使用Arduino和RFID制作基于指纹的汽车点火系统

风筝

如今，大多数汽车都配备了无钥匙进入和一键启动按钮，您只需要将钥匙放在口袋中，并且只需将手指放在门把手上的电容式传感器上即可打开车门。在本篇文章中，我们将使用RFID和指纹传感器向该系统添加更多安全功能。 RFID传感器将验证用户的许可证明，而指纹传感器将仅允许授权人员进入车辆。

对于此基于指纹的汽车点火系统，我们将Arduino与R305指纹传感器和EM18 RFID读卡器配合使用。

所需的组件

●    Arduino Nano开发板

●    R305指纹感应器

●    EM18 RFID读卡器

●    1602显示屏

●    直流电机

●    L293D电机驱动器

●    面包板

●    连接线

●    12V DC电池

EM18 RFID读卡器模块

RFID代表射频识别（Radio frequency identification）。它是指一种技术，其中数字数据被编码在RFID标签中，并且可以由RFID读卡器使用无线电波将其解码。 RFID与条形码相似，其中标签的数据由设备解码。 RFID技术被用于各种应用中，例如安全系统、员工考勤系统、RFID门锁、基于RFID的投票机、收费系统等。

EM18读卡器是一个模块，可以读取存储在RFID标签中的ID信息。 RFID标签存储一个12位数的唯一编号，当标签位于读卡器的范围内时，EM18读卡器模块可以将其解码。该模块的工作频率为125 kHz，带有内置天线，并使用5V直流电源供电。

它提供串行数据输出，读卡距离为8-12厘米。串行通信参数为8个数据位、1个停止位和9600波特率。

EM18读卡器的功能：

●    工作电压：+ 4.5V至+ 5.5V

●    消耗电流：50mA

●    工作频率：125KHZ

●    工作温度：0-80摄氏度

●    通讯波特率：9600

●    读卡距离：8-12厘米

●    天线：内置

使用Arduino找出RFID标签唯一的12位代码

在为汽车点火系统编程Arduino之前，首先，我们需要找出12位RFID标签的唯一代码。正如我们之前讨论的那样，RFID标签包含12位唯一代码，可以使用RFID读卡器对其进行解码。当我们在读卡器附近滑动RFID标签时，它会将通过输出串口提供唯一代码。首先，按照电路图将Arduino连接到RFID读卡器，然后将下面给出的代码上传到Arduino。

1. int count = 0;
   
2. char card_no[12];
   
3. void setup()
   
4. {
   
5.    Serial.begin(9600);
   
6. }
   
7. void loop()
   
8. {
   
9.    if(Serial.available())
   
10.    {
    
11.       count = 0;
    
12.       while(Serial.available() && count < 12)
    
13.       {
    
14.          card_no[count] = Serial.read();
    
15.          count++;
    
16.          delay(5);
    
17.       }
    
18.       Serial.print(card_no);
    
19.    }
    
20. }

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成功上传代码后，打开串口监视器，并将波特率设置为9600。然后在读卡器附近刷卡。然后，12位代码将开始在串口监视器上显示。对所有使用过的RFID标签执行此过程，并记下来以备将来参考。

电路原理图

该基于指纹的点火系统的电路图如下：

在本文中，我们在面包板上焊接整个电路，如下所示：

指纹传感器模块

指纹传感器模块可捕获手指的指纹图像，然后将其转换为等效的模板，并通过Arduino将其保存到选定ID（位置）的内存中。在这里，所有过程都是由Arduino命令的，例如拍摄指纹图像、将其转换为模板以及存储位置等。

将指纹注册到传感器：

在继续该程序之前，我们需要安装指纹传感器所需的库。在这里，我们使用“ Adafruit_Fingerprint.h”来使用R305指纹传感器。因此，首先使用下面给出的链接下载该库：

●   Adafruit指纹传感器库

成功下载后，在Arduino IDE中，转到 File > Tools > Include library > Add .zip library，然后选择zip文件位置安装该库。

成功安装库后，请按照以下步骤在传感器内存中注册一个新指纹。

1.  在Arduino IDE中，转到File > Examples > Adafruit Fingerprint Sensor Library > Enroll。

