RDM6300 rfid alarm

System oparty o RPi 3b+, czytnik rfid 125khz rdm6300, czujnik ruchu PIR HC-SR501, przekaźnik oraz posiadaną wsześniej syrenę z modulatorem. Całość zasilana jest z 12 voltowego akumulatora z przetwornicą do zasilania RPi

Table of contents

• Powstawanie
  • Problemy
    • Problemy z odczytem rfid
    • Problem z sprawedzeniem na serwerze odczytanych kart rfid
    • Problem z zasterowaniem przekaźnika
• Plany na Rozwój
• Contributing

Wykorzystane elementy

Z założenia miał być to prosty projekt. Składa się on z:

Element	Szczegóły	Przykładoy artykuł
Mikrokomputer	Raspberry Pi 3B+	https://cutt.ly/QwBooHAO
Czytnik kart 125kHz	RDM6300	https://cutt.ly/mwBoo0Vw
Czujnik ruchu	PIR HC-SR501	https://cutt.ly/UwBoo5fg
Przekaźnik	napięcie 3.3V	https://cutt.ly/uwBopiY6
Dioda LED	Opcjonalne	https://cutt.ly/fwBomeOj
Rezystor	2x 1kΩ	https://cutt.ly/GwBopXaX
Syrena	Opcjonalne	Jakakolwiek syrena 12V

Powyższe linki nie są linkami sponsorowanymi a wskazują tylko na przykładowy egzemplarz części zastosowanej w projekcie

Budowa

W trakcie budowy pierwszej fazy posłużyłem sie poradnikiem:

https://mad-tinkerer-me.medium.com/rfid-with-raspberry-pi-on-the-cheap-766ae0b6c97e

Autror tego poradnika napisał także bibliotekę, która została wykorzystana w tym projekcie:

https://github.com/mad-tinkerer/python-rdm6300

1. Podłączenie czytnika

Schemat podłączanie czytnika do RPi

Pamiętaj o użyciu dzielnika napięcia, inaczej zostaną uszkodzone piny GPIO na raspberry

2. Podłączenie czunika ruchu

   1. Pin GND połączyc z masą RPi
   2. Pin VCC połączyć z magistralą 5v
   3. Pin OUT podłączyć do 26 pinu RPi

3. Podłączenie przekaźnika

   1. Podłączyć pin "+" do pinu pinu 3.3v
   2. Podłączyc pin "-" do masy
   3. Podłączyc pin "S" do w naszym przypadku pinu 18

4. Podłączyc diode sygnalizującą

   1. Pin "-" do masy
   2. Pin "R" do pinu 38
   3. Pin "G" do pinu 40

Powstawanie

(Back to top)

Od pojawienia się pomysł wielkorotnie ewoluował. Zaczęlo się od prostego proojektu ze switch case opartym o czytnik rdm6300 i arduino nano.

1. Schemat pierwszego zamysłu: Zakładał on zasilenie arduino przez pin vin oraz komunikacje za pomoca portu szeregowego przy użyciu skrętki, dodatkowo przewodem tym miało lecieć zasilanie syreny

2. Po analizie szkicu doszliśmy do wniosku iż plan jest nie optymalny oraz zaczęliśmy analizowac dodatkowe funkcje które mogły by byc przydatne: Na tym etapie rozważaliśmy użycie NodeMCU by zastąpić arduino oraz zyskać komunikacje bezprzewodową dzięki modułowi ESP8266

3. Nastepnie biąrąc pod uwage oczekiwane rezulataty zdecydowaliśmy o przejsciu na wykorszystanie mikrokomputera raspberry PI w wersji posiadanej (3b+): Model RPi użyty w projekcie

4. Po dostosowaniu projektu całość została złożona w jeden układ: Złożony jeszcze prototypowo lecz w pełni układ alarmu Schemat ideowy połączeń

Schemat działania

(Back to top)

1. Czujnik ruchu wykrywa ruch
2. Program odpytuje serwer o to czy alarm jest uzbrojony
3. Jeśli alarm jest uzborjony uruchamia się czytnik kart
4. W przeciwnym przypadku przekaźnik od syrwny jesy wyłączany
5. Jeśli kartę przyłożono, zczytane ID jest wysyłane na serwer i walidowane
6. W przypadku pozytywnej weryfikacji program zasypia na 2 minuty, po ich upływie wydaje dźwięk i czeka jescze 30s przed ponowym sprawdzeniem stanu alarmu na serwerze
7. Jeśli walidacja nie przeszła pomyślnie alarm uruchamia sie na 30s
8. Program działa w pętli

