Sistema de asistencia basado en RFID que utiliza el microcontrolador 8051

Este proyecto llamado " SISTEMA DE SERVICIO BASADO EN RFID " se basa en RFID como su nombre indica. Aquí, nuestro objetivo es anotar a cada empleado que ingresa a la oficina y también calcular el tiempo que la persona pasa en la oficina. Antes, la empresa solía introducir los datos en el registro y era un poco torpe. Entonces pensé en usar códigos de barras, pero los códigos de barras no eran muy duraderos. El código de barras requiere una línea de visión continua, poca capacidad de datos, no se puede reescribir, etc. Debido a estos problemas, no se puede utilizar el código de barras. Por tanto, RFID es la solución perfecta para esto. Es muy fácil trabajar con él. Las etiquetas se pueden reconfigurar si se utilizan etiquetas de lectura/escritura. El alcance se puede mejorar utilizando un lector de alta frecuencia. También puede agregar seguridad. Al programar se pueden agregar muchas otras funciones. Entonces, debido a estas ventajas de RFID, lo utilizamos para el sistema de servicio al cliente.

(encabezado = ¿Qué es RFID?)

RFID es la abreviatura de identificación por radiofrecuencia. Generalmente un sistema RFID consta de 2 partes. Un Lector y uno o más Transpondedores, también conocidos como Tags. Los sistemas RFID evolucionaron a partir de etiquetas de códigos de barras como un medio para identificar y rastrear automáticamente productos y personas. En general, estará familiarizado con los sistemas RFID, como se ve en:
Control de acceso : lectores RFID colocados en las entradas que requieren que una persona pase su tarjeta de proximidad (etiqueta RF) para ser "leída" antes de poder acceder.

Menos contacto Sistemas de pago: Etiquetas RFID utilizadas para transportar información de pago. Los RFID son especialmente adecuados para sistemas de cobro de peajes electrónicos. Las etiquetas adheridas a vehículos o llevadas por personas transmiten información de pago a un lector fijo conectado a una estación de peaje. Luego, los pagos se deducen rutinariamente de la cuenta del usuario o la información se cambia directamente en la etiqueta RFID.

Seguimiento de productos y control de inventario : los sistemas RFID se utilizan comúnmente para rastrear y registrar el movimiento de artículos comunes como libros de biblioteca, ropa, paletas de fábrica, productos eléctricos y diversos artículos.

A continuación se muestra un sistema RFID típico. En cada sistema RFID, las etiquetas transpondedoras contienen información. Esta información puede ser tan pequeña como un solo bit binario o una amplia gama de bits que representan elementos como un código de identidad, información médica personal o, literalmente, cualquier tipo de información que pueda almacenarse en formato binario digital.

Se muestra un transceptor RFID que se comunica con una etiqueta pasiva. Las etiquetas pasivas no tienen su propia fuente de energía y, en cambio, obtienen energía del campo electromagnético incidente. Normalmente, el corazón de cada etiqueta es un microchip. Cuando la etiqueta ingresa al campo de RF generado, puede extraer suficiente energía del campo para acceder a su memoria interna y transmitir la información almacenada. Cuando la etiqueta del transpondedor consume energía de esta manera, la interacción resultante de los campos de RF hace que caiga el valor de voltaje en la antena del transceptor. La etiqueta utiliza este efecto para comunicar su información al lector. La Etiqueta es capaz de controlar la cantidad de energía extraída del campo y, al hacerlo, puede modular el voltaje detectado en el Transceptor de acuerdo con el patrón de bits que desea transmitir.

(encabezado = Componentes RFID)

Un sistema RFID básico consta de tres componentes: Una antena o bobina Un transceptor (con decodificador) Un transpondedor (etiqueta RF) programado electrónicamente con información única Se describen a continuación:

