查看“Microduino nRF24组网NFC电脑解锁/zh”的源代码

{| style="width: 800px;"
|-
|
==概述==
*项目名称：Microduino nfc电脑解锁
*目的：解决电脑锁屏后键盘繁琐输入密码，Microuino通过NFC结合nRF24无线通讯，通过电子标签轻松实现瞬间解锁。
*难度：高级
*耗时：6小时
*制作者：Microduino Studio-YLB

==原理==
该系统采用Microduino nRF24组网。主系统采用Miccroduino核心板（Miccroduino -Core或Microduino Core+或Microduino 32U4）、Microduino nRF24、Microduino NFC、Microduino FT232R这些模块作为网关。
采用Miccroduino -Core、Microduino nRF24、自制AVR-USB-HID设备作为网关节点。每个电子标签承载不同的ID号，网关识别到不同卡号的时，才向指定的节点发送命令，否者将一直等待电子标签。当节点接收到命令数据后，触发AVR-USB-HID设备传入密码至电脑（实质是模拟电脑键盘输入键盘值），这样就实现电子标签瞬间对电脑进行解锁。

[[File:Microduino_nfc—nrf.jpg||600px|center|thumb]]

==材料清单==
===Microduino网关===
{|class="wikitable"
|-
|模块||数量||功能
|-
|Microduino-Core||1||核心板
|-
|Microduino-FT232R ||1||下载程序和供电
|-
|Microduino-nRF24 ||1||组网、无线通信
|-
|Microduino-NFC ||1||读取电子标签
|}

===Microduino 网关节点===

{|class="wikitable"
|-
|模块||数量||功能
|-
|Microduino-Core||1||核心板
|-
|Microduino-FT232R ||1||下载程序，下载完毕可以拔下不用
|-
|Microduino-nRF24 ||1||无线通信
|-
|AVR-USB-HID设备 ||1||模拟电脑键盘
|}

===其他硬件设备===
{|class="wikitable"
|-
|电子标签 ||1||相当于电脑身份证
|-
|USB数据线 ||3||供电

|}
==文档==
使用到UsbKeyboard库下载地址：https://github.com/suapapa/arduino_library_UsbKeyboard

使用到RF24库下载地址：https://github.com/maniacbug/RF24/

使用到NFC库下载地址：https://github.com/adafruit/Adafruit_NFCShield_I2C

测试程序下载地址：

==调试==
*步骤一：更改Microduino -Core电源供电
[[File:Microduino_Core_3.3.jpg||600px|center|thumb]]
*步骤二：AVR-USB-HID设备制作
AVR-USB-HID设备识别电压要满足在2.8-3.6V之间，这里只介绍一种方法将Microduino供电改成3.3V，将Microduino-Core上的电源选择零电阻更换到3.3V接口上，这样I/O口电压就可以满足了。另一种方法没改变Microduino -Core的解法，采用稳压管稳压，详细参考：http://www.microduino.cc/wiki/index.php?title=Lesson_5--Microduino_Simulates_Computer_Keyboard
**硬件设备
{|class="wikitable"
|-
|3.3V稳压芯片||1||可选则，或者换成有3.3V电源供电即可
|-
|68Ω电阻||2||用50~100Ω电阻也行
|-
|2.2kΩ电阻 ||1||用1.5k~2.2k电阻也行
|-
|导线 ||2||跳线
|}
===原理图===
[[File:Microduino_nfc_nrf1.jpg||600px|center|thumb]]
[[File:Microduino_nfc_nrf2.jpg||600px|center|thumb]]
原理介绍：
1.两个68Ω电阻起到限流和保护功能，防止意外情况损坏电脑的USB端口或单片机端口。
2.是为2.2kΩ上拉电阻，用来区分总线的状态。如果上拉电阻连接到D +和+5 V，它是一种高速USB设备，否则连接到D-和+5 V，用作低速设备。键盘的传输速率不高在我们的实验，所以connenct到D-为低速设备。
3.3.3V稳压芯片用来给系统供电，并使Microduino核心板I/O口电压在3.3V左右，便于识别USB设备。

*步骤三：搭建网关
**使用到的模块
[[File:Microduino_nfc_nrf3.jpg||600px|center|thumb]]
**叠堆
[[File:Microduino_nfc_nrf4.jpg||600px|center|thumb]]
**下载需要使用到的库，放到Arduino IDE编译器文件夹里的libraries文件夹内；
**下载测试程序，打开“Microduino_nfc_nrf_send”程序，编译通过后选择好板卡直接下载；

*步骤四：搭建节点
**使用到的模块
[[File:Microduino_nfc_nrf5.jpg||600px|center|thumb]]
**叠堆（如果系统有3.3V供电则可以不需要FT232R）
[[File:Microduino_nfc_nrf6.jpg||600px|center|thumb]]
我们搭建两路节点，因此在网关程序中只定义了两路，用“x”的值选择节点，用户如果需要增加节点，只需要增加判断卡号语句和“x”的值就可以实现。
**测试程序修改
***打开“microduino_nrf_nfc_receive”程序，节点一下载程序时需要确认语句“const uint16_t this_node = 1 ;”的值为1，节点二下载程序时需要确认语句“const uint16_t this_node = 2 ;”的值为2；这样避免了数据冲突。
***更改密码，需要更改key函数里面的按键值，在UsbKeyboard库的UsbKeyboard.h里面，可以看到模拟键对应的值，只是一部分，不过基本够用，玩家可以参考更改自己的按键值（密码），确认完毕编译成功之后便可下载。
**下载成功后，将AVR-USB-HID设备接入电脑，如果成功可以在我的设备管理器里键盘中新增了HID Keyboard Device服务。如果不能识别，请返回检查AVR-USB-HID设备是否焊接错误。
[[File:Microduino_nfc_nrf7.jpg||600px|center|thumb]]
*步骤五：先用记事本调试
将网关供电，并且节点通过AVR-USB-HID设备接入电脑，分别让NFC识别电子标签，观察记事本返回的数据是否与电脑设置的密码匹配，匹配成功即可开始控制。

==结果==
系统搭建完毕，当网关读取到电子标签1，节点1的电脑能自动如入密码，进行解锁，当网关读取到电子标签2，节点2的电脑能自动如入密码，进行解锁，实现瞬间对电脑解锁。

==难点==
*AVR-USB-HID设备制作，需要将USB信号线的电压限制在2.8-3.6V。电源和匹配电阻很重要；
*Microduino NRF24组网，无线通讯；
*Microduino NFC电子标签识别。

==注意问题==
*AVR-USB-HID设备制作时别把USB的D+、D-信号线弄错；
*目前Microduino NFC能够识别iso14443a型号的电子标签；
*节点和电脑匹配好；否则密码相反。

==视频==

|}