آموزش کار با ماژول EM-19 RFID Reader

مقدمه

RFID چیست ؟

RFID  مخفف عبارت Radio Frequency Identification و به مفهوم «شناسایی از طریق فرکانس رادیویی» است. از این فناوری در شناسایی خودکار کالاها، حیوانات، انسان‌ها و غیره استفاده می‌شود. جهت شناسایی و ردیابی موجودات یا اشیا، تراشه‌ای کوچک که فرکانس رادیویی اختصاصی خود را دارد روی آنها نصب می شود. دستگاه گیرنده تنها با دریافت این فرکانس و تطبیق آن با دیتای تعریف شده برای دستگاه، عمل شناسایی را انجام میدهد.

تگهای RFID

در RFID  از تراشه‌ای به نام TAG یا همان برچسب استفاده می‌شود. این قطعه در واقع یک فرستنده ی رادیویی است که از یک تراشه نیمه هادی، یک آنتن و یک برد الکترونیکی تشکیل شده است.هر تگ کد مختص به خود را دارد. وظيفه ی اوليه ی يک تگ RFID، ذخيره داده و ارسال آن به دستگاه Reader یا بررسی کننده است. تراشه ی موجود در تگ های RFID از حافظه ای با قابلیت Read Only(فقط خواندنی) و یا R/W(خواندنی/نوشتنی) به منظور ذخيره و بازیابی داده و در برخی موارد تغيير داده استفاده می نماید.

تگ های RFID می توانند در ابعاد و اشکال مختلف ارائه شوند. با توجه به این که تراشه و آنتن بکارگرفته شده در یک تگ RFID بسیار کوچک ساخته می شود امکان استفاده از تگ های RFID به هر شکل و اندازه ای وجود خواهد داشت.

اندازه و شکل يک تگ RFID به نوع کاربرد آن بستگی خواهد داشت. برخی از تگ ها می بايست به گونه ای ساخته شوند که در مقابل عواملی نظیر حرارت بالا، رطوبت و مواد شيميايی مقاوم باشند. برخی دیگر می بايست بگونه ای ساخته شوند که ارزان قیمت و مصرفی باشند نظیر برچسب های هوشمند. از موارد بسیار رایج تگ ها در اطراف ما می توان به کارت های مترو(کارت های بدون تماس) و همچنین تگ های دگمه ای مورد استفاده ی در لباس فروشی ها اشاره نمود.

کدخوان یا Reader چیست؟

Reader ها وسايل الکترونيکي هستند که حضور Tag ها را در محيط تشخيص داده و اطلاعات ذخيره شده در آنها را بازيابي ميکنند. يک کدخوان RFID به عنوان یک پل بین تگ RFID و کنترل کننده عمل می نماید و دیتای تگها که دیتایی منحصر به فرد می باشد را می خواند. نکته ی مهمی که در خصوص ریدرها باید به آن توجه شود فرکانس کاری آنها می باشد. فرکانس کاری ریدر و تگ باید باهم منطبق باشند تا بتوانند باهم ارتباط برقرار کنند.

ماژول EM-19

این ماژول یک Reader می باشد و دارای فرکانس کاری 125 کیلوهرتز می باشد. بنابراین باید تگهایی با همین فرکانس برای این ریدر تهیه شود.

مشخصات کلی ماژول

• ولتاژ كاری پیشنهادی: 5 ولت
• فركانس كاريی: 125 كيلو هرتز
• فاصله ي شناسايی : 8 الي  12 سانتيمتر (براي تگهاي استاندارد)
• خروجی Wiegand26 ، سریال RS-232  و TTL
• خروجي ديتای TTL با دو فرمت مختلف
• امكان استفاده از آنتن داخلي يا خارجي

پایه های ماژول

پایه های تغذیه :

پایه ی 1 یا VCC جهت اعمال تغذیه ی مثبت می باشد. پایه ی 2 یا GND جهت اتصال تغذیه ی منفی یا زمین می باشد.

پایه های آنتن :

پایه ی 4 یا EX ANT مربوط به اتصال آنتن خارجی به ماژول و پایه ی 5 یا COM ANT پایه ی مشترک آنتن داخلی و خارجی و پایه ی 6 یا IN ANT پایه ی آنتن داخل ماژول است.

پایه های ارتباطی :

پایه ی 9 یا TXD پایه ی ارسال دیتا از سوی ماژول می باشد.

استفاده از آنتن داخلي يا خارجي

اگر پين  5 ماژول با استفاده از جامپر (اتصال كوتاه) به پين  6 وصل شود، آنتن داخلي دستگاه فعال می شود. برای استفاده از آنتن خارجی، باید دو پایه ی آنتن به پایه های 4 و 5 ماژول متصل شود. توجه شود که ترتیب اتصال پایه های آنتن مهم نمی باشد.

اتصال ماژول به آردوینو

ماژول را طبق شماتیک زیر به برد آردوینو UNO متصل کنید :

کدهای زیر را روی برد آردوینو آپلود کنید و سپس سریال مانیتور را باز کنید. حال با نزدیک کردن هر تگ به ماژول، کدهای منحصر به فرد تگ در سریال مانیتور نمایش داده خواهند شد.

void setup()  {
      Serial.begin(9600);
 }
 void loop()  {
     if(Serial.available()) {
         String str = Serial.readString();     
          Serial.println(str);
     }
 }

توضیحات برنامه نویسی :

نکته اول : در این کد از پروتکل سریال ماژول استفاده شده که Baud Rate ماژول طبق اطلاعات دیتاشیت 9600 می باشد. بنابراین برای برقراری ارتباط با ماژول و تبادل دیتای سالم، باید از این سرعت استفاده شود که توسط دستور زیر این مقدار ست شده است :

 Serial.begin(9600);

نکته دوم : در کد بالا از پورت سریال سخت افزاری برد آردوینو که روی پینهای 0 و 1 یا همان RX و TX می باشد، استفاده شده است و پین TXD ماژول به پین RX آردوینو متصل شده است.

نکته ی سوم : دیتایی که توسط Reader RFID خوانده می شود از طریق پین شماره 9 ماژول یعنی TXD در اختیار کاربر قرار داده می شود. با کانفیگ بالا، دیتایی که ماژول فراهم میکند یک رشته ی 12 کاراکتری می باشد. بنابراین تنها کاری که لازم است انجام دهیم این است که این رشته را بخوانیم. توسط دستور زیر اقدام به خواندن این رشته میکنیم :

Serial.readString();

پس از اینکه اطلاعات تگ را توسط دستور بالا دریافت کردیم، آن را توسط دستور زیر روی سریال مانیتور نمایش میدهیم :

Serial.println(str);