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如何利用RFID制作一个自动点名考勤系统

2022-05-11 17:00:00

作为一名教师，传统上的出勤（点名）是一项耗时的任务，如果自动化，教师可以专注于其他教学活动。在本项目中，RFID阅读器模块和RFID卡将用于实现自动考勤系统。

课程在密闭空间内进行，如果环境太热或太冷，很难听课。为了实现有效的学习，应保持教室内正确的物理环境。该项目将使用相对湿度和温度传感器（DHT11）来监控温度和湿度，并在值超出范围时发出通知。

库和定义

在开始代码之前，需要将库包含在程序中。定义了物理连接到Arduino板的引脚号。创建将用于数据采集的RFID接收器（mfrc522）和DHT传感器（dht）的实例。创建了一个名为student的变量，它是一个二维字符串数组，用于存储学生姓名和相关的RFID标签ID。

设置

setup（）函数仅在板子上电或按下复位按钮时执行一次。串行连接以9600的波特率初始化。DHT传感器采集调用函数begin（）开始采集。

调用一些ArduinoIoTCloud函数来初始化属性、开始连接、设置调试消息级别并打印任何调试信息。

主要功能-循环

Arduino中的loop（）函数包括SPI通信的开始和mfrc522的初始化。起初，这两个初始化是在设置阶段完成的，但由于ArduinoCloud更新时的错误而被移到循环中。它将引脚10更改为输入，中断SPI通信。解决方案是在每个循环上初始化SPI通信，以将引脚10重置为输出模式。

void loop() {
SPI.begin();
mfrc522.PCD_Init();
if ( mfrc522.PICC_IsNewCardPresent()) {
if (mfrc522.PICC_ReadCardSerial()) {
String content = "";
byte letter;
for (byte i = 0; i < mfrc522.uid.size; i++)
{
content.concat(String(mfrc522.uid.uidByte[i] < 0x10 ? " 0" : " "));
content.concat(String(mfrc522.uid.uidByte[i], HEX));
}
//Serial.println(content.substring(1));
content.toUpperCase();
for (int i = 0; i < 6; i++) {
if (content.substring(1) == student[i][0])
{
msg_Attendance = "Attendance Recorded for Student: " + student[i][1] ;
}
}
Serial.println(msg_Attendance);
}
}
dht_sensor_getdata();
delay(500);
ArduinoCloud.update();
}

mfrc522初始化后，调用PICC_IsNewCardPresent()函数。如果检测到新卡，PICC_ReadCardSerial()函数会从 RFID 卡中读取 ID 信息。ID 是一个字符串类型的变量，称为内容。它被转换为大写，以便与存储在程序定义部分中的学生ID 数组进行比较。当从卡中读取的 ID 与记录中的学生匹配时，会记录出勤情况并将其存储在变量msg_Attendance 中。

dht_sensor_getdata ()函数被调用，更多详细信息在下一节中。在调用ArduinoCloud.update()函数之前引入了 500 毫秒的短暂延迟。此函数将所有四个变量发送到云端：温度、湿度、msg_Attendance和msgTempHum 。

DHT传感器功能
创建函数dht_sensor_getdata()是为了从 DHT11 传感器读取湿度和温度数据。dht.h 库导入函数 readHumidity() 和 readTemperature()。

if-else 条件检查低温 (20ºC) 和高温 (27ºC) 的阈值，然后向仪表板发送消息。这可以通过执行器（打开或关闭空调）或真实教室中的警报来实现。

void dht_sensor_getdata()
{
float hm = dht.readHumidity();
Serial.print(F("Humidity "));
Serial.println(hm);
float temp = dht.readTemperature();
Serial.print(F("Temperature "));
Serial.println(temp);
humidity = hm;
temperature = temp;
if (temp > 27) {
msgTempHum = "Temperature = " + String (temperature) + " Humidity = " + String(humidity) + " -> High ";
}
else if (temp < 20) {
msgTempHum = "Temperature = " + String (temperature) + " Humidity = " + String(humidity) + " -> Low ";
}
else {
msgTempHum = "Temperature = " + String (temperature) + " Humidity = " + String(humidity) + " -> All ok ";
}
}