无线射频读写卡技术在门禁系统,电子支付领域和物联网等领域中具有越来越广泛的应用。本文将基于EsDA开发套件讲解如何快速上手并开发射频读卡器模块的相关业务,为开发者大大缩短了学习和开发时间成本。
项目简介
无线射频读写卡技术是一种基于无线通信的身份识别技术,由读写器和卡片组成,读写器可以通过无线射频信号,实现与卡片之间的数据传输与操作。本文将基于EsDA开发平台,使用EPC6450-AWI开发板,以及图形化设计工具AWFlow Designer实现ZLG600A的RFID读写器模块与卡片之间无线通信的功能。该项目主要用到了timer,fscript,rfid_zlg600,log节点,具体实现请见下文。
项目概述
该项目通过EsDA开发平台,使用ZLG600A的模块快速实现类似门禁卡或电子支付场景等业务。该项目的主要步骤如下:
- 通过ZLG600A的上位机配置工具,配置读卡器模块;使用ZLG600A的上位机测试工具,激活卡;使用rfid_zlg600节点实现检验密钥,获取卡uid,写块数据,读块数据等功能。
前期准备
读者若有兴趣可以阅读以下文章对EsDA的其他模块项目进行学习:
1. 硬件准备
在标有丝印为TF Card 的卡槽处,插入SD卡;
在标有丝印为DUART的模块上,将TTL转USB串口模块的TX与板子丝印为RXD连接,TTL转USB串口模块的RX与板子丝印为TXD相连;并将串口模块的USB端口接入电脑;
在标有丝印为Type-C 的接口处,插上Type-C线,并将Type-C线的另一端USB口插入电脑;
在标有丝印为NET0 或 NET1的RJ45插座处接上网线的水晶头,网线另一端水晶接头插在PC的网络插座上。
ZLG600A模块支持TTL,RS232以及RS485接口通信,本文采用TTL通信。在标有丝印为 3.3V 的排针针脚处接上ZLG600A模块的 VCC 引脚;在标有丝印为 GND 的排针针脚处接上ZLG600A模块的 GND 引脚;在标有丝印为 UTX1 的排针针脚处接上ZLG600A模块的 RXD 的引脚;在标有丝印为 URX1 的排针针脚处接上ZLG600A模块的 TXD 的引脚上。
2. 上位机配置模块
2.1 硬件连接
选择ZLG600A(支持TTL,RS232以及RS485接口通信)与PC端通信的方式,本文选用TTL通信。将TTL转USB串口模块的TX与ZLG600A模块丝印为 RXD 连接,TTL转USB串口模块的RX与ZLG600A模块丝印为 TXD 相连,TTL转USB串口模块的GND与ZLG600A模块丝印为 GND 相连,TTL转USB串口模块的VCC与ZLG600A模块丝印为 VCC 相连;并将串口模块的USB端口接入电脑。接线如下图所示。
2.2 软件操作
若想了解该模块更多信息请访问致远电子ZLG600A相关资料进行查阅,本文只讲解如何利用EsDA快速使用该模块。
ZLG600A资料:https://www.zlg.cn/tm/down/down/id/146.html
上位机安装包:https://www.zlg.cn/data/upload/software/Tm/ZLG600A_pcdemo.rar
解压缩后,双击执行ZLG600A_Configure V1.00.exe这个上位机程序。
找到在设备管理器中对应的串口设备,选择波特率为 19200 ,点击连接读卡器,因为使用TTL通信,所以其他配置按默认的即可,点击配置模块,若配置成功则如下图所示。
双击执行ZLG600A_Test V3.00.exe这个上位机程序。
选择对应通信的串口号,设置波特率为19200后点击连接读卡器。若不确定是否已激活卡片,可以点击卡片激活,此时可以看到被分配的卡片ID号。
以上,卡片和读卡器就已激活配置成功,后续可以使用读卡器对卡片进行读写等操作。
项目实施
1. 加载密钥
本业务是向模块内加载密码,而非改变Mifare卡内扇区的密码。每个区有密钥A和密钥B两个,对应的cmd指令是load_mifare1_keya
,load_mifare1_keyb
。后续若想改变Mifare卡内的密钥,可以使用原密码验证通过后,直接用写块数据指令将密码块进行改写。
1.1 流图绘制
添加timer,fscript,rfid_zlg600,和log节点到画布中并连线如下图,为了和后面的业务进行区分,timer的消费者fscript的显示名称在此改为加载密钥A。
1.2 节点配置
双击timer节点,配置周期性去加载密钥的时间。双击timer的消费者节点fscript(显示标签为加载密钥A),卡密钥的类型分为密钥A和密钥B,分别代表不同的cmd参数,密钥A的cmd指令为load_mifare1_keya
,密钥B的cmd指令为load_mifare1_keyb
,在fscript中指定验证密钥的类型,密钥的值以及操作的块区号。
print("load_mifare1_keya")
output.cmd = 'load_mifare1_keya'
buf = wbuffer_create()
wbuffer_write_uint8(buf, 0xAA) //低字节
wbuffer_write_uint8(buf, 0xFF)
wbuffer_write_uint8(buf, 0xFF)
wbuffer_write_uint8(buf, 0xFF)
wbuffer_write_uint8(buf, 0xFF)
