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2.2.7 Modulo RFID MFRC522
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Introduzione
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L'identificazione a radiofrequenza (RFID) fa riferimento a tecnologie che 
utilizzano la comunicazione wireless tra un oggetto (o tag) e un dispositivo 
interrogante (o lettore) per tracciare e identificare automaticamente tali oggetti.

Alcune delle applicazioni più comuni per questa tecnologia includono catene 
di approvvigionamento al dettaglio, militari, metodi di pagamento automatici, 
monitoraggio e gestione bagagli, tracciamento documenti e gestione farmaceutica, 
tra le altre.

In questo progetto, utilizzeremo RFID per la lettura e la scrittura.

Componenti
--------------

.. image:: img/list_2.2.7.png

Principio
------------

**RFID**

L'identificazione a radiofrequenza (RFID) coinvolge tecnologie che utilizzano 
la comunicazione wireless tra un oggetto (o tag) e un dispositivo interrogante 
(o lettore) per tracciare e identificare automaticamente tali oggetti. La portata 
di trasmissione del tag è limitata a pochi metri dal lettore. Non è necessariamente 
richiesta una linea di vista chiara tra lettore e tag.

La maggior parte dei tag contiene almeno un circuito integrato (IC) e un’antenna. 
Il microchip memorizza le informazioni ed è responsabile della gestione della 
comunicazione a radiofrequenza (RF) con il lettore. I tag passivi non hanno una 
fonte di energia indipendente e dipendono da un segnale elettromagnetico esterno 
fornito dal lettore per alimentare le loro operazioni. I tag attivi, invece, 
contengono una fonte di energia indipendente, come una batteria, e possono quindi 
avere maggiori capacità di elaborazione, trasmissione e portata.

.. image:: img/image230.png


**MFRC522**

MFRC522 è un tipo di chip integrato per la lettura e scrittura di schede, 
comunemente utilizzato a 13,56 MHz. Prodotto dalla NXP, è un chip di scheda 
non a contatto a basso voltaggio, basso costo e di piccole dimensioni, ideale 
per strumenti intelligenti e dispositivi portatili.

L’MF RC522 utilizza un avanzato concetto di modulazione e demodulazione, 
pienamente rappresentato in tutti i tipi di metodi e protocolli di comunicazione 
senza contatto a 13,56 MHz. Inoltre, supporta l’algoritmo di crittografia rapida 
CRYPTO1 per verificare i prodotti MIFARE. MFRC522 supporta anche la comunicazione 
non a contatto ad alta velocità della serie MIFARE, con una velocità di trasmissione 
dati bidirezionale fino a 424 kbit/s. Come nuovo membro della serie di lettori 
integrati altamente integrati a 13,56 MHz, MF RC522 è molto simile agli esistenti MF 
RC500 e MF RC530, ma con notevoli differenze. Comunica con il dispositivo host tramite 
interfaccia seriale, riducendo la necessità di cablaggi. Puoi scegliere tra modalità 
SPI, I2C e seriale UART (simile a RS232), riducendo il numero di connessioni, risparmiando 
spazio sulla scheda PCB e riducendo i costi.

Schema del Circuito
----------------------

.. image:: img/image331.png


Procedure Sperimentali
--------------------------

**Passo 1:** Monta il circuito.

.. image:: img/image232.png
    :width: 800

**Passo 2:** Configura SPI (consulta l':ref:`spi_configuration` per maggiori dettagli. Se hai già configurato SPI, salta questo passo.)

Per Utenti Linguaggio C
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

**Passo 3:** Vai alla cartella del codice.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/c/2.2.7/

**Passo 4:** Compila il codice.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    make read
    make write

.. note::
    Sono disponibili due esempi per leggere o scrivere l'ID della scheda. 
    Scegli quello che meglio si adatta alle tue esigenze.

**Passo 5:** Esegui il file eseguibile.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    sudo ./read

.. raw:: html

   <run></run>
   
.. code-block:: 

    sudo ./write

.. note::

    Se il programma non funziona o appare il messaggio di errore: \"wiringPi.h: No such file or directory\", consulta la sezione :ref:`Il codice C non funziona?`. 

**Spiegazione del Codice**

.. code-block:: c

    InitRc522();

Questa funzione serve a inizializzare il modulo RFID RC522.

.. code-block:: c

    uint8_t read_card_data();

Questa funzione legge i dati della scheda e, se la lettura ha successo, restituisce "1".

.. code-block:: c

    uint8_t write_card_data(uint8_t *data);

Questa funzione scrive i dati nella scheda e restituisce "1" in caso di successo. 
\*data rappresenta le informazioni che saranno scritte sulla scheda.



