UCL-IIoT-Strongbox με οθόνη RFID και LCD (Nodered, MySQL): 5 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Έργο Arduino με σαρωτή RFID και LCD

Εισαγωγή

Για να ολοκληρώσουμε την πορεία μας με μικροελεγκτές, πιο συγκεκριμένα το Arduino Mega που χρησιμοποιούσαμε. Έχουμε αναλάβει να κάνουμε ένα έργο που περιλαμβάνει το Arduino Mega, εκτός από το ότι εξαρτάται από εμάς να αποφασίσουμε τι θα κάνουμε με αυτό. Δεδομένου ότι δεν είχαμε τόσο πολύ χρόνο για αυτό το έργο, αποφασίσαμε έναν σαρωτή RFID. Αυτό έχει γίνει ήδη ένα εκατομμύριο φορές, οπότε αποφασίσαμε να προσθέσουμε μια οθόνη LCD σε αυτό. Κάτι που κάνει αυτό το έργο λίγο πιο μοναδικό. Αν και αυτό έχει γίνει και στο παρελθόν, αποφασίσαμε ότι θα ήταν διασκεδαστικό ούτως ή άλλως.

Έργο Arduino με καταγραφή δεδομένων Έχουμε αποφασίσει να συνεχίσουμε από το προηγούμενο έργο μας, μόνο που αυτή τη φορά θα προσθέσουμε καταγραφή δεδομένων. Αποφασίσαμε δεδομένου ότι είμαστε σε σύντομο χρονικό διάστημα, θα χρησιμοποιήσουμε το ίδιο έργο με την προηγούμενη φορά - με αυτόν τον τρόπο μπορούμε να επικεντρωθούμε στην καταγραφή δεδομένων από το τμήμα της νέας μας πορείας, Industry 4.0. Σε αυτό το έργο θα χρησιμοποιήσουμε το Node-red, το οποίο είναι ένας τρόπος για τη συλλογή δεδομένων από μια συσκευή και την πρόσβαση σε αυτήν από έναν διακομιστή ιστού. Αυτός ο τρόπος σύνδεσης των πάντων με έναν διακομιστή cloud είναι ένα ουσιαστικό μέρος του Industry 4.0.

Περιγραφή

Το πρώτο πράγμα που κάναμε ήταν να ελέγξουμε αν είχαμε όλα τα απαραίτητα στοιχεία για να γίνει αυτό πραγματικότητα, ευτυχώς το κάναμε. Αποφασίσαμε ότι αντί να το κάνουμε κλειδαριά πόρτας, όπως θα κάνατε παραδοσιακά, αποφασίσαμε ότι θα πρέπει να είναι κλειδαριά σε ένα κιβώτιο ή ασφαλές αν θέλετε. Για να γίνει αυτό, φτιάξαμε ένα ξύλινο κουτί, αυτό έγινε με κόφτη λέιζερ. Τρυπήσαμε και κόψαμε τρύπες και τέτοια για να χωρέσουν τα εξαρτήματα, έτσι φαινόταν πιο ρεαλιστικό και πολύ πιο εύκολο να διαχειριστούμε όλα μας τα καλώδια και τέτοια. Αφού είχαμε κάνει το κουτί έτοιμο, βάζουμε απλώς όλο μας το υλικό και τα καλώδια, απλά συνδέουμε και παίζουμε βασικά. Αφού το είχαμε ήδη δοκιμάσει και συνδεθεί εκ των προτέρων. Όταν είναι όλα συνδεδεμένα και ρυθμισμένα, το μόνο που χρειάζεται να κάνετε είναι να είναι έτοιμο ένα κύριο κλειδί. Αυτό γίνεται με τις προεπιλεγμένες μάρκες που λαμβάνετε με το σαρωτή RFID, απλώς φορτώνετε το πρόγραμμα και θα σας ζητήσει να δημιουργήσετε ένα κύριο κλειδί. Όταν το κάνετε αυτό, μπορείτε να επιλέξετε να παραχωρήσετε πρόσβαση σε άλλα κλειδιά. Όταν έχετε όλα τα κλειδιά που θέλετε να έχετε πρόσβαση στο strongbox σας, απλώς υπάρχει η ρύθμιση με το κύριο κλειδί. Τώρα, όταν σαρώνετε το κλειδί σας, μπορείτε να δείτε στην οθόνη LCD εάν έχετε ή όχι πρόσβαση. Όταν δεν έχετε σαρώσει κανένα κλειδί, η οθόνη LCD εμφανίζει ένα κείμενο "Κλειδί σάρωσης ταυτότητας". Όταν σαρώνετε ένα κλειδί και δεν έχετε πρόσβαση, εμφανίζει την ένδειξη "Access Denied" ή εάν έχετε πρόσβαση εμφανίζει "Access Granted". Αυτό είναι πολύ απλό και μπορείτε πάντα να γράψετε κάτι διαφορετικό στον κώδικα, αν το επιθυμείτε.

