Многофункциональное устройство контроля доступа в помещение на


Листинг программы устройства контроля доступа в помещение



жүктеу/скачать 1.94 Mb.
бет9/10
Дата07.12.2022
өлшемі1.94 Mb.
#466723
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
Семыкин Н.С. ЭЛб-1301-1

Листинг программы устройства контроля доступа в помещение


Инициализация библиотек, необходимых для упрощения работы с различными модулями: avr/wdt.h – стандартная библиотека для управления сторожевыми (watchdogs) таймерами, при переполнении которых произойдет программный сброс микроконтроллера; Wire.h – стандартная библиотека для работы с I2C/TWI-устройствами; LCD_1602_RUS.h – сторонняя библиотека, позволяющая выводить на экран дисплея русские символы; SPI.h – стандартная библиотека для работы с устройствами, поддерживающими SPI протокол; MFRC522.h – сторонняя библиотека для работы с RFID-модулем RC522; Bounce2.h – сторонняя библиотека для программного устранения дребезга кнопок; EEPROM.h – стандартная библиотека работы с энергонезависимой перезаписываемой памятью EEPROM у Arduino; Password.h, Keypad.h – сторонние библиотеки, реализующие возможности матричных клавиатур ввода данных.
Начало программы:
#include #include
#include "LCD_1602_RUS.h" #include
#include #include #include #include
#include
LCD_1602_RUS lcd(0x27, 16, 2); // инициализация дисплея, 16 столбцов, 2 строки

//Определение основных пинов, к которым подключаются различные модули: #define PIN_RESET 14 // кнопка для сброса EEPROM


#define PIN_RELAY 6 // подключение реле #define PIN_TONE 15 // пьезодинамик
#define PIN_RST 9 // RFID RST #define PIN_SS 10 // RFID SS
#define RED_LED 17 // красный светодиод #define GREEN_LED 16 //зеленый светодиод

//Инициализация RFID-считывателя:


MFRC522 mfrc522(PIN_SS, PIN_RST);

//Переменные, необходимые для работы со списком RFID-ключей: byte **keyss;


byte keys_count = EEPROM.read(0);

//Переменные необходимые для режима программирования RFID-меток: byte modeProgTime = 5; // Количество секунд удержания мастер ключа для входа или выхода из режима программирования


bool mode = false; byte modeClean = 0;
unsigned long modeTimer = 0; unsigned long resetTimer = 0;

//Управление замком:


unsigned long openTimer = 0;

//Защита кнопок от дребезга:


Bounce key_reset = Bounce(); Bounce key_open = Bounce();

//Программный reset:


void(* resetFunc) (void) = 0;

//Функция звукового оповещения. Принимает параметры: количество


//звуковых сигналов, частота в герцах, продолжительность звука, пауза в
//милисекундах (не обязательно):

void squeaker(byte count, unsigned int Hz, unsigned int duration, unsigned int sleep = 0)


{
for(int i=0; iif(sleep > 0) delay(sleep);
}
}

//Функция для считывания EEPROM и составления списка RFID-ключей.


//Первый байт в памяти содержит количество ключей. UID ключа содержит 4
//байта. Максимум можно записать 254 ключа (255-1 из-за того, что в
//EEPROM записывается кодовая комбинация из 4 символов):

void keysRead() {


//Выводим количество ключей:
Serial.print(F("KEYS COUNT: ")); Serial.println(keys_count);
int eb = 4; // Запись количества доступных ключей производится в keyss = (byte**)malloc(sizeof(byte*)*keys_count);
// Читаем список ключей из EEPROM:
Serial.println(F(" ")); for(byte i=0; iSerial.print(F("KEY: "));Serial.print(i);Serial.print(" | "); keyss[i] = (byte*)malloc(sizeof(byte)*4);
for(byte b=0; b<4; b++) { keyss[i][b] = EEPROM.read(++eb); Serial.print(keyss[i][b]);
if(b < 3) Serial.print(F(" "));
}
Serial.println();
}
Serial.println(F(" ")); Serial.println();
}

