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GSM网络的RFID轿车防盗体系

早期汽车防盗系统主要由机械结构的门锁和车轮锁构成。车锁的功能从简单控制车门开启演变为控制点火和操控汽车电路等。随着现代电子技术的发展,芯片式和网络式相结合的高端防盗系统得到了发展,它提供更有效的防盗手

1 防盗体系的特色

前期轿车防盗体系首要由机械结构的门锁和车轮锁构成。车锁的功用从简略操控车门敞开演变为操控焚烧和操控轿车电路等。跟着现代电子技能的开展,芯片式和网络式相结合的高端防盗体系得到了开展,它供给更有用的防盗手法。本文选用RF ID芯片技能与GSM 模块技能规划并制作了轿车防盗体系,与其它防盗体系比较,其首要特色如下:

(1)编码仅有性和不行仿制性

一般电子式防盗器是时下最盛行的防盗器,它经过手持遥控装置来设防和撤防,遥控收发模块能够选用固定码编码和翻滚码编码办法。固定编码办法的缺陷是地址码简略重复,而且简略被仿制。而翻滚码办法每次发送的代码都是仅有且不规矩的,但经过专门的解码器也能在几秒钟内解码,且这种防盗器常常会有误报警的景象发生。

新计划选用了RF ID (无线射频身份辨认)技能的芯片,该芯片出厂时现已设定仅有编码,无法仿制。选用的第四代RFID芯片具有特别确诊功用,即授权者在读取钥匙保密信息时,能够得到该防盗体系的前史信息(如读取次数、时刻等),令这类RF ID芯片现已广泛应用于各种高档安防体系中。

(2)网络主动长途防盗

在防盗体系中运用网络技能是现在最先进、最有用的防盗办法之一,是现行广泛应用GPS(全球定位体系)的网络报警体系。

该体系在车上装置小型的无线网络终端,经过GPS模块向网络中心陈述车辆运转方位,由监控中心一致完结调度、盯梢。该网络体系的缺陷是需求树立无线网络监控中心、信号中继基站等,一般需求人工服务,终端用户要定时付出固定费用,其运用区域还遭到无线网络覆盖规模的约束。

本体系选用GSM 模块,运用老练的GSM 网络覆盖全国乃至全世界,24小时在线,经进程序操控能够在任何地方完结对失窃车辆的确定。该体系在不运用时不发生任何费用,适用于一般群众。依据GSM网络的RFID芯片式防盗器,可完结无匙进入,还能仅有地辨认车主操控的车辆,误报警的机率更小。

2 体系结构及原理

该体系由3部分组成: 射频身份辨认(RFID )芯片、主控电路(MCU )、网络接口模块(TC35). 通讯设备选用西门子手机模块TC35, 主控芯片选用AT89C51, 身份辨认选用TI 公司的基站芯片TMS3705和感应器,该感应器具有世界上仅有的ID号,而且不能够进行仿制,因而保密性极佳。体系全体结构如图1所示。

图1 体系结构框图

2. 1 射频身份辨认(RFID)部分

典型的RFID 体系包含感应器、阅读器和处理数据的后端计算机。感应器也称射频卡,它具有智能读写及加密通讯的才干。阅读器经过调制的RF通道向感应器宣布恳求信号,感应器答复辨认信息,然后阅读器把收到的信号送到计算机。体系最大的特色对错触摸式辨认,因而能够一起辨认多个感应器及高速运动的电子标签。该体系中因为感应间隔不要求很远(0 1~ 5 m), 选用无源感应器,结构简略,更适合随身携带。

然后阅读器把收到的信号送到计算机。体系最大的特色对错触摸式辨认,因而能够一起辨认多个感应器及高速运动的电子标签。该体系中因为感应间隔不要求很远(0 1~ 5 m), 选用无源感应器,结构简略,更适合随身携带。

该体系所选用的阅读器是TMS3705, 它是TI公司出产的低频基站%&&&&&%,可作为RFID 读卡器。

当阅读器TMS3705接入电源时,首要发射必定频率的射频脉冲信号,若感应器(本体系选用无源只读型感应器为R I- TRP- RR2B )在有用感应规模内,它将接纳到的信号进行最佳耦合,并对它的%&&&&&%进行充电,以供感应器内部电路作业。感应器作业时,以FSK 办法发射数据,阅读器TMS3705中的射频模块接纳并解调该信号,然后依照必定通讯协议上传给MCU 进行处理。假设感应器是合法卡,MCU 下传指令给操控单元撤防,而且翻开中心门锁; 假设该感应器对错法卡,则阐明有人持不合法卡强行进入,操控单元宣布体系报警和经过手机模块(TC35)以短信息的办法告诉用户。

2. 2 主控部分

主控单片机选用通用芯片AT89C51以下降造价。在体系中,主控单片机担任用户身份的辨认、信号的检测、各种操控信号的发生和与GSM 模块的通讯[ 2] .