La antena emite señales de radio para activar la etiqueta y leer y escribir datos en ella. Las antenas son los conductos entre la etiqueta y el transceptor, que controlan la adquisición y comunicación de datos del sistema. Las antenas están disponibles en varias formas y tamaños; pueden incrustarse en el marco de una puerta para recibir datos de personas o cosas que pasan por la puerta, o montarse en una cabina de peaje interestatal para monitorear el tráfico que pasa por una autopista. El campo electromagnético producido por una antena puede estar presente constantemente cuando se esperan múltiples etiquetas continuamente. Si no es necesaria una interrogación constante, un dispositivo sensor puede activar el campo. A menudo, la antena viene empaquetada con el transceptor y el decodificador para convertirse en un lector (también conocido como interrogador), que puede configurarse como un dispositivo portátil o de montaje fijo. El lector emite ondas de radio en rangos que van desde una pulgada hasta 100 pies o más, según la potencia de salida y la frecuencia de radio utilizada. Cuando una etiqueta RFID atraviesa la zona electromagnética, detecta la señal de activación del lector. El lector decodifica los datos codificados en el circuito integrado de la etiqueta (chip de silicio) y los datos se pasan a la computadora host para su procesamiento.

Una etiqueta RFID se compone de un microchip que contiene información de identificación y una antena que transmite estos datos de forma inalámbrica a un lector. Básicamente, el chip contendrá un identificador serializado, o número de placa, que identifica de forma única ese artículo, similar a la cantidad de códigos de barras que se utilizan hoy en día. Sin embargo, una diferencia clave es que las etiquetas RFID tienen una mayor capacidad de datos que los códigos de barras equivalentes. Esto aumenta las opciones para el tipo de información que se puede codificar en la etiqueta, incluido el fabricante, el lote o número de lote, el peso, la propiedad, el destino y el historial (como el rango de temperatura al que ha estado expuesto un artículo). De hecho, se puede almacenar una lista ilimitada de otros tipos de información en etiquetas RFID, según las necesidades de la aplicación. Se puede colocar una etiqueta RFID en artículos individuales, cajas o paletas con fines de identificación, así como en activos fijos como remolques, contenedores, bolsas, etc.

Las etiquetas vienen en varios tipos, con diferentes características. Las variables clave incluyen: "Solo lectura" versus "lectura-escritura"
Hay tres opciones en términos de cómo se pueden codificar los datos en las etiquetas: (1) Las etiquetas de solo lectura contienen datos como un número de seguimiento serializado, que el fabricante o distribuidor de la etiqueta escribe previamente en ellas. Por lo general, estas son las etiquetas más baratas porque no pueden incluir ninguna información adicional a medida que avanzan en la cadena de suministro. Cualquier actualización de esta información deberá mantenerse en el software de la aplicación que rastrea el movimiento y la actividad del SKU. (2) Las etiquetas "Escribir una vez" permiten al usuario escribir datos en la etiqueta una vez en los procesos de producción o distribución. Nuevamente, esto puede incluir un número de serie, pero quizás otros datos como el lote o el número de lote. (3) Las etiquetas completas de “lectura y escritura” permiten escribir nuevos datos en la etiqueta según sea necesario, e incluso sobrescribir los datos originales. Los ejemplos de último recurso podrían incluir la fecha y hora de la transferencia de propiedad o la actualización del historial de reparaciones de un activo fijo. Aunque son los más caros de los tres tipos de etiquetas y no son prácticos para rastrear artículos baratos, los futuros estándares para códigos electrónicos de productos (EPC) parecen estar moviéndose en esta dirección.

Fig., ETIQUETAS RFID

La etiqueta y la estructura de la antena pueden venir en una variedad de formatos físicos y pueden ser independientes o incorporarse como parte de una estructura de etiqueta tradicional (es decir, la etiqueta está dentro de lo que parece ser una etiqueta de código de barras normal; esto se denomina "etiqueta inteligente"). ) las empresas deben elegir con mucho cuidado los factores de forma apropiados para la etiqueta y deben esperar utilizar múltiples factores de forma para satisfacer las necesidades de etiquetado de diferentes productos físicos y unidades de medida. Por ejemplo, un palet puede tener una etiqueta RFID colocada sólo en un área de colocación protegida en el propio palet. Por otro lado, las cajas en el palet tienen etiquetas RFID dentro de las etiquetas de códigos de barras que también brindan a los operadores información legible por humanos y un respaldo en caso de que la etiqueta falle o pase a través de eslabones de la cadena de suministro que no cumplen con RFID.

