RFID -åtkomstkontroll med Arduino Yun och Raspberry Pi: 11 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Välkommen till min Instructable! Har du sökt online efter ett RFID -åtkomstkontrollsystem som kan ha flera användare utan att använda en huvudnyckel för att programmera det? Ett system som kan logga åtkomsten med personernas namn? Ett system där du enkelt kan lägga till eller ta bort någons åtkomst enkelt? Kolla inte vidare! Detta system har ett lättanvänt grafiskt användargränssnitt via en webbläsare. Detta är instruerbart kommer att leda dig genom varje steg om hur du bygger och programmerar detta system. Jag har sökt efter en handledning om hur jag gör detta när jag ville bygga en. Jag samlade information från olika självstudier, forum och videor tills jag skapade min egen. Det närmaste jag kunde hitta vad jag ville var detta instruerbart: https://www.instructables.com/id/Control-Access-of…, men det var inte allt jag ville göra. Jag använde den grundläggande ledningen från den instruerbara men förbättrade den.

Steg 1: Hur det fungerar

Detta system använder både och Arduino och en Raspberry Pi. Arduinoen jag valde var YUN för sin förmåga att ha wifi och skapa sitt eget nätverk. Jag valde Raspberry Pi Zero på grund av sin lilla formfaktor och har inbyggt Wifi och har ett bra pris.

När Arduino startar sänder den sin wifi och startar alla anslutningar. Den läser Real Time Clock (RTC) och ställer in den på systemtiden. LCD -skärmen visar ett välkomstmeddelande. Raspberry Pi ansluter till wifi -nätverket som YUN sänder. När du skannar RFID -kortet kommer arduino att läsa varje byte och skapa en sträng med hexadecimala tal, det startar ett python -skript för att jämföra den strängen med ett fält i en MySQL -tabell på Raspberry Pi. Om det stämmer blinkar en grön lysdiod, visar Tillåtet beviljat på LCD -skärmen, skickar en signal för att öppna en dörrstrejk för att öppna dörren, startar ett pythonskript för att logga RFID -koden, datum och tid och beviljad åtkomst till en annan MySQL bord, blinkar en blå LED, visar Logging på LCD -skärmen och visar sedan välkomstmeddelandet igen. När RFID -koden inte matchar blinkar lysdioden röd, LCD -skärmen visar Tillträde nekad, den blå lysdioden blinkar, data loggas och välkomstmeddelandet visas igen.

Webbservern är hur du lägger till eller tar bort användare, redigerar deras information och visar åtkomstloggen. PHP fyller i användarnamnet med matchande RFID -kod i åtkomstloggen. Du kan också exportera både åtkomstloggen och användardatabasen till en CSV -fil som kan visas i ett kalkylblad. Åtkomstloggen rensar allt som är äldre än 60 dagar.

Steg 2: Delar

Arduino Yun

Raspberry Pi Zero W

Micro SD -kort - 2 GB för YUN och 32 GB för Raspberry Pi

Innovations ID-20 RFID-läsare

Breakout Board för RFID -läsare

16X2 tecken LCD -skärm

Seriell ryggsäck för LCD -skärmen

RGB LED

DS3231 RTC - behövs bara om detta inte kommer att ansluta till internet

Summer

Jumper Wire

Rubriker och stift

125KHz RFID -kort

12V åtkomstkontroll strömförsörjning

DC -relä som kan styras med 5V DC och passera 12V DC - jag använde ett solid state -relä

12V bilpropp cigarettändare uttag

12V USB -billaddare med 2 USB -portar med minst 2 ampere

12V elektrisk dörrslag

Plastfodral - tillräckligt stort för att rymma läsare och LCD -skärm

10 "X 10" X 4 "elektrisk låda för att rymma komponenterna.

2 modulära ethernetkontakter (hona) med stansförmåga

en ethernetkabel

en liten prototyp kretskort (de med hål och kopparringar runt hålen för att göra din egen kretskort.)

