ArduinoでFelicaリーダー ― 2014年11月14日

FelicaカードのIDmと残高表示

ArduinoボードにはATmega32U2を使用したArduino Leonardo互換ボードを使用しています。USB内蔵タイプはシリアルポートが空いているのでスケッチの更新のたびにRC－S６２０/Sを外さなくて済みますし、読み取ったIDmやカード・残高をキー入力としてPCに送ることも出来ます。

  • コントローラ
    ATmega32U2 Arduino Leonardoクローン
    　Caterina-Minimus.hex
  • Felicaリーダー RC-S620/S
    ソニーのFelicaリーダー。Arduino向けRC-S620/S制御ライブラリを使用しました。
    USB内蔵タイプのMPUはシリアルポートが異なりますのでRCS620S.cppを直接修正しました。

【プログラム】
「FeliCa電子マネー残高照会機モドキ」のブログで紹介されています。残高照会の部分はそののまま使用させていただきました。FelicaカードのHackはこのサイトで紹介されています。IDmの読み出しの部分はRC-S620/Sライブラリーのサンプルプログラムを使用しました。
デジタルピン５、６にそれぞれスイッチを接続しています。ピン５はUSBキー出力のON/OFFスイッチで、ピン６はIDm読み出し/残高照会の切り替えスイッチです。

Felica reader
// Felica caed reader             2014/11/14
//  Read out the card history by RC-S620/S.
//  Corresponding to PASSNET, Edy, nanaco and waon.
//  MPU: ATmega32U2 + Caterina-Minimus.hex
// Sample program site.
// http://www.orsx.net/blog/archives/3835
// Felica card informations.
// http://sourceforge.jp/projects/felicalib/wiki/FrontPage
// 
#include ＜LiquidCrystal.h＞
#include ＜RCS620S.h＞
 
// RCS620S
#define COMMAND_TIMEOUT               400
#define POLLING_INTERVAL              500
#define RCS620S_MAX_CARD_RESPONSE_LEN 30
 
// FeliCa Service/System Code
#define CYBERNE_SYSTEM_CODE           0x0003
#define COMMON_SYSTEM_CODE            0xFE00
#define PASSNET_SERVICE_CODE          0x090F
#define EDY_SERVICE_CODE              0x170F
#define NANACO_SERVICE_CODE           0x564F
#define WAON_SERVICE_CODE             0x680B
 
RCS620S rcs620s;

// SW, LED and LCD pin assign.
#define LED_PIN 7
#define SEL_PIN 6
#define KEY_PIN 5
//   1602         RS R/W  E  D4  D5  D6  D7
LiquidCrystal LCD(0, 1, 2, 15, 16, 17, 18);

void setup(){
  pinMode(SEL_PIN, INPUT);    // for select SW
  pinMode(KEY_PIN, INPUT);    // for output keybord SW
  digitalWrite(SEL_PIN, HIGH);// Pullup 
  digitalWrite(KEY_PIN, HIGH);// Pullup 
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);   // for Polling Status
  digitalWrite(LED_PIN, LOW); 
  Keyboard.begin();

  LCD.begin(16, 2);
  LCD.clear();
  LCD.setCursor(0, 0);
  LCD.print("Felica reader");
  LCD.setCursor(0, 1);
  LCD.print("Start...");
  delay(3000);

  // Modified the ｌibrary for ATmega32U2.
  //  Serial -> Serial1(RX:8, TX:9 pins)
  Serial1.begin(115200);  
  int ret = rcs620s.initDevice();
  while (!ret) {
    delay(POLLING_INTERVAL);
    ret = rcs620s.initDevice();
  }
}
 
void loop(){
  digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
  if(digitalRead(SEL_PIN)){
    readhistory();
  } else {
    rcs620s.timeout = COMMAND_TIMEOUT;
    LCD.clear();
    if(rcs620s.polling()) {
      LCD.print("IDm:");
      LCD.setCursor(0, 1);
      for(int i = 0; i < 8; i++) {
        if(rcs620s.idm[i] / 0x10 == 0) LCD.print(0);
        LCD.print(rcs620s.idm[i], HEX);
        if(digitalRead(KEY_PIN)) {
          sprintf(result, "%02x", rcs620s.idm[i]);
          Keyboard.print(result); 
        }
      }
      if(digitalRead(KEY_PIN)) Keyboard.println(); 
    } else {
    LCD.setCursor(0, 0);
    LCD.print("Reading IDm.");
    if(digitalRead(KEY_PIN)) {
        LCD.setCursor(15, 0);
        LCD.write(0x7E);
    }
    LCD.setCursor(0, 1);
    LCD.print("Polling...");
    }
  } 
  rcs620s.rfOff();
  digitalWrite(LED_PIN, LOW);
  delay(POLLING_INTERVAL);
}

void readhistory() {
  uint32_t balance;
  uint8_t buf[RCS620S_MAX_CARD_RESPONSE_LEN];
   
  rcs620s.timeout = COMMAND_TIMEOUT;
   
