自制网络化 RFID 读卡器：Arduino + ENC28J60 以太网 + MFRC522

组件与物料

必需工具

• 剪刀或剥线钳

应用与在线服务

• PyCharm（运行 Python 服务端）
• Arduino IDE

项目简介

想给家里或办公室加 RFID 门禁/考勤系统？商业方案动辄 $200-$2000，太贵！我和朋友决定用不到 $100 做一个功能更强的系统——联网 Arduino RFID 读卡器，加 $20 还能控制门锁。原本为高中学生考勤设计，希望学校采纳。

开始前的准备（必做）

需安装两个库：

1. UIPEthernet：GitHub
2. MFRC522：GitHub

放入 Program Files(x86)/Arduino/Libraries/ 并重启 Arduino IDE。

硬件连接

1. Arduino Nano 插面包板
2. 查阅开发板引脚图找到 SPI 引脚（下文可修改）
3. Arduino 10 (SS) → 以太网模块 CS
4. Arduino 12 (MISO) → RFID MISO 和 以太网 SO
5. Arduino 11 (MOSI) → RFID MOSI 和 以太网 SI
6. Arduino 13 (SCK) → RFID SCK 和 以太网 SCK
7. Arduino 9 → RFID RST
8. Arduino 8 → RFID SSN（因以太网占用 10）
9. Arduino 5/4/3 → RGB LED 的绿/蓝/红（配 330Ω 电阻）
10. AC-DC 电源模块（3.3V/5V >700mA）接面包板正负极
11. Arduino GND 与电源 GND 共地
12. RFID 和以太网的 VCC/GND 接电源输出（注意：两模块仅支持 3.3V！严禁 5V，必要时分压）
13. LED VCC 接 Arduino 3.3V 或电源 3.3V
14. 以太网模块接网线，确保与电脑同一局域网
15. USB 连接 Arduino 与电脑

代码配置

代码注释详细，主要修改网络参数：

• MAC 地址可保持默认（多设备需修改）
• 192.168.x 网段可保持 IP
• DNS 可保持 8.8.8.8 或改 8.8.4.4
• 网关：运行 ipconfig 查看（默认 192.168.1.1，代码中为 192.168.1.5）
• 电脑 IP：ipconfig 获取
• 找到 “SEND TO SERVER” 部分，填入电脑 IP（或公网 IP 端口映射）
• 确保 Python 服务端运行（示例代码用于演示，可用任何 TCP/Telnet 服务端）

运行步骤

1. 接通 AC-DC 电源
2. Arduino 连电脑 USB
3. 确保同一网络
4. 烧录修改后的代码
5. 启动 Python/C++ 等 TCP 服务端
6. 复位 Arduino
7. 蓝灯亮起后刷卡，服务端收到 ID 即成功

LED 状态含义：

• 紫/渐变红：启动中
• 红：错误（卡角度问题或服务端超时）
• 绿：通过（服务端回复允许）
• 蓝：等待/读卡中

若 Arduino 卡顿 >30 秒亮红灯，可能原因：供电不足、服务端未运行、网络不通、IP 填错。排查建议：关闭防火墙、放行端口 23、路由器端口映射、有线直连路由器、更换大功率电源。

注意：代码不含门锁控制，如需门禁功能需自行添加。

代码

Arduino 代码

/* 引脚定义见代码注释 */
#include <UIPEthernet.h>
#include <SPI.h>
#include <MFRC522.h>

#define RST_PIN 9
#define SS_PIN 8

byte sector = 0, blockAddr = 0, trailerBlock = 1;
int red = 3, blue = 4, green = 5;
EthernetClient client;
MFRC522 mfrc522(SS_PIN, RST_PIN);
MFRC522::MIFARE_Key key;
signed long timeout;

void setup() {
  pinMode(red, OUTPUT); pinMode(blue, OUTPUT); pinMode(green, OUTPUT);
  Reset(); Serial.begin(9600);
  SPI.begin();
  uint8_t mac[6] = {0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05};
  IPAddress mip(192,168,1,160), mdns(8,8,8,8), mgate(192,168,1,5), msubnet(255,255,255,0);
  Ethernet.begin(mac, mip, mdns, mgate, msubnet);
  Serial.println("Succesful connection");
  for(int t=255;t>0;t--){ analogWrite(red,t); delay(10); }
  mfrc522.PCD_Init();
  for(byte i=0;i<6;i++) key.keyByte[i]=0xFF;
  Serial.println(F("Scan a Card")); dump_byte_array(key.keyByte, MFRC522::MF_KEY_SIZE);
  timeout=0; delay(2000); Reset();
}

void loop() {
  if(!mfrc522.PICC_IsNewCardPresent()){ digitalWrite(blue,LOW); return; }
  if(!mfrc522.PICC_ReadCardSerial()) return;
  digitalWrite(blue,HIGH);
  byte piccType = mfrc522.PICC_GetType(mfrc522.uid.sak);
  if(piccType!=MFRC522::PICC_TYPE_MIFARE_MINI && piccType!=MFRC522::PICC_TYPE_MIFARE_1K && piccType!=MFRC522::PICC_TYPE_MIFARE_4K){ Error(); return; }
  byte status, buffer[18], size=sizeof(buffer);
  status = mfrc522.PCD_Authenticate(MFRC522::PICC_CMD_MF_AUTH_KEY_A, trailerBlock, &key, &(mfrc522.uid));
  if(status!=MFRC522::STATUS_OK){ Error(); return; }
  status = mfrc522.MIFARE_Read(blockAddr, buffer, &size);
  if(status!=MFRC522::STATUS_OK){ Error(); }
  mfrc522.PICC_HaltA(); mfrc522.PCD_StopCrypto1();

  if(client.connect(IPAddress(192,168,1,100),23)){
    timeout=millis()+1000; Serial.println("Client connected");
    String ID = dump_byte_array(buffer,size); client.println(ID); Serial.println("sent:"+ID); delay(10);
    while(client.available()==0){ if(timeout-millis()<0) goto close; }
    int sz; while((sz=client.available())>0){
      uint8_t* msg=(uint8_t*)malloc(sz); sz=client.read(msg,sz); Serial.write(msg,sz);
      if(sz==sizeof("g")-1) Pass(); else Error(); free(msg);
    }
    close: client.stop();
  }else{ Serial.println("Couldn't connect to Server"); Error(); }
  Reset();
}

String dump_byte_array(byte *buffer, byte bufferSize){
  String out=""; for(byte i=0;i

import SocketServer
class MyTCPHandler(SocketServer.BaseRequestHandler):
    def handle(self):
        self.data = self.request.recv(1024).strip()
        print "{} wrote:".format(self.client_address[0])
        print self.data
        # SQL 逻辑：若匹配发送 "g" 并记录，否则发送 "bb"
        self.request.sendall("g")

if __name__ == "__main__":
    HOST, PORT = "", 23
    server = SocketServer.TCPServer((HOST, PORT), MyTCPHandler)
    server.serve_forever()