Någon 16 gauge tråd

2 mikro USB -kablar

Längd på 2 -trådslampans sladd (tillräckligt lång för att gå från dörrstrejken till huvudboxen)

Steg 3: Montera läsarboxen och komponenterna

Vi kommer först att förbereda läsaren. Löd 90 graders stifthuvuden till RFID Breakout -kortet, Löd sedan breakout -kortet till RFID -läsaren och lägg åt sidan.

Vi kommer sedan att förbereda LCD -skärmen genom att löda stiften på den seriella ryggsäcken till LCD -skärmens kretskort. När alla stiften är lödda skär du ut excellpinnarna som sticker upp till höga med diagonala skär. Placera LCD -skärmen åt sidan.

Klipp en fyrkantig kretskort så att den har 2 rader av hål med 6. Ta 2 6 -stifts huvud och löd till kretskortet. Anslut lödfogarna den långa vägen längs stiften för att skapa 2 lödlinjer men håll de 2 linjerna åtskilda. Detta kommer vid vår korsning för alla 5 volt och marken som behövs i läsarboxen.

RGB -lysdioden kommer att ha 4 ledningar, så skär ytterligare en bit kretskort med 4 hål 2 gånger. Löd de 4 lederna till brädet och böj LED 90 för att vara i linje med brädet. Löd en 4 -stifts rubrik på återstående sida av kretskortet och anslut varje stift till en ledning på lysdioden med lödning som gör 4 små rader. Detta kommer att ta en stadig hand och kanske några försök att hålla de fyra raderna från att röra varandra.

Ta plastlådan och borra ett hål på baksidan som är tillräckligt stort för att en ethernetkabel ska passa in i det. Skär sedan ett fyrkantigt hål på framsidan för LCD -skärmen och ett litet hål bara mindre än lysdioden och skjut in LED: n tätt i den.

Ta bygelkablar och anslut följande: Skriv ner färgerna som varje komponent stansas ned på på Ethernet -moduljacket. Bygeltrådarna kommer att slå fint på baksidan av dessa.

1 stift på GND Junction --- Ethernet punch down (kom ihåg vilken färg)

1 stift på 5V Junction ------ Ethernet punch down (kom ihåg vilken färg)

RFID -läsare pin out:

PIN 1 - GND Junction

PIN 2 - 5V Junction

PIN 7 - GND Junction

PIN 9 Ethernet punch down (kom ihåg vilken färg) ----- Så småningom till Arduino PIN 10

PIN 10 - BUZZER GND Junction

PIN 11 - 5V Junction

Led Pin ut

Röd ---- Ethernet punch down (kom ihåg vilken färg) ------ Så småningom till Arduino Pin 9

Grön-Ethernet punch down (kom ihåg vilken färg) ------ Så småningom till Arduino Pin 8

Blå ---- Ethernet punch ner (kom ihåg vilken färg) ------ Så småningom till Arduino Pin 7

GND ---- GND Junction

LCD -skärm Pin Out:

RX ------- Ethernet punch down (kom ihåg vilken färg) ----- Så småningom till Arduino Pin 11

5V ------- 5V Junction

GND ----- GND Junction

Summern ansluts till GND Junction (-) och till Pin 10 i RFID Breakout (+)

Efter detta kommer det att finnas 1 oanvänd stansning. Detta kräver bara 7 av de 8 ledningarna på Ethernet -kabeln.

Skjut ethernetkabeln genom det bakre hålet som skapats och sätt i kontakten. Använd dubbelhäftande tejp längs kanten på LCD -skärmen och tryck in i den främre fyrkantiga utskurna läsarlådan ordna komponenterna inuti lådan och stäng den.

Läsarboxen är nu klar och klar för montering.

Steg 4: Montera huvudboxen

Skär en liten bit plywood som passar inuti 10 X 10 X 4 huvudlådan och fäst den på insidan av lådan genom att skruva skruvar genom skåpets baksida i plywooden. Plywood kommer att vara montering för våra komponenter.

Montera 12v -strömförsörjningen, Arduino Yun -fodralet, Raspberry Pi -fodralet, 12V -uttaget och reläet till plywood. Klipp av änden på datorns nätsladd och ta bort de tre ledningarna. Anslut den svartvita ledningen till 120V -ingången på 12V -nätaggregatet och den gröna direkt till metallhöljet. Slå ut ett av hålen i huvudboxen för att driva strömsladden igenom.