Las “etiquetas RFID pasivas” no tienen batería y “transmiten” sus datos sólo cuando las energiza un lector. Esto significa que deben ser buscados activamente para enviar información. Las “etiquetas RFID activas” son capaces de transmitir sus datos utilizando su propia batería. En general, esto significa que los rangos de lectura son mucho mayores para las etiquetas activas que para las pasivas; tal vez un rango de lectura de 100 pies o más, frente a 15 pies o menos para la mayoría de las etiquetas pasivas. Sin embargo, la capacidad adicional y los intervalos de lectura de las etiquetas activas tienen un costo; Son varias veces más caras que las etiquetas pasivas. Hoy en día, es mucho más probable que las etiquetas activas se utilicen para artículos de alto valor o activos fijos, como remolques, donde el costo es mínimo en comparación con el valor del artículo y se requieren intervalos de lectura muy largos. La mayoría de las aplicaciones tradicionales de la cadena de suministro, como el seguimiento basado en RFID y los programas de cumplimiento emergentes en la cadena minorista de bienes de consumo, utilizarán etiquetas pasivas menos costosas.

Como todas las comunicaciones inalámbricas, existe una variedad de frecuencias o espectros a través de los cuales las etiquetas RFID pueden comunicarse con los lectores. Nuevamente, existen compensaciones entre costo, rendimiento y requisitos de aplicación. Por ejemplo, las etiquetas de baja frecuencia son más baratas que las etiquetas de frecuencia ultraalta (UHF), consumen menos energía y son más capaces de penetrar sustancias no metálicas. Son ideales para escanear objetos con un alto contenido de agua, como frutas, a corta distancia. Las frecuencias UHF suelen ofrecer un mejor alcance y pueden transferir datos más rápido. Pero utilizan más energía y es menos probable que atraviesen algunos materiales. Las etiquetas UHF suelen ser más adecuadas para su uso en o cerca de productos de madera, papel, cartón o prendas de vestir. En comparación con las etiquetas de baja frecuencia, las etiquetas UHF pueden ser mejores para escanear cajas de mercancías cuando pasan por la puerta del contenedor hacia un almacén. Aunque los requisitos de etiquetas para los mandatos de cumplimiento pueden definirse de manera estricta, es probable que se necesite una variedad de tipos de etiquetas para resolver problemas operativos específicos. Querrá trabajar con una empresa que tenga mucho conocimiento en tecnología de etiquetas y lectores para identificar adecuadamente la combinación correcta de tecnología RFID para su entorno y aplicación.

EPC se refiere al “código de producto electrónico”, una especificación emergente para etiquetas, lectores y aplicaciones comerciales RFID desarrollada por primera vez en el Auto-IDCenter del Instituto Tecnológico de Massachusetts. Esta organización ha proporcionado un importante liderazgo intelectual en el uso y aplicación de la tecnología RFID. EPC representa un enfoque específico para la identificación de artículos, incluido un estándar emergente para las etiquetas mismas, que incluye tanto el contenido de los datos de la etiqueta como los protocolos abiertos de comunicación inalámbrica. En cierto sentido, el movimiento EPC está combinando los estándares de datos incorporados en ciertas especificaciones de códigos de barras, como los estándares de códigos de barras UPC o UCC-128, con estándares de códigos de barras inalámbricos. estándares de comunicación desarrollados por ANSI y otros grupos.

El transceptor de RF es la fuente de energía de RF utilizada para activar y alimentar etiquetas RFID pasivas. El transceptor de RF se puede colocar en el mismo gabinete que el lector o puede ser un equipo separado. Cuando se suministra como un equipo separado, el transceptor comúnmente se denomina módulo de RF. El transceptor de RF controla y modula las frecuencias de radio que transmite y recibe la antena. El transceptor filtra y amplifica la señal de retrodispersión de una etiqueta RFID pasiva.

