طراحی و پیاده سازی سیستم شمارشگر افراد با RFID و برد وای فای ESP8266

کنترل جمعیت و شمارش افراد حاضر در سالن های آمفی تئاتر و … همواره یکی از دغدغه ها و چالش های دانشگاه ها، ادارت، بیمارستان ها و… است.  هر سالن دارای ظرفیت مشخصی است. از طرفی دیگر مسئولین علاوه بر کنترل تردد، در همایش های رایگان نیز می بایست تعداد ورودی افراد را شمرده تا از ازدحام جمعیت و ورود افراد بیش از ظرفیت سالن جلوگیری نمایند. طبعا در چنین شراییطی شمارش افراد کار ساده ای نیست؛ به همین جهت می توان از بردهای پردازشی استفاده نمود. در این آموزش به کمک برد NODEMCU و فناوری RFID، تعداد افراد حاضر در سالن را کنترل می کنیم. در ادامه پروژه ساخت شمارشگر افراد با مرجع تخصصی آردوینو به زبان فارسی، دیجی اسپارک، همراه باشید.

عملکرد سیستم شمارشگر افراد در سالن‌ها

سیستم کنترل جمعیت سالن بر مبنای فناوری RFID عمل می کند. در این پروژه، به هر فردی که قصد ورود به سالن را دارد، یک تگ RFID تحویل داده می شود. فرد با قرار دادن تگ در کنار محل تشخیص کارت، می تواند به سالن ورود پیدا کند. از طرفی واحد پردازنده با دریافت هر تگ، یک واحد به جمعیت افراد حاضر در سالن اضافه می کند.

 در این پروژه تعداد افراد حاضر در سالن را کاربر و یا مسئول سالن می تواند به صورت بی سیم و در مرورگر رایانه یا حتی تلفن همراه خود مشاهده کند. در ادامه نیز به تشریح قطعات به کار رفته در پروژه می پردازیم.

ماژول RFID مدل EM19

فناوری RFID را بی شک یکی از مهم ترین و پرکاربردترین فناوری ها می توان در حوزه اینترنت اشیا در نظر گرفت. در این فناوری که ارتباط بی سیم بین فرستنده و گیرنده شکل می گیرد، بخش گیرنده نیازی به منبع تغذیه ندارد.  در حقیقت این فناوری از دو قسمت ماژول گیرنده و تگ RFID تشکیل شده است. تگ RFID با قرارگیری در مجاورت گیرنده، کد شناسه خود را به گیرنده مخابره می کند. در سمت گیرنده، ماژول EM19 شماره ID تگ را در پورت سریال خود قرار می دهد. بدین ترتیب به سادگی و تنها از طریق ارتباط سریال، واحد میکروکنترلر می تواند شماره شناسه تگ را بخواند.

پس از خواندن شناسه در پورت سریال، واحد میکروکنترلر جمعیت سالن را یک واحد افزایش می دهد. قسمت بعدی مربوط به این موضوع است.

برد NODEMCU

اگر نگوییم جادویی، قطعا برد NODEMCU یکی از بهترین و پرکاربردترین بردها در زمینه اینترنت اشیا به شمار می رود. این برد قابلیت اتصال به مودم، ایجاد شبکه نقطه دسترسی و از همه مهم تر، قابلیت برنامه نویسی و اجرای برنامه های آردوینو را داراست. به طور کلی این برد، یک برد کامل با اتصال بی سیم و بدون نیاز به میکروکنترلر اضافه است.

در این پروژه، برد NODEMCU هرگاه در رابط سریال خود داده ای دریافت کند، یک واحد به متغیر مربوط به جمعیت سالن اضافه می کند. از طرفی دیگر این برد اقدام به ایجاد یک نقطه دسترسی می نماید. با اتصال به نقطه دسترسی و وارد کردن آدرس آن، می توانیم در مرورگر تعداد افراد حاضر در سالن را مشاهده کنیم. جهت راه اندازی و کار با این برد کاربردی سلسله آموزشی از پایه تا پیشرفته منتشر شده که با کلیک بر روی این لینک می توانید آن را مطالعه کنید. پس از بررسی قطعات پروژه، نوبت به اجرای آن می رسد. در ابتدا قسمت بعد به معرفی شماتیک و اتصالات می پردازد.

شماتیک و اتصالات پروژه شمارشگر افراد

در این قسمت به بررسی شماتیک و اتصالات پروژه می پردازیم. در ابتدا به تصویر زیر که فرم کلی اتصالات را نمایش می دهد، دقت کنید.

