Kit de desarrollo RFID-UART de lectura/escritura, para el sistema Bolt 18F2550, con enlace bluetooth y visualización de los datos en teléfono móvil. Autor: Moisés Meléndez Reyes
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Figura 1: diagrama de bloques del sistema
Figura 2: Dispositivos incluídos en el kit RFID-UART para desarrollo de aplicaciones y proyectos.
Figura 3: Leyendo la información grabada previamente en el tag ISO-14443A, con visualización en teléfono móvil.
Figura 4: Para la escritura de nuevos datos en el tag ISO-14443A S50. Modificar el firmware, mediante el software MPLAB-IDE y C18. Solamente puede grabarse un bloque (16 caracteres) a la vez. Si se desean grabar varios bloques, debe repetirse el procedimiento. Una vez hechos los cambios al firmware, el programa debe compilarse y posteriormente transferir el archivo ejecutable .hex a la tarjeta Bolt. Finalmente, acercar el tag ISO-14443A al módulo RFID-UART, para la transferencia de datos a la EEPROM del tag.
Figura 5: Para lectura de datos en el tag ISO-14443A S50. Modificar el firmware, mediante el software MPLAB-IDE y C18. Una vez realizado el cambio indicado, debe compilarse el programa y cargar el archivo ejecutable .hex a la tarjeta Bolt.
ANTECEDENTES: En un proyecto previo, se describió la forma de conectar un módulo RFID con interfaz SPI, al sistema microcontrolador Bolt 18F2550, con posibilidad de realizar lectura ó escritura de datos en el tag ISO-14443A utilizado. Si bien la interfaz SPI es la solución más económica para el manejo de RFID, el manejo del protocolo SPI y de los comandos para el módulo RFID, representa trabajo extra considerable para el programador del firmware del microcontrolador. Además, los módulos RFID-MF522 y RFID-RC522 utilizados operan a un voltaje de 3.3 volts, requiriendo un regulador de voltaje adicional en el circuito. Una solución mucho más simple, aunque de más costo, es utilizar un RFID con interfaz UART, lo cual simplifica mucho el trabajo de programación del firmware, ya que los comandos UART disponibles son muy sencillos de utilizar. Por ejemplo, es posible desde el microcontrolador solicitar el número de serie del tag ISO-14443A únicamente enviando el comando '01' a través del puerto serial. Y para la comodidad del usuario, el módulo opera con un voltaje de 5v. La empresa tiene a la venta los dispositivos que se utilizan en el kit: 2. Tarjeta microcontrolador Bolt 18F2550 3. Módulo Bluetooth HC-06 con puerto serial
DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO: En este proyecto, utilizando un teléfono Samsung Galaxy como receptor y visualizador de los datos, se describe la forma de conectar un RFID-UART de lectura-escritura, con frecuencia de operación de 13.56 Mhz e interfaz serial, a un sistema Bolt 18F2550. Durante el proyecto, se desarrollaron numerosas funciones de firmware de lectura/escritura de los tags ISO-14443A para el sistema Bolt 18F2550 (especificadas con detalle más abajo), de tal manera que el usuario interesado pueda a su vez implementar sus propias aplicaciones. El sistema puede emplearse en las siguientes aplicaciones: control de acceso, control de asistencia, transporte público, estacionamientos de vehículos, sistemas de pago electrónico, control de inventarios, credenciales en escuelas y gimnasios ó clubes deportivos, entre muchas otras.
LOS TAGS ISO-14443A S50: El dispositivo RFID-UART recibe ó escribe información en tags del tipo ISO-14443A. Estos tags se venden en presentación tarjeta ó bien de llavero y contienen una EEPROM con capacidad de 1 Kb de espacio para almacenamiento de datos. En este proyecto se realizaron pruebas con ambos tipos.