//Функция вывода пароля, записанного с 1 по 5 ячейку памяти, т.к


//переменные записываются в типе char, то нужно перевести код ASCII в
//десятичный. Для цифр от 0 до 9 это можно сделать просто вычитанием из
//полученного результата числа 48: void passRead() { Serial.print(F("PASSWORD: ")); Serial.print(EEPROM.read(1)-48); Serial.print(EEPROM.read(2)-48);
Serial.print(EEPROM.read(3)-48); Serial.print(EEPROM.read(4)-48); Serial.println();
Serial.println(F(" ")); Serial.println(); }

//Функция выводит UID ключа и, при необходимости, сопроводительное


//сообщение:
void uidPrint(String text = "") { Serial.print(F("UID: "));
for(byte i=0; iif(i < mfrc522.uid.size - 1) Serial.print(F(" ")); } Serial.println();
if(text.length() != 0) Serial.println(text + "\r\n");
}

int presses=0; // количество нажатий const byte ROWS = 4; // количество строк


const byte COLS = 4; // количество столбцов

// Определение символов матричной клавиатуры:


char keys[ROWS][COLS] =
{
{'1','2','3','A'},
{'4','5','6','B'},
{'7','8','9','C'},
{'*','0','#','D'}
};

//Цифровые входы, к которым подключается матричная клавиатура: byte rowPins[ROWS] = {2,3,4,18};


byte colPins[COLS] = {5,7,8,19};

//Инициализация матричной клавиатуры:


Keypad keypad = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS
);
String pass; //переменная, указывающая код по умолчанию String summ; //переменная, указывающая уже введенный код
int wrong=0; //количество ошибочных вводов кода (для блокировки) int shetch=1; //количество набранных символов для смены пароля int change=0; //флаг проверки кода для смены пароля
int dochange=0; //флаг производится смена пароля

//Функция, запускающаяся только в начале работы микроконтроллера или


//при аппаратном сбросе:
void setup()
{
// Настраиваем сторожевой таймер wdt_disable();
//delay(8000); wdt_enable(WDTO_8S);

//Запись исходного пароля в энергонезависимую память, необходимо только


//при первоначальной прошивке, чтобы задать пароль:

//EEPROM.write(1, '1');


//EEPROM.write(2, '2');
//EEPROM.write(3, '0');
//EEPROM.write(4, '4');

//Запись символов в формате char:


pass = "";
pass = pass+char(EEPROM.read(1)); pass = pass+char(EEPROM.read(2)); pass = pass+char(EEPROM.read(3)); pass = pass+char(EEPROM.read(4));

//Эти строки только для отладки, выводится в COM-порт, к которому


//подключен микроконтроллер: Serial.println(char(EEPROM.read(1))); // первый знак пароля в Serial.println(char(EEPROM.read(2))); // второй знак пароля Serial.println(char(EEPROM.read(3))); // третий знак пароля Serial.println(char(EEPROM.read(4))); // четвертый знак пароля Serial.print("Pass "); Serial.println(pass); //весь пароль
//Инициализация используемых входов:
//Реле:
pinMode(PIN_RELAY, OUTPUT);
digitalWrite(PIN_RELAY, HIGH);

//Кнопка для сброса памяти: pinMode(PIN_RESET,INPUT_PULLUP);


key_reset.attach(PIN_RESET); key_reset.interval(5);

//Инициализация консоли последовательного вывода данных на экран: Serial.begin(9600);


while (!Serial); Serial.println(F("Start\r\n"));

//Инициализация основных модулей:


lcd.init(); lcd.backlight(); SPI.begin(); mfrc522.PCD_Init();
pinMode(RED_LED, OUTPUT); pinMode(GREEN_LED, OUTPUT);
digitalWrite(RED_LED, HIGH); digitalWrite(GREEN_LED, LOW);

lcd.setCursor(4,0); lcd.print(L"ОЖИДАНИЕ"); lcd.setCursor(4,1); lcd.print(L"ДЕЙСТВИЯ");


