使用RFID和ThingSpeak制作基于物联网的事件管理系统

风筝

RFID全称Radio Frequency Identification，中文名射频识别，它是一项非常简单且便宜的技术，可用于制造基于RFID的门锁、基于RFID的考勤系统的应用。如果在网上搜索基于RFID的项目，您会发现许多与安全性和标签相关的项目，这些项目可能会使这个有趣的模块显得乏味。

为了改变这种情况，我们考虑制作一个基于RFID的物联网事件管理系统，该系统不仅可以监视条目日志，而且可以借助IoT技术将日志和条目数据直接发送到可以处理所有事件的专用服务器。身份验证、授权和管理，使整个过程变得无缝。因此，让我们开始吧。

所需的组件

●    EM18 RFID读卡器

●    RFID卡

●    NodeMCU开发板

●    1602字符型LCD

●    LCD I2C模块

●    面包板

●    连接线

EM18 RFID读卡器模块

上图显示了RFID卡和EM18 RFID读卡器模块。 RFID技术并不是什么新鲜事物，而是一项将数字数据编码在RFID标签中并可以由RFID读卡器使用无线电波解码的技术读取。 RFID与条形码相似，其中标签的数据由设备解码。 RFID技术可用于各种应用，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，具有内置天线，并使用5伏直流电源供电。它提供串行数据输出，范围为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。

这是一个非常有用的模块，并具有一些有趣的功能。它具有较宽的工作电压范围，可在+ 4.5V至5.5V DC范围内工作，工作时仅消耗50mA电流，因此可以用电池供电。除此之外，它的工作频率为125Khz，使其与各种类型的RFID卡兼容。借助内置天线，它可以读取8厘米至12厘米的距离。它的工作温度为0-80°C，非常适合在恶劣的环境中使用。

基于RFID的事件管理系统的电路图

基于RFID的物联网事件管理系统的完整电路图如下所示。

从电路图中可以看出，我们通过UART将EM-18模块与NodeMCU连接起来。由于EM-18读卡器模块吸收了50mA峰值电流，因此我们已从Node MCU板上为该板供电，板载电源足以驱动模块。同样，我们已经通过NodeMCU的I2C引脚连接了I2C LCD，并且还通过NodeMCU模块为LCD供电。

为基于RFID的事件管理系统设置ThingSpeak帐户

在按照上述电路图成功完成硬件后，我们必须配置ThingSpeak IoT平台，我们将在其中存储所有数据。在这里，我们使用ThingSpeak来存储用户的信息。然后，我们将数据显示到GUI。要在Thingspeak中创建帐户，请执行以下步骤。

注册一个ThingSpeak帐户：

首先，如果您没有Mathworks帐户，请访问https://thingspeak.com/并创建一个新的免费Mathworks帐户。

登录到ThingSpeak：

使用您的凭据登录ThingSpeak，然后单击“New Channel”。现在，填写项目的详细信息，例如名称、字段名称等。在这里，我们必须创建四个字段名称，例如温度、电压等。此后，单击“Save channel”。

保存凭据：

选择创建的通道并记录以下凭据。

●    频道ID，位于频道视图的顶部。

●    写入API密钥，可以在您的频道视图的“ API密钥”选项卡上找到。

完成设置并拥有必要的凭证后，就可以进入代码部分。

基于RFID的事件管理系统的Arduino代码

成功设置ThingSpeak帐户并按照电路图进行硬件设置后，就该对NodeMCU板进行编程了。但是，如果您是第一次将代码上传到NodeMCU板，请按照以下步骤操作。

在Arduino IDE中添加对NodeMCU的支持：

打开Arduino IDE，然后转到“File–>Preferences–>Settings”。

在“Additional Board Manager URL”字段中输入https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json，然后单击“OK”。

现在，转到Tools > Board > Boards Manager。在Boards Manager窗口中，在搜索框中键入ESP8266，选择最新版本，然后单击install。

安装完成后，转到Tools ->Board并选择NodeMCU 1.0(ESP-12E Module)。现在，您可以使用Arduino IDE编程NodeMCU。

在完成用于NodeMCU编程的上述设置后，我们必须将完整的代码上传到ESP8266 NodeMCU。

从RFID标签获取唯一的RFID代码

在对NodeMCU进行编程之前，我们需要找出唯一的12位RFID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，读卡器将在连接到NodeMCU时通过串行端口为我们提供唯一的代码。为此，我们需要设置一小段代码，一旦获得所有模块的代码，就需要确保它们安全以备后用。

成功上传下面给出的小代码后，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，您将在串口监视器上看到12位数字的代码。对所有使用过的RFID标签执行此过程，并记下它们以备将来参考。

获取唯一的12位RFID标签代码

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. }

复制代码

基于Arduino的事件管理项目的最终代码

首先我们包含所有必需的库文件。我们使用ThingSpeak.h库与ThingSpeak平台进行通信。您可以在板管理器中添加该库。当我们使用基于16x2 I2C的LCD时，我们必须包括“ LiquidCrystal_I2C.h”和“ wire”.h”库。我们还需要包括time库，这将有助于我们获取当前的时间戳。

