描述

介紹

由于對如何通過無線電頻率存儲和傳輸數(shù)據(jù)感到好奇，我選擇設(shè)計(jì)一個(gè)票務(wù)系統(tǒng)作為我在教職員工中的最后一個(gè)項(xiàng)目，該系統(tǒng)僅在旅行結(jié)束時(shí)根據(jù)行進(jìn)的距離計(jì)算欠款。

這是我與 Arduino 板的第一次互動，因此我相信任何人都可以完成這個(gè)項(xiàng)目。但是，了解這項(xiàng)技術(shù)的工作原理以及如何思考源代碼是非常重要的。

所以讓我們停止浪費(fèi)時(shí)間，讓我們開始這個(gè)項(xiàng)目吧！

什么是RFID技術(shù)？

射頻識別使用電磁場來自動識別和跟蹤附著在物體上的標(biāo)簽。

這樣的系統(tǒng)總是由三個(gè)部分組成：

• 存儲數(shù)據(jù)的標(biāo)簽；

• 具有讀或讀/寫功能的閱讀器；

• 具有查詢數(shù)據(jù)庫角色的控制器。

RFID系統(tǒng)的工作方式

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RFID 標(biāo)簽的內(nèi)存是如何組織的？

注意 RFID 標(biāo)簽上的內(nèi)容非常重要，因此我掃描了自己的一些標(biāo)簽，以展示數(shù)據(jù)的組織方式。典型的 RFID 標(biāo)簽具有 1KB 的內(nèi)存，分為 16 個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)由 4 個(gè)塊組成，這些塊執(zhí)行或不執(zhí)行特殊功能。

1KB RFID 標(biāo)簽的內(nèi)存

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可以看出，扇區(qū)0的塊0被保留用于存儲制造商提供的數(shù)據(jù)。在大多數(shù)情況下，它存儲 4 個(gè)字節(jié)的唯一標(biāo)識符。其余扇區(qū)由 3 個(gè)數(shù)據(jù)塊組成，可用于存儲用戶數(shù)據(jù)。每個(gè)扇區(qū)的第四個(gè)塊稱為“預(yù)告塊”，包含訪問所需的密鑰和指示我們可以執(zhí)行的程序的訪問位，例如：

• 讀;

• 寫;

• 增量;

• 減量；

• 轉(zhuǎn)移;

• 恢復(fù)。

我相信這些信息足以了解我們的系統(tǒng)是如何工作的。

解釋源代碼：

在本節(jié)中，我將解釋程序的主要功能。在板和庫方面，我們將使用：

董事會經(jīng)理：

• Arduino SAMD 板。

所需庫：

• WiFi尼娜；

• 基于 WifiNINA 的 FireBase Arduino；

• MFRC522。

要遵循的步驟：

1. 首先，讀取 RFID 標(biāo)簽的 UID 是很重要的，這將發(fā)揮工作站的作用。為此，我們將使用MFRC522庫中名為“ DumpInfo ”的程序。我將插入一張圖片以了解在哪里可以找到必要的 UID。

在哪里可以找到 UID

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2. 我們需要在乘客卡上寫下金額。為此，我們將使用名為“ ReadAndWrite ”的程序。此代碼也可以在MFRC522庫中找到。

3. 現(xiàn)在您需要設(shè)置一個(gè) google firebase，我們將通過數(shù)據(jù)庫密鑰和 URL 將它與我們的代碼連接起來。

4. 至此，您擁有了配置代碼所需的所有信息。我將解釋其中最重要的部分：

檢查讀取標(biāo)簽類型的函數(shù)：

byte is_stop_card(byte tag[RFTAG_MAX_LEN]) { 
   int i = 0; 
   for (i = 0; i < 4; i++) { 
   if (!memcmp(tag, stop_rf[i].rfTag, RFTAG_MAX_LEN)) {   return stop_rf[i].stop_no[0]; } 
   } 
  return false; 
}

如您所見，程序檢查讀取標(biāo)簽的 UID 是否在代碼開頭配置的結(jié)構(gòu)中找到。如果沒有找到，那么它就是一個(gè)乘客標(biāo)簽。

它的結(jié)構(gòu)如下，它包含UID ：

const struct rf_details stop_rf[] = { 
{{0X3C,0X52,0X0E,0X30},{1}}, // Station 1 
{{0XB3,0X26,0X42,0X1C},{2}}, // Station 2 
{{0X0C,0X2A,0XE9,0X2F},{3}}, // Station 3 
{{0XCC,0XA7,0X0D,0X30},{4}}  // Station 4 
};