//Считываем количество ключей, значение должно быть =>1 т.к первый ключ


//это мастер-ключ. В случае его потери, сбросить EEPROM и создать новый
//мастер-ключ:

if(keys_count > 0 and keys_count < 255) { keysRead();


passRead();
}
else {
keys_count = 0; //Определение нового мастер-ключа
Serial.println(F("The master key is not in memory. The first presentation to the key will be the master!\r\n"));
digitalWrite(PIN_RELAY, LOW); lcd.clear();
lcd.setCursor(4,0); lcd.print(L"УКАЖИТЕ"); lcd.setCursor(2,1); lcd.print(L"МАСТЕР-КЛЮЧ");
}
}

//Функция цикла программы:


void loop()
{
// Сбрасываем сторожевой таймер микроконтроллера: wdt_reset();

if(resetTimer > millis()+10000) resetTimer = 0; if(openTimer > millis()+10000) openTimer = 0;


char key = keypad.getKey(); //задаем функцию для работы с кнопками клавиатуры
if (key) // если нажата кнопка клавиатуры
{
Serial.println(key); squeaker(1, 2000, 100);
presses=presses+1; //увеличиваем на единицу счет количества символов summ=summ+key;
Serial.print("Pass "); Serial.println(summ);

//Вывод на дисплей знаков «*» при нажатии на клавиатуру: if(presses == 1 or shetch == 1)


{
lcd.clear(); lcd.setCursor(1,0); lcd.print(" < PIN >"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("*_");
}
if(presses == 2 or shetch == 2)
{
lcd.clear(); lcd.setCursor(1,0); lcd.print(" < PIN >"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("**_");
}
if(presses == 3 or shetch == 3)
{
lcd.clear(); lcd.setCursor(1,0); lcd.print(" < PIN >"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("***_");
}
if(presses == 4 or shetch == 4)
{
lcd.clear(); lcd.setCursor(1,0); lcd.print(" < PIN >"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("****");
}

switch (dochange) //ветвление на ввод нового пароля (case 1) и проверку (case 0)


{
case 0: //блок для обычной работы - проверка правильности ввода пароля

//В данном случае кнопки # и * приводят к сбросу количества нажатий: if (key=='#')


{
summ=""; presses=0;
Serial.println("# for RESET"); squeaker(1, 500, 100);
};
if (key=='*')
{
summ=""; presses=0;
Serial.println("* for ENTER"); squeaker(1, 500, 100);
};

// Если правильный пароль и не было запроса на его смену: if (summ==pass && change==0) {


Serial.println("PASS OK"); summ="";
presses=0; wrong=0;
openTimer = millis()/1000; squeaker(2, 3500, 200, 100); digitalWrite(PIN_RELAY, LOW); allow();
};

//Если нажата комбинация для смены пароля: if (summ=="0000") {


Serial.println("Change pass go test"); summ="";
presses=0; wrong=0; change=1;
squeaker(3, 700, 150); lcd.clear(); lcd.setCursor(2,0);
lcd.print(L"СМЕНА ПАРОЛЯ");
};

//Если правильный пароль и был запрос на смену кода if (summ==pass && change==1){


Serial.println("Pass ok go change pass"); summ="";
presses=0; wrong=0;
dochange=1;
key = keypad.getKey(); squeaker(4, 1000, 50); lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(L"СМЕНА РАЗРЕШЕНА");
};

//При смене пароля - если введено полное количество знаков пароля, и он


//ошибочный, формируется звуковой сигнал:
if (wrong==0 && presses==4 && change==1) { summ="";
presses=0; wrong=wrong+1;
Serial.println("Wrong_Pass"); squeaker(4, 500, 50); lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(L"НЕВЕРНЫЙ ПАРОЛЬ");
};