12v -uttaget kommer att ha två ledningar från det, en röd och en svart, ta bort ändarna. Den röda går till +12v -terminalen på strömförsörjningen, den svarta går till COM -terminalen på strömförsörjningen. Klipp en längd på 16 gauge för att nå reläet från strömförsörjningen och ta bort båda ändarna. På reläets 12V -sida skruvar du fast den här kabeln på den negativa terminalen och sedan till GND -terminalen på strömförsörjningen. Klipp ytterligare en längd på 16 gauge för att gå från 12v -sidan av reläet på pluspolen och till PUSH -terminalen på strömförsörjningen. Anslut lampkabeln, den ena till NO -uttaget på strömförsörjningen (negativt vid dörrstrejken) och den andra till den positiva terminalen på reläet (du kommer nu att ha 2 ledningar från denna terminal) (går till den positiva på den dörrslag.) Du kan köra denna sladd genom samma knockout som nätsladden.

Använd nu 2 bygelkablar och anslut från reläets 5V -sida till Arduino, Positiv till Pin 12, Negativ till GND.

RTC har 4 pins, power, GND, SDA, SCL. Anslut 4 bygelkablar till dessa. Strömmen ansluts till 3.3V -stiftet på Arduino, GND till ett GND -stift på Arduino, SDA till SDA -stift på Arduino och SCL till SCL -stift på Arduino.

Ta nu 7 bygelkablar och slå ner dem på baksidan av ett annat Ethernet -uttag, samma färger som du använde tidigare.

Anslut 5V -stiftet på Arduino till färgen som matchar 5V -korsningen, och gör samma sak med GND till GND och de återstående ledningarna också. Stift 7, 8 och 9 är för lysdioderna, stift 10 för RFID -läsaren och stift 11 för RX på LCD -skärmen. Du kan köra ethernetkabeln från läsarboxen genom en knockout på huvudboxen och ansluta den till uttaget du just slagit ner. Anslut USB -billaddaren och kör Micro USB -kablarna därifrån till Raspberry Pi och Arduino. Huvudboxen är nu monterad. och all hårdvara är klar.

Steg 5: Initial installation av Arduino YUN

Anslut 2GB MicroSD -kortet innan du sätter på YUN.

Konfigurera YUN med instruktionerna på Arduino-webbplatsen för att konfigurera YUN till ditt lokala nätverk och lägga till ett lösenord. Följ instruktionerna för att montera SD -kortet.

Om du använder PUTTY -loggen till YUN med IP -adressen, kommer ID att vara root och PW.

Vi måste installera MySQL och Python Connector för att kunna komma åt MySQL på Raspberry Pi -typen:

opkg installera mysql-server opkg

installera python-mysql

Ställ nu in Arduino Yun för att fungera som en trådlös åtkomstpunkt med standard IP -adressen (192.168.240.1) som är standard.

Steg 6: Konfigurera Raspberry Pi

Först måste du bränna den senaste kopian av Rasbian till ett 32 GB Micro SD -kort. Det finns gott om handledning om hur man gör det så jag kommer inte in på det.

Ta Raspberry Pi och anslut ett tangentbord, bildskärm och mus till den. Sätt i 32 GB SD -kort och slå på det.

Logga in med användarnamnet pi och pw hallon, du kan ändra det senare. När skärmen laddats klickar du på wifi -ikonen och ansluter den till ditt wifi i hemmet. Skriv ner IP -adressen. Öppna konsolfönstret (svart fyrkantig ikon med markör) och skriv dessa kommandon för att uppdatera paketlistan och uppdatera programvaran som redan finns på Pi.

sudo apt-get uppdatering

sudo apt-get uppgradering

sudo raspi-config

Här vill du expandera filsystemet, aktivera SSH och inaktivera skrivbordet vid start. Du kan också ändra ditt lösenord här nu också. starta om, logga in.

Nu kommer vi att installera fjärrskrivbord (det är därför vi behöver SSH aktiverat). Skriv i kommandoraden

sudo apt-get install xrdp

Nu kan du öppna fjärrskrivbord från din Windows -dator och skriva in Raspberry Pi IP -adress och användarnamn och lösenord. Behåll tangentbordet, bildskärmen och musen för att vi måste använda den senare.

