Microduino nRF24组网NFC电脑解锁/zh

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。只要一个Microduino NFC模块配合多个电子标签就可以实现多台电脑的开启 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。 材料清单 Microduino网关 模块 数量 功能 Microduino-Core/zh 1 核心板 Microduino-USBTTL/zh 1 下载程序和供电 Microduino-nRF24/zh 1 组网、无线通信 Microduino-NFC/zh 1 读取电子标签 Microduino 网关节点 模块 数量 功能 Microduino-Core/zh 1 核心板 Microduino-USBTTL/zh 1 下载程序，下载完毕可以拔下不用 Microduino-nRF24/zh 1 无线通信 AVR-USB-HID设备 1 模拟电脑键盘 其他硬件设备 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：arduino_library_UsbKeyboard 使用到RF24库下载地址：RF24 使用到NFC库下载地址：Adafruit_NFCShield_I2C 测试程序下载地址：Microduino_nrf_NFC 方案一：采用AVR-USB-HID设备 调试 步骤一：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 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 文件:Microduino nfc nrf1.jpg 600px 文件:Microduino nfc nrf2.jpg 600px 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。 步骤二：搭建网关 使用到的模块 文件:Microduino nfc nrf3.jpg 600px 叠堆 文件:Microduino nfc nrf4.jpg 600px 下载需要使用到的所有的库，放到Arduino IDE编译器文件夹里的libraries文件夹内； 修改匹配电子标签的卡号，使用NFC自带库将ID读取出来，打开Adafruit_NFCShield_I2C\examples\iso14443a_uid的示例程序，把“ Serial.print(" 0x");Serial.print(uid[i], HEX); ”改成“Serial.print(uid[i]);Serial.print(","); ”我们要的是uid[i]的值，改完编译通过后选择好板卡直接下载，下载成功打开串口监视器，刷卡就能识别出卡号了； 打开我们的“Microduino_nfc_nrf_send”程序，“dataCard_one[4]”和“dataCard_two[4]”数组用来存放匹配卡号，玩家把他改成自己的卡号就行，编译通过后选择好板卡直接下载； 步骤三：搭建节点 使用到的模块 文件:Microduino nfc nrf5.jpg 600px 叠堆（如果系统有3.3V供电则可以不需要FT232R） 文件:Microduino nfc nrf6.jpg 600px 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。 文件:Microduino nfc nrf7.jpg 600px 步骤四：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 http://v.youku.com/v_show/id_XNjk5NjM2Mjc2.html 方案二：采用Microduino 32U4作为USB设备 这里32U4相当于我们方案一里的AVR-USB-HID设备和Microduino核心板，因此我们只需要再叠加一个MIcroduino nRF24就可以搭建一个节点了。玩家不再需要焊接电路板了。 调试： 我们使用到的是Arduino自带的USB库，用他来实现模拟键盘数据输入。 步骤一：使用32U4和NFC搭建一个模拟键盘 下载测试程序“Microdiono_nfc_32u4”该程序实现通过NFC电子标签将指定的字符（模拟键盘按下值）在文本文档中打印出来。 文件:Microduino nfc nrf8.jpg 600px 玩家需要注意程序的几点： 1.玩家参考方案一更改自己成的卡号 2.“Keyboard.write();”函数只按一次按键，“Keyboard.press()”函数一直按住按键，要配合“Keyboard.releaseAll()”函数一起使用; 3.输入大小写字母数字直接用单引号，例如按下大写字母M：“Keyboard.write(‘M’);”，输入特殊案件则在hardware\arduino\cores\arduino里的“USBAPI.h”文件可以看到特殊按键名称，方法例如按下回车：“Keyboard.write(KEY_RETURN);” 步骤二：搭建网关 和方案一一样，这里不详细介绍,程序也一样。注意玩家需要更改自己的卡号。 步骤三：搭建节点 只需要一个Microduino 32U4和一个MIcroduino nRF24模块即可 文件:Microduino nfc nrf10.jpg 600px 程序换成microduino_nrf_nfc_receive_32u4即可 玩家需要更换成自己的密码（模拟按键值） 玩家可以在D6引脚接上LED指示灯观看nRF24是否正常通讯，有数据连接则LED灯点亮。 文件:Microduino nfc nrf11jpg 600px 比较 方案二比方案一更简单直接 方案二不用焊接电路 方案二可以一个NFC直接控制一台电脑也可以一个NFC同时控制多台电脑。