сначала мы включаем необходимые библиотеки, определяем выводы Arduino, создаем объекты LCD и MFRC522 и определяем главную метку.

В функции setup() мы инициализируем интерфейс SPI, объект MFRC522 и LCD дисплей. После этого мы печатаем на LCD дисплее приветственное сообщение.

В функции loop() мы ждем, пока не будет отсканирована новая метка. Как только это будет сделано, мы сравним неизвестную метку с мастер-меткой, определенной в функции setup() . Всё! Если ID метки совпадает с ID мастера, доступ предоставляется, в противном случае в доступе будет отказано.

Ключевым моментом в проекте является пользовательская функция getID() . Как только она просканирует новую карту, внутри цикла for она преобразует 4 байта UID в строки и объединяет их для создания одной строки.

Как очистить блоки nfc rfid rc522

Что такое RFID? Как это работает? Взаимодействие RFID модуля RC522 с Arduino

Рисунок 1 – Как работает технология RFID

Обзор аппаратного обеспечения — Модуль чтения / записи RF522 RFID

Рисунок 3 – Модуль RFID считывателя RC522 с меткой-картой и меткой-ключом

Распиновка RFID модуля RC522

Рисунок 4 – Распиновка RFID модуля считывателя RC522

Подключение RFID модуля RC522 к Arduino UNO

Рисунок 5 – Подключение модуля RFIDсчитывателя RC522 к Arduino UNO

Код Arduino. Считывание RFID метки

Рисунок 6 – Скетч DumpInfo библиотеки MFRC522

Рисунок 7 – Изменение вывода RST в примере скетча

Рисунок 8 – Вывод скетча DumpInfo

Распределение памяти MIFARE Classic 1K

Рисунок 9 – Вывод скетча DumpInfo. Структура памяти Рисунок 10 – Трехмерное представление структуры памяти MIFARE Classic 1K

Рисунок 11 – Вывод скетча DumpInfo. Блок производителя

Код Arduino. Запись в RFID метку

Рисунок 12 – Вывод скетча записи RFID метки с помощью RC522

Чтение и запись RFID меток. Модуль RC522 для Arduino.

Сегодня я расскажу про RFID модуль RC522, на базе чипа MFRC522. Питание 3.3В, дальность обнаружения до 6см. Предназначен для чтения и записи RFID меток с частотой 13.56 МГц. Частота в данном случае очень важна, так как RFID метки существуют в трех частотных диапазонах:

• Метки диапазона LF (125—134 кГц)
• Метки диапазона HF (13,56 МГц)
• Метки диапазона UHF (860—960 МГц)

Конкретно этот модуль работает с метками диапазона HF, в частности с протоколом MIFARE.

Для работы с модулем можно использовать стандартную библиотеку RFID входящую в Arduino IDE, однако есть и другая библиотека, написанная специально под данный модуль — MFRC522 (1 Мб). Обе библиотеки вполне удобны, однако в MFRC522 больше специальных функций, позволяющих максимально сократить итоговый код программы.

Подключение

Некоторые столкнуться с проблемой — название пинов в большинстве уроков и руководств может не соответствовать распиновке на вашем модуле. Если в скетчах указан пин SS, а на вашем модуле его нет, то скорее всего он помечен как SDA. Ниже я приведу таблицу подключения модуля для самых распространенных плат.

Arduino Leonardo/ Micro

Пины управления SS(SDA) и RST задаются в скетче, так что если ваша плата отличается от той, что я буду использовать в своих примерах, а использую я UNO R3, указывайте пины из таблицы в начале скетча:

Пример №1: Считывание номера карты

Рассмотрим пример из библиотеки RFID — cardRead. Он не выдает данные из карты, а только ее номер, чего обычно бывает достаточно для многих задач.

Скетч залился, светодиод питания на модуле загорелся, но модуль не реагирует на карту? Не стоит паниковать, или бежать искать "правильные" примеры работы. Скорее всего, на одном из пинов просто нет контакта — отверстия на плате немного больше чем толщина перемычки, так что стоит попробовать их переставить. На плате не горит светодиод? Попробуйте переставить перемычку, ведующую в 3.3В, и убедитесь, что на плате она подключена именно к 3.3В, подача питания в 5В может вашу плату запросто убить.

Допустим, все у вас заработало. Тогда, считывая модулем RFID метки, в мониторе последовательного порта увидим следующее:

Здесь я считывал 3 разных метки, и как видно все 3 он успешно считал.

Пример №2: Считывание данных с карты

Рассмотрим более проработанный вариант — будет считывать не только номер карты, но и все доступные для считывания данные. На этот раз возьмем пример из библиотеки MFRC522 — DumpInfo.

Если предыдущий пример работал без ошибок, то и в этом проблем возникнуть не должно. Хотя, проездной на метро, без проблем выдававший номер карты в предыдущем примере, в этом оказался с неопределяемым типом данных, и модуль ничего кроме номера карты считать не смог.

Как результат, считав данные с карты, получим ее тип, идентификатор, и данные из 16 секторов памяти. Следует отметить, что карты стандарта MIFARE 1K состоят из 16 секторов, каждый сектор состоит из 4 блоков, а каждый блок содержит 16 байт данных.

Пример №3: Запись нового идентификатора на карту

В этом примере мы рассмотрим смену идентификатора карты (UID). Важно знать, что далеко не все карты поддерживают смену идентификатора. Карта может быть перезаписываемой, но это означает лишь перезаписываемость данных. К сожалению, те карты, которые были у меня на руках, перезапись UID не поддерживали, но код скетча я здесь на всякий случай приведу.

Пример №4: Запись данных на карту

Вот и наконец то, до чего мы так долго добирались — запись данных на карту. Самая "сладкая" часть работы с модулем — возможность сделать копию уже существующей карты, что то добавить или изменить, это гораздо интереснее, чем простое считывание.

Изменим один из блоков данных на карте:

И как результат, получаем карту с измененным блоком данных:

Теперь, научившись считывать и записывать блоки данных карты, вы можете поэксперементировать с метками, которые скорее всего есть у вас — пропуски, проездные общественного транспорта. Попробуйте считывать и записывать данные с этих карт, пара дубликатов пропуска никогда не помешает, так ведь?)

На этом все, подписывайтесь, и следите за публикациями. В следующий раз я расскажу и покажу, как на стандартный символьный дисплей 1602 добавлять пользовательские символы, фактически добавляя на дисплей графику.