大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。
射频识别模块
什么是RFID
无线射频识别即射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID),是自动识别技术的一种,通过无线射频方式进行非接触双向数据通信,利用无线射频方式对记录媒体(电子标签或射频卡)进行读写,从而达到识别目标和数据交换的目的。
MFRC522
MF RC522 利用了先进的调制和解调概念,完全集成了在13.56MHz 下所有类型的被动非接触式通信方式和协议。支持 ISO14443A 的多层应用。其内部发送器部分可驱动读写器天线与ISO 14443A/MIFARE卡和应答机的通信,无需其它的电路。接收器部分提供一个坚固而有效的解调和解码电路,用于处理ISO14443A 兼容的应答器信号。数字部分处理ISO14443A 帧和错误检测(奇偶 &CRC)。此外,它还支持快速CRYPTO1 加密算法,用于验证MIFARE 系列产品。MFRC522 支持MIFARE?更高速的非接触式通信,双向数据传输速率高达424kbit/s。
S50-M1卡
1、主要指标
- 容量为8K位(1KByte)EEPROM
- 分为16个扇区,每个扇区为4块,每块16个字节,以块为存取单位
- 每个扇区有独立的一组密码及访问控制
- 每张卡有唯一序列号,为32位
- 数据保存期为10年,可改写10万次,读无限次
- 工作温度:-20℃~50℃(湿度为90%)
- 工作频率:13.56MHZ
- 通信速率:106 KBPS
- 读写距离:10 cm以内(与读写器有关)
2、存储结构
1、M1卡分为16个扇区,每个扇区由4块(块0、块1、块2、块3)组成,(我们也将16个扇区的64个块按绝对地址编号为0~63,存贮结构如下图所示:
2、第0扇区的块0(即绝对地址0块),它用于存放厂商代码,已经固化,不可更改。
3、每个扇区的块0、块1、块2为数据块,可用于存贮数据。
数据块 可作两种应用:
★用作一般的数据保存,可以进行读、写操作。
★用作数据值,可以进行初始化值、加值、减值、读值操作。
4、每个扇区的块3为控制块,包括了密码A、存取控制、密码B。具体结构如下:
A0 A1 A2 A3 A4 A5 | FF 07 80 69 | B0 B1 B2 B3 B4 B5 |
---|---|---|
密码A(6字节) | 存取控制(4字节) | 密码B(6字节) |
5、每个扇区的密码和存取控制都是独立的,可以根据实际需要设定各自的密码及存取控制。存取控制为4个字节,共32位,扇区中的每个块(包括数据块和控制块)的存取条件是由密码和存取控制共同决定的,在存取控制中每个块都有相应的三个控制位,定义如下:
块 | 控制位1 | 控制位2 | 控制位3 |
---|---|---|---|
块0: | C10 | C20 | C30 |
块1: | C11 | C21 | C31 |
块2: | C12 | C22 | C32 |
块3: | C13 | C23 | C33 |
三个控制位以正和反两种形式存在于存取控制字节中,决定了该块的访问权限(如
进行减值操作必须验证KEY A,进行加值操作必须验证KEY B,等等)。
存取控制(4字节,其中字节9为备用字节)结构如下所示:
7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
字节6 | C23_b | C22_b | C21_b | C20_b | C13_b | C12_b | C11_b | C10_b |
字节7 | C13 | C12 | C11 | C10 | C33_b | C32_b | C31_b | C30_b |
字节8 | C33 | C32 | C31 | C30 | C23 | C22 | C21 | C20 |
字节9 |
( 注: _b表示取反 )
6、数据块(块0、块1、块2)的存取控制如下:
控制位1 | 控制位2 | 控制位3 | 访 问 条 件 | – | – | – |
---|---|---|---|---|---|---|
C1X | C2X | C3X | 读 | 写 | 增加 | 减少,传输,存储 |
0 | 0 | 0 | KeyA/B | KeyA/B | KeyA/B | KeyA/B |
0 | 1 | 0 | KeyA/B | Never | Never | Never |
1 | 0 | 0 | KeyA/B | KeyB | Never | Never |
1 | 1 | 0 | KeyA/B | KeyB | KeyB | KeyA/B |
0 | 0 | 1 | KeyA/B | Never | Never | KeyA/B |
0 | 1 | 1 | KeyB | KeyB | Never | Never |
1 | 0 | 1 | KeyB | Never | Never | Never |
1 | 1 | 1 | Never | Never | Never | Never |
KeyA/|B 表示密码A或密码B,Never表示任何条件下不能实现,x=0,1,2
