第5章物联网射频125k RFID 电子锁实训 物联网经典实例RFID 电子锁设计与实现实训模块包括三个实训项目:(1)RFID 电子 锁基础硬件设计;(2)红外遥控开锁技术;(3)2C 协议EEPROM24C02 存储访问技术。本 I 章系统深入地学习物联网RFID 电子锁的关键技术 。 5.物联网射频125kRFID 电子锁基础硬件设计 1 学习目标:理解物联网125kRFID 电子锁的工作原理,在实践中掌握其基础硬件设计 与实现技巧,掌握RFID 电子锁软硬件设计的基本步骤。 项目重点:(1)理解物联网125kRFID 电子锁的工作原理;(2)物联网125kRFID 电子 锁软硬件设计的基本步骤。 项目难点:(1)理解物联网125kRFID 电子锁的工作原理;(2)物联网125kRFID 电子 锁的硬件封装与接入模式。 5.1 物联网射频125kRFID 电子锁材料准备 1. 物联网传感器信息感知与采集系统所需要的元器件实物,如图5-1所示。 图5-1 物联网射频125k RFID 电子锁基础硬件实训套件 第 5 章 物联网射频125k RFID 电子锁实训 物联网传感器信息感知与采集系统所需要的元器件及材料准备,如表5-1所示。 表5- 1 物联网射频125kRFID 电子锁基础硬件实训元件明细表 规格名称 RFID 电子锁集成电路板 15 按键遥控器 220V 转12V 适配器 铜锁芯及钥匙 12V 特步进电机 钥匙卡 不锈钢锁架及外盒 螺丝及螺丝刀 数量 1 1 1 1 1 2 1 1 5.2 物联网射频125kRFID 电子锁制作步骤 1. (1)将元器件从试验工具箱中取出,识别各个元器件,如图5-2所示。 图5-2 物联网射频125k RFID 电子锁元器件识读 (2)拿出以下几种元件,确认之间的连接接口,如图5-3所示。 (3)按照图5-4所示,将RFID 锁集成电路与两个读卡器(装好门锁后分别位于门内和 门外)以及步进电机连接起来。 (4)按照图5-5所示,将RFID 锁集成电路电源与220V 转12V 适配器(内正外负)连 接起来,观察刷卡器的红色LED 灯亮,表示电路正常工作。 (5)按照图5-6所示,将RFID 锁集成电路电源与锁盒的磁力开关相连接,刷(外面)开 门卡,观察步进电机的旋转情况。 153 物联网智能硬件编程技术实训 图5-3 物联网射频125k RFID 电子锁关键元器件接口识读 图5-4 RFID 锁集成电路与步进电机等的连接方式 图5-5 RFID 锁集成电路电源与220 V 转12 V 适配器的连接方式 (6)按照图5-7所示,将RFID 锁集成电路电源与锁盒的磁力开关相连接,刷(里面)开 门卡,观察步进电机的旋转情况。 (7)按照图5-8所示,首先将步进电机从RFID 锁集成电路取下,并装入锁盒的正确位 置,用两个螺丝固定好。 154 第 5 章 物联网射频125k RFID 电子锁实训 图5-6 RFID 锁集成电路电源与锁盒的磁力开关等的连接方式 图5-7 刷开门卡,观察步进电机的旋转情况 图5-8 在锁盒里,固定步进电机 (8)按照图5-9所示,将RFID 锁集成电路装入锁盒架的正确位置,轻轻地用两个螺丝 固定好。 (9)按照图5-10 所示,将RFID 锁集成电路与磁力开关、步进电机正确连接。 (10)按照图5-11 所示,将RFID 锁集成电路与门外刷卡(读写)器正确连接。 (11)按照图5-12 所示,将RFID 锁集成电路与门内刷卡(读写)器正确连接。 155 物联网智能硬件编程技术实训 图5-9 在锁盒里,固定RFID 锁集成电路芯片 图5-10 RFID 锁集成电路与磁力开关、步进电机的正确连接 图5-11 RFID 锁集成电路与门外刷卡(读写)器的正确连接 (12)按照图5-13 所示,将RFID 锁集成电路与220V 转12V 适配器(内正外负)连接起 来,调试观察。 (13)按照图5-14 所示,理顺并检查线路连接的正确情况。 156 第 5 章 物联网射频125k RFID 电子锁实训 图5-12 RFID 锁集成电路与门内刷卡(读写)器的正确连接 图5-13 RFID 锁集成电路与220V 转12V 适配器(内正外负)的正确连接 图5-14 检查线路连接的正确情况 (14)按照图5-15 所示,上好锁盒后盖,RFID 电子锁大功告成,读者可以将此锁子安装 在门上,体验刷卡开门。 (15)如图5-16 所示,刷卡锁开。 (16)门关,锁闭,如图5-17 所示。 157 物联网智能硬件编程技术实训 图5-15 上好锁盒后盖,准备体验刷卡开门 图5-16 刷卡锁开 图5-17 门关,锁闭 5.物联网近距离红外遥控解码技术实训 2 学习目标:理解物联网红外遥控解码技术,在实践中掌握其基础硬件设计与实现技巧, 掌握RFID 电子锁遥控开锁软硬件设计的基本步骤。 158 第 5 章 物联网射频125k RFID 电子锁实训 项目重点:(1)按配套遥控器按键,液晶显示4组码值,分别是用户码、用户码、数据码、 数据反码,显示格式为Code:1E-1E-00-2) 56MRFID 电子锁遥控开锁软硬 件设计的基本步骤。 FF;(物联网13. 项目难点:(1)理解物联网红外遥控解码技术的实质;(2)红外传感器接收端的硬件封 装与接入模式。 5.1 物联网近距离红外遥控解码技术原理图识读 2. LCD1602 引脚分布,如图5-18 所示。 图5-18 LCD1602 与MCU 的连接引脚分布图 物联网近距离红外接收传感器1838 与MCU 的连接,如图5-19 所示。 图5-19 红外接收传感器1838 与MCU 的连接示意图 5.2 物联网近距离红外遥控解码材料准备 2. 物联网近距离红外遥控解码系统所需要的元器件及材料准备,如表5-2所示。 表5- 2 物联网近距离红外遥控解码技术实训元件明细表 规格名称 开发电路板 21 按键遥控器 USB 线 LCD1602 数量 1 1 1 1 159 物联网智能硬件编程技术实训 红外遥控解码技术元器件实物,如图5-20 所示。 图5-20 红外遥控解码技术元器件实物套件 5.3 物联网近距离红外遥控解码的制作步骤 2. (1)将元器件从试验工具箱中取出,识别各个元器件。核心部件为红外接收传感器 1838 。如图521 所示,1838 通用一体化红外接收头带屏蔽壳。电压:2.5V;电流: -7~5. 1.频率:38kHz;距离:22m~25m(适合做实验及近距离遥控设备使用); 角度:±45°; 4mA; 波长:940nm 。引脚:1为输出,2为接地,3为电源(接收面正对自己,左边为第一脚)。 图5-21 红外接收传感器1838 (2)将USB 线正确连接到计算机USB 接口,正确接入LCD1602,如图5-22 所示。 图5-22 红外接收传感器1838 套件接线图 160 第5 章 物联网射频125k RFID 电子锁实训 16 1 (3)通过打开“计算机管理”查看端口号,以备下载程序所用,如图5-23所示。 图5-23 在“计算机管理”中查看端口号 (4)建立工程,其中目录结构如图5-24所示。 图5-24 建立工程的目录结构 (5)各源文件(*.c)清单如下。 1602.c文件如下。 /*----------------------------------------------- 名称:LCD1602 引脚定义如下:1-VSS 2-VDD 3-V0 4-RS 5-R/W 6-E 7-14 DB0-DB7 15-BLA 16-BLK