Vi måste lägga till en startfördröjning till Raspberry Pi, så senare när vi driver Raspberry Pi och Arduino YUN tillsammans kommer det att tillåta YUN wifi att starta innan Raspberry Pi. Från konsoltypen:

sudo nano /boot/config.txt

Rulla till botten och lägg till den här raden:

boot_delay = 75

Tryck på CNTRL X, Y, Enter för att spara. Detta kommer att lägga till en 75 sekunders startfördröjning. Starta om Raspberry Pi och verifiera.

Medan vi nu är på din dator är det nu en bra tid att installera PUTTY och WinSCP på din dator. Vi kommer att behöva det för att fortsätta. PUTTY är ett fjärrkonsolfönster för Raspberry Pi och Arduino YUN senare, och WinSCP är en säker FTP för att överföra filer från din dator till Raspberry Pi från din dator.

Steg 7: Konfigurera MySQL, PHP och Python på Raspberry Pi

Öppna PUTTY från din dator och skriv in IP -adressen för din Raspberry Pi och logga in. Vi installerar MySQL, Skriv kommandot:

sudo apt-get installera mysql-server

Nu för att öppna MySQL -typ:

sudo mysql -u root

Nu när vi är inne måste vi konfigurera MySQL för att fungera i vår applikation, var som helst jag skriver ett ord omgivet av & det är där du kommer att mata in dina data, Behåll alla 'i kommandona och se till att använda; i slutet av kommandot. Typ:

SKAPA ANVÄNDARE & användare & '@' localhost 'IDENTIFIERAD MED' & lösenord & ';

GE ALLA PRIVILEGER på *. * TILL '& användare &'@'localhost' MED GRANT -ALTERNATIV;

sluta med;

du skapade ett användarnamn och lösenord med alla behörigheter i MySQL Logga nu in med dina nya referenser.

mysql -u & användare & -p

Det kommer nu att be om ditt lösenord.

&Lösenord&

Nu är du inne med ditt användarnamn och lösenord. Vi kommer nu att skapa en databas och tabell:

SKAPA DATABASE arduino;

GE ALLA PRIVILEGER PÅ arduino.* TILL '& användare &' IDENTIFIERAD MED '& lösenord &' MED GRANT ALTERNATIV;

Använd samma användarnamn och lösenord som du skapade för MySQL -inloggningen. Nedan skapar vi en tabell som heter usersrfid under databasen arduino.

ANVÄND arduino;

SKAPA TABELL usersrfid (id INT (255) NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY);

Vi behövde bara skapa det för att lägga till det senare. id är den första kolumnen i tabellen och kommer att vara ett nummer som automatiskt ökas och varje tabell behöver en primär nyckel, så vi anger den här kolumnen som nyckeln. Avsluta nu MySQL genom att skriva:

sluta med;

Nu måste vi installera webbservern, PHP, Python och alla anslutningar för MySQL Skriv följande kommandon:

sudo apt-get install mysql-klient

sudo apt-get install python-mysqldb

sudo apt-get install apache2 php5 libapache2-mod-php5

sudo apt-get install php5-mysqlnd

Därefter installerar vi PHPMyAdmin. detta kommer att användas för att bygga dina MySQL-tabeller utan att använda kommandoraden. sudo apt-get install phpmyadmin

några alternativ visas, välj apache2, ja till dbcommon och ange ett lösenord för phpmyadmin.

Nu måste vi redigera apache2.conf för att använda PHPMyAdmin för att göra den här typen:

sudo nano /etc/apache2/apache2.conf

Bläddra till botten och skriv:

Inkludera /etc/phpmyadmin/apache.conf

Tryck sedan på CNTRL X, Y och ange sedan för att spara. När vi väl har sparat måste vi starta om apache2 -typen:

sudo /etc/init.d/apache2 starta om

Öppna nu en webbläsare i Windows och skriv i adressfältet IP -adressen för hallon Pi följt av /phpmyadmin och logga in på PHPMyAdmin med din MySQL -inloggning och lösenord.

