arduinoとrfidを使用した指紋ベースの自動車点火システム

現在、ほとんどの車にはキーレスエントリーとプッシュボタンイグニッションシステムが搭載されており、キーをポケットに入れて持ち運ぶだけで、ドアハンドルの容量センサーに指を置くだけで車のドアを開けることができます。このプロジェクトでは、RFIDと指紋センサーを使用して、このシステムにさらにいくつかのセキュリティ機能を追加します。RFIDセンサーはユーザーのライセンスを検証し、指紋センサーは車両内の許可された人のみを許可します。

この指紋ベースの自動車点火システムでは、R305指紋センサーとEM18RFIDリーダーを備えたArduinoを使用しています。

使用した材料

Arduino Nano
R305指紋センサー
EM18RFIDリーダー
16 * 2英数字LCD
DCモーター
L293DモータードライバーIC
VeroboardまたはBreadboard（利用可能な方）
接続線
12VDCバッテリー

EM18RFIDリーダーモジュール

RFIDは無線周波数識別の略です。これは、デジタルデータがRFIDタグにエンコードされ、電波を使用してRFIDリーダーでデコードできる技術を指します。RFIDは、タグからのデータがデバイスによってデコードされるバーコードに似ています。RFIDテクノロジーは、セキュリティシステム、従業員出席システム、RFIDドアロック、RFIDベースの投票機、料金徴収システムなどのさまざまなアプリケーションで使用されています。

EM18リーダーはRFIDタグに格納されているID情報を読み取ることができるモジュールです。RFIDタグには、タグがリーダーの範囲内にある場合に、EM18リーダーモジュールでデコードできる12桁の一意の番号が格納されます。このモジュールは、アンテナを内蔵した125 kHzの周波数で動作し、5ボルトのDC電源を使用して動作します。

シリアルデータ出力を提供し、8〜12cmの範囲があります。シリアル通信パラメータは、8データビット、1ストップビット、および9600ボーレートです。

EM18の機能：

動作電圧：+ 4.5V〜 + 5.5V DC
消費電流：50mA
動作周波数：125KHZ
動作温度：0-80℃
通信ボーレート：9600
読み取り距離：8〜12 cm
アンテナ：内蔵

EM18ピン配列：

ピンの説明：

VCC：4.5〜5VDC電圧入力

GND：グランドピン

ブザー：ブザーまたはLEDピン

TX：RS232用EM18のシリアルデータトランスミッタピン（出力）

SEL：RS232を使用する場合はHIGHである必要があります（WEIGANDを使用する場合はLOW）

データ0：WEIGANDデータ0

データ1：WEIGANDデータ1

RFIDとタグの詳細については、以前のRFIDベースのプロジェクトを確認してください。

Arduinoを使用してRFIDタグ固有の12桁のコードを見つける

Arduino車の点火システム用にArduinoをプログラミングする前に、まず、12桁のRFIDタグの一意のコードを見つける必要があります。前に説明したように、RFIDタグには12桁の一意のコードが含まれており、RFIDリーダーを使用してデコードできます。リーダーの近くでRFIDタグをスワイプすると、リーダーは出力シリアルポートを介して一意のコードを提供します。まず、回路図に従ってArduinoをRFIDリーダーに接続してから、以下のコードをArduinoにアップロードします。

int count = 0; char card_no; void setup（）{Serial.begin（9600）; } void loop（）{if（Serial.available（））{count = 0; while（Serial.available（）&& count <12）{card_no = Serial.read（）; count ++; delay（5）; } Serial.print（card_no）; }}

コードが正常にアップロードされたら、シリアルモニターを開き、ボーレートを9600に設定します。次に、リーダーの近くでカードをスワイプします。その後、12桁のコードがシリアルモニターに表示され始めます。使用されているすべてのRFIDタグに対してこのプロセスを実行し、後で参照できるように書き留めておきます。

回路図

この指紋ベースの点火システムの回路図を以下に示します。

私の場合、以下に示すように、回路全体をパフォーマンスボードにはんだ付けしました。

指紋センサーモジュール

指紋センサーモジュールまたは指紋スキャナーは、指の印刷画像をキャプチャし、それを同等のテンプレートに変換して、Arduinoによって選択されたID（場所）のメモリに保存するモジュールです。ここでは、指紋の画像を取得し、それをテンプレートに変換し、場所を保存するなど、すべてのプロセスがArduinoによって命令されます。