例如:当块0的存取控制位C10 C20 C30=1 0 0时,验证密码A或密码B正确后可读;验证密码B正确后可写;不能进行加值、减值操作。
7、控制块-块3的存取控制与数据块(块0、1、2)不同,它的存取控制如下:
控制位 | 密码A | 存取控制 | 密码B
C13 | C23 | C33 | Read | Write | Read | Write | Read | Write |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | Never | KeyA/B | KeyA/B | Never | KeyA/B | KeyA/B |
0 | 1 | 0 | Never | Never | KeyA/B | Never | KeyA/B | Never |
1 | 0 | 0 | Never | KeyB | KeyA/B | Never | Never | KeyB |
1 | 1 | 0 | Never | Never | KeyA/B | Never | Never | Never |
0 | 0 | 1 | Never | KeyA/B | KeyA/B | KeyA/B | KeyA/B | KeyA/B |
0 | 1 | 1 | Never | KeyB | KeyA/B | KeyB | Never | KeyB |
1 | 0 | 1 | Never | Never | KeyA/B | KeyB | Never | Never |
1 | 1 | 1 | Never | Never | KeyA/B | Never | Never | Never |
例如:当块3的存取控制位C13 C23 C33=001时,表示:
密码A:不可读,验证KEYA或KEYB正确后,可写(更改)。
存取控制:验证KEYA或KEYB正确后,可读、可写。
密码B:验证KEYA或KEYB正确后,可读、可写。
3、AB密码一些问题
控制字的默认值是“FF078069”,此时
A密钥:不可被读出,有全部权限
B密钥:可被读出,没有任何权限
在大多数使用B密钥的系统中,控制字 = 08778F00, 此时
A密钥:不可被读出,有读取数据可扣款权限
B密钥:不可被读出,有全部权限
原装的Philps S50芯片在出厂时设置每个分区的的第四块A密钥是“FFFFFFFFFFFF”,控制字是:“FF078069”,B密钥是:“FFFFFFFFFFFF”,A密钥是供用户读写操作的,利用A密钥可对对除0区外其它所有扇区块进行读写操作。B密钥不可操作,这些用的都是逻逻加密算法加密,而且密钥都是不可见,我们在读时能看到的A密钥都是显示为“000000000000”,B密钥显示:“FFFFFFFFFFFF”, 这些都是出厂时厂家设定的默认值。
如果用户要使用B密钥,如“公交一卡通的公交卡”,那先要把中间控制改了,如果改错那所改的那个分区就被加密没用了。比如先把控制改成“08778F00”,A密钥改成“111111111111”,B密钥改成“222222222222”,改完之后再用我们的测试DEMO对块三进行写,写操作成功后,这样您就可以利用B密钥对您所改的扇区进行读写操作了,这时A密钥也就不起作用。
RC522与Arduino UNO的接线
一般库文件中有接线定义
RC522 | Arduino |
---|---|
SDA | 10 |
SCK | 13 |
MOSI | 11 |
MISO | 12 |
IRQ | 空置 |
GND | GND |
RST | 9 |
3.3 | 3.3 |
MFRC522库的使用
首先要在ArduinoIDE或者vscode platformIO中下载MFRC522库
examples
1、ReadUID 读取卡的UID
#include <SPI.h>
#include <MFRC522.h>
#define SS_PIN 10
#define RST_PIN 9
MFRC522 rfid(SS_PIN, RST_PIN); // Instance of the class
MFRC522::MIFARE_Key key;
// Init array that will store new NUID
byte nuidPICC[4];
void setup() {
Serial.begin(9600);
SPI.begin(); // Init SPI bus
rfid.PCD_Init(); // Init MFRC522
for (byte i = 0; i < 6; i++) {
key.keyByte[i] = 0xFF;
}
Serial.println(F("This code scan the MIFARE Classsic NUID."));
Serial.print(F("Using the following key:"));
printHex(key.keyByte, MFRC522::MF_KEY_SIZE);
}
void loop() {
// Reset the loop if no new card present on the sensor/reader. This saves the entire process when idle.
