概述

RFID或射頻識別是一種通過電磁波進行通信的方式（射頻波，具體而言）。 RFID標簽和RFID卡通常用于身份驗證和訪問控制。

您可能已經看到人們在辦公室入口處刷身份證。身份證實際上是具有雇員個人信息的RFID卡。在他/她刷卡的那一刻，他的檢查時間將被計算機捕獲。

我已經使用RFID閱讀器和RFID卡實施了多個項目，如 RFID安全訪問控制系統使用8051 ，基于RFID的考勤系統和 Arduino RFID閱讀器。

在所有這些項目中，我提到一個簡單的RFID通信系統由三部分組成：RFID卡或標簽（包含嵌入在芯片上的用戶或產品信息）， RFID閱讀器（觸發RFID卡并從卡中提取信息的設備）和主機系統（如計算機或微控制器，然后處理數據）。

在這個項目中，我將使用流行的EM-18 RFID閱讀器模塊和一些RFID卡。另一種流行的RFID閱讀器稱為RFID RC522。 EM-18和RC522 RFID模塊之間的主要區別是：

EM-18基于125 KHz射頻通信，而RC522基于13.56 MHz頻率

進入接口選項后，EM-18使用串行通信，而RC522使用SPI通信（盡管芯片也支持I2C和UART）。

因此，選擇RFID閱讀器模塊非常重要，因為它定義了如何使用Raspberry Pi或Arduino與模塊進行通信。

我不會詳細介紹RFID閱讀器和RFID通信的工作細節，因為有許多類似于這里的教程： RFID技術及其應用。我將跳轉到Raspberry Pi RFID閱讀器界面。

設置用于串行通信的Raspberry Pi

我在Raspberry Pi RFID閱讀器模塊接口中提到的重要事項是EM-18 RFID閱讀器模塊使用UART通信即串行通信。如果你還記得，我還沒有完成任何涉及Raspberry Pi串口通信的項目。

在繼續使用Raspberry Pi和RFID閱讀器模塊的接口之前，有為了在Raspberry Pi中啟用串行通信，您需要在Raspberry Pi中執行一些操作。

在Raspberry Pi中，串行端口可以使用或配置為兩個方式：訪問控制臺和串行接口。默認情況下，Raspberry Pi的串行端口配置為訪問Linux控制臺，即作為控制臺I/O引腳。

但是，我們希望將其更改為充當串行通信端口，以便我們可以連接外部外圍設備，如本項目中的RFID閱讀器，通過串行通信進行通信。

為了做到這一點，首先登錄您的Raspberry Pi使用SSH（Putty）。輸入以下命令進入Raspberry Pi配置工具。

sudo raspi-config

在“接口選項”中，選擇“串行”選項。

現在，它詢問您是否要通過串行通信訪問登錄shell。選擇“否”選項。 然后，它要求您啟用串行端口硬件。選擇“是”選項。

完成該過程并重新啟動Raspberry Pi。在Raspberry Pi啟動后，一旦使用Putty登錄agin并檢查串行端口是否已啟用，請輸入以下命令。

dmesg | grep tty

在底部，您可以看到，“ttyS0”已配置如串行。現在，您可以繼續使用Raspberry Pi連接RFID閱讀器模塊，通過串口進行通信。

Raspberry Pi RFID閱讀器接口電路圖

下圖顯示了Raspberry Pi和EM-18 RFID閱讀器之間的連接。

所需組件

Raspberry Pi 3 Model B

EM-18 RFID閱讀器模塊

RS232 - 到 - USB適配器（因為我的RFID閱讀器只有RS232輸出）

少量RFID卡或RFID標簽

RFID閱讀器電源（我的RFID閱讀器有5V穩壓器）

用于Raspberry Pi和RS232-USB適配器的5V電源

連接電線

680Ω電阻（1/4瓦）

1.5KΩ電阻（1/4瓦）

電路設計

在Raspberry Pi上GPIO14和GPIO14即物理引腳8和10分別是UART TX和RX引腳。由于我們已經啟用了Raspberry Pi的串行端口，您可以將這些引腳連接到外圍設備。

現在是時候注意Raspberry Pi的工作原理了3.3V邏輯。因此，Raspberry Pin的RX引腳只能用3.3V邏輯給出。為了做到這一點，我們需要使用一個由兩個電阻組成的簡單分壓器網絡將RFID讀取器的TX線電平轉換為3.3V。

我使用了680Ω和1.5KΩ電阻。分壓器的輸出連接到Raspberry Pi的UART RXD引腳，即GPIO15。在Raspberry Pi和RFID讀取器模塊之間建立共同的接地連接。

代碼

編寫一個簡單的Python腳本來讀取RFID卡中的值，將其與預定義的值進行比較（我已事先收集了所有RFID卡的數據）并顯示特定信息。

注意：在“port =‘/dev/ttyS0’”行中，將ttyS0替換為分配給您的串行設備的名稱。

工作

Raspberry Pi RFID閱讀器模塊接口的工作非常簡單。在Raspberry Pi上啟用串行端口后，我們必須分配與UART通信相關的其余參數，即波特率，奇偶校驗，停止位和數據大小。所有這些值都在Python代碼中設置。

在此之后，您將收到“放置卡片”的消息。當您將RFID卡放在RFID閱讀器上時，RFID閱讀器模塊將從卡讀取數據并通過串行通信將數據發送到Raspberry Pi。

這Raspberry Pi進一步分析數據，并在屏幕上顯示相應的消息。

應用程序

接口帶有Raspberry Pi的RFID閱讀器非常有用，因為您可以實現廣泛的應用，例如：

訪問控制

驗證

電子機票

電子支付

電子收費

考勤