(encabezado = diagrama de bloques del sistema de asistencia RFID)

Fig., DIAGRAMA DE BLOQUES

MICROCONTROLADOR: El microcontrolador es el corazón del sistema. Usamos P89V51RD2. Es similar al microcontrolador 8051. Está fabricado por Phillips. El P89V51RD2 es un microcontrolador 80C51 con 64 kB Flash y 1024 bytes de RAM de datos.
Primero, el lector busca 12 caracteres de la etiqueta. Estos 12 caracteres luego se envían al microcontrolador mediante comunicación en serie. En el microcontrolador, el controlador combina los caracteres recibidos con los caracteres guardados. Si coincide, se ilumina el LED verde; en caso contrario, se ilumina el LED rojo. El microcontrolador interactúa con la pantalla LCD para mostrar los datos recibidos.
FUENTE DE ALIMENTACIÓN: se utiliza un adaptador para la alimentación. El adaptador convierte 230v a 5v.

LCD: Se utiliza LCD de 16 x 2. La pantalla LCD tiene 16 pines. Puede leer o escribir datos. Aquí lo usaremos para escribirle datos.
RTC: RTC significa Reloj en tiempo real. RTC utilizado para el cálculo del tiempo. Cada vez que una persona ingresa, los datos RTC se recuperan y almacenan en el microcontrolador. Cuando la persona vuelve a salir de la habitación, se recuperan los datos.
EEPROM : Como la memoria integrada en el microcontrolador no será suficiente, se adjunta una EEPROM adicional. Se adjunta EEPROM (24C512). Tiene 512kb de memoria. Se pueden guardar alrededor de 2.000 registros.
TECLADO MATRIZ: El teclado matricial de 8 o 16 interruptores se utiliza para restablecer la temporización RTC y también para ingresar nuevos datos de usuario.
MAX232: Se utiliza MAX 232 IC. Se utiliza como microcontrolador y ordenador para trabajar en diferentes niveles lógicos. La computadora funciona a nivel RS-232 y el microcontrolador funciona a nivel TTL. Por tanto, para tener comunicación entre dos se utiliza un IC MAX232. Este IC lleva el nivel RS-232 al nivel TTL o el nivel TTL al nivel RS-232 en consecuencia.

(encabezado = Operación del sistema de asistencia RFID)

Cuando una persona con una etiqueta RFID o un transpondedor ingresa al alcance del lector RFID, el campo de RF induce voltaje en las bobinas de la etiqueta. El rango se puede configurar utilizando el lector de frecuencia adecuado. Este campo inducido proporciona el voltaje en el caso de etiquetas pasivas y actúa como una batería en este caso. Si se utilizan etiquetas activas el caso será diferente, ya que cuentan con su propia batería. Debido a la interacción del Tag con el Lector, se envían 12 caracteres del Tag al controlador. Estos 12 caracteres se envían al controlador mediante comunicación serie. Antes de que este controlador se cargue con un programa. Los datos del empleado se guardan en el controlador. En nuestro caso, se guardan los datos de dos empleados, es decir, el número de etiqueta y el nombre. Cuando suministramos energía al circuito, el circuito se enciende y se muestra " SISTEMA DE ASISTENCIA BASADO EN RFID" en la pantalla LCD.

Cuando se transfieren 12 caracteres al controlador, el controlador hace coincidir los caracteres con los caracteres guardados. Si los caracteres coinciden, el controlador envía '1' al LED verde y se recuperan y almacenan la hora y la fecha en el momento de la entrada.

Si los caracteres no coinciden con los caracteres guardados, el controlador envía '1' al LED rojo y muestra el número de etiqueta junto con una cadena de "ERROR".

De esta manera se puede hacer varias veces para diferentes empleados. Asimismo, habrá número de inscripciones, válidas o no válidas. En última instancia, el circuito se puede conectar a la PC a través de RS232. Y los datos completos se transfieren a la computadora en HYPERTERMINAL/TERATERM.

Para ingresar información de más empleados, se adjunta una EEPROM externa. En nuestro caso se utiliza 24C256. Tiene 256 KB de ROM. Entonces, con la ayuda de esto, se pueden almacenar 1000 registros.
Mantuvimos una etiqueta para el administrador ( ADMIN. DE TARJETA). Esta tarjeta, cuando se pasa sobre el lector RFID, borrará todo el contenido. Así, al final del día, el administrador puede utilizar esta tarjeta para vaciar todo el contenido del día. Y a partir del día siguiente se puede repetir de forma similar.