2.  将代码上传到Arduino，然后以9600的波特率打开串口监视器。

注意：将程序中的软件串行引脚更改为SoftwareSerial mySerial（12，11）。

3.  您应该输入要在其中存储指纹的指纹的ID。因为这是我的第一个指纹，所以我在左上角键入1，然后单击“Send ”按钮。

4.  然后，指纹传感器上的指示灯将闪烁，表明这时您应该将手指放在传感器上，然后按照串口监视器上显示的步骤进行操作，直到确认您已成功注册为止。

RFID无钥匙点火编程

本文末尾提供了此指纹点火系统的完整代码。在这里，我们解释了代码的一些重要部分。

第一件事是包括所有必需的库。本文中，包含用于使用R305指纹传感器的“ Adafruit_Fingerprint.h”。然后配置将要连接指纹传感器的串行端口。将12声明为RX引脚，将11声明为TX引脚。

1. #include <Adafruit_Fingerprint.h>
   
2. #include <LiquidCrystal.h>
   
3. SoftwareSerial mySerial(12,11);
   
4. Adafruit_Fingerprint finger = Adafruit_Fingerprint(&mySerial);

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在下一步中，声明所有变量，这些变量将在整个代码中使用。然后使用Arduino定义LCD连接引脚，然后声明LiquidCrystal类的对象。

1. char input[12];
   
2. int count = 0;
   
3. int a = 0;
   
4. const int rs = 6, en = 7, d4 = 2, d5 = 3, d6 = 4, d7 = 5;
   
5. LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7);

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接下来，在loop()函数中，编写代码以获取RFID标签的唯一12位代码，并将它们存储在数组中。这里，数组的元素将与存储器中存储的唯一代码匹配，以获取经过身份验证的人员详细信息。

1. count = 0;
   
2.     while (Serial.available() && count < 12)
   
3.     {
   
4.       input[count] = Serial.read();
   
5.       count++;
   
6.       delay(5);
   
7.     }

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然后，将接收到的数组与存储的标签代码进行比较。如果代码匹配，则许可证被认为是有效的，这允许用户放置有效的指纹。否则，它将显示无效的许可证。

1. if ((strncmp(input, "3F009590566C", 12) == 0) && (a == 0))
   
2.       {
   
3.         lcd.setCursor(0, 0);
   
4.         lcd.print("License Valid         ");
   
5.         lcd.setCursor(0, 1);
   
6.         lcd.print("Welcome               ");
   
7.         delay(1000);
   
8.         a = 1;
   
9.         fingerprint();
   
10.       }

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在下一步中，将编写函数getFingerprintID，该函数将为已注册的指纹返回有效的指纹ID。

1. int getFingerprintID()
   
2. {
   
3.   uint8_t p = finger.getImage();
   
4.   if (p != FINGERPRINT_OK)  return -1;
   
5.   p = finger.image2Tz();
   
6.   if (p != FINGERPRINT_OK)  return -1;
   
7.   p = finger.fingerFastSearch();
   
8.   if (p != FINGERPRINT_OK)  return -1;
   
9.   return finger.fingerID;
   
10. }

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在成功完成RFID匹配后，在函数Fingerprint()中，调用getFingerprintID函数以获取有效的指纹ID。然后使用if-else循环进行比较，以获取有关经过身份验证的人员数据的信息，如果数据匹配，则将车辆点火，否则，将提示输入错误的指纹。

1. int fingerprintID = getFingerprintID();
   
2.         delay(50);
   
3.         if (fingerprintID == 1)
   
4.         {
   
5.           lcd.setCursor(0, 0);
   
6.           lcd.print("Access Granted        ");
   
7.           lcd.setCursor(0, 1);
   
8.           lcd.print("Vehicle Started       ");
   
9.           digitalWrite(9,HIGH);
   
10.           digitalWrite(10,LOW);
    
11.           while(1);
    
12.         }

复制代码

以上这就是RFID汽车点火系统的工作原理，为您的汽车增加了两层安全性。

代码

本文使用的完整代码如下所示： main.rar (929 Bytes, 下载次数: 19)

2020-8-25 21:32 上传

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