基于Arduino和Adafruit IO的RFID考勤系統(tǒng)

傳統(tǒng)的人工考勤方法非常耗時(shí)，而且經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致人為錯(cuò)誤。手工系統(tǒng)也容易出現(xiàn)不當(dāng)行為，寶貴的工作時(shí)間被浪費(fèi)在考勤數(shù)據(jù)的組織和結(jié)構(gòu)化上。目前的考勤系統(tǒng)可以通過使用物聯(lián)網(wǎng)和RFID技術(shù)的智能考勤系統(tǒng)來取代更高效和有效的方法。RFID是一種自動(dòng)識(shí)別和數(shù)據(jù)收集技術(shù)。射頻識(shí)別(RFID)是一種通過電磁波在終端和附著在物體上的電子標(biāo)簽之間交換數(shù)據(jù)的技術(shù)，目的是識(shí)別和跟蹤。一些標(biāo)簽可以在幾米外讀取，超出閱讀器的視線范圍

本課題是利用射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)簡(jiǎn)化考勤系統(tǒng)。在這個(gè)項(xiàng)目中，我們使用Arduino Uno， RC522 RFID掃描儀和ESP8266 Wi-Fi模塊。Arduino和RFID掃描儀掃描RFID卡，然后借助ESP8266 Wi-Fi模塊將數(shù)據(jù)記錄到Adafruit IO云平臺(tái)。這些信息可以顯示在Adafruit IO儀表板上，并可以由所需的當(dāng)局訪問，以便隨時(shí)隨地通過互聯(lián)網(wǎng)查看和分析考勤情況。

組件的要求

硬件組件

?Arduino Uno

?RFID-RC522

?ESP8266-01

?跳線

軟件應(yīng)用程序和在線服務(wù)

?Arduino IDE

?Adafruit IO

設(shè)置你的Adafruit IO帳戶

Adafruit IO是一個(gè)開放的數(shù)據(jù)平臺(tái)，允許您在云中聚合、可視化和分析實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。使用Adafruit IO，您可以在互聯(lián)網(wǎng)上上傳，顯示和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，并使您的項(xiàng)目啟用物聯(lián)網(wǎng)。您可以使用Adafruit IO控制電機(jī)，讀取傳感器數(shù)據(jù)，并通過互聯(lián)網(wǎng)制作酷的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序。為了測(cè)試和嘗試，有一些限制，Adafruit IO是免費(fèi)使用的。我們以前也在樹莓派上使用過Adafruit IO。

1. 對(duì)于Adafruit IO設(shè)置，您需要做的第一件事是注冊(cè)Adafruit IO。登錄Adafruit IO的網(wǎng)站，點(diǎn)擊屏幕右上方的“Get started for Free”即可注冊(cè)。

2. 在此之后，將彈出一個(gè)窗口，您需要在其中填寫詳細(xì)信息

在注冊(cè)窗口填寫您的詳細(xì)信息，如您的姓名，郵件id，用戶名等。然后點(diǎn)擊保存設(shè)置，你的賬戶就創(chuàng)建好了。要獲得你的AIO密鑰，點(diǎn)擊“查看AIO密鑰”。

3. 一個(gè)窗口將彈出與您的Adafruit IO AIO密鑰。復(fù)制此鍵，稍后在代碼中需要它。

4. 現(xiàn)在，在此之后，您需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)提要。要?jiǎng)?chuàng)建提要，請(qǐng)單擊“feed”。然后點(diǎn)擊“Actions”，你會(huì)看到一些選項(xiàng)，點(diǎn)擊“Create a New Feed”。

5. 在此之后，將打開一個(gè)新窗口，您需要輸入：

名稱-在名稱中，選擇為提要寫一個(gè)簡(jiǎn)短的描述性名稱。你可以用

字母、數(shù)字和空格。

描述-對(duì)數(shù)據(jù)的長格式描述。這個(gè)字段不是必需的，但是你

可以寫你的數(shù)據(jù)的描述。

6. 點(diǎn)擊“創(chuàng)建”，你將被重定向到你的新提要。

ESP8266-01編程

利用FTDI板對(duì)ESP8266進(jìn)行編程的電路圖如下圖所示。FTDI板的Rx、Tx、GND與ESP8266相連。在本項(xiàng)目中，ESP8266需要同時(shí)在AT命令模式和編程模式下運(yùn)行。通過撥動(dòng)開關(guān)，ESP8266可以在AT命令模式和編程模式之間切換，通過按鈕復(fù)位模塊。