(encabezado = Lista y explicación de componentes)

Código fuente del proyecto

Código fuente del proyecto

 ###



 #incluir 
#incluir 

//0000 a 7FFF

 bit RS = P0^7;
 bit EN = P0^6;

 bit SDA = P1^0;
 bit SCL = P1^1;
 RELÉ de bits = P1^2;

 código de carácter sin firmar RFID_1 = "34006C9C04C0"; //34006C9C04+NULO
 código de carácter sin firmar RFID_2 = "34006C549C90";
 código de carácter sin firmar RFID_3 = "1300F8FAC1D0";
 código de carácter sin firmar RFID_4 = "34006CD5AD20";
 código de carácter sin firmar RFID_5 = "420061231E1E";

 código char nombre sin firmar_1 = "ROHIT SOLANKI";
 código char nombre sin firmar_2 = "SHEKHAT HARSH";
 código char nombre sin firmar_3 = "DHOLARIYA RAKSHIT";
 código char nombre sin firmar_4 = "DIVYANG SHAH";
 código nombre de char sin firmar_5 = "ADMIN";

 caracteres sin firmar (15);

 unsigned int no_of_records;

 retraso nulo
 {
 ent i;
 para(i=0;i<500;i++);
 }

 anular long_delay
 {
 int sin firmar yo;
 para(i=0;i<65000;i++);
 }

 idea vacía
 {
 int sin firmar yo;
 para(i=0;i<10000;i++);
 }

 void lcd_command(char lc)
 {
 P2 = lc;
 RS = 0;
 EN = 1;
 demora;
 EN = 0;
 }

 vacío lcd_data(char ld)
 {
 P2 = ld;
 RS = 1;
 EN = 1;
 demora;
 EN = 0;
 }

 anular lcd_init
 {
 lcd_command(0x38);
 lcd_command(0x0E); 
lcd_command(0x01);
 }

 nulo serial_init
 {
 SCON = 0x50;
 TMOD = 0x20;
 TH1 = 0xFD;
 TR1 = 1;
 }

 transmisión nula (char tx sin firmar)
 {
 SBUF = tx;
 mientras(TI==0);
 TI = 0;
 }

 void send_string(carácter sin firmar *cadena)
 {
 ent i;
 para(i=0;cadena(i)!='';i++)
 transmitir(cadena(i));
 }

 recepción de caracteres sin firmar
 {
 carbón rx;
 mientras(RI==0);
 IR = 0;
 rx = SBUF;
 retorno(rx);
 }

 void lcd_string(char agregar,char *cadena)
 {
 ent i;
 lcd_command(agregar);
 para(i=0;cadena(i)!='';i++)
 lcd_data(cadena(i));
 }

 comienzo vacío
 {
 ADE = 1;
 LSC = 1;
 ADE = 0;
 }

 parada vacía
 {
 ADE = 0;
 LSC = 1;
 ADE = 1;
 }

 escritura nula (carácter sin firmar w)
 {
 ent i;
 SCL = 0;
 para(i=0;i<8;i++)
 {
 si((w y 0x80)==0)
 ADE = 0;
 demás
 ADE = 1;
 LSC = 1;
 SCL = 0;
 w = w << 1;
 }
 LSC = 1;
 SCL = 0;
 }

 lectura de caracteres sin firmar
 {
 ent i;
 carácter sin firmar r = 0x00;
 ADE = 1;

 para(i=0;i<8;i++)
 {
 LSC = 1;
 r = r << 1;
 si(SDA == 1)
 r = r 0x01;
 SCL = 0;
 }
 retorno(r);
 }

 reconocimiento nulo
 {
 ADE = 0;
 LSC = 1;
 SCL = 0;
 }

 nuca vacía
 {
 ADE = 1;
 LSC = 1;
 SCL = 0;
 }

 vacío rtc_read
 {
 carácter sin firmar ss,mm,hh,día,mn,fecha,año;
 comenzar;
 escribir(0xD0);
 escribir(0x00);		 
detener;
 comenzar;
 escribir(0xD1);
 ss = leer;
 reconocer;
 mm = leer;
 reconocer;
 hh = leer;
 reconocer;
 día = leer;
 reconocer;
 fecha = leer;
 reconocer;
 min = leer;
 reconocer;
 año = leer;
 nack;
 detener;