//При смене пароля - если два раза ошибочный код, формируем звуковые


//сигналы
if (wrong==1 && presses==4 && change==1) { summ="";
presses=0; wrong=wrong+1;
Serial.println("Attention!_2xWrong_Pass for change pas"); squeaker(4, 500, 50);
lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(L"НЕВЕРНЫЙ ПАРОЛЬ");
lcd.setCursor(3,1); lcd.print(L"ВТОРОЙ РАЗ");
};

//При смене пароля - если три раза ошибочный код, выходим из режима


//смены пароля:
if (wrong==2 && presses==4 && change==1){
summ=""; presses=0; wrong=0; change=0;
Serial.println("Attention!_3xWrong_Pass for change pas - cancel change pass"); squeaker(1, 500, 1000);
denied();
};

//Если введено полное количество знаков пароля, но он ошибочный: if (presses==4 && change==0){


summ=""; presses=0; wrong=wrong+1;
Serial.println("Wrong_Pass"); squeaker(1, 500, 300); lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(L"НЕВЕРНЫЙ ПАРОЛЬ");
delay(1000); wait();
};

//Если два раза ошибочный пароль:


if (wrong==2 && presses==0 && change==0) { Serial.println("Attention!_2xWrong_Pass"); squeaker(1, 500, 500);
lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(L"НЕВЕРНЫЙ ПАРОЛЬ");
lcd.setCursor(3,1); lcd.print(L"ВТОРОЙ РАЗ"); delay(1000);
wait();
};

//Если три раза ошибочный пароль:


if (wrong==3 && presses==0 && change==0) { summ="";
presses=0; wrong=0;
Serial.println("Attention!_3xWrong_Pass"); squeaker(1, 500, 1000);
denied();
};
break;

//Вторая часть блока для смены пароля, начало блока для смены пароля и его


//записи в энергонезависимую память:
case 1:
if (key=='#') //если введен символ # сбрасываем код
{
shetch=1; summ="";
Serial.println("# is not an option, reset"); squeaker(1, 500, 100);
}
else if (key=='*') //если введен символ * сбрасываем код
{
shetch=1; summ="";
Serial.println("* is not an option, reset"); squeaker(1, 500, 100);
}
else if (shetch==1 && (key)) //Меняем 1-ый символ пароля
{
Serial.print("NewPass_symbol_one "); Serial.println(key); squeaker(1, 2000, 100);
shetch=2; //увеличиваем на единицу счет количества символов нового пароля EEPROM.write(1, key);

Serial.println(char(EEPROM.read(1))); //проговариваем первый знак пароля в порт


}

else if (shetch==2 && (key)) // Меняем 2-ой символ пароля


{
Serial.print("NewPass_symbol_two "); Serial.println(key);
EEPROM.write(2, key); squeaker(1, 2000, 100);
shetch=3; //увеличиваем на единицу счет количества символов нового пароля

Serial.println(char(EEPROM.read(2))); //проговариваем второй знак пароля в порт


}

else if (shetch==3 && (key)) // Меняем 3-ий символ пароля


{
Serial.print("NewPass_symbol_three "); Serial.println(key); EEPROM.write(3, key);
squeaker(1, 2000, 100);
shetch=4; //увеличиваем на единицу счет количества символов нового пароля

Serial.println(char(EEPROM.read(3))); //проговариваем третий знак пароля в порт


}

else if (shetch==4 && (key)) // Меняем 4-ый символ пароля


{
Serial.print("NewPass_symbol_four "); Serial.println(key); EEPROM.write(4, key);
squeaker(1, 2000, 100);

Serial.println(char(EEPROM.read(4))); // проговариваем четвертый знак пароля в порт