Per Utenti Linguaggio Python
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

**Passo 2**: Attivare l’Ambiente Virtuale.

.. note::
    
    * Prima di attivarlo, assicurati di aver creato un ambiente virtuale; per maggiori dettagli consulta :ref:`create_virtual`.

    * Ogni volta che riavvii il Raspberry Pi o apri un nuovo terminale, dovrai eseguire nuovamente il comando seguente per attivare l'ambiente virtuale.

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: shell

    source myenv/bin/activate

Una volta attivato l’ambiente virtuale, vedrai il nome dell’ambiente prima del prompt della riga di comando, indicando che stai lavorando all'interno dell’ambiente virtuale.


**Passo 3:** Installa le librerie.

La libreria ``spidev`` gestisce le interazioni con l’interfaccia SPI ed è una componente chiave per questo tutorial, poiché è necessaria per far interagire il Raspberry Pi con l’RFID RC522.

Esegui il seguente comando per installare ``spidev`` sul tuo Raspberry Pi tramite ``pip``.

.. raw:: html

    <run></run>
 
.. code-block::

    sudo pip3 install spidev


Continua installando la libreria MFRC522. La libreria MFRC522 contiene due file: ``MFRC522.py`` e ``SimpleMFRC522.py``.

``MFRC522.py`` realizza l'interfaccia per l'RFID RC522 e gestisce tutto il lavoro di comunicazione con l'RFID attraverso l'interfaccia SPI del Pi.

``SimpleMFRC522.py`` utilizza il file ``MFRC522.py`` e lo semplifica notevolmente, permettendoti di gestire solo alcune funzioni specifiche invece di una gamma più ampia.

.. raw:: html

    <run></run>
 
.. code-block::

    sudo pip3 install mfrc522


**Passo 4**: Uscire dall’Ambiente Virtuale 

Quando hai completato il tuo lavoro e desideri uscire dall'ambiente virtuale, esegui semplicemente:

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: shell

    deactivate

Questo comando ti riporterà all'ambiente Python globale del sistema.

**Passo 5:** Vai alla cartella del codice.

.. raw:: html

    <run></run>
 
.. code-block::

    cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/python/2.2.7

**Passo 6:** Esegui il file eseguibile.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo python3 2.2.7_read.py

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo python3 2.2.7_write.py

.. note::

    * Dopo aver eseguito ``2.2.7_read.py``, verranno stampati nella shell l'``id`` e il ``testo`` della tua carta.
    * Dopo aver eseguito ``2.2.7_write.py``, devi prima scrivere un messaggio, premere ``Invio`` per confermare e infine posizionare la tua carta sul modulo MFRC522 RFID per completare la scrittura.


**codice**

.. note::

    Puoi **Modificare/Reimpostare/Copiare/Eseguire/Interrompere** il codice qui sotto. Ma prima di farlo, è necessario andare nel percorso del codice sorgente come ``davinci-kit-for-raspberry-pi/python``. 
    
.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

    # lettura
    import time
    from mfrc522 import SimpleMFRC522
    import RPi.GPIO as GPIO

    reader = SimpleMFRC522()

    def main():
        while True:
            print("Reading...Please place the card...")
            id, text = reader.read()
            print("ID: %s\nText: %s" % (id,text))
            time.sleep(3)
            
    def destroy():
        GPIO.cleanup()
        
    if __name__ == '__main__':
        try:
            main()
        # Quando si preme 'Ctrl+C', viene eseguito destroy()
        except KeyboardInterrupt:
            destroy()

    
.. raw:: html

    <run></run>
        
.. code-block:: python

    # scrittura
    from mfrc522 import SimpleMFRC522
    import RPi.GPIO as GPIO

    reader = SimpleMFRC522()

    def main():
        while True:
            text = input('Please write new data:')
            print("Please place the card to complete writing")
            reader.write(text)
            print("Data writing is complete")
            
    def destroy():
        GPIO.cleanup()
        
    if __name__ == '__main__':
        try:
            main()
        # Quando si preme 'Ctrl+C', viene eseguito destroy()
        except KeyboardInterrupt:
            destroy()

**Spiegazione del Codice**

.. code-block:: python

    reader = SimpleMFRC522()

Istanzia la classe ``SimpleMFRC522()``.

.. code-block:: python

    reader.read()

Questa funzione serve per leggere i dati della carta. Se la lettura ha successo, verranno restituiti id e testo.

.. code-block:: python

    reader.write(text)

Questa funzione serve per scrivere informazioni sulla carta; premi il tasto ``Invio`` per completare la scrittura. ``text`` rappresenta le informazioni da scrivere sulla carta.

Immagine del Risultato
-------------------------

.. image:: img/image233.jpeg