### 第7课 校园智能门禁
让我们用RFID刷卡模块和舵机打造一个校园智能门禁系统，通过刷卡识别身份并自动控制门开与关，体验安全便捷的智慧校园生活！
#### 7.1 RFID刷卡模块
RFID刷卡模块是一种基于无线射频识别技术的非接触式读卡设备，可快速识别IC卡或电子标签中的身份信息，广泛应用于门禁、考勤和支付系统。
##### 7.1.1 参数
- 工作电压：DC 5V
- 工作电流：13 ~ 100 mA / DC 5V
- 空闲电流：10 ~ 13 mA / DC 5V
- 休眠电流：< 80 uA
- 峰值电流：< 100 mA
- 工作频率：13.56 MHz
- 最大功率： 0.5 W
- 数据传输速率：最大10Mbit/s
- 工作温度：-10°C ~ +50°C
- 尺寸：48mm x 24mm x 8 mm
- 定位孔大小：直径为 4.8 mm
- 接口：间距2.54 mm，4pin弯针接口
##### 7.1.2 原理
**工作流程**
**（1）能量传输**
- 读卡器天线发射电磁场 → 为无源RFID卡（无电池）提供能量。
**（2）数据交互**
- 卡片进入磁场范围后激活 → 通过负载调制将卡内数据（如：卡号）传回读卡器。
**（3）身份验证**
- 读卡器解码数据 → 与系统数据库比对完成认证。
##### 7.1.3 实验代码
##### 7.1.4 代码说明
- 初始化 RFID
- 串口初始化
- 检测是否有卡进入射频场，激活卡片读取UID并打印在串口监视器。
- 每0.1秒刷新一次
##### 7.1.5 实验结果
外接电源，选择好正确的开发板板型（ESP32 Dev Module）和 适当的串口端口（COMxx），然后单击按钮上传代码。上传代码成功后，单击Mixly IDE左上角的，出现串口监视器窗口，设置串口波特率为 `9600`。
将RFID磁卡放入磁场范围内检测，读卡器将读取到的RFID卡号以16进制的形式打印在串口监视器。
##### 7.1.6 常见问题解决
1\. **无法读取卡片**
- 检查I2C地址是否正确。
- 检查供电电压（5V）、卡片类型。
2\. **版本显示 `0x00` 或 `0xFF`**
- 检查I2C线路（SDA/SCL是否接反）。
- 确保供电电压稳定。
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#### 7.2 舵机
舵机是一种通过接收控制信号来精确控制旋转角度的电机。
我们用到的这款舵机有三根外接线，棕色线为接地线，红色线为电源正极，橙色线为信号线。
##### 7.2.1 参数
- 工作电压: DC 3.3 ~ 5V
- 工作温度：-10°C ~ +50°C
- 尺寸：32.25mm x 12.25mm x 30.42 mm
- 接口：间距为2.54 mm 3pin排母接口
##### 7.2.2 原理
**1. 舵机的工作原理**
舵机是一种闭环控制的位置伺服电机，ESP32通过 **PWM（脉冲宽度调制）信号** 控制其角度。核心工作原理：
**PWM信号输入**：
- ESP32生成50Hz（周期20ms）的PWM信号
- **脉冲宽度（高电平时间）决定角度**：
- **0.5ms（500μs）→ 0°**
- **1.5ms（1500μs）→ 90°**（中间位置）
- **2.5ms（2500μs）→ 180°**
**引脚限制**：
- 避免使用以下引脚（有特殊功能）：
- GPIO0（下载模式）
- GPIO2（内部上拉）
- GPIO12（启动时电平敏感）
##### 7.2.3 实验代码
⚠️ 警告：舵机必须正确安装固定后才能通电运行，否则可能因堵转损坏。
⚠️ 详情请查看产品组装教程，舵机必须 **先初始化** 再安装。
##### 7.2.4 代码说明
1\. 初始化舵机（GPIO32引脚）
2\. 循环执行：
- 转到90° → 暂停1秒
- 转到135° → 暂停1秒
- 转到180° → 暂停1秒
- 重复循环
##### 7.2.5 实验结果
⚠️ 警告：舵机必须正确安装固定后才能通电运行，否则可能因堵转损坏。
⚠️ 详情请查看产品组装教程，舵机必须 **先初始化** 再安装。
外接电源，选择好正确的开发板板型（ESP32 Dev Module）和 适当的串口端口（COMxx），然后单击按钮上传代码。上传代码成功后，舵机会按以下规律循环运动：
1\. 立即转到90°位置 → 关门状态，保持1秒
2\. 转到135°位置 → 开关门的中间位置，保持1秒
3\. 转到180°位置 → 开门状态，保持1秒
4\. 重复此循环（90°→135°→180°→90°...）
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#### 7.3 校园智能门禁
在前面的课程中，我们已经掌握了RFID刷卡模块的身份识别功能和舵机的机械控制原理。现在，让我们将这些技术融合创新，共同打造一个智能化的校园门禁系统！通过这个项目，我们将实现刷卡自动开锁功能，既提升校园安全，又展现科技魅力。
这套系统能够识别授权人员的RFID卡片，通过舵机驱动门锁开关。接下来，我们将从流程图到程序编写，最终实现一个稳定可靠的智能门禁原型。准备好了吗？现在就开始我们的项目开发吧！
##### 7.3.1 流程图
##### 7.3.2 实验代码
⚠️ 请确保组装前舵机已经初始化，否则可能导致舵机堵转损坏。
⚠️ **上传代码前请将代码块中的RFID卡号替换成你自己的RFID卡号。**
##### 7.3.3 代码说明
- 初始化RFID和串口波特率
- 检测是否有新卡靠近，读取 RFID卡号，并且串口打印RFID卡号，比较读取的 RFID卡号 是否与你设置的 RFID卡号 匹配。
- 匹配 → 开门（`180°`），2 秒后自动关门（`90°`）。
- 不匹配 → 无操作（门保持关闭）。
##### 7.3.4 实验结果
⚠️ 警告：舵机必须正确安装固定后才能通电运行，否则可能因堵转损坏。
⚠️ 详情请查看产品组装教程，舵机必须 **先初始化** 再安装。
外接电源，选择好正确的开发板板型（ESP32 Dev Module）和 适当的串口端口（COMxx），然后单击按钮上传代码。上传代码成功后，智能门禁系统循环检测：
- 有卡 → 读RFID卡号 → 匹配成功 → 开门 → 延时2秒 → 关门
- 有卡 → 读RFID卡号 → 匹配失败 → 提示未授权
- 无卡 → 继续检测
##### 7.3.5 常见问题解决
1\. 无法检测卡片
- 检查I2C地址是否错误、接线是否松动
2\. 舵机不转动
- 检查供电电压，外接电源
- 确保安装前已将舵机初始化
3\. 串口输出乱码
- 确保串口监视器设为115200