如何使用arduino RFID读取卡号

发布时间：2021-12-29 17:28:29 作者：小新
来源：亿速云阅读：449

# 如何使用Arduino RFID读取卡号

## 目录
1. [RFID技术简介](#rfid技术简介)
2. [所需材料清单](#所需材料清单)
3. [硬件连接指南](#硬件连接指南)
4. [软件环境配置](#软件环境配置)
5. [编写读取卡号的程序](#编写读取卡号的程序)
6. [常见问题解决](#常见问题解决)
7. [进阶应用建议](#进阶应用建议)
8. [安全注意事项](#安全注意事项)

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## 1. RFID技术简介

RFID（Radio Frequency Identification）是一种无线通信技术，通过无线电波实现非接触式的数据识别。典型的RFID系统由三部分组成：

- **读写器**：发送射频信号并接收标签响应
- **电子标签**：包含芯片和天线，存储唯一ID
- **后端系统**：处理采集到的数据

在Arduino项目中，我们常用13.56MHz的**MFRC522**模块，这是性价比最高的RFID解决方案之一，读取距离约3-5cm，适合门禁、会员系统等应用。

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## 2. 所需材料清单

| 组件 | 数量 | 备注 |
|------|------|------|
| Arduino开发板 | 1 | Uno/Nano等均可 |
| MFRC522 RFID模块 | 1 | 含天线和S50白卡 |
| 杜邦线 | 若干 | 建议使用母对母线 |
| 面包板 | 1 | 可选，方便接线 |
| USB数据线 | 1 | 用于供电和编程 |

![MFRC522模块示意图](https://example.com/rfid-module.jpg)  
*(示意图：注意模块上的天线区域和引脚标识)*

<a id="硬件连接指南"></a>
## 3. 硬件连接指南

### 引脚对应关系
| MFRC522引脚 | Arduino引脚 |
|-------------|-------------|
| SDA         | 10          |
| SCK         | 13          |
| MOSI        | 11          |
| MISO        | 12          |
| IRQ         | 不连接      |
| GND         | GND         |
| RST         | 9           |
| 3.3V        | 3.3V        |

**重要提示**：  
- 必须使用3.3V供电，5V会损坏模块
- 若使用其他型号开发板，请参考SPI引脚定义调整连接

接线完成后应检查：
1. 天线线圈无物理损伤
2. 所有连接点接触良好
3. 电源指示灯正常亮起

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## 4. 软件环境配置

### 安装必要库文件
1. 打开Arduino IDE
2. 依次点击：工具 > 管理库
3. 搜索并安装：
   - `MFRC522 by GithubCommunity`
   - `SPI`（通常已内置）

### 基础测试
打开示例程序：  
文件 > 示例 > MFRC522 > ReadNUID

上传程序后打开串口监视器（波特率9600），当用卡片靠近模块时，应看到类似输出：

Card UID: 12 34 56 78 Card type: MIFARE 1KB


<a id="编写读取卡号的程序"></a>
## 5. 编写读取卡号的程序

### 完整示例代码
```arduino
#include <SPI.h>
#include <MFRC522.h>

#define RST_PIN 9
#define SS_PIN 10

MFRC522 rfid(SS_PIN, RST_PIN);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  SPI.begin();
  rfid.PCD_Init();
  Serial.println("RFID Reader Ready");
}

void loop() {
  if (!rfid.PICC_IsNewCardPresent()) return;
  if (!rfid.PICC_ReadCardSerial()) return;
  
  Serial.print("Card UID:");
  for (byte i = 0; i < rfid.uid.size; i++) {
    Serial.print(rfid.uid.uidByte[i] < 0x10 ? " 0" : " ");
    Serial.print(rfid.uid.uidByte[i], HEX);
  }
  Serial.println();
  
  rfid.PICC_HaltA();
  rfid.PCD_StopCrypto1();
}

代码解析

PCD_Init() - 初始化RFID读写器
PICC_IsNewCardPresent() - 检测是否有卡片靠近
PICC_ReadCardSerial() - 读取卡片序列号
uid.uidByte[] - 存储卡号的字节数组
HaltA() - 使卡片进入休眠状态

数据格式处理

如果需要将卡号转换为字符串形式：

String getCardID() {
  String strID = "";
  for (byte i = 0; i < 4; i++) {
    strID += (rfid.uid.uidByte[i] < 0x10 ? "0" : "");
    strID += String(rfid.uid.uidByte[i], HEX);
  }
  return strID;
}

6. 常见问题解决

Q1: 无法读取卡片

检查天线是否朝向卡片
尝试调整卡片与模块的距离（2-4cm最佳）
确认模块供电电压为3.3V

Q2: 串口输出乱码

确认波特率设置为9600
检查USB数据线连接是否稳定

Q3: 多卡片冲突

同一时间只允许一张卡在感应区
在代码中添加防抖延时：

delay(500); // 两次读取间隔500ms

7. 进阶应用建议

数据存储方案

使用EEPROM存储授权卡号

#include <EEPROM.h>
void writeCard(byte addr, byte* data) {
  for(byte i=0; i<4; i++){
    EEPROM.write(addr+i, data[i]);
  }
}

搭配OLED显示验证结果

#include <U8g2lib.h>
U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_HW_I2C u8g2(U8G2_R0);
void showMessage(String msg) {
  u8g2.clearBuffer();
  u8g2.drawStr(0,15,msg.c_str());
  u8g2.sendBuffer();
}

网络传输

通过ESP8266将卡号上传至服务器：

#include <ESP8266HTTPClient.h>
void sendToServer(String cardID) {
  HTTPClient http;
  http.begin("http://yourserver.com/api");
  http.addHeader("Content-Type", "application/json");
  http.POST("{\"cardid\":\""+cardID+"\"}");
  http.end();
}

8. 安全注意事项

数据加密：敏感场合应对卡号进行AES加密
防重放攻击：使用动态验证码而非固定卡号
物理防护：
- 避免模块暴露在潮湿环境中
- 为天线加装保护外壳
权限管理：在实际应用中需配合数据库验证卡号有效性

结语

通过本教程，您已掌握Arduino RFID的基础应用。建议尝试： - 制作简易门禁系统 - 开发物品追踪装置 - 结合蜂鸣器实现声音反馈

欢迎在评论区分享您的创意应用！ “`

注：实际使用时请将图片链接替换为真实资源，代码可能需要根据具体硬件调整引脚定义。