以前は同じR305センサーを使用して、投票機、出席システム、セキュリティシステムなどを構築しました。ここで、指紋ベースのすべてのプロジェクトを確認できます。

指紋をセンサーに登録する：

プログラムを続行する前に、指紋センサーに必要なライブラリをインストールする必要があります。ここでは、R305指紋センサーを使用するために「 Adafruit_Fingerprint.h 」を使用しました。したがって、まず最初に、以下のリンクを使用してライブラリをダウンロードします。

Adafruit指紋センサーライブラリ

ダウンロードが成功したら、Arduino IDEで、 [ファイル] > [ツール]> [ライブラリを含める]> [。zipライブラリ を 追加]に 移動し、zipファイルの場所を選択してライブラリをインストールします。

ライブラリのインストールが成功したら、以下の手順に従って、センサーメモリに新しい指紋を登録します。

1. Arduino IDEで、[ファイル] > [例] > [Adafruit 指紋センサーライブラリ] > [登録]に移動します。

2.コードをArduinoにアップロードし、9600のボーレートでシリアルモニターを開きます。

重要：プログラムのソフトウェアシリアルピンをSoftwareSerial mySerial（12、11）に変更します。

3.指紋を保存する指紋のIDを入力する必要があります。これが私の最初の指紋なので、左上隅に1と入力し、[送信]ボタンをクリックします。

4.次に、指紋センサーのライトが点滅します。これは、センサーに指を置く必要があることを示します。その後、登録が成功したことを確認するまで、シリアルモニターに表示される手順に従います。

RFIDキーレス点火のプログラミング

この生体認証システムの完全なコードは、チュートリアルの最後に記載されています。ここでは、コードのいくつかの重要な部分について説明します。

まず、必要なすべてのライブラリを含めることです。私の場合、R305指紋センサーを使用するための「 Adafruit_Fingerprint.h 」を含めました。次に、指紋センサーが接続されるシリアルポートを構成します。私の場合、12をRXピン、11をTXピンとして宣言しました。

#include #include SoftwareSerial mySerial（12,11）; Adafruit_Fingerprint finger = Adafruit_Fingerprint（&mySerial）;

次のステップでは、コード全体で使用されるすべての変数を宣言します。次に、ArduinoでLCD接続ピンを定義し、続いて LiquidCrystal クラスのオブジェクトを宣言します。

文字入力; int count = 0; int a = 0; const int rs = 6、en = 7、d4 = 2、d5 = 3、d6 = 4、d7 = 5; LiquidCrystal lcd（rs、en、d4、d5、d6、d7）;

次に、 loop（） 内に、RFIDタグの一意の12桁のコードを取得するコードが記述され、それらが配列に格納されます。ここで、配列の要素は、認証された人物の詳細を取得するために、メモリに保存されている一意のコードと照合されます。

カウント= 0; while（Serial.available（）&& count <12） { input = Serial.read（）; count ++; delay（5）; }

次に、受信した配列が保存されているタグコードと比較されます。コードが一致する場合、ライセンスは有効であると見なされ、ユーザーは有効な指紋を付けることができます。それ以外の場合は、無効なライセンスが表示されます。

if（（strncmp（input、 "3F009590566C"、12）== 0）&&（a == 0）） { lcd.setCursor（0、0）; lcd.print（ "ライセンスが有効"）; lcd.setCursor（0、1）; lcd.print（ "ようこそ"）; delay（1000）; a = 1; 指紋（）; }

次のステップでは、すでに登録されている指紋の有効な指紋IDを返す関数 getFingerprintID が書き込まれます。

int getFingerprintID（） { uint8_t p = finger.getImage（）; if（p！= FINGERPRINT_OK）return -1; p = finger.image2Tz（）; if（p！= FINGERPRINT_OK）return -1; p = finger.fingerFastSearch（）; if（p！= FINGERPRINT_OK）return -1; finger.fingerIDを返します。 }

関数の内部で 指紋（）、成功したRFIDの試合後に呼び出され、 getFingerprintIDの 機能は、有効な指紋IDを取得するために呼び出されます。次に、 if-elseループを使用して比較され、認証された個人データに関する情報が取得されます。データが一致すると、車両が点火されます。一致しない場合は、間違った指紋の入力を求められます。

intフィンガープリントID = getFingerprintID（）; delay（50）; if（fingerprintID == 1） { lcd.setCursor（0、0）; lcd.print（ "アクセスが許可されました"）; lcd.setCursor（0、1）; lcd.print（ "Vehicle Started"）; digitalWrite（9、HIGH）; digitalWrite（10、LOW）; while（1）; }

これが、このRFIDカーイグニッションシステムの仕組みであり、車に2層のセキュリティを追加します。

完全なコードとデモビデオを以下に示します。