1. #include "ThingSpeak.h"
   
2. #include <ESP8266WiFi.h>
   
3. #include<LiquidCrystal_I2C.h>
   
4. #include<Wire.h>
   
5. #include <time.h>

复制代码

接下来，我们使用提供的函数初始化LCD。

1. LiquidCrystal_I2C lcd(0x3f, 16, 2);

复制代码

现在，我们定义所有必要的网络凭据，即SSID和密码。这些是将NodeMCU与Internet连接所必需的。然后，我们定义ThingSpeak帐户的所有凭据（例如通道号）并写入先前记录的API。确保您已编辑凭证代替这些变量。

1. unsigned long ch_no = 123456
   
2. const char * write_api = "MCxxxxxxx";
   
3. char ssid[] = "admin";
   
4. char pass[] = "12345678";

复制代码

在setup()函数中，我们首先启用串口监视器。接下来，我们获得当前时间戳。此后，我们使用wire函数初始化LCD。

1. Serial.begin(9600);
   
2. configTime(11 * 1800, 0, "pool.ntp.org", "time.nist.gov");
   
3. Wire.begin(D2, D1);
   
4. lcd.begin(16, 2);
   
5. lcd.init();

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为了将nodeMCU连接到Internet，调用了WiFi.begin函数，并传递了网络SSID和密码作为其参数。之后，我们使用WiFi.status()函数检查是否已连接Wi-Fi，并且成功连接后，液晶显示屏上会显示一条消息，指出“WiFi connected”。

1. WiFi.begin(ssid, pass);
   
2.   while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)
   
3.   {
   
4.     delay(500);
   
5.     Serial.print(".");
   
6.   }
   
7.   Serial.println("WiFi connected");
   
8.   Serial.println(WiFi.localIP());
   
9.   lcd.setCursor(0, 1);
   
10.   lcd.print("WiFi connected");

复制代码

在while循环中，我们计算总数。使用lcd.print命令显示在LCD上的访问者数量，如下所示。

1. lcd.setCursor(0, 0);
   
2. lcd.print("No. of Vis:" + String(vis_count));

复制代码

为了获得当前时间戳，使用了time()函数并将输出保存在一个字符数组中，如下所示。

1. time_t now = time(nullptr);
   
2. str = ctime(&now);

复制代码

在此，RFID标签的唯一12位代码被解码并存储在数组中。然后，数组中的元素将与内存中的“存储的标签”编号匹配，以获取访问者的详细信息。记住我们之前保存的标签详细信息。

1. if (Serial.available())
   
2.   {
   
3.     count = 0;
   
4.     while (Serial.available() && count < 12)
   
5.     {
   
6.       input[count] = Serial.read();
   
7.       count++;
   
8.       delay(5);
   
9.     }

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在这里，我们将接收到的数组与存储的标签代码进行比较。如果代码与任何已保存的卡详细信息匹配，则执行此条件，并在LCD上显示访客信息。

1. if (count == 12)
   
2.     {
   
3.       if ((strncmp(input, "0B00284F9AF6", 12) == 0) && (a == 0))
   
4.       {
   
5.         lcd.setCursor(0, 1);
   
6.         lcd.print("Welcome Debasis         ");
   
7.         vis_count++;
   
8.         a = 1;
   
9.         delay(2000);
   
10.         lcd.clear();
    
11.         senddata("Debasis");
    
12.       }
    
13. }

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Senddata()函数用于将访问者数据发送到ThingSpeak云。从ThingSpeak，我们可以稍后以excel格式下载此数据，以查看记录的详细信息，例如访问者姓名和进入时间等。

1. void senddata(String input)
   
2. {
   
3.   ThingSpeak.setField(1,input);
   
4.   ThingSpeak.setField(2, str);
   
5.   ThingSpeak.writeFields(ch_no, write_api);
   
6. }

复制代码

测试基于RFID和NodeMCU的事件管理系统

为了测试项目，我们给NodeMcu上电，并确保WiFi网络可用，NodeMCU将连接到该WiFi网络。

此后，液晶显示屏上将显示一条消息，显示“WiFi connected”。如果未显示，请尝试检查您的网络连接。

之后，我们在RFID读卡器上刷卡，然后在LCD上显示欢迎消息，提示您如下图所示。我们对所有RFID卡重复此过程，直到对结果满意为止。

最后，要从ThingSpeak云下载此数据，请登录ThingSpeak，然后单击“Data Import/Export”选项卡。在“Export”菜单下，选择正确的时区，然后单击“Download”。它将以.csv格式下载Excel工作表，如下所示。

希望您喜欢这篇文章并学到新知识。如果您对本文有任何疑问，请随时在本帖下面进行回复。