要使模塊進(jìn)入編程模式，需要將ESP8266的GPIO 0引腳(紫色線)連接到地(綠色線)，并按下復(fù)位按鈕。要將模塊置于AT命令模式，必須使GPIO 0引腳(紫色線)保持空閑狀態(tài)，并按下復(fù)位按鈕。

請(qǐng)注意，默認(rèn)情況下，ESP8266-01模塊使用AT命令。但是當(dāng)我們使用Arduino IDE將程序上傳到它時(shí)，默認(rèn)的AT命令固件將被我們的Arduino代碼覆蓋。要與AT命令一起使用它，您必須用其默認(rèn)固件Flash ESP8266模塊。

基于Arduino IDE的ESP8266編程

要用Arduino IDE編程ESP8266，請(qǐng)進(jìn)入File - > preferences - >Settings。

在“附加董事會(huì)管理器URL”字段中輸入，然后單擊“確定”。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到Tools > Board > Boards Manager。

在板管理器窗口中，在搜索框中輸入esp， esp8266將在下面列出?，F(xiàn)在選擇最新版本的電路板并單擊install。

安裝完成后，進(jìn)入“工具>單板>通用ESP8266模塊”。選擇正確的Port，然后上傳代碼。

RFID考勤系統(tǒng)的ESP8266編程

在本教程的最后給出了完整的代碼和工作視頻，在這里我們解釋程序以了解項(xiàng)目的工作原理。

通過添加所需的庫開始程序。在此之后，輸入Wifi憑據(jù)和密碼與Adafruit IO用戶名和AIO密鑰，我們之前獲得。

使用setup功能，我們將以11500波特率開始串行通信。然后我們將Wi-Fi客戶端連接到Adafruit IO服務(wù)器。

在void循環(huán)函數(shù)中，ESP將從串行讀取數(shù)據(jù)，然后將其發(fā)布到Adafruit IO服務(wù)器。

一旦你的代碼準(zhǔn)備好了，檢查ESP8266是否工作。通過使ESP8266保持編程模式，使用FTDI模塊將代碼上傳到ESP8266。一旦代碼上傳，將其連接回AT命令模式并按復(fù)位按鈕。然后打開串行監(jiān)視器，你應(yīng)該看到它連接到Wi-Fi和Adafruit IO。

線路圖

RFID智能考勤系統(tǒng)的完整電路圖如下所示。電路圖是用Fritzing軟件制作的。

Arduino與RFID的連接如下表所示：

如圖所示，用Arduino和RFID-RC522替換FTDI板。RFID掃描儀由Arduino的3.3V引腳供電，ESP由LM317穩(wěn)壓器供電，通過12V直流適配器供電時(shí)，穩(wěn)壓3.3V。Arduino UNO模塊通過USB接口供電。

為了制作電路，我通過參考CircuitDigest的IoT Arduino Wi-Fi Shield為ESP8266和LM317穩(wěn)壓器部分構(gòu)建了PCB。但你也可以在面包板上建立完整的電路，事情應(yīng)該工作得很好。我的硬件與連接如下所示。

Arduino Uno程序

MFRC522庫用于RFID掃描器。如電路圖所示，SDA和RST引腳分別與Arduino的10和9引腳相連。您可以從下面的鏈接下載庫的zip文件，并將其添加到您的Arduino IDE。

下載MFRC522 RFID庫Arduino

在setup函數(shù)中，我們將串行通信初始化為9600波特率，軟件串行初始化為115200波特率。我們也開通了與MFRC522的溝通。

在void循環(huán)函數(shù)中，我們將檢查是否存在一張新卡，如果存在一張新卡，那么它將檢查該卡的UID。對(duì)于有效卡，它將在串行監(jiān)視器上打印該卡的UID;否則，它將打印“未經(jīng)授權(quán)的卡”。

現(xiàn)在將下面給出的完整Arduino代碼上傳到UNO板，并將其與已經(jīng)運(yùn)行代碼的ESP連接起來。上傳碼掃描卡后，對(duì)于每張有效卡，它將在串行監(jiān)視器上打印卡的UID，并將卡的詳細(xì)信息發(fā)送到Adafruit IO。

這就是你如何建立一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)的考勤系統(tǒng)，并將其連接到互聯(lián)網(wǎng)上，通過互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控考勤情況。

本文編譯自iotdesignpro