硬件编程 · NFC 打卡自习馆签到 · 2026-09-13

NFC 打卡自习馆签到

需求洞察

自习馆和合作社的日常运营里，签到往往靠纸质登记、微信群接龙或前台人工确认。用户到了座位，先找笔、翻本子，或者掏手机在群里发“已到”，操作繁琐；管理员事后还得把散落的信息整理成表格，费时且容易漏记。对于按小时计费或需要统计自习时长的场景，签到不准会直接影响结算和座位调度。

目标用户是两类人：一是自习馆会员和合作社成员，他们希望“刷一下就走”，不想被签到流程打断学习状态；二是空间管理员，他们需要低成本、可追溯、能自动汇总的签到数据，而不是每天手工抄写。真实痛点是：签到动作要快、身份要准、记录要自动同步、设备要便宜且不依赖专人维护。

为什么值得做？ESP32 加 PN532 的方案成熟、开源资料多，80 元内能做出稳定原型。NFC 卡可以贴在会员卡、手机壳或钥匙扣上，用户无需打开 App。飞书 webhook 让数据直接进入群机器人，管理员不用登录后台。对小型自习馆来说，这套设备可以放在门口或每张桌子旁，即装即用，后期还能扩展占座检测、灯光联动和时长统计。

方案设计

感知层由 PN532 负责。它通过 I2C 与 ESP32 通信，读取 Mifare Classic 或 NTAG 卡片的 UID。OLED 同挂在 I2C 总线上，显示“请刷卡”“打卡成功”“卡未注册”等状态。按键用于两种场景：一是管理员短按进入注册模式，把新卡 UID 写入白名单；二是用户刷卡异常时，长按触发重新上报。

控制层是 ESP32。它维护一个本地卡号白名单，可以用数组或 Preferences 存储。读到 UID 后，先比对白名单，再决定是否上报。控制层还负责去重，比如同一张卡 30 秒内只记录一次，避免反复刷。

执行层包括 OLED、LED 和蜂鸣器（可选）。OLED 显示卡号后四位和打卡结果，LED 用绿色常亮 1 秒表示成功，红色快闪表示失败。如果加蜂鸣器，成功时短鸣一声，失败时长鸣一声，适合嘈杂环境。

日志/联网层由 ESP32 的 Wi‑Fi 完成。打卡成功后，把卡号、时间戳、设备编号组装成 JSON，POST 到飞书 webhook。飞书群机器人会以卡片消息形式展示“张三 已签到 09:32”。如果网络失败，ESP32 先把记录写入 SPIFFS 或 Preferences，恢复后再补传。设备编号用于多台设备区分，比如“前台机”“A 区机”。

物料清单

接线与结构

PN532 使用 I2C 模式：SDA 接 GPIO21，SCL 接 GPIO22，VCC 接 3.3V，GND 共地。OLED 也接同一组 SDA/SCL，地址不冲突：PN532 通常为 0x24，OLED 为 0x3C。LED 正极串 220Ω 电阻接 GPIO2，负极接地；按键一端接 GPIO4，另一端接地，使用内部上拉。若 PN532 的 I2C 地址被改成 0x3C，需要改回 0x24，否则与 OLED 冲突。结构上建议把 PN532 线圈朝外，OLED 朝上，按键隐藏在外壳侧面，避免用户误触。

核心代码

以下为 Arduino 骨架，可编译上传。需要安装 Adafruit PN532、Adafruit SSD1306、ArduinoJson。

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_PN532.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <WiFi.h>
#include <HTTPClient.h>
#include <ArduinoJson.h>

#define SDA 21
#define SCL 22
#define LED 2
#define KEY 4
Adafruit_PN532 nfc(-1, -1);
Adafruit_SSD1306 oled(128, 64, &Wire;, -1);

const char* ssid = "YOUR_WIFI";
const char* pass = "YOUR_PASS";
const char* webhook = "https://open.feishu.cn/open-apis/bot/v2/hook/xxx";

uint8_t whitelist[][4] = {{0x12,0x34,0x56,0x78}};
unsigned long lastRead = 0;

bool checkCard(uint8_t* uid) {
  for (auto &c; : whitelist) {
    if (memcmp(c, uid, 4) == 0) return true;
  }
  return false;
}

void sendFeishu(String uidStr) {
  if (WiFi.status() != WL_CONNECTED) return;
  HTTPClient http;
  http.begin(webhook);
  http.addHeader("Content-Type", "application/json");
  StaticJsonDocument<256> doc;
  doc["msg_type"] = "text";
  doc["content"]["text"] = "NFC签到：" + uidStr;
  String body;
  serializeJson(doc, body);
  http.POST(body);
  http.end();
}

void setup() {
  pinMode(LED, OUTPUT);
  pinMode(KEY, INPUT_PULLUP);
  Wire.begin(SDA, SCL);
  oled.clearDisplay();
  oled.setTextSize(1);
  oled.setCursor(0, 0);
  oled.println("NFC Check-in");
  oled.display();
  nfc.begin();
  nfc.SAMConfig();
  WiFi.begin(ssid, pass);
}

void loop() {
  uint8_t uid[7], uidLen;
  if (nfc.readPassiveTargetID(PN532_MIFARE_ISO14443A, uid, &uidLen;, 100)) {
    if (millis() - lastRead < 30000) return;
    lastRead = millis();
    String uidStr = "";
    for (int i = 0; i < uidLen; i++) {
      if (uid[i] < 0x10) uidStr += "0";
      uidStr += String(uid[i], HEX);
    }
    oled.clearDisplay();
    oled.setCursor(0, 0);
    if (checkCard(uid)) {
      digitalWrite(LED, HIGH);
      oled.println("OK " + uidStr);
      sendFeishu(uidStr);
      delay(1000);
      digitalWrite(LED, LOW);
    } else {
      oled.println("UNKNOWN");
      for (int i = 0; i < 3; i++) {
      }
    }
    oled.display();
    delay(1500);
  }
  if (digitalRead(KEY) == LOW) {
    delay(200);
    oled.println("REG MODE");
    oled.display();
  }
}