String passnew = ""; // вводим переменную, содержащую новый введенный пароль


passnew = passnew+char(EEPROM.read(1)); passnew = passnew+char(EEPROM.read(2)); passnew = passnew+char(EEPROM.read(3)); passnew = passnew+char(EEPROM.read(4)); passRead();

if (passnew==pass) // если новый пароль равен старому


{
shetch=1; // запрашиваем другой новый пароль
summ="";
Serial.println("NewPass equal old pass, Reset"); squeaker(5, 600, 100);
lcd.clear(); lcd.setCursor(1,0);
lcd.print(L"СТАРЫЙ ПАРОЛЬ");
}
else if (passnew=="0000") // если новый пароль равен комбинации для смены пароля
{
shetch=1; // запрашиваем другой новый пароль summ="";
Serial.println("NewPass equal 0000, Reset"); squeaker(5, 600, 100);
lcd.clear(); lcd.setCursor(1,0);
lcd.print(L"СТАРЫЙ ПАРОЛЬ");
}
else {

//Присваиваем паролю значения из энергонезависимой памяти: pass = "";


pass = pass+char(EEPROM.read(1)); pass = pass+char(EEPROM.read(2)); pass = pass+char(EEPROM.read(3)); pass = pass+char(EEPROM.read(4));

//Вывод в порт пароля для отладки:


Serial.println("Pass read test: ");
Serial.println(char(EEPROM.read(1))); //проговариваем первый знак пароля в порт
Serial.println(char(EEPROM.read(2))); //проговариваем второй знак пароля в порт
Serial.println(char(EEPROM.read(3))); //проговариваем третй знак пароля в порт
Serial.println(char(EEPROM.read(4))); //проговариваем четвертый знак пароля в порт
Serial.print("Pass "); Serial.println(pass); //проговариваем пароль в порт
//Выходим из цикла "case 1":
dochange=0; change=0; presses=0; shetch=1; summ="";
squeaker(5, 900, 100); lcd.clear(); lcd.setCursor(2,0);
lcd.print(L"НОВЫЙ ПАРОЛЬ"); digitalWrite(GREEN_LED, HIGH); digitalWrite(RED_LED, LOW); delay(3000); digitalWrite(GREEN_LED, LOW); digitalWrite(RED_LED, HIGH); wait();
break;
}
};
//конец блока для смены пароля и его записи в энергонезависимую память
}
}

//Очистка памяти:


key_reset.update(); if(key_reset.read() == HIGH) {
if(resetTimer == 0) resetTimer = millis(); else {
if((millis()-resetTimer)/1000 > 5) { Serial.println(F("Launched memory cleaning")); squeaker(4, 1600, 300, 200);
wdt_disable();
for(int i=5; i<=EEPROM.length(); i++) { EEPROM.write(i, 0);
if(!(i%50)) Serial.println(F("#")); else Serial.print(F("#"));
}
Serial.println(F("\r\nMemory cleaning is completed\r\n")); delay(1000);
resetFunc();
}
}
}
else if(resetTimer != 0) resetTimer = 0;

//Автоматическое закрытие двери через 5 секунд: if(openTimer != 0) {


if(millis()/1000 - openTimer > 5) { openTimer = 0; digitalWrite(PIN_RELAY, HIGH); digitalWrite(GREEN_LED, LOW); digitalWrite(RED_LED, HIGH); wait();
Serial.println("* closed lock\r\n");
}
}

//Если ключ отсутствует или не читается, не выполняем дальнейший код: if(!mfrc522.PICC_IsNewCardPresent()) {


//Очистка таймера входа в режим программирования, в случае если


//считыватель свободен:
if(modeTimer != 0) {
if(++modeClean > 5) modeTimer = modeClean = 0;
}
return;
}
if(!mfrc522.PICC_ReadCardSerial()) return;

//Останавливаем режим очистки:


modeClean = 0;

//Создание мастер-ключа:


if(keys_count == 0) {
for(byte i=0; i<4; i++) EEPROM.write(i+5, mfrc522.uid.uidByte[i]); EEPROM.write(0, keys_count = 1);
uidPrint(F("master key is created")); digitalWrite(PIN_RELAY, HIGH); keysRead();
squeaker(8, 1200, 100, 100); delay(2000);
return;
}