در ادامه به شیوه زیر، اتصالات را در پیش بگیرید.

• اتصال پایه TX ماژول EM19 به پایه RX برد NODEMCU
• اتصال پایه VCC ماژول EM19 به پایه ۳٫۳ ولت برد NODEMCU
• اتصال پایه GND ماژول EM19 به پایه GND برد NODEMCU

کدهای پروژه شمارشگر افراد

پس از بررسی اتصالات پروژه، نوبت به کدهای آن می رسد. پیش از آپلود کد، لطفا کابل متصل به پایه RX برد NODEMCU را که به پایه TX ماژول EM19 متصل است، جدا کرده و سپس برنامه را آپلود نمایید.

اجرای پروژه شمارشگر افراد

پس از آپلود کدها، نوبت به اجرای پروژه می رسد. جهت اجرای پروژه؛ ابتدا وارد لیست وای فای های تلفن همراه و یا رایانه خود شوید. در این لیست، نام people را مشاهده خواهید نمود. به این نام متصل شوید. سپس جهت تست، ابتدا سریال مانیتور را باز کرده و تگ RFID را در مجاورت ماژول گیرنده قرار دهید. در این حالت، با تصویر زیر رو به رو خواهید شد.

پس از اتصال، آدرس ۱۹۲٫۱۶۸٫۴٫۱ را در مرورگر خود وار کنید. در صفحه مرورگر نیز با تصویر زیر که تعداد افراد حاضر در سالن را نمایش می دهد، رو به رو خواهید شد. با هربار قرار دادن تگ در مجاورت گیرنده و پس از آن رفرش صفحه، می توانید تعداد افراد حاضر در سالن را مشاهده نمایید.

 پس از اجرای پروژه، نوبت به تحلیل و بررسی کدهای آن می رسد. قسمت بعد مربوط به این موضوع است.

تحلیل کدهای پروژه شمارشگر افراد

پس از اجرای پروژه، نوبت به تحلیل کدهای آن می رسد. البته درون کدهای پروژه به صورت خط به خط توضیح (کامنت) درج شده که با مطالعه آن می توانید روال کلی کار را دریابید. به همین منظور در اینجا به صورت مختصر، به کدهای پروژه می پردازیم. در ابتدا به کمک تابع mode، ماژول ESP8266 در حالت نقطه دسترسی قرار می گیرد. پس از آن با تعریف تابع سرور و متد داده، سرور را آماده سازی می کنیم. در حلقه تگرار نیز با دریافت داده در بافر سریال، یک واحد به متغیر people جهت ذخیره سازی افراد حاضر در سالن، اضافه می گردد. در نهایت با درخواست و اتصال کاربر به سرور ایجاد شده روی NOEMCU، تابع count اجرا شده و تعداد افراد حاضر در سالن را نمایش می دهد.

لوازم مورد نیاز

•  ماژول گیرنده RFID مدل EM19
• تگ RFID سکه ای با فرکانس ۱۲۵ کیلوهرتز
• برد NODEMCU

جمع بندی

در این آموزش به طراحی و پیاده سازی یک سیستم کنترل جمعیت افراد حاضر در سالن ها پرداختیم. سالن های آمفی تئاتر، سالن های کنفرانس و … در دانشگاه ها، بیمارستان ها، ادارات و… دارای ظرفیت مشخصی هستند. از آنجاییکه در هنگام برگزاری مراسم های مختلف کنترل جمعیت افراد حاضر در سالن امری چالش بر انگیز است، مثل همیشه از بردهای پردازشی و فناوری های ارتباطی وابسته به آن استفاده می کنیم. در این آموزش به کمک برد NODEMCUو ماژول گیرنده RFID مدل EM19، یک سیستم کنترل و نمایش تعداد افراد حاضر در سالن پرداختیم. به کمک این سیستم، مسئول کنترل سالن به شکلی بی سیم و از طریق مرورگر رایانه و یا حتی تلفن همراه، می تواند تعداد افراد حاضر در سالن را مشاهده نماید. بدین ترتیب به سادگی و از این طریق، می توان جمعیت حاضر در سالن را مشخص کرده و ظرفیت باقی مانده را مشاهده نمود.

چنانچه در مراحل راه اندازی و انجام این پروژه با مشکل مواجه شدید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد. همچنین اگر ایرادی در کدها و یا مراحل اجرایی وجود دارند می‌توانید از همین طریق اطلاع رسانی کنید.