树莓派4b入门之开发RFID系统—简介、搭建MFRC522-SPI环境

一、系统简介
二、模块连接
- 1.引脚定义
- 2.接口对应关系
三、搭建接口环境
- 1.开启SPI
- 2.模块功能设计
- 3.安装SPI dev库
- 4.安装SPI-Py拓展
- 5.安装MFRC522库

一、系统简介

一套完整的RFID系统，由读写器、电子标签和数据管理系统（应用软件系统）三部分组成。本系列文章将分享用树莓派结合RFID模块开发一个简易的管理系统，这套系统涵盖数据库、前端服务器、硬件模块等资源来实协调控制，其低成本，通用性强的特点，也可以满足其他近距离通信、身份识别等领域，或者是其他个性化的二次开发。

系统选型方面参考：https://blog.csdn.net/m0_46509211/article/details/112796780，物联网嵌入式开发板是主角Raspberry pi 4B+(V1.2版本)、RFID读写模块选择MFRC522，它适用于各种基于ISO/IEC 14443A 标准并且要求低成本、小尺寸、高性能以及单电源的非接触式通信的应用场合，搭配应用最为广泛，拥有16个扇区、32位的序列号，并且支持加密验证的RFID标签Mifare1 S50，相关原理和特性这里不作多介绍。

模块实物图

二、模块连接

1.引脚定义

树莓派与MFRC522 的接口定义：

MFRC522模块引脚图

Raspberry pi的GPIO口引脚图

2.接口对应关系

将MFRC522模块8个引脚的其中7个引脚连接到Raspberry pi的GPIO接口。

MFRC522模块与Raspberry pi接口对应关系如下参照表：

也可以直接查看如下电路连接图（线路对应颜色见参照表）

（网图）

三、搭建接口环境

1.开启SPI

进入SSH终端后（树莓派刷机与上位机的通信等参考：https://blog.csdn.net/m0_46509211/article/details/113646244），首先对Raspberry pi配置进行更改。默认情况下，Raspberry Pi禁用了SPI（串行外围接口）。打开raspi-config工具，通过打开终端并运行sudo raspi-config命令来完成此操作。

运行“lsmod | grep spi”命令，查看列出了spi_bcm2835，确保SPI成功启用。

Raspberry Pi需要更新，以确保正在运行所有软件的最新版本，在Raspberry Pi上运行“sudo apt-get update”命令，等待更新完成。

2.模块功能设计

模块的读写功能主要依靠运行Python脚本实现，除了基本的读取RFID标签的UID外，Python2部分是以操作脚本代码的方式对RFID标签的指定扇区进行数据读写；以Python3实现的部分则可直接地进行读写扇区数据。实际开发时可以依据系统功能设计来选择即可，《两种MFRC522读写脚本》https://blog.csdn.net/m0_46509211/article/details/123313359 对这两个部分的Python编码实现作了详细介绍。

在用户主目录下创建两个文件夹，分别通过运行“mkdir MFRC522-python2”、“mkdir MFRC522-python3”命令来创建名称为MFRC522-python2和MFRC522-python3的文件夹,之后将在其中存储python2和python3的脚本和库，以分别实现两种不同的功能，下文以依次列举操作方式，不需要该功能则忽略下文步骤中该文件夹内的操作。

3.安装SPI dev库

首先安装需要用到的SPI dev接口支持库。

通过运行“python -V”、“python3 -V”命令查看python2和python3的版本；运行“pip -V”、“pip3 -V”命令查看pip是否已安装。（Python 2.7.9 +或Python 3.4+以上版本都自带pip工具）

进入MFRC522-python2中,运行“sudo apt-get install python-spidev”命令安装支持Python 的spidev接口支持库。

进入MFRC522-python3中,运行“sudo pip3 install spidev”命令，通过pip安装支持Python 3的spidev接口支持库。

4.安装SPI-Py拓展

接着在MFRC522-python2中，运行“git clone”命令，下载SPI的硬件扩展，地址：https://github.com/lthiery/SPI-Py.git

然后运行“cd SPI-Py”命令进入下载好的SPI-Py.git，根据前人踩过的坑，这里需运行“git checkout 8cce26b9ee6e69eb041e9d5665944b88688fca68”命令切换分支。

之后运行“sudo python setup.py install”命令使用setup.py脚本安装此扩展。

注意，MFRC522-python3文件夹中不需要以上操作。

5.安装MFRC522库

最后安装MFRC522模块需要用到的库。

在MFRC522-python2中，运行“cd …”命令返回上一级，然后再运行“git clone https://github.com/mxgxw/MFRC522-python.git”命令下载安装MFRC522库，实现SPI接口与MFRC 522模块的通信，这个库依赖于上一步中安装的“SPI-Py”扩展。

在MFRC522-python3中，则直接使用pip将MFRC522库安装到Raspberry Pi中，运行“sudo pip3 install mfrc522”命令。

以上所需库安装完毕后，MFRC522的SPI接口开发环境就基本准备完成啦。

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