Ακολουθούν τα ακόλουθα στοιχεία που χρησιμοποιήσαμε στο έργο μας:

• Σαρωτής RFID (3,3 V)
• Οθόνη LCD 16x2 (5 V)
• Arduino Mega 2560 R3
• Ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα 12 V DC
• 1x μπλε LED
• 1x κόκκινο LED
• 1x πράσινο LED

Βήμα 1: Διάγραμμα Fritzing

Ακολουθεί ένα διάγραμμα σχετικά με τον τρόπο σύνδεσης των στοιχείων του έργου μας

Βήμα 2: Ο κώδικας

Ακολουθεί ο κώδικας του έργου:

Εάν αντιμετωπίζετε προβλήματα με τη σάρωση του κλειδιού ταυτότητάς σας

Εάν αντιμετωπίζετε προβλήματα με τη σάρωση των κλειδιών σας, αυτό μπορεί να οφείλεται στο ότι το EEPROM είναι γεμάτο. Αυτό σημαίνει ότι δεν έχετε πλέον δωρεάν κομμάτια για χρήση για τα κλειδιά ταυτότητάς σας. Αυτό το ζήτημα θα πρέπει να αντιμετωπίσετε μόνο εάν έχετε χρησιμοποιήσει το EEPROM σας στο παρελθόν. Στον κώδικά μας έχουμε ένα βήμα για να σκουπίσουμε το EEPROM, αλλά δυστυχώς δεν λειτουργεί όπως προβλέπεται. Επομένως, πρέπει να χρησιμοποιήσετε την προεπιλεγμένη επαναφορά EEPROM του Arduino, η οποία είναι στις προεπιλεγμένες βιβλιοθήκες.

Επειδή χρησιμοποιούμε το Nodered, δεν έχουμε σχολιάσει κάποιο serial.print στον κώδικα. Αυτό δεν έχει καμία επίδραση στο έργο, αλλά δεν θα λειτουργήσει με το Nodered.

Βήμα 3: Προεπισκόπηση του Έργου

Εδώ μπορείτε να δείτε πώς μπορείτε να προσθέσετε και να αφαιρέσετε την ετικέτα

Μία από τις ετικέτες είναι το κύριο κλειδί, με αυτό μπορείτε να αλλάξετε πόσες ετικέτες θέλετε να έχετε πρόσβαση στο strongbox.

Αφαιρέστε μια ετικέτα, με τον ίδιο τρόπο που προσθέτετε μια ετικέτα.

Βήμα 4: Κόκκινος κόμβος

Το πρώτο βήμα είναι να καταλάβετε πώς επικοινωνεί το Arduino με τον υπολογιστή σας. Στην περίπτωσή μας, χρησιμοποιούμε απλώς τη σειριακή θύρα στον υπολογιστή μας, για να επικοινωνήσουμε με το Arduino μας.

Κόμβος-κόκκινη κωδικοποίηση

Σε κόκκινο κόμβο μπορείτε να σύρετε ένα μπλοκ σειριακής θύρας, όπου ορίζετε το ρυθμό baud κ.λπ. τις ρυθμίσεις επικοινωνίας σας.

Από εδώ συνδέετε τη θύρα Arduino με τις συναρτήσεις που θέλετε να εκτελέσει το node-red. Σύρετε μια συνάρτηση, όπου ορίζετε τη λειτουργικότητα. Έχουμε δύο διαδρομές συναρτήσεων που χρησιμοποιούμε. Το πρώτο είναι ότι καθυστερούμε τη ροή του msg από το Arduino, οπότε λαμβάνουμε μόνο τις ετικέτες RFID. Στη συνέχεια, χρησιμοποιούμε έναν διακόπτη για να στείλουμε ένα αναγνωρισμένο, αρνημένο ή άγνωστο μήνυμα (ειδοποίηση), αφού έχουμε προκαθορίσει ποιες ετικέτες χορηγούνται και απορρίπτονται στον διακόπτη. Εάν η ετικέτα είναι άγνωστη απορρίπτεται και το κόμβο-κόκκινο στέλνει μια ειδοποίηση ότι, είναι μια άγνωστη ετικέτα.

Η άλλη μας διαδρομή στέλνουμε τα δεδομένα από το RFID στη βάση δεδομένων mySQL. Σημειώστε ότι πρέπει να είστε προσεκτικοί κατά την πρόσβαση στη βάση δεδομένων mySQL, καθώς τα ονόματα πρέπει να είναι ακριβή, δεν μπορείτε να αποκτήσετε σύνδεση.

Από εδώ στέλνουμε τις πληροφορίες που έχουμε αποθηκεύσει στη βάση δεδομένων mySQL και τις εμφανίζουμε σε έναν πίνακα στον κόμβο-κόκκινο πίνακα ελέγχου. Απλώς πρέπει να ορίσετε το μέγεθος του πίνακα και τέτοια, χρησιμοποιώντας κώδικα HTML. Έχουμε ένα κουμπί ενημέρωσης, ώστε να μπορείτε να δείτε τις πιο πρόσφατες ετικέτες.

Βήμα 5: Βάση δεδομένων MySQL

Χρησιμοποιούμε τον WAMPserver για να κάνουμε localhost τη βάση δεδομένων mySQL. Εδώ αποθηκεύουμε τις ετικέτες RFID και τις χρονικές σημάνσεις, για τις οποίες χρησιμοποιούμε κόκκινο κόμβο για να μεσολαβήσουμε τις πληροφορίες από τη βάση δεδομένων Arduino και mySQL.

Το μόνο που πρέπει να κάνετε στο mySQL είναι να ορίσετε έναν πίνακα με 2 στήλες, η μία για αναγνωριστικό και η άλλη για τις χρονικές σημάνσεις.

Ο τρόπος ανάκτησης των πληροφοριών από το Arduino με κόκκινο κόμβο περιγράφεται στην ενότητα για τον κόκκινο κόμβο.