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GSM网络的RFID汽车防盗系统

时间:2024-07-11 18:18:17

  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段。本文采用RF ID芯片技术与模块技术设计并制作了汽车防盗系统,与其它防盗系统相比,其主要特点如下:

  普通电子式防盗器是时下最流行的防盗器,它通过手持遥控装置来设防和撤防,遥控收发模块可以采用固定码编码和滚动码编码方式。固定编码方式的缺点是地址码容易重复,并且容易被复制。而滚动码方式每次发送的代码都是唯一且不规则的,但通过专门的解码器也能在几秒钟内解码,且这种防盗器经常会有误报警的情形发生。

  新方案采用了RF ID (无线射频身份识别)技术的芯片,该芯片出厂时已经设定唯一编码,无法复制。采用的第四代RFID芯片具有特殊诊断功能,即受权者在读取钥匙保密信息时,能够得到该防盗系统的历史信息(如读取次数、时间等),令这类RF ID芯片现已广泛应用于各种高级安防系统中。

  在防盗系统中运用网络技术是目前最先进、最有效的防盗方式之一,是现行广泛应用GPS(全球定位系统)的网络报警系统。

  该系统在车上安装小型的无线网络终端,通过GPS模块向网络中心报告车辆运行位置,由监控中心统一完成调度、跟踪。该网络系统的缺点是需要建立无线网络监控中心、信号中继基站等,一般需要人工服务,终端用户要定期支付固定费用,其使用区域还受到无线网络覆盖范围的限制。

  本系统采用GSM模块,利用成熟的GSM网络覆盖全国甚至全世界,24小时在线,通过程序控制可以在任何地方完成对失窃车辆的锁定。该系统在不使用时不产生任何费用,适用于普通大众。基于GSM网络的RFID芯片式防盗器,可实现无匙进入,还能唯一地识别车主控制的车辆,误报警的机率更小。

  该系统由3部分组成: 射频身份识别(RFID)芯片、主控电路(MCU )、网络接口模块(TC35). 通信设备采用西门子手机模块TC35, 主控芯片采用AT89C51, 身份识别采用TI 公司的基站芯片TMS3705和感应器,该感应器具有世界上唯一的ID号,并且不能够进行复制,因此保密性极佳。系统整体结构如图1所示。

  典型的RFID 系统包括感应器、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信的能力。阅读器通过调制的RF通道向感应器发出请求信号,感应器回答识别信息,然后阅读器把收到的信号送到计算机。系统最大的特点是非接触式识别,因此可以同时识别多个感应器及高速运动的电子标签。该系统中因为感应距离不要求很远(0 1~ 5 m), 采用无源感应器,结构简单,更适合随身携带。

  然后阅读器把收到的信号送到计算机。系统最大的特点是非接触式识别,因此可以同时识别多个感应器及高速运动的电子标签。该系统中因为感应距离不要求很远(0 1~ 5 m), 采用无源感应器,结构简单,更适合随身携带。

  该系统所选用的阅读器是TMS3705, 它是TI公司生产的低频基站集成电路,可作为RFID 读卡器。

  当阅读器TMS3705接入电源时,首先发射一定频率的射频脉冲信号,若感应器(本系统采用无源只读型感应器为R I- TRP- RR2B )在有效感应范围内,它将接收到的信号进行最佳耦合,并对它的电容进行充电,以供感应器内部电路工作。感应器工作时,以FSK 方式发射数据,阅读器TMS3705中的射频模块接收并解调该信号,然后按照一定通信协议上传给MCU 进行处理。假如感应器是合法卡,MCU 下传命令给控制单元撤防,并且打开中央门锁; 假如该感应器是非法卡,则说明有人持非法卡强行进入,控制单元发出系统报警和通过手机模块(TC35)以短信息的方式通知用户。

  主控单片机采用通用芯片AT89C51以降低造价。在系统中,主控单片机负责用户身份的识别、信号的检测、各种控制信号的产生和与GSM 模块的通信[ 2] .

  该系统的通信网络使用GSM网络。采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 种传输方式。它属于GSM /GPRS模块,支持GSM 模块的所有功能,还具有永久在线功能,支持快速数字接入和高速数据传输,可以实现对车辆的无间断追踪。其功能结构如图2所示。

  TC 35模块主要由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核心,控制着模块内各种信号的传输、转换、放大等处理过程。GSM 射频部分是1个单片收发器,完成射频接收和发送等。GSM 模块电流变化非常大,这就对供电电路提出了较高的要求。

  电源AS IC 部分使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 射频部分使用,此外它还输出1 个2 9 V /70mA 的电压供模块外的其他电路使用。GSM 射频部分的功率放大器对电源电压要求不高,所以直接使用外部的输入电压Vbatt+ . Flash 用来存储一些用户配置信息、电线 系统硬件电路设计

  主机板的硬件电路包括: RFID 接口电路、汽车控制接口电路、MCU 的控制电路、TC35 网络接口电路。

  在系统中,各种控制命令由控制电路完成,如启动切断汽车电路和油路,以及进行声光报警等。其中,电路、油路和转向灯的控制电路由MCU的输出接口控制相应继电器实现。报警喇叭控制电路由MCU 输出接口控制三极管实现。

  目前,这种模式已被PDU 所取代。Text模式较简单,可以实现数字和字符的直接收发; PDU 模式是将GB2312的中文编码转换为Unicode编码,实现中文编解码收发。为对产品提供多样化服务,本方案实现了Tex t和PDU 2种模式。

  发送和接收中文或中/英文混合的短信息必须采用PDU 模式。根据GSM 07. 05的定义,只要控制器通过UART接口向GSM 模块下发AT命令,就可以直接读取收到的PDU 模式的短信息。分析PDU 数据包时,要根据PDU 的数据格式将收到的中文信息和其它相关信息解析出来。

  设计②的原因是RFID 的ID 号具有唯一性,当车主遗失射频卡时,需要更换整个RF ID系统。或者找厂家,这是很困难的。为了在更换前不影响车主对汽车的操作,设置启动方法 ②并将其设置为高的优先级别。

  整个系统通过硬件制作和软件调试,完全达到设计要求。在0 01~ 5 m范围内,系统工作稳定。该系统大大提高了汽车防盗性能,整体成本较低,安装简单方便,通用性强。如果要增加全球定位跟踪功能,随着GSM网络本身功能的增加与性能的提高,设计方案并不需要增加专门的GPS (全球定位系统)硬件模块,只通过软件技术改进就可以做到,其扩展优势是明显的。该系统方案可以推广到各种移动场合的高级安防系统中。

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