if ( ! rfid.PICC_IsNewCardPresent())
return;
// Verify if the NUID has been readed
if ( ! rfid.PICC_ReadCardSerial())
return;
Serial.print(F("PICC type: "));
MFRC522::PICC_Type piccType = rfid.PICC_GetType(rfid.uid.sak);
Serial.println(rfid.PICC_GetTypeName(piccType));
// Check is the PICC of Classic MIFARE type
if (piccType != MFRC522::PICC_TYPE_MIFARE_MINI &&
piccType != MFRC522::PICC_TYPE_MIFARE_1K &&
piccType != MFRC522::PICC_TYPE_MIFARE_4K) {
Serial.println(F("Your tag is not of type MIFARE Classic."));
return;
}
if (rfid.uid.uidByte[0] != nuidPICC[0] ||
rfid.uid.uidByte[1] != nuidPICC[1] ||
rfid.uid.uidByte[2] != nuidPICC[2] ||
rfid.uid.uidByte[3] != nuidPICC[3] ) {
Serial.println(F("A new card has been detected."));
// Store NUID into nuidPICC array
for (byte i = 0; i < 4; i++) {
nuidPICC[i] = rfid.uid.uidByte[i];
}
Serial.println(F("The NUID tag is:"));
Serial.print(F("In hex: "));
printHex(rfid.uid.uidByte, rfid.uid.size);
Serial.println();
Serial.print(F("In dec: "));
printDec(rfid.uid.uidByte, rfid.uid.size);
Serial.println();
}
else Serial.println(F("Card read previously."));
// Halt PICC
rfid.PICC_HaltA();
// Stop encryption on PCD
rfid.PCD_StopCrypto1();
}
/** * Helper routine to dump a byte array as hex values to Serial. */
void printHex(byte *buffer, byte bufferSize) {
for (byte i = 0; i < bufferSize; i++) {
Serial.print(buffer[i] < 0x10 ? " 0" : " ");
Serial.print(buffer[i], HEX);
}
}
/** * Helper routine to dump a byte array as dec values to Serial. */
void printDec(byte *buffer, byte bufferSize) {
for (byte i = 0; i < bufferSize; i++) {
Serial.print(buffer[i] < 0x10 ? " 0" : " ");
Serial.print(buffer[i], DEC);
}
}
2、ReadAndWrite 数据读写
#include <SPI.h>
#include <MFRC522.h>
#define RST_PIN 9 // 配置针脚
#define SS_PIN 10
MFRC522 mfrc522(SS_PIN, RST_PIN); // 创建新的RFID实例
MFRC522::MIFARE_Key key; //6字节的密码
void dump_byte_array(byte *buffer, byte bufferSize); //声明dump_byte_array函数
void setup() {
Serial.begin(9600); // 设置串口波特率为9600
while (!Serial); // 如果串口没有打开,则死循环下去不进行下面的操作
SPI.begin(); // SPI开始
mfrc522.PCD_Init(); // Init MFRC522 card
for (byte i = 0; i < 6; i++) {
//设置key为:FF FF FF FF FF FF
key.keyByte[i] = 0xFF;
}
Serial.println(F("扫描卡开始进行读或者写"));
Serial.print(F("使用A和B作为键"));
dump_byte_array(key.keyByte, MFRC522::MF_KEY_SIZE);
Serial.println();
Serial.println(F("注意,会把数据写入到卡在#1"));
}
void loop() {
// 寻找新卡
if ( ! mfrc522.PICC_IsNewCardPresent())
return;
// 选择一张卡
if ( ! mfrc522.PICC_ReadCardSerial())
return;
// 显示卡片的详细信息
Serial.print(F("卡片 UID:"));
dump_byte_array(mfrc522.uid.uidByte, mfrc522.uid.size);
Serial.println();
Serial.print(F("卡片类型: "));
MFRC522::PICC_Type piccType = mfrc522.PICC_GetType(mfrc522.uid.sak);//获取卡片类型码
Serial.println(mfrc522.PICC_GetTypeName(piccType));//转换类型码为类型名称
// 检查兼容性,只有MIFARE类型的卡才能读写
if ( piccType != MFRC522::PICC_TYPE_MIFARE_MINI
&& piccType != MFRC522::PICC_TYPE_MIFARE_1K
&& piccType != MFRC522::PICC_TYPE_MIFARE_4K) {
Serial.println(F("仅仅适合Mifare Classic卡的读写"));
return;
}
// 我们只使用第二个扇区
// 覆盖扇区4
byte sector = 1;
byte blockAddr = 4;//第4个块为第二个扇区第一个数据块
byte dataBlock[] = {
0x01, 0x02, 0x03, 0x04, // 1, 2, 3, 4,
0x05, 0x06, 0x07, 0x08, // 5, 6, 7, 8,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, // 0,0,0,0
0x00, 0x00, 0x00, 0x00 // 0,0,0,0