EL ENLACE BLUETOOTH: Para establecer la comunicación entre el sistema microcontrolador Bolt y el móvil, se emplea un módulo bluetooth HC-06 con puerto serial, el cual permite la trasmisión de los datos RFID recibidos por el Bolt hacia el teléfono móvil en forma inalámbrica. Este enlace, que es de Clase 2 en el estándar Bluetooth, puede funcionar hasta una distancia de 10 metros. En el teléfono móvil, debe ejecutarse la aplicación denominado BlueTerm, la cual es un emulador de terminal que permite la visualización de los datos ASCII enviados por el sistema Bolt. Cómo detectar y vincular módulo Bluetooth HC-06 desde un teléfono móvil Samsung Se desarrollaron varias funciones de prueba, tanto para la lectura del tag como para la escritura de nuevos datos. En particular, se desarrolló una función de prueba muy simple que permite observar el número de serie del tag en el LCD del sistema Bolt y visualizando los datos en su LCD ó a través del puerto serial RS232. Más adelante se describen con detalle las funciones disponibles para el módulo RFID-UART.
FUNCIONES DISPONIBLES EN EL FIRMWARE DEL MICROCONTROLADOR BOLT 18F2550 Para realizar pruebas completas al sistema, debe ensamblarse el equipo de pruebas como en las Figuras 2 y 3, mostradas en la parte de arriba de esta página. Su funcionamiento requiere que el firmware adecuado haya sido previamente cargado al sistema Bolt, siguiendo las instrucciones que se dan enseguida. La carpeta completa del proyecto MPLAB-IDE, con el compilador C18 es la siguiente: En este programa se proporcionan 7 funciones básicas para el manejo del módulo RFID-UART. A partir de estas funciones es que el usuario podrá por un lado realizar las pruebas y posteriormente implementar su propia aplicación. Las funciones son las siguientes:
Para realizar la prueba de cada función, primeramente debe abrirse el proyecto en MPLAB-IDE (archivo RFIDmoduleC18swserie.mcp) y una vez abierta la ventana de MPLAB, en el programa fuente (RFIDmoduleC18swserie.c), localizar las 7 funciones listadas en la tabla, como se muestra en la figura abajo. Deben quitarse los símbolos de '//' (que indican comentario), únicamente de la función que se desea probar, por ejemplo, en la figura se probará la función showSerialNumber( ). Ahora, debe compilar el programa ( >Project>Built All ) y cargar el archivo resultante RFIDmoduleC18swserie.hex en su sistema Bolt. Este archivo se encuentra en el subdirectorio de nombre 'Release' en la carpeta del proyecto.
En cada prueba, debe acercarse el tag a una distancia aproximada de 4 cms. del dispositivo RFID-UART y permanecer en esa posición hasta observar los resultados en el display LCD ó en el teléfono móvil.
ESCRITURA DE DATOS NUEVOS EN EL TAG: Esta función permite la escritura de nuevos datos en el tag y requiere que el usuario los escriba directamente en el programa y recompile. En la ventana abajo se muestra la manera de hacerlo. El usuario debe primeramente borrar los símbolos '//' de comentario solamente a la función writeBlockTag( ). Posteriormente, debe escribir el número de bloque (en el ejemplo es el 22) y el texto (en el ejemplo es 'Hello how are u!'). Ahora debe recompilar el programa y cargar el archivo .hex en la tarjeta Bolt. Posteriormente, al acercar el tag al RFID, estos nuevos datos se escribirán en el bloque solicitado. - El programa solamente permite escribir en un bloque (16 caracteres) a la vez. Si usted desea escribir información en varios bloques, deberá repetir el procedimiento tantas veces como sea necesario. - Para escribir información totalmente nueva en el tag, primeramente borre toda la EEPROM mediante la función clearTAG( ).
EL PROGRAMA BLUETERM PARA EL TELEFONO MOVIL: Para visualizar los datos leídos del tag a través del RFID-UART, el teléfono móvil debe ejecutar la aplicación denominada 'Blueterm', compatible con el sistema operativo Android (equivalente al software 'Hyperterminal' para Windows), y la cual es una aplicación de emulador de terminal, que permite enviar ó recibir cadenas de caracteres en código ASCII, a través del enlace Bluetooth ya incorporado en el móvil. Este programa es gratuito y puede realizarse directamente su download al teléfono móvil desde el sitio de internet Google Play.
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