插入和更新乘客名單：

int update_pass_list(byte *rfTag, int point, int amount)
{
#if 0
   byte sector         = 1;
   byte blockAddr      = 4;
   byte trailerBlock   = 7;
   MFRC522::StatusCode status;
   byte buffer[18];
   byte size = sizeof(buffer);
#endif
   passenger_t *pass = NULL;
#if 0
   if(!head)
   {
       Serial.print("Working");
       Serial.println();
   }
   else
   {
       Serial.print("Not Working");
       Serial.println();
   }
#endif
   if (!head) {
       if (amount < min_req_amt(point)) {
           Serial.print("Passenger does not have the required amount in the account!");
           Serial.println();
           return -1;
       }
       pass = (passenger_t *) malloc(sizeof(passenger_t));
       if (!pass) {
           printf("Error\n");
           exit (-EXIT_FAILURE);
       }
       head = tail = pass;
       memcpy(pass->rfTag, rfTag, RFTAG_MAX_LEN);
       pass->startPoint = point;
       pass->next = NULL;
       fprintf(stdout, "Passenger [%s] boarded at station [%d]\n", rfTag, point);
       Serial.println();
       Serial.print("Passenger boarded at station ");
       Serial.print(point);
       Serial.println();
       Serial.print("Balance: ");
       Serial.print(curr_output);
       Serial.println();
       Serial.println();
       Serial.print("------------------------------------------");
   } else {
       pass = search_tag(rfTag);
       if (pass) {
           byte data[MAX_DATA_SIZE] = { };
           byte* out = 0;
           int_to_byte(Cal_fare(amount, (point - pass->startPoint)), data);
           updated_balance = byte_to_int(data); 
#if 1
           status = (MFRC522::StatusCode) mfrc522.PCD_Authenticate(MFRC522::PICC_CMD_MF_AUTH_KEY_A, trailerBlock, &key, &(mfrc522.uid));
           if (status != MFRC522::STATUS_OK) {
               return -1;
           }
           status = (MFRC522::StatusCode) mfrc522.MIFARE_Read(blockAddr, buffer, &size);
           if (status != MFRC522::STATUS_OK) {
               return -1;
           }
           dump_byte_array(buffer, 16); 
           status = (MFRC522::StatusCode) mfrc522.PCD_Authenticate(MFRC522::PICC_CMD_MF_AUTH_KEY_B, trailerBlock, &key, &(mfrc522.uid));
           if (status != MFRC522::STATUS_OK) {
               return -1;
           }
           dump_byte_array(data, 16); 
           status = (MFRC522::StatusCode) mfrc522.MIFARE_Write(blockAddr, data, 16);
           if (status != MFRC522::STATUS_OK) {
               Serial.print(F("Authenticatation Failed: "));
               Serial.println(mfrc522.GetStatusCodeName(status));
           }
           status = (MFRC522::StatusCode) mfrc522.MIFARE_Read(blockAddr, buffer, &size);
           if (status != MFRC522::STATUS_OK) {
               Serial.print(F("Authenticatation Failed: "));
               Serial.println(mfrc522.GetStatusCodeName(status));
           }
           dump_byte_array(buffer, 16);
       #endif
           updated_balance = byte_to_int(data_array);
           fprintf(stdout, "Passenger [%s] got off at station [%d]\n", rfTag, point);
           Serial.println();
           Serial.print("Passenger got off at station ");
           Serial.print(point);
           Serial.println();
           Serial.print("Updated Balance: ");
           Serial.print(updated_balance);
           Serial.println();
           Serial.println();
           Serial.print("Thank you for using our system!");
           Serial.println();
           delete_entry(rfTag);
       } else {
           if (amount < min_req_amt(point)) {
               Serial.print("Passenger does not have the required amount in the account!");
               Serial.println();
               return -1;
           }
           pass = (passenger_t *) malloc(sizeof(passenger_t));
           if (!pass) {
               printf("Error\n");
               exit (-EXIT_FAILURE);
           }
           tail->next = pass;
           memcpy(pass->rfTag, rfTag, RFTAG_MAX_LEN);
           pass->startPoint = point;
           pass->next = NULL;
           tail = tail->next; 
           fprintf(stdout, "Passenger [%s] boarded at station [%d]\n", rfTag, point);
           Serial.print("Passenger : ");
           Serial.print(rfTag[0]);
           Serial.println();
           Serial.print("Stop : ");
           Serial.print(point);
           Serial.println();
       }
   }
}

如果前面討論的功能報(bào)告 RFID 模塊已讀取乘客卡或標(biāo)簽，則會創(chuàng)建一個(gè)新列表，其中存儲已登機(jī)的乘客。讀取標(biāo)簽后，將在列表中查找 UID，如果不存在，將插入包含 UID 和登機(jī)站的新記錄。

在最后一個(gè)場景中，旅行者已經(jīng)在數(shù)據(jù)庫中，據(jù)了解，他已經(jīng)驗(yàn)證了卡以執(zhí)行結(jié)帳過程。在這種情況下，會計(jì)算出經(jīng)過的車站數(shù)量，并使用該信息可以從卡中提取金額。

乘客列表保存在一個(gè)簡單的鏈表中，如下所示：

包含 4 名乘客的列表示例

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計(jì)算票價(jià)：

這個(gè)函數(shù)很簡單，它只需要兩個(gè)參數(shù)：數(shù)量和停止次數(shù)。有了這些，票價(jià)可以計(jì)算如下：

int Cal_fare(int amt, int num_stop) 

刪除條目：

void delete_entry(byte *rfTag)
{
   passenger_t *list = head;
   passenger_t *prev = NULL;
   if (!rfTag)
       return;
   if (list && !memcmp(list->rfTag, rfTag, RFTAG_MAX_LEN)) {
       head = list->next;
       free(list);
       return;
   }
   while (list && memcmp(list->rfTag, rfTag, RFTAG_MAX_LEN)) {
       prev = list;
       list = list->next;
   }
   if (!list)
       return;
   prev->next = list->next;
   if (list == tail)
       tail = prev;
   free(list);
   Serial.println("Entry Deleted");
}

在從列表中刪除一個(gè)節(jié)點(diǎn)的情況下，有三種情況：

• 如果記錄在列表的第一個(gè)位置，那么我們要做的就是改變列表頭部的位置；

• 和前面的情況一樣，如果記錄在最后一個(gè)位置，我們只需要更新列表的尾部即可；

• 一個(gè)更困難的情況是當(dāng)記錄在中間時(shí)。從程序中可以看出，要?jiǎng)h除的節(jié)點(diǎn)之前的值被保留，其鏈接改變了兩個(gè)位置。

為了更好地理解刪除節(jié)點(diǎn)的過程，我做了下圖：

從鏈表中刪除中間節(jié)點(diǎn)

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我想我涵蓋了所有必要的信息來理解這個(gè)項(xiàng)目。如果您覺得這有幫助，請發(fā)表評論。

與項(xiàng)目合影。

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