【Arduino】　非接触通信用の高集積リーダ/ライタ

LESSON　039

非接触通信用の高集積リーダ/ライタを使う

　
○　今回は高集積リーダ/ライタについてを説明します。

　　　
○　NFC（Near Field Communication「近距離無線通信」)通信方法は、デバイス同士を近づかざすかざす）ことで通信できる技術になります。日本では、電波法の微弱無線局の規定があり、この法律を守る必要があります。

　
○　交通系ICカードやクレジットカード、スマートフォン端末などに多く搭載されており、私たちの生活で広く活用されているのです。
　
〇　アクセス制御の開発、電子錠、タイムレコーディング用の端末などでも用いられます。

　　
○　通信可能距離が短い
　　　　通信可能距離は　　　NFC　　　　 10cm
　　　　　　　　　　　　　　Wi-Fi　　　　約100m
　　　　　　　　　　　　　　Bluetooth　　約10m
　　　　　　　　　　　　　　赤外線通信約30cm～1m
　
○　通信速度が比較的遅い

　　　　通信速度は　　　　　NFC　　　　最大847kビット/秒
（106k、212k、424k、847kビット/秒の4種類）
　　　　　　　　　　　　　　Wi-Fi　　　最大6.9Gビット/秒
Bluetooth 最大24Mビット/秒

○　NFCにはさまざまなメリットがあります。
処理速度が速い
双方向通信が可能
セキュリティ面に優れている

○　RC522 RFID リーダーモジュールを適用する方法を学習します。
　　　

リンク

○　RC522 RFIDセット
　・コンタクトレスリーダーチップMFRC522を使ったRFIDリーダーライタモジュール
　　　　　双方向で最高 848kbit / s のMIFARE®高速転送速度を使用した非接触通信をサポート
　　　　　動作電源　　：　3.3V
　　　　　動作電流　　：　13-26mA
　　　　　動作周波数　：　13.56MHz　　　　
　　　　　電界強度　　：　　　μV/m　(未定)　　　
　　　　　　　　　　　　ここが判らないため電波法の適応が判りません。
　　　・カード型RFIDタグ
　　　　　対応可能なカードタイプ
　　　　　　　mifare1 S50、mifare1 S70、Mifare UltraLight、Mifare Pro、mifare DESFire
・キーホルダー型RFIDタグ
　　　・ SPI（ serial peripheral interface　シリアル・ペリフェラル・インタフェース) を使用します。
・電波法で処罰されるのは、違法な設備（機器）を販売した人ではなく使用した人であることに注意が必要です。

- 構成部品
- 配線図
- スケッチ
- 結果
- まとめ

構成部品

Arduino
USBケーブル
RFID‐RC522 モジュール
RFID キーリングICタグ
RFID NFCカード
ジャンパー線

配線図　　

　GPIO ９　⇒　RST
　GPIO １０ ⇒　SDA
　GPIO １１ ⇒　MOS
　GPIO １２ ⇒　MOSI
　GPIO １３ ⇒　SCK
　　 3.3V ⇒ 　3.3V
　　GND ⇒ 　GND

スケッチ《 test031》　

#include <SPI.h>
#include <MFRC522.h> 
int RST_PIN = 9; 
int SS_PIN = 10; 
MFRC522 mfrc522(SS_PIN, RST_PIN);  
void setup() 
{
  Serial.begin(9600);
  SPI.begin();
  mfrc522.PCD_Init();
}
void loop() 
{
   if ( ! mfrc522.PICC_IsNewCardPresent()) 
  {
    return;
  }
  if ( ! mfrc522.PICC_ReadCardSerial()) 
  {
    return;
  }
  String content= "";
　Serial.print("UID tag :");
  for (byte i = 0; i < mfrc522.uid.size; i++) 
  {
     Serial.print(mfrc522.uid.uidByte[i] < 0x10 ? " 0" : " ");
     Serial.print(mfrc522.uid.uidByte[i], HEX);
     content.concat(String(mfrc522.uid.uidByte[i] < 0x10 ? " 0" : " "));
     content.concat(String(mfrc522.uid.uidByte[i], HEX));
  }
  Serial.println();
  Serial.print("Message : ");
  content.toUpperCase();
  if (content.substring(1) == "F9 9B F3 97") //change here the UID of the card/cards that you want to give access
  {
    Serial.println(" - OK - ");
    Serial.println();
    delay(2000);
  }
 else   {
    Serial.println(" - × - ");
    Serial.println();
    delay(2000);
 }
}

リンク

　
解説
　
　#include <SPI.h>
　　SPIは、短距離用の簡便な同期通信のライブラリです。
　　　　　

#include <MFRC522.h>
MFRC522用のライブラリです。
　　　　　　　
MFRC522 変換(SSピン, RSTピン);
MFRC522　の変数を設定
　　
void setup()　内
SPI.begin();
SPI始動
　　
変数.PCD_Init();
PCDの初期化
　
void　loop()　内
変数.PICC_IsNewCardPresent()
カードを確認する
　　　　　　　
変数.PICC_ReadCardSerial()
読取り可能かを確認する
　　
for (byte i = 0; i < mfrc522.uid.size; i++)
　{
　Serial.print(mfrc522.uid.uidByte[i] < 0x10 ? ” 0″ : ” “);　—-　①　
　Serial.print(mfrc522.uid.uidByte[i], HEX);
　content.concat(String(mfrc522.uid.uidByte[i] < 0x10 ? ” 0″ : ” “));
　content.concat(String(mfrc522.uid.uidByte[i], HEX));
　}
カードのシリアル番号を取得する。

if (content.substring(1) == “シリアル番号“) 　　—-　②
　{
　Serial.println(” – OK – “);
else
　{ Serial.println(” – × – “);
　｝
カードのシリアル番号の照合する。
上の①で調べたシリアル番号を②に代入すれば　- OK -　が表示します。

結果

NFCカード　のシリアル番号を登録しているため
　
　　登録したNFCカードの時は　- OK -　が表示
　　それ以外の場合は　　　　 – × -　を表示

まとめ

〇　NFC通信方法は双方向ではありますが、今回はカードの認証方法に留めました。
　
○　電波法は販売者には責任は無く、使用者側に責任があります。ですので微弱無線適合マークの無い製品の使用は総務省の許可が必要になります。
　　　
○　Arduino を　学ぶ上で書籍やWebpageを参考に作っていますが、私なりに噛み砕いて書いているつもりですが、判らない点がありましたら連絡下さい。

【Arduino】 非接触通信用の高集積リーダ/ライタ

非接触通信用の高集積リーダ/ライタを使う

関連記事

【Arduino】　非接触通信用の高集積リーダ/ライタ