带联网功能的RFID宿舍门禁(四)-NodeMCU网站与RC522共同控制舵机转动

带联网功能的RFID宿舍门禁项目目录

我有点厉害,这个系列的第一篇文章都没发出去,就完成了,不过还没装上门就是了,还能再水一篇,不错。
不过这个项目纯粹是为了混过课程作业的,没有考虑任何实际使用情况。
好气哦,早上能用的东西晚上就坏了,读卡的坏了,就剩个联网控制。
还有更气的,新买的读卡器只能读一次卡。

成品效果

将保存通行卡UID的程序烧录进Nano开发板,如果不知道UID,可以使用串口调试工具连接上开发板,刷卡后会显示UID,代码在下方Nano的这部分代码中:if(i==USER_NUM){ // 若i等于通行用户数量,则上层循环未找到通行卡。

之后,按下面表格的线路连接各模块,并接上开启微电流后的充电宝(防止电流过大烧坏),此时电路准备就绪,可开始工作。

刷卡后,Nano板会控制舵机转动,实现开门效果。

将任意主机连入ESP8266Web热点,进入网站192.168.4.1,点击Click,NodeMCU会发送信号给Nano板,并转动舵机开门。
(通信网站的获取可参考这篇文章的最后一部分:带联网功能的RFID宿舍门禁(二)-ESP8266利用arduino使用AP模式建立简单服务器)

舵机转动180度后转回,需要更改请参考这篇代码部分的说明:带联网功能的RFID宿舍门禁(三)-通过Arduino对RC522刷卡控制舵机转动开门

材料

除了充电宝,其他材料的费用总和大概45元。

名称用途数量
Arduino Nano V3 及配套数据线开发板1
MFRC522RFID读卡器1
NodeMCU(CH340串口) 及配套数据线ESP8266模块1
SG90舵机1
母对母杜邦线导线13
公对公杜邦线导线3
支持微电流的两万毫安小米充电宝电源1

连线

Arduino(引脚)NodeMCU(引脚)RC522(顺序)SG90(颜色)
GNDGND
A4D1
A5D2
D9RST (2)
D10SDA (8)
D11MOSI (6)
D12MISO (5)
D13SCK (7)
3V33.3V (1)
GNDGND (3)
5V5V(红)
D8PWM信号(黄)
GNDGND (棕)

Arduino Nano烧录平台

Arduino 1.8.13
开发板:Arduino Nano
处理器:ATmega328P (Old Bootloader)

Arduino Nano代码

/* 作者:MWHLS,主页MWHLS.TOP
 * 链接:http://mwhls.top/?p=659
 * 因为使用的不是SERVO.H库,舵机的PWM控制端口并不局限于9/10两个端口,且也不局限于仅控制两个舵机。
 * 通行卡的存储使用二维数组,将卡的UID转为十进制保存。
 * 卡的对比使用for函数遍历二维数组,对比UID是否相同。
 * 舵机启动由舵机控制变量servoRun控制,若值为1,则启动,其余不运行。
 * 接受到NodeMCU传来的信号时,舵机控制变量置1。
 * 发现通行卡时,舵机控制变量置1。
 * 参考文章:
 * 网页控制:https://blog.csdn.net/qq_46292418/article/details/106605366
 * I2C通信:https://blog.csdn.net/qq_44506730/article/details/90578507
 * RC522读卡:https://blog.csdn.net/leytton/article/details/73480974
 * 舵机控制:https://blog.csdn.net/sss_369/article/details/52894347
 */ 
 
#include <SPI.h>
#include <MFRC522.h>
#include <Wire.h>              //使用Wire.h进行I2C通信

