RFID-lukijan prototyypin kehitys

Abstract

Opinnäytetyön aiheena oli toteuttaa kannettava RFID-lukija Metropolia Ammattikorkeakoulun laboratoriotuntien seurantalaitteeksi. Lukijalaitteen tarkoitus on kerätä opiskelijoiden saapumis- ja poistumistietoja laboratoriotunneilta. Lukijaan oli myös tarkoitus saada USB-väylän PC-liitettävyys, jotta tiedonkeruu olisi mahdollista viedä edelleen käsiteltäväksi ja esimerkiksi tilastoitavaksi.

Ainakin vielä toistaiseksi nykykäytäntönä laboratoriotunneilla on vanhanaikainen kynä-paperimenetelmä, jolle haluttiin lähteä toteuttamaan vaihtoehtoista ja käytännöllisempää sähköistä ratkaisua. Laboratoriotuntien pakollisuuden ja toisaalta ajankäyttöön liittyvien erikoisuuksien takia tällaiselle sähköiselle mallille voisi olla käyttöä.

RFID-lukijalaitteen prototyypin toteutus koostui seuraavista komponenteista: Parallax RFID Card Readerista, PSoC-mikro-ohjaimen kehitysalustasta, LCD-näytöstä, reaaliaikakellopiiristä (RTC), ulkoisesta muistista (EEPROM) sekä numeronäppäimistöstä. Lisäksi kehitysalustalla olevan mikro-ohjaimen ohjelmointiin käytettiin PC-tietokoneeseen USB-liitettävää ohjelmointilaitetta. Ohjelmistokehitys tehtiin PC-tietokoneella PSoC Programmer -kehitysympäristössä.

Kehitystyön lopuksi sain valmiiksi testatusti toimivan prototyypin, joka sisälsi lähes kaikki alkuperäiset määritellyt toiminnallisuudet. Käyttäjä pystyy valitsemaan halutun kurssin, lisäämään kurssin, muuttamaan reaaliaikakellon aikaa, kirjautumaan kurssille sisään tai ulos sekä liittämään laitteen USB-väylään virran syöttöä varten. USB-väylän kommunikaatio PC-tietokoneelle jäi osittain vielä toteuttamatta.

The purpose of this bachelor’s thesis was to design and implement a portable RFID reader prototype for the Embedded Systems laboratory classes of Metropolia University of Applied Sciences. The main goal was to build a reader device which can collect students' arrival and exit information from laboratory classes. The reader was also to be provided with USB port connectivity to PC, so that it would be possible to handle and export data for further processing, for example, for statistical purposes.

The current practice in laboratory classes is the old-fashioned so-called pen-paper method and we wanted to build a better and more practical solution for this kind of bookkeeping. As these laboratory classes are mandatory and on the other hand also contains some time-related deviations, we thought that this electronic solution could be much more useful.

The implementation of the RFID reader prototype consists of the following components: Parallax RFID Card Reader, PSoC microcontroller’s development platform, an LCD screen, a real-time clock circuit (RTC), an external memory (EEPROM) and a keypad. In addition PSoC’s development platform includes the USB connectivity that was successfully designed and programmed on PC with PSoC Programmer development software.

The outcome of the development work was a duly tested prototype, which included almost all the original set of planned functions. With the prototype the user can select or add a desired course, change the real-time clock’s time, log into or out of class, and the device can be connected to a USB port for power. Full USB bus communication for PC was not yet fully implemented.