Det är här vi kommer att redigera och lägga till din databs.

I den vänstra kolumnen expanderar du på arduino och klickar sedan på usersrfid du skapade tidigare. Klicka på infoga i och lägg till dina kolumner:

första, mitten, sista, gata, apt, stad, stat, zip, hphone, cphone, position, rfid, rev_rfid, access247, bild

De är alla varchar 500

Skapa sedan ytterligare 2 tabeller genom att klicka på nytt i den vänstra kolumnen under arduino. Ring den första tabellen usersrfid247 och infoga kolumner:

id, först, sista, position, rfid, bild.

id kommer att vara INT 255 kontrollera AI för att automatiskt öka och klicka på knappen för att göra huvudnyckeln, resten blir varchar 500

Den andra tabellen, anropa ControlUsers med kolumner:

id, rfid, rfid_st, datum, första, sista.

Återigen kommer id att vara INT 255 auto -inkrement, primärnyckel och resten är varchar 500

Nu är alla MySQL -tabeller byggda, låt dem vara tomma för tillfället

Tabellen usersrfid är huvudtabellen där alla användare kommer att läggas till med sin information och RFID -koden. Tabellen usersrfid247 är där användare med 24/7 åtkomst kommer att placeras. och ControlUsers är tabellen där åtkomstloggen kommer att finnas. Dessa fält kommer alla att fyllas i senare.

Nu när tabellerna är skapade kommer vi att konfigurera Raspberry Pi för att kunna ladda upp användarnas bilder, öppna PUTTY och skriva in IP -adressen och logga in om du inte redan är det. Ställ in mappbehörigheter för att tillåta redigering. Skriv in kommandot:

sudo chmod a+w/var/www/html

Använd nu fjärrskrivbord och gå till Raspberry Pi -skrivbordet. Gå till filutforskaren och till katalogen/var/www/html. Ta bort filen index.html inuti den mappen och skapa en ny mapp som heter bilder. Högerklicka på den nya mappen och gå till behörigheter, tillåt vem som helst tillåtelse till mappen.

Steg 8: Anslut Raspberry Pi till YUNs -nätverket

Från datorns fjärrskrivbord till Raspberry Pi

Ändra wifi -nätverket för att ansluta till Arduino wifi. Du kommer att förlora din fjärrskrivbordsanslutning.

Logga in på Raspberry pi genom tangentbordet, musen och bildskärmen som vi lämnade ansluten. Skriv startx på kommandoraden för att komma till GUI och titta för att se vilken IP -adress Arduino tilldelade Raspberry Pi och skriva ner den.

Gå tillbaka till din dator och anslut den till Arduino wifi. Nu kan du använda fjärrskrivbordet för att komma åt Raspberry Pi med den nya IP -adressen.

Vi måste ställa in Arduino wifi -anslutningen till en högre prioritet på Raspberry Pi. Logga in på Raspberry Pi med kitt med den nya IP -adressen. Typ:

sudo nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

under nätverket som anges för arduino, lägg till en annan rad inom parenteserna och skriv:

prioritet = 1

Alla anslutningar tilldelas automatiskt en 0 och behöver inte ha den raden tillagd när den är 0. Anslutningen med det högsta numret prioriteras.

Spara med CNTRL X, Y och ange för att spara och starta om Raspberry Pi.

Logga in på Raspberry med PUTTY med hjälp av IP -adressen som tilldelats från Arduino.

Vi kommer nu att konfigurera MySQL för att komma åt från YUN på distans, som standard kommer MySQL att neka all fjärråtkomst. För att göra detta, skriv:

sudo vi /etc/mysql/mariadb.conf.d/50-server.cnf

Bläddra ner till: bind *ip -adress *, placera markören i början av raden och tryck på i (för att redigera) och sätt ett # där. Tryck på ESC för att sluta redigera och bläddra till botten. Spara och avsluta genom att skriva: wq

Starta om MySQL -tjänster:

sudo service mysql starta om

Nu behöver vi MySQL för att kunna identifiera YUNs IP -adress. Logga in på mysql som tidigare genom att skriva:

mysql -u & användare & -p

skriv ditt lösenord vid prompten

Typ:

GE ALLA PRIVILEGER PÅ *. * TILL '& användare &'@'& YUNip &' IDENTIFIERAD MED '& lösenord &' MED GRANT -ALTERNATIV;

VÄLJ * FRÅN information_schema.user_privileges WHERE GRANTEE LIKE "'& user &'%";

Du bör se användarnamnet@ipaddress som anges där.