};//写入的数据定义
byte trailerBlock = 7;//第7个块为第二个扇区的控制块
MFRC522::StatusCode status;
byte buffer[18];
byte size = sizeof(buffer);
// 原来的数据
Serial.println(F("显示原本的数据..."));
status = (MFRC522::StatusCode) mfrc522.PCD_Authenticate(MFRC522::PICC_CMD_MF_AUTH_KEY_A, trailerBlock, &key, &(mfrc522.uid));//在uid为mfrc522.uid的卡的trailerBlock块(此块为扇区控制块)验证key是否与A密码相同
if (status != MFRC522::STATUS_OK) {
Serial.print(F("身份验证失败?或者是卡链接失败"));
Serial.println(mfrc522.GetStatusCodeName(status));
return;
}
// 显示整个扇区
Serial.println(F("显示所有扇区的数据"));
mfrc522.PICC_DumpMifareClassicSectorToSerial(&(mfrc522.uid), &key, sector);//串行输出uid卡,第sector扇区的数据
Serial.println();
// 从块儿读取数据
Serial.print(F("读取块儿的数据在:")); Serial.print(blockAddr);
Serial.println(F("块 ..."));
status = (MFRC522::StatusCode) mfrc522.MIFARE_Read(blockAddr, buffer, &size);//读取size个第blockAddr块的数据到buffer
if (status != MFRC522::STATUS_OK) {
Serial.print(F("读卡失败,没有连接上 "));
Serial.println(mfrc522.GetStatusCodeName(status));
}
Serial.print(F("数据内容在第 ")); Serial.print(blockAddr); Serial.println(F(" 块:"));
dump_byte_array(buffer, 16); Serial.println();//输出第4块的数据
Serial.println();
//开始进行写入准备
Serial.println(F("开始进行写入的准备..."));
status = (MFRC522::StatusCode) mfrc522.PCD_Authenticate(MFRC522::PICC_CMD_MF_AUTH_KEY_B, trailerBlock, &key, &(mfrc522.uid));//验证密码B
if (status != MFRC522::STATUS_OK) {
Serial.print(F("写入失败,没有连接上或者没有权限 "));
Serial.println(mfrc522.GetStatusCodeName(status));
return;
}
// Write data to the block
Serial.print(F("在第: ")); Serial.print(blockAddr);
Serial.println(F(" 块中写入数据..."));
dump_byte_array(dataBlock, 16); Serial.println();//显示要写入的数据
status = (MFRC522::StatusCode) mfrc522.MIFARE_Write(blockAddr, dataBlock, 16);//写入数据
if (status != MFRC522::STATUS_OK) {
Serial.print(F("写入失败... "));
Serial.println(mfrc522.GetStatusCodeName(status));
}
Serial.println();
// 再次读取卡中数据,这次是写入之后的数据
Serial.print(F("读取写入后第")); Serial.print(blockAddr);
Serial.println(F(" 块的数据 ..."));
status = (MFRC522::StatusCode) mfrc522.MIFARE_Read(blockAddr, buffer, &size);
if (status != MFRC522::STATUS_OK) {
Serial.print(F("读取失败... "));
Serial.println(mfrc522.GetStatusCodeName(status));
}
Serial.print(F("块 ")); Serial.print(blockAddr); Serial.println(F("数据为 :"));
dump_byte_array(buffer, 16); Serial.println();
// 验证一下数据,要保证写入前后数据是相等的
// 通过计算块中的字节数量
Serial.println(F("等待验证结果..."));
byte count = 0;
for (byte i = 0; i < 16; i++) {
// 比较一下缓存中的数据(我们读出来的数据) = (我们刚刚写的数据)
if (buffer[i] == dataBlock[i])
count++;
}
Serial.print(F("匹配的字节数量 = ")); Serial.println(count);
if (count == 16) {
Serial.println(F("验证成功 :"));
} else {
Serial.println(F("失败,数据不匹配"));
Serial.println(F("也许写入的内容不恰当"));
}
Serial.println();
// 转储扇区数据
Serial.println(F("写入后的数据内容为::"));
mfrc522.PICC_DumpMifareClassicSectorToSerial(&(mfrc522.uid), &key, sector);
Serial.println();
// 停止 PICC
mfrc522.PICC_HaltA();
//停止加密PCD
mfrc522.PCD_StopCrypto1();
}
/** * 将字节数组串行输出为16进制字符 */
void dump_byte_array(byte *buffer, byte bufferSize) {
for (byte i = 0; i < bufferSize; i++) {
Serial.print(buffer[i] < 0x10 ? " 0" : " ");
Serial.print(buffer[i], HEX);
}
}
发布者:全栈程序员-用户IM,转载请注明出处:https://javaforall.cn/159374.html原文链接:https://javaforall.cn
【正版授权,激活自己账号】: Jetbrains全家桶Ide使用,1年售后保障,每天仅需1毛
【官方授权 正版激活】: 官方授权 正版激活 支持Jetbrains家族下所有IDE 使用个人JB账号...