#define SS_PIN 10
#define RST_PIN 9
#define SERVO_PIN 8
#define USER_NUM 3

byte servoRun = 0;              // 舵机控制变量。
MFRC522 rfid(SS_PIN, RST_PIN);  // 实例化类
byte userCard[USER_NUM][4] = {  // 通行卡存储数组。
  {28,   184,  119,  33},
  {249,  231,  71,   179},
  {109,  242,  234,  235}
};
 
void setup() { 
  Serial.begin(9600);           // 波特率设置
  SPI.begin();                  // 初始化SPI总线
  rfid.PCD_Init();              // 初始化 MFRC522 
  pinMode(SERVO_PIN, OUTPUT);   // 舵机控制端口。
  Wire.begin(8);                // 设置与NodeMCU的通信I2C端口。
  Wire.onReceive(receiveEvent); // 信号接受处理。
}
 
void loop() {
  if(servoRun == 1){            // 舵机运行变量若为1,则运行。
    servoControl();             // 舵机控制函数。
  }
  
  if ( ! rfid.PICC_IsNewCardPresent()) return;       // 找卡
  if ( ! rfid.PICC_ReadCardSerial())   return;       // 验证NUID是否可读
  MFRC522::PICC_Type piccType = rfid.PICC_GetType(rfid.uid.sak);
  if (piccType != MFRC522::PICC_TYPE_MIFARE_MINI &&  // 检查是否MIFARE卡类型
    piccType != MFRC522::PICC_TYPE_MIFARE_1K &&
    piccType != MFRC522::PICC_TYPE_MIFARE_4K) {
    Serial.println("Can identify this card!");
    return;
  }

  byte i;
  for (i=0; i<USER_NUM;  i++){    // 判断卡是否为通行卡。
    byte i2;
    for(i2=0;  i2<4; i2++){       // 遍历userCard中所有卡。
      if(rfid.uid.uidByte[i2] != userCard[i][i2]) break;  
    }                             // break时,表示此卡不是通行卡。
    if(i2 == 4){                  // i2为4,表示此卡的四位值都验证通过。
      Serial.println("Find an accessful card.");  // 输出成功信息。
      servoRun = 1;               // 将开门变量置1。
      break;                      // 已找到通行卡,跳出循环。
    }
  }
  if(i==USER_NUM){                // 若i等于通行用户数量,则上层循环未找到通行卡。
    Serial.print("Find a unknown card, its uid:");
    for(i=0;  i<4;  i++){         // 输出此卡UID,便于后期新增通行卡。
      Serial.print(rfid.uid.uidByte[i], DEC);
      Serial.print(" ");
    }
    Serial.println();
  }
  
  rfid.PICC_HaltA();              // 使放置在读卡区的IC卡进入休眠状态,不再重复读卡
  rfid.PCD_StopCrypto1();         // 停止读卡模块编码

}


void servoControl(){              // 舵机控制函数。
  Serial.println("Servo run!");   // 函数运行输出标识。
  servoPulse(0);                  // 舵机转至0度。
  delay(1000);                    // 等待舵机运转。
  servoPulse(180);                // 舵机转至180度。
  servoRun = 0;                   // 舵机运行变量置零。
}

void servoPulse(int myangle)      // 定义一个脉冲函数,作者:https://blog.csdn.net/sss_369/article/details/52894347
{
  int pulseWidth=(myangle*11)+500;// 将角度转化为500-2480 的脉宽值
  digitalWrite(SERVO_PIN,HIGH);   // 将舵机接口电平至高
  delayMicroseconds(pulseWidth);  // 延时脉宽值的微秒数weimiao
  digitalWrite(SERVO_PIN,LOW);    // 将舵机接口电平至低
  delay(20-pulseWidth/1000);
}

void receiveEvent(int howMany){   // 定义接受联网信息函数,参考:https://blog.csdn.net/qq_44506730/article/details/90578507
  while(0<Wire.available()){      
    char c = Wire.read();
    if (c == '1')  servoRun = 1;  // 如果传入数据为1,则舵机运行变量置1。
    Serial.println("Receive an access sign from ESP8266.");  
  }
}