 rs(0) = hh/0x10 + 48;
 rs(1) = hh%0x10 + 48;
 rs(2) = ':';
 rs(3) = mm/0x10 + 48;
 rs(4) = mm%0x10 + 48;
 rs(5) = ',';
 rs(6) = fecha/0x10 + 48;
 rs(7) = fecha%0x10 + 48;
 rs(8) = '/';
 rs(9) = mn/0x10 + 48;
 rs(10) = mn%0x10 + 48;
 rs(11) = '/';
 rs(12) = año/0x10 + 48;
 rs(13) = año%0x10 + 48;
 rs(14) = '';
 }

 vacío rtc_init
 {
 comenzar;
 escribir(0xD0);
 escribir(0x00);
 escribir(0x00);
 escribir(0x00);
 escribir(0x13);
 escribir(0x05);
 escribir(0x12);
 escribir(0x04);
 escribir(0x12);
 detener;

 }

 void write_records(unsigned char *cadena);
 void read_records;

 vacío principal
 {
 carácter sin firmar rec_data(13),i,t;

 RELÉ = 0;

 lcd_init;
 serial_init;
 rtc_init;
 ideal;
 comenzar;
 escribir(0xA0);
 escribir(0x7F);
 escribir(0xFF);
 detener;
 comenzar;
 escribir(0xA1);
 no_of_records = leer;
 nack;
 detener;

 // no_de_registros = 0;

 mientras(1)
 {
 comenzar:
 lcd_command(0x01);
 lcd_string(0x80,"ASISTENCIA RFID"); 
lcd_string(0xC5,"SISTEMA");

 yo = 0;
 mientras(1)
 {
 si(RI==1)
 {
 IR = 0;
 t = recibir;
 si(t == '+')
 {
 leer_registros;
 ir a empezar;
 }
 demás
 {
 datos_rec(i) = t;
 para(i=1;i<12;i++)
 rec_data(i) = recibir;
 rec_data(i) = '';
 romper;
 }
 }
 }

 i = strcmp(RFID_1,rec_data); //coincidencia => i = 0

 lcd_command(0x01);

 si(yo==0)
 {
 RELÉ = 1;
 lcd_string(0x80,nombre_1);
 rtc_read;
 lcd_string(0xC0,rs);
 retraso largo;
 write_records(nombre_1);
 RELÉ = 0;
 ir a empezar;
 }

 //
 yo = strcmp(RFID_2,rec_data); //coincidencia => i = 0

 si(yo==0)
 {
 RELÉ = 1;
 lcd_string(0x80,nombre_2);
 rtc_read;
 lcd_string(0xC0,rs);
 retraso largo;
 write_records(nombre_2);
 RELÉ = 0;
 ir a empezar;
 }

 //
 yo = strcmp(RFID_3,rec_data); //coincidencia => i = 0

 si(yo==0)
 {
 RELÉ = 1;
 lcd_string(0x80,nombre_3);
 rtc_read;
 lcd_string(0xC0,rs);
 retraso largo;
 write_records(nombre_3);
 RELÉ = 0;
 ir a empezar;
 }

 yo = strcmp(RFID_4,rec_data); //coincidencia => i = 0

 si(yo==0)
 {
 RELÉ = 1; 
lcd_string(0x80,nombre_4);
 rtc_read;
 lcd_string(0xC0,rs);
 retraso largo;
 write_records(nombre_4);
 RELÉ = 0;
 ir a empezar;
 }

 yo = strcmp(RFID_5,rec_data); //coincidencia => i = 0

 si(yo==0)
 {
 RELÉ = 1;
 lcd_string(0x80,nombre_5);
 número_de_registros = 0;
 comenzar;
 escribir(0xA0);
 escribir(0x7F);
 escribir(0xFF);
 escribir(0x00);
 detener;
 lcd_string(0xC0,"MEMORIA BORRADA");
 retraso largo;
 RELÉ = 0;
 ir a empezar;
 }
 lcd_string(0x80,"ERROR");
 lcd_string(0xC0,rec_data);
 retraso largo;
 }
 }


 ###

Vídeo del proyecto