//Проверка ключа на соответствие: bool access = false;


bool master = false;
for(byte i=0; iif(keyss[i][b] != mfrc522.uid.uidByte[b]) break; if(b == 3) {
access = true;
if(i == 0) master = true;
// Останавливаем проверку i = keys_count;
}
}
}

//Контроль доступа:


if(access and !mode and !master) {
// Доступ разрешен openTimer = millis()/1000;
digitalWrite(PIN_RELAY, LOW); squeaker(2, 3500, 200, 200); allow();
}

else if(!access and !mode and !master) {


// Доступ запрещен squeaker(1, 500, 1000); denied();
}

//Режим программирования - запись ключа: if(access and mode and !master) {


// Попытка записи существующего ключа uidPrint(F("error: key already exists in eeprom")); squeaker(2, 500, 300);
lcd.clear(); lcd.setCursor(1,0);
lcd.print(L"КАРТА ИЗВЕСТНА");
delay(2000); wait();
}
else if(!access and mode and !master) {
// Записываем новый ключ
// Максимум 255 ключей (с учетом первого байта) if(keys_count < 255) {
for(byte i=0; i<4; i++) EEPROM.write(5 + keys_count*4 + i, mfrc522.uid.uidByte[i]);
EEPROM.write(0, ++keys_count); uidPrint(F("add key in eeprom")); keysRead();
lcd.clear(); lcd.setCursor(4,0); lcd.print(L"ПРИЛОЖИТЕ"); lcd.setCursor(2,0);
lcd.print(L"НОВУЮ КАРТУ"); squeaker(2, 2200, 200, 200);
}
else // нет памяти для записи
{
uidPrint(F("error: not enough memory for recording key!")); squeaker(2, 500, 300);
}
delay(2000); wait();
}

//Работа с мастер-ключом: else if(access and master) {


// Мастер ключ в обычном режиме if(modeTimer == 0) {
modeTimer = millis()/1000;
if(!mode) {
openTimer = millis()/1000; digitalWrite(PIN_RELAY, LOW);
// Сигнал о наличии мастер ключа в обычном режиме uidPrint(F("MASTER KEY"));
squeaker(2, 3200, 200, 200); allow();
}
}
else
{
if(millis()/1000 - modeTimer > modeProgTime and modeTimer != 0)
{
modeTimer = 0;
if((mode = !mode) == true)
{

//Вход в режим программирования: digitalWrite(PIN_RELAY, LOW); uidPrint(F("MASTER PROGRAMMING MODE ON"));


squeaker(4, 1200, 200, 200);
}
else {
// Выход из режима программирования digitalWrite(PIN_RELAY, HIGH);
uidPrint(F("MASTER PROGRAMMING MODE OFF"));
squeaker(4, 2200, 200, 200);
}
}
delay(5000); wait();
}
// Мастер ключ удерживается у считывателя на 5 секунд
}
}

//Функция, срабатывающая при верном пароле/ключе: void allow()


{
Serial.println("Access accept!"); //доступ получен digitalWrite(GREEN_LED, HIGH); digitalWrite(RED_LED, LOW);
lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(L"ДОСТУП РАЗРЕШЕН");
summ=""; presses = 0; delay(5000);
digitalWrite(GREEN_LED, LOW); digitalWrite(RED_LED, HIGH); wait();
}

//Функция, срабатывающая при неправильном пароле/ключе: void denied()


{
Serial.println("Access denied!"); //доступ закрыт digitalWrite(RED_LED, HIGH);
lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(L"ДОСТУП ЗАПРЕЩЕН");
summ=""; presses = 0; delay(5000); wait();
}
//Функция режима ожидания: void wait()
{
lcd.clear(); lcd.setCursor(4,0); lcd.print(L"ОЖИДАНИЕ"); lcd.setCursor(4,1); lcd.print(L"ДЕЙСТВИЯ");
}
Приложение Б

жүктеу/скачать 1.94 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10



©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз
    Басты бет