NodeMCU烧录平台

Arduino 1.8.13
开发板:NodeMCU 1.0
其余设置默认。
平台选择可看这篇:带联网功能的RFID宿舍门禁(二)-ESP8266利用arduino使用AP模式建立简单服务器

NodeMCU代码

/* 作者:MWHLS,主页MWHLS.TOP
 * 链接:http://mwhls.top/?p=659
 * 通过主机连接上ESP8266热点,进入通信网址,点击CLICK按钮后,
 * 一个消息会使用I2C通信传输给Arduino,这个消息会触发舵机转动。
 * 参考文章:
 * I2C通信:https://blog.csdn.net/qq_44506730/article/details/90578507
 * 网页控制:https://blog.csdn.net/qq_46292418/article/details/106605366
 */
#include <ESP8266WiFi.h>            // 本程序使用 ESP8266WiFi库
#include <ESP8266WebServer.h>       // ESP8266WebServer库
#include <Wire.h>                   // 使用Wire.h进行I2C通信

ESP8266WebServer esp8266_server(80);// 建立ESP8266WebServer对象,对象名称为esp8266_server
                                    // 括号中的数字是网路服务器响应http请求的端口号
                                    // 网络服务器标准http端口号为80,因此这里使用80为端口号
#define WIFISSID "ESP8266Web"       // 设定ESP8266 wifi名称
#define WIFIPSSD "123456789"        // 设定wifi密码
 
void setup(void){
  Serial.begin(9600);               // 启动串口通讯
  Wire.begin(D1,D2);                // I2C通信端口
  setAP();                          // 设定AP模式,并建立热点。
  
//--------"启动网络服务功能"程序部分开始--------           // 此部分为程序为本示例程序重点1
  esp8266_server.begin();                             // 详细讲解请参见太极创客网站《零基础入门学用物联网》
  esp8266_server.on("/", HTTP_GET, handleRoot);       // 第3章-第2节 ESP8266-NodeMCU网络服务器-1
  esp8266_server.on("/CLICK", HTTP_POST, handleClick);// 处理用户点击消息。
  esp8266_server.onNotFound(handleNotFound);          // 404处理。
//--------"启动网络服务功能"程序部分结束--------
  Serial.println("HTTP esp8266_server started");      // 告知用户ESP8266网络服务功能已经启动
}
 
void loop(void){
  esp8266_server.handleClient();                      // 处理http服务器访问
}
                                                                          
void setAP(){
  WiFi.mode(WIFI_AP);                                 // 设定ESP8266的AP模式
  WiFi.softAP(WIFISSID,WIFIPSSD);                     // 设定ESP8266热点
  Serial.printf("Success!\nWIFISSID:  %s \nWIFIPSSD:  %s \nControlWeb:  ", WIFISSID, WIFIPSSD);
  Serial.println(WiFi.softAPIP());                    // 接上行,输出WIFI信息与通信网址。
}


void handleRoot() {                                   // 处理网站根目录“/”的访问请求 
  esp8266_server.send(200, "text/html", "<form action=\"/CLICK\" method=\"POST\"><input type=\"submit\" value=\"CLICK\"></form>");
}

void handleClick(){                                   // 点击消息处理函数
  Serial.println("Click.");                           
  clickTransmission();                                // 传输点击消息到Arduino板。
  esp8266_server.sendHeader("Location","/");          // 跳转回页面根目录
  esp8266_server.send(303);                           // 发送Http相应代码303 跳转  
}

void clickTransmission(){                             // 点击消息传输函数
  Wire.beginTransmission(8);                          // 开始传输
  Wire.write('1');                                    // 传 1 至Arduino版
  Wire.endTransmission();                             // 结束传输
  Serial.println("Click transmiss success.");         // 输出成功信息
}
 
// 设置处理404情况的函数'handleNotFound'
void handleNotFound(){                                        // 当浏览器请求的网络资源无法在服务器找到时,
  esp8266_server.send(404, "text/plain", "404: Not found");   // NodeMCU将调用此函数。
}

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