wbuffer_write_uint8(buf, 0xFF) //高字节
output.key_data = wbuffer_get_data(buf)
output.key_data_len = 6
output.section_id = 1
双击rfid_zlg600节点,配置模块通信参数。
双击rfid_zlg600的消费者节点fscript,若加载密钥的cmd指令成功,则说明密钥正确。后续针对读写卡的其他操作都要进行密钥验证。
var i = 0
print('result::::::::::::::::::::')
if (msg.cmd == "load_mifare1_keya") {
if(msg.result == 0) {
output.payload = "load_mifare1_keya_ok"
} else {
output.payload = "load_mifare1_keya_err"
}
}
log节点是用来输出日志信息到控制台或调试窗口等。1.3 下载验证绘制完流图后,点击CTRL+S 即可保存流图,点击下载流图。可以看到串口助手上显示加载密钥成功的打印信息。
2. 读卡UID
在本业务中先验证密钥再对卡UID进行读取。
2.1 流图绘制
添加timer,fscript,rfid_zlg600,和log节点到画布中并连线如下图,为了和后面的业务进行区分,timer的消费者fscript的显示名称在此改为读卡号。
2.2 节点配置
双击timer节点,配置周期性去读卡号的时间。
双击timer的fscript节点(显示标签为读卡号),读之前必需成功进行密钥验证。
print("get_mifare1_uid")
output.cmd = 'get_mifare1_uid'
output.keytype = 0x60
buf = wbuffer_create()
wbuffer_write_uint8(buf, 0xAA) //低字节
wbuffer_write_uint8(buf, 0xFF)
wbuffer_write_uint8(buf, 0xFF)
wbuffer_write_uint8(buf, 0xFF)
wbuffer_write_uint8(buf, 0xFF)
wbuffer_write_uint8(buf, 0xFF) //高字节
output.key_data = wbuffer_get_data(buf)
output.key_data_len = 6
//一个扇区有4个块
output.section_id = 1
output.block_id = 4
双击rfid_zlg600节点,配置模块通信参数。
双击rfid_zlg600的消费者节点fscript,若成功验证密钥后则将读取的卡UID进行显示。
var i = 0
print('result::::::::::::::::::::')
if(msg.cmd == "get_mifare1_uid") {
if(msg.result == 0) {
print('mifare1_uid_len: ' + msg.mifare1_uid_len)
print('mifare1_uid: start')
len = msg.mifare1_uid_len
rbuf = rbuffer_create(msg.mifare1_uid, len)
for (i = 0; i < len; i = i + 1) {
data = rbuffer_read_uint8(rbuf)
print('data'+ i + ':' + data)
}
print('mifare1_uid: end')
output.payload = "get_mifare1_uid_ok"
} else {
output.payload = "get_mifare1_uid_err"
}
}
2.3 下载验证
绘制完流图后,点击CTRL+S 即可保存流图,点击下载流图。可以看到串口助手上显示读取卡UID的值的打印信息。
3. 写块数据
本业务需要先对卡内操作的块区验证密钥,验证成功后对同一扇区都可进行写操作(一个扇区有四个块区)。可以通过本业务对扇区尾的密码块进行修改,这也是更改密码的唯一方法。
3.1 绘制流图
添加timer,fscript,rfid_zlg600,和log节点到画布中并连线如下图,为了和后面的业务进行区分,timer的消费者fscript的显示名称在此改为写块数据。
3.2 节点配置
双击timer节点,配置周期性去写块数据的时间。
双击timer的fscript节点(显示标签为写块数据),写块数据之前必需成功进行密钥验证。设置需要写入的指定的扇区和写入的数据。
print("write_mifare1_data")
output.cmd = "write_mifare1_data"
output.keytype = 0x60
buf = wbuffer_create()
wbuffer_write_uint8(buf, 0xAA) //低字节
wbuffer_write_uint8(buf, 0xFF)
wbuffer_write_uint8(buf, 0xFF)
wbuffer_write_uint8(buf, 0xFF)
wbuffer_write_uint8(buf, 0xFF)
wbuffer_write_uint8(buf, 0xFF) //高字节