FLUSH PRIVILEGER:

Sluta med;

Steg 9: Programmera Arduino YUN

Ladda ner Python -skript från den här sidan till din dator. Redigera python -skripten med Anteckningar ++. Hitta databasinformationen längst upp och redigera dem så att de matchar dina databasuppgifter. IP -adressen är den nya Raspberry Pi IP -adressen och inloggningsinformationen för din MySQL.

Anslut din dator till Arduino -nätverket om den fortfarande inte redan finns och skriv in Arduino IP -adressen i webbläsaren, den ska vara 192.168.240.1. Logga in på YUN och gå till avancerade konfigurationer som tar dig till Luci GUI. Gå till DHCP -avsnittet under nätverk och ställ in Raspberry Pi som en statisk IP. Detta kommer att berätta för Arduino att alltid tilldela den IP -adressen till Raspberry Pi så att den inte ändras.

Öppna WinSCP på din dator och ladda upp de 3 redigerade python -skripten till/mnt/sda1/arduino/python på Arduino.

Inaktivera NTP -servern på YUN så att RTC fungerar korrekt. Öppna Kitt på din dator och anslut till YUNs IP -adress och logga in. I kommandotyp:

/etc/init.d/sysntpd stop/etc/init.d/sysntpd inaktivera

Om du inte redan har laddat ner DS3132 -biblioteket från https://www.rinkydinkelectronics.com/library.php?id…, måste du ansluta datorns wifi till ditt lokala nätverk igen för att göra det. Efter återanslutning till YUN.

Öppna Arduino IDE på din dator och ställ in den till YUN och porten till IP -adressen. Gå till fil> exempel> DS3231> DS3231_Serial_easy och ställ in tiden för RTC, kom ihåg datumet är d/m/år och ladda upp

ladda upp den sista Arduino -skissen till Arduino med Arduino IDE.

Steg 10: Raspberry Pi -webbserver

Ladda nu ner php-, html- och css -filerna från den här sidan till din dator. Redigera följande med Anteckningar ++, dbinfo.php och auth.php. dbinfo.php kommer att behöva databasinformationen redigerad till IP -adressen, användarnamnet, lösenordet etc för MySQL. Auth.php måste redigeras för webbplatsens inloggning och lösenord som du måste skapa. Det är en liten fil och du kan enkelt hitta den bara genom att bläddra igenom.

Se till att din dator fortfarande är ansluten till Arduino Wifi och använd WinSCP och lägg php-, html- och css -filerna från din dator till Raspberry Pi i katalogen/var/www/html.

Öppna din webbläsare på din dator och skriv in IP -adressen för Raspberry Pi och webbsidans inloggningsskärm visas. Logga in med det UID och lösenord du skapade när du redigerade filen auth.php. Allt kommer att vara tomt. Gå till för att lägga till en medlem och börja fylla i dina användare.

Steg 11: Njut

Anslut din dator/telefon/surfplatta till arduino wifi, öppna webbläsaren, skriv in den statiska IP -adressen för Raspberry Pi, logga in på webbsidan och du kan börja lägga till medlemsuppgifter.

För att hitta RFID -koden för ett kort, skanna det och kontrollera åtkomstloggen. Kopiera koden och klistra in den i RFID -fältet för nya medlemmar.

Normal tillgång är endast tisdagar mellan kl. 16.00 och 23.00. För att ändra denna redigering av python -skriptet jämför.py, finns det en rad där IF med veckodag och tider med större än och mindre än tecken. Ändra de dagar och tider som du vill att alla användare ska ha åtkomst mellan. Åtkomst dygnet runt kommer alltid att accepteras.

När en medlem har lagts till skannar du kortet och ser dörren slå upp. Gå tillbaka till loggen och se den läggas till.

Njut av