2. 3 GSM 网络接口模块

该体系的通讯网络运用GSM网络。选用的是西门子公司的TC35模块,它是GSM无线双频模块,具有语音、数据、短消息、FAX 等4 种传输办法。它归于GSM /GPRS模块,支撑GSM 模块的一切功用,还具有永久在线功用,支撑快速数字接入和高速数据传输,能够完结对车辆的无间断追寻。其功用结构如图2所示。

图2 TC35模块功用框图

TC 35模块首要由4部分组成: GSM基带处理器、GSM 射频部分、电源ASIC、Flash. GSM 基带处理器是整个模块的中心,操控着模块内各种信号的传输、转化、扩大等处理进程。GSM 射频部分是1个单片收发器,完结射频接纳和发送等。GSM 模块电流改变非常大,这就对供电电路提出了较高的要求。

电源AS %&&&&&% 部分运用线性电压调节器把外部输入的电源电压Vbatt+ 进行稳压后供GSM 基带处理器和GSM 射频部分运用,此外它还输出1 个2 9 V /70mA 的电压供模块外的其他电路运用。GSM 射频部分的功率扩大器对电源电压要求不高,所以直接运用外部的输入电压Vbatt+ . Flash 用来存储一些用户装备信息、电话本等。

3 体系硬件电路规划

主机板的硬件电路包含: RFID 接口电路、轿车操控接口电路、MCU 的操控电路、TC35 网络接口电路。

(1)RFID接口电路

RFID 接口电路由4线组成,其间2线为电源和地,别的的2线为数据线与操控线,射频部分经过必定的通讯协议和MCU 进行数据传输交流,用操控线操控数据流向。

(2)轿车接口电路

轿车电路由16 针的接口与MCU 电路衔接。其间,接口各针的电路输出操控阐明如表1所示。

表1轿车接口电路阐明

(3)MCU 操控电路

在体系中,各种操控指令由操控电路完结,如发动堵截轿车电路和油路,以及进行声光报警等。其间,电路、油路和转向灯的操控电路由MCU的输出接口操控相应继电器完结。报警喇叭操控电路由MCU 输出接口操控三极管完结。

中心门锁操控器和电动窗的操控电路选用了光电耦合器材来完结阻隔。电源由轿车电瓶的12 V 电源稳压成5 V 发生,并装有9 V的备用电源,当电源被剪断时备用电源就给主机板供电,一起发生一个中止信号告诉MCU 宣布报警信号。

(4)网络接口电路

GSM 模块TC35和主操控器以串口的办法衔接,选用必定的波特率进行通讯,简略牢靠。

4 体系软件编程规划

4. 1 RFID 软件编程

数据在射频卡中的存储格局如表2所示。数据的每Byte由10 bits组成,第1 b it是H igh, 最终1 b it是Low, 第2~ 9 b it为实践发送的数据。

表2 数据存储格局表

读取射频信号时,先将TXCT 置为Low, 延时50ms后,再康复成H igh. 大约经过3m s后,SC IO 开端输出数据,一共输出14 Bytes数据。程序需依据数据的存储格局对每Byte和每次读进的14 By tes进行校验,当检测到过错则转入过错处理程序。

4. 2 GSM 软件规划

GSM 终端软件规划是为了完结MCU 对TC35模块的操控,经过短信功用完结用户与防盗体系双向通讯进程。TC35模块与短信操作有关的AT指令能够经过3种途径: B lock形式、Tex t形式和PDU 形式。用B lock形式需求手机出产厂家供给驱动支撑。

现在,这种形式已被PDU 所替代。Text形式较简略,能够完结数字和字符的直接纳发; PDU 形式是将GB2312的中文编码转化为Unicode编码,完结中文编解码收发。为对产品供给多样化服务,本计划完结了Tex t和PDU 2种形式。

(1)Text形式

本规划首要传送体系状况、操控等信息,选用Tex t形式就能够满足要求,在该形式下,操控TC35有用的AT指令如表3所示。

表3 AT指令功用阐明表

(2)PDU 形式

发送和接纳中文或中/英文混合的短信息有必要选用PDU 形式。依据GSM 07. 05的界说,只需操控器经过UART接口向GSM 模块下发AT指令,就能够直接读取收到的PDU 形式的短信息。剖析PDU 数据包时,要依据PDU 的数据格局将收到的中文信息和其它相关信息解析出来。

①PDU 形式的纯英文短信息解码。PDU 形式的纯英文短信息编码运用GSM 字符集的7位编码。

首要将各个字符转化为规范二进制ASC II码,然后将后边字符的低位逐位调整到前面,补齐前面的不同。实践运用发现,因为PDU 形式的纯英文短信息解码不便利,因而收发纯英文字符和数字符号时,最好选用Tex t形式。

②中文短信息的编解码转化。在GSM 规范中,中文编码选用UTF- 8的编码,不是现在国内常用的GB – 2312编码,故还需求进行中文编码的转化,完结2个编码表的转化后,才干完结显现GB- 2312汉字库中的汉字字型。这也是编程需求考虑的。

4. 3 主控程序的规划

在主控程序中对2种情形进行软件规划:①车主持有RFID 射频卡时,体系承受正确的ID, 并做出呼应;② 车主丢失RF ID射频卡时,车主经过GSM手机发送车主的认证信息以操控轿车。

规划②的原因是RFID 的ID 号具有仅有性,当车主丢失射频卡时,需求替换整个RF ID体系。或许找厂家,这是很困难的。为了在替换前不影响车主对轿车的操作,设置发动办法 ②并将其设置为高的优先等级。

主控程序的流程图如图3所示。

图3 主控程序流程图

5 小结

整个体系经过硬件制作和软件调试,彻底到达规划要求。在0 01~ 5 m规模内,体系作业安稳。该体系大大进步了轿车防盗功用,全体本钱较低,装置简略便利,通用性强。假如要添加全球定位盯梢功用,跟着GSM网络自身功用的添加与功用的进步,规划计划并不需求添加专门的GPS (全球定位体系)硬件模块,只经过软件技能改善就能够做到,其扩展优势是显着的。该体系计划能够推行到各种移动场合的高档安防体系中。

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