W trakcie procesu powstawanie napotkałem całkiem sporo problemów

Problemy z odczytem rfid

Zbudowany układ do testu odczytów

Uruchomienie czytnika na RPi miało być bajecznie proste, ot pobierasz bibliotekę, uruchamiasz przykład i działa. Lecz nie tym razem, w konsoli wita nas komunikat:

WARNING:root:[/dev/ttyS0] got trash resetting rfid read to assume we are at the beginning

Komunikat błędu wyświetlany w konsoli

Poszukiwanie błędów rozpocząłem od sprawdzenia baud-u portu szeregowego. Zgodnie z dokumentacją modułu rdm6300 baud to 9600. Po sprawdzeniu biblioteki – ślepy trop, biblioteka sama ustawia prawidłową częstotliwość.

• Funkcja z biblioteki rdm6300

  

• Po kilku próbach sukces – udaje się, jest odczyt. Niestety działa raz: Pojedyńczy prawidłowy odczyt w morzu błędów

Kolejny etap to dalsza analiza biblioteki. Wynika z niej, że oczekuje ona na odczytanie 0x02 – oznacza ono początek ID karty i 0x03, które oznacza koniec transmisji. Wszystko co zostało odebrane pomiędzy zamieniane jest na znaki zgodnie z tablicą ASCII. Skoro więc otrzymujemy błąd oznacza to, że odczytujemy coś co nie pasuje do patternu biblioteki.

• Aby podejrzeć co odbieramy użyjemy narzędzia minicom (pip install minicom) z poleceniem

  minicom -b 9600 -H -o -D /dev/ttyS0

• Jeden z odczytów Zawartość błędnie odczytana przez czytnik

• Inny odczyt Inna treść, nadal nie to czego szukamy

• Prawidłowy odczyt udany za którymś razem: Sukces, mamy to czego poszukiwaliśmy

Przy dalszej obserwacji okazało się, że skrypt działa poprawnie tylko i wyłącznie, gdy na raspberry świeci się czerwona dioda pwr:

Zaznaczona dioda, która musi się świecić

Rozwiązaniem okazało sie przełączenie zasilania na zasilacz podający na wyjściu 5.35v, lecz było to nie w pełni poprawne rozwiązanie. Prawdziwą przyczyną były spadki napięcia na przewodzie zasilającym, dopiero na przewodzie o większym przekroju raspberry ruszyło przy prawidłowym napięciu 5v

Problem z sprawedzeniem na serwerze odczytanych kart rfid

1. Po przyłożeniu karty do czytnika odczytany powienen zostac identyfikator (tag) karty Prawidłowo odczytany i zdekodowany tag karty

2. Odczytany tag powinien zostac wysłany zapytaniem POST do serwera i na podstawie kodu odpowiedzi powinna zostac podjęta decyzja o dalszym postępowaniu

• Kod 204 - Użytkownik uwierzetelniony w systemie
• Kod 422 - Użytkownik nie znajduje się w bazie danych, błąd

3. W naszym przypadku odpowiedzią był kod 415

   415 Unsupported Media Type

Błąd zwracany przez serwer

Oznacza on, że serwer odmawia przyjęcia żądania, ponieważ format ładunku jest w nieobsługiwanym formacie.
Po krótkich poszukiwaniach znalazłem informację, że:

Problem z formatem może wynikać ze wskazanego Content-Type lub Content-Encoding żądania lub w wyniku bezpośredniej inspekcji danych.

• Po wypisaniu dokładniejszej informacji pokazuje się taki zapis: Zapis błędu zwracanego przez serwer

  Na nasze szczęście pokazuje on główną przyczyne błędu i rozwiązanie, trzbe zmienić header content-type z application/json na application/ld+json.

• Po zmianie nagłówka zapytanie zaczęło działać. Prawidłowa odpowiedź uzyskana z serwera

Problem z zasterowaniem przekaźnika

Dalszy rozwój

(Back to top)

W planach jest dalszy rozwój projektu

Rozbudowa funkcjonalności serwera

• Dodanie logów osób autoryzowanych
• Wysyłanie maila w momencie błędnej autoryzacji/wywołania alarmu

Contributing

(Back to top)

Autor:

• BOT_Siwy

Backend:

• paffcio

Wsparcie merytoryczne i debugowanie:

• rbml
• mz