  // サイバネ領域
  if(rcs620s.polling(CYBERNE_SYSTEM_CODE)){
    // Suica PASMO
    if(requestService(PASSNET_SERVICE_CODE)){
      if(readEncryption(PASSNET_SERVICE_CODE, 0, buf)){
        // Little Endianで入っているPASSNETの残高を取り出す
        balance = buf[23];                  // 11 byte目
        balance = (balance << 8) + buf[22]; // 10 byte目
        // 残高表示
        printBalanceLCD("PASSNET", &balance);
      }
    }
  }
   
  // 共通領域
  else if(rcs620s.polling(COMMON_SYSTEM_CODE)){
    // Edy
    if(requestService(EDY_SERVICE_CODE)){
      if(readEncryption(EDY_SERVICE_CODE, 0, buf)){
        // Big Endianで入っているEdyの残高を取り出す
        balance = buf[26];                  // 14 byte目
        balance = (balance << 8) + buf[27]; // 15 byte目
        // 残高表示
        printBalanceLCD("Edy", &balance);
      }
    }
     
    // nanaco
    if(requestService(NANACO_SERVICE_CODE)){
      if(readEncryption(NANACO_SERVICE_CODE, 0, buf)){
        // Big Endianで入っているNanacoの残高を取り出す
        balance = buf[17];                  // 5 byte目
        balance = (balance << 8) + buf[18]; // 6 byte目
        balance = (balance << 8) + buf[19]; // 7 byte目
        balance = (balance << 8) + buf[20]; // 8 byte目
        // 残高表示
        printBalanceLCD("nanaco", &balance);
      }
    }
     
    // waon
    if(requestService(WAON_SERVICE_CODE)){
        // Block number History1=1, History2=3, History3=5
      if(readEncryption(WAON_SERVICE_CODE, 5, buf)){
        // Big Endianで入っているWaonの残高を取り出す
        balance = buf[17];                  // 21 byte目
        balance = (balance << 8) + buf[18]; // 22 byte目
        balance = (balance << 8) + buf[19]; // 23 byte目
        balance = balance & 0x7FFFE0;       // 残高18bit分のみ論理積で取り出す
        balance = balance >> 5;             // 5bit分ビットシフト
        // 残高表示
        printBalanceLCD("waon", &balance);
      }
    }
  } else {
    LCD.clear();
    LCD.setCursor(0, 0);
    LCD.print("Reading History");
    if(digitalRead(KEY_PIN)) {
        LCD.setCursor(15, 0);
        LCD.write(0x7E);
    }
    LCD.setCursor(0, 1);
    LCD.print("Polling...");
  }
}
 
// request service
int requestService(uint16_t serviceCode){
  int ret;
  uint8_t buf[RCS620S_MAX_CARD_RESPONSE_LEN];
  uint8_t responseLen = 0;
   
  buf[0] = 0x02;
  memcpy(buf + 1, rcs620s.idm, 8);
  buf[9] = 0x01;
  buf[10] = (uint8_t)((serviceCode >> 0) & 0xff);
  buf[11] = (uint8_t)((serviceCode >> 8) & 0xff);
 
  ret = rcs620s.cardCommand(buf, 12, buf, &responseLen);
   
  if(!ret || (responseLen != 12) || (buf[0] != 0x03) ||
      (memcmp(buf + 1, rcs620s.idm, 8) != 0) || ((buf[10] == 0xff) && (buf[11] == 0xff))) {
    return 0;
  }
 
  return 1;
}
 
int readEncryption(uint16_t serviceCode, uint8_t blockNumber, uint8_t *buf){
  int ret;
  uint8_t responseLen = 0;
   
  buf[0] = 0x06;
  memcpy(buf + 1, rcs620s.idm, 8);
  buf[9] = 0x01; // サービス数
  buf[10] = (uint8_t)((serviceCode >> 0) & 0xff);
  buf[11] = (uint8_t)((serviceCode >> 8) & 0xff);
  buf[12] = 0x01; // ブロック数
  buf[13] = 0x80;
  buf[14] = blockNumber;
 
  ret = rcs620s.cardCommand(buf, 15, buf, &responseLen);
 
  if (!ret || (responseLen != 28) || (buf[0] != 0x07) ||
      (memcmp(buf + 1, rcs620s.idm, 8) != 0)) {
    return 0;
  }
 
  return 1;
}
 
void printBalanceLCD(char *card_name, uint32_t *balance){
  char result[17];
  sprintf(result, "Result = \\%u", *balance);
  LCD.clear();
  LCD.setCursor(0, 0);
  LCD.print(card_name);
  LCD.setCursor(0, 1);
  LCD.print(result);

  sprintf(result, "%s - %u", card_name, *balance);
  if(digitalRead(KEY_PIN)) Keyboard.println(result); 
  return;
}

使用したArduino IDEのバージョンは1.0.2 ATmega32U2対応版です。
ソースプログラム中のカギ括弧にご注意ください。HTMLのタグとの区別ため一部に全角文字を使用しています。Arduino IDEの置換え機能で半角に変換してからコンパルしてください。

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