output.key_data = wbuffer_get_data(buf)
buf1 = wbuffer_create()
wbuffer_write_uint8(buf1, 0x12) //低字节
wbuffer_write_uint8(buf1, 0x34)
wbuffer_write_uint8(buf1, 0x56)
wbuffer_write_uint8(buf1, 0x78)
wbuffer_write_uint8(buf1, 0x90)
wbuffer_write_uint8(buf1, 0x01)
wbuffer_write_uint8(buf1, 0x02)
wbuffer_write_uint8(buf1, 0x03)
wbuffer_write_uint8(buf1, 0x04)
wbuffer_write_uint8(buf1, 0x05)
wbuffer_write_uint8(buf1, 0x06)
wbuffer_write_uint8(buf1, 0x07)
wbuffer_write_uint8(buf1, 0x08)
wbuffer_write_uint8(buf1, 0x09)
wbuffer_write_uint8(buf1, 0x11)
wbuffer_write_uint8(buf1, 0x12) //高字节
output.data = wbuffer_get_data(buf1)
output.data_len = 16
output.section_id = 1
output.block_id = 4
双击rfid_zlg600节点,配置模块通信参数。
双击rfid_zlg600的消费者节点fscript,查看写入块数据的结果并打印。
var i = 0
print('result::::::::::::::::::::')
if (msg.cmd == "write_mifare1_data") {
if(msg.result == 0) {
output.payload = "write_mifare1_data_ok"
} else {
output.payload = "write_mifare1_data_err"
}
}
3.3 下载验证
绘制完流图后,点击CTRL+S 即可保存流图,点击下载流图。
可以看到串口助手上显示写块数据成功的打印信息。
4. 读块数据
本业务需要对指定块区域进行密钥验证后,才可对同一扇区内的数据进行读操作(一个扇区包含四个块区,且一个扇区共用一个密钥)。
4.1 绘制流图
添加timer,fscript,rfid_zlg600,和log节点到画布中并连线如下图,为了和后面的业务进行区分,timer的消费者fscript的显示名称在此改为读块数据。
4.2 节点配置
双击timer节点,配置周期性去读块数据的时间。
双击timer的fscript节点(显示标签为读块数据),读块数据之前必需成功进行密钥验证。设置需要读取的指定的扇区。
print("read_mifare1_data")
output.cmd = 'read_mifare1_data'
output.keytype = 0x60
buf = wbuffer_create()
wbuffer_write_uint8(buf, 0xAA) //低字节
wbuffer_write_uint8(buf, 0xFF)
wbuffer_write_uint8(buf, 0xFF)
wbuffer_write_uint8(buf, 0xFF)
wbuffer_write_uint8(buf, 0xFF)
wbuffer_write_uint8(buf, 0xFF) //高字节
output.key_data = wbuffer_get_data(buf)
output.key_data_len = 6
//一个扇区有4个块
output.section_id = 1
output.block_id = 4
双击rfid_zlg600节点,配置模块通信参数。
双击rfid_zlg600的消费者节点fscript,查看读取到的块数据的内容并打印。
var i = 0
print('result::::::::::::::::::::')
if (msg.cmd == "read_mifare1_data") {
if(msg.result == 0) {
print('mifare1_data_len: ' + msg.mifare1_data_len)
print('mifare1_data: start')
len = msg.mifare1_data_len
rbuf = rbuffer_create(msg.mifare1_data, len)
for (i = 0; i < len; i = i + 1) {
data = rbuffer_read_uint8(rbuf)
print('data'+ i + ':' + data)
}
print('mifare1_data: end')
output.payload = "read_mifare1_data_ok"
} else {
output.payload = "read_mifare1_data_err"
}
}
4.3 下载验证
绘制完流图后,点击CTRL+S 即可保存流图,点击下载流图。可以看到串口助手上显示读取块数据内容的打印信息。