實戰智慧插座 13 - 用悠遊卡嗶一下就開燈 ( RFID )

2017鐵人賽 webduino iot 智慧插座物聯網

oxxo

2016-12-27 15:14:36

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RFID 是 Radio Frequency IDentification 的縮寫，中文翻譯為「無線射頻辨識」( 不是 NFC )，是一種常見的無線通訊技術，透過 RFID 識別裝置 ( 讀卡器 ) 所產生的「電磁場」，能讓附著在物品上的「電子標籤」獲得能量進而發送無線電頻率的訊號，RFID 在今日相當的普及，常見於庫存、資產、人員等的追蹤與管理，甚至許多的防偽、畜產管理也都有 RFID 的身影存在，舉凡我們日常生活門禁卡、悠遊卡、感應扣...等，都不乏是 RFID 的相關應用。

認識 RFID

這裏我使用的 RFID 識別裝置的型號為「RC522」，RC522 主要針對 13.56MHZ 的無線電頻率識別，工作電壓為 3.3V ，上頭共有八支接腳，分別是 SDA、SCK、MOSI、MISO、IRQ、GND、RST、VCC，其中 SDA、SCK、MOSI、MISO 負責訊號的輸入和輸出。( 這些專有名詞可以參考：https://goo.gl/wypRNE )

Webduino RFID

由於 Arduino UNO 本身的數位腳各自有各自的功能，13 對應 Serial Clock ( SCK )，12 對應 Master-in slave-out ( MISO )，11 是 Master-out slave-in ( MOSI )，10 是 Slave select ( SS )，因此我們將** SDA 接 10，SCK 接 13，MOSI 接 11，MISO 接 12，IRQ 是中斷的腳位，RST 是重置的腳位**，這裡就我不需要接這兩個接腳。

至於 GND 接在 GND，VCC 接在 3.3V 的位置 ( 注意不要接成 5V 或 VCC，可能會燒壞 )，此外因為我原本使用 Webduino 馬克一號腳位太少，所以在我這裡必須使用 Arudino UNO 和 Webduino Fly 雲端擴充板搭配進行，不過因為是兩台裝置連動，我仍然是使用馬克一號來控制智慧插座。( 可以想像一刷卡，整間房子的燈都亮起來的感覺 )

Webduino RFID

接好線之後先用 Webduino Blockly 線上編輯工具 ( https://blockly.webduino.io ) 測試一下，放入開發板，輸入裝置的 ID，然後放入 RFID 積木，腳位固定為 10、13、11 和 12，然後將偵測到的卡號顯示在網頁裡。

Webduino RFID

執行之後，用悠遊卡或門禁卡去感應讀卡機，就可以看到卡號出現了。但因為 RFID 有分頻率 ( 目前市面上用的頻率有 6 種，分別是 135KHz 以下、13.56 MHz、433.92 MHz、860M~930 MHz、2.45GHz 和 5.8GHz )，這裏我使用的 RC522 的識別裝置主要針對 13.56 MHz 的頻段識別，因此部分的卡片可能會出現感應不到的狀況。( 13.56MHz 代表性應用為會員卡、識別證 )

Webduino RFID

Webduino 程式用法

接著來看一下 RFID 在 JavaScript 有哪些可以用的方法，RFID 的宣告使用 getRFID(board) ，不用加上腳位因為腳位是固定的。

rfid = getRFID(board);

開始偵測之前，要先放入 rfid.read(); 的命令，如果要停止偵測，則是使用 rfid.stopRead(); ，而偵測的方式使用 .on(event, callback)，event 有兩種， enter 表示偵測到卡片靠近，leave 偵測到卡片離開。

rfid.read();  //要停止就使用rfid.stopRead();
rfid.on("enter",function(_uid){
});
rfid.on("leave",function(_uid){
});

了解之後，把一塊裝置開發板接 RFID，另一塊裝置接智慧插座 ( 腳位 10 )，其實不一定要這樣做，用同一塊開發板也可以完成，只是用兩塊更能凸顯「Wi-Fi」操控的能力。
Webduino RFID

網頁控制

HTML 的部分先在自己的網頁內引入「 webduino-min.js 」還有「 webduino-blockly.js 」這兩個 JavaScript，這樣我們才有操控開發板以及 RFID 的 API 可以使用，在 body 的區域放入一個 h2 來顯示一些文字訊息，然後放入兩張燈泡一明一暗的圖片，讓偵測到訊號的時候，網頁上的燈泡也會發生反應。( 因為 RFID 有「讀取」與「停止讀取」，也可以做個按鈕切換，不過基本上如果是門禁系統，應該就是 24 小時運作了 )

<html>
<head>
  <meta charset="utf-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1, maximum-scale=1, user-scalable=no">
  <title>Webduino</title>
  <script src="https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/1.9.1/jquery.min.js"></script>
  <script src="https://webduino.io/components/webduino-js/dist/webduino-all.min.js"></script>
  <script src="https://blockly.webduino.io/webduino-blockly.js"></script>
</head>

<body>
  <h2 id="show"></h2>
  <img src="http://example.oxxostudio.tw/it2016/it2016-day05-on.jpg" id="on">
  <img src="http://example.oxxostudio.tw/it2016/it2016-day05-off.jpg" class="show" id="off">
</body>
</html>

CSS 的部分就只是寫個簡單的控制燈泡圖片有沒有出現而已。

img{
  display:none;
}
.show{
  display:block;
}

JavaScript 的說明就直接寫在程式碼裡頭，一開始的 a 變數做為確認兩塊開發板同時上線，然後判斷是哪張卡號我們就點燈，如果不是就熄燈。( 不過一開始仍然要先刷一次記錄卡號 )

$(function(){

  var rfid,
      led,
      $show=$('#show'),
      $on = $('#on'), 
      $off = $('#off'),
      a = 0;

  //設定第一塊裝置接智慧插座燈泡
  boardReady('裝置 1 的 ID', function (board) {
    board.systemReset();
    board.samplingInterval = 250;
    led = getLed(board, 10); //設定 LED 為 10 號腳
    a = a+1;
    if(a===2){
      allReady(); //確認兩塊板子都上線了就執行
    }
  });

  //設定第二塊裝置接 RFID
  boardReady('裝置 2 的 ID', function (board) {
    board.systemReset();
    board.samplingInterval = 250;
    rfid = getRFID(board); //設定 RFID
    a = a+1;
    if(a===2){
      allReady(); //確認兩塊板子都上線了就執行
    }
  });

  //確認兩塊板子都上線了要執行的動作
  function allReady(){
    $show.text('偵測中...');
    rfid.read();  //要停止就使用rfid.stopRead();
    rfid.on("enter",function(_uid){
      $show.text(_uid); //卡號只要先偵測一次就知道了
      if(_uid==='9D36202B'){
        led.on();
        $on.addClass('show');
        $off.removeClass('show');
      }else{
        led.off();
        $on.removeClass('show');
        $off.addClass('show');
      }
    });
  }

});

打開網頁之後，用不同的卡去刷感應器，就會發現特定的卡可以開燈，其他的卡都是關燈了。

Webduino RFID
( 範例程式：http://bin.webduino.io/dirob/2/edit?html,js,output )