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基于GSM网络的RFID汽车防盗系统设计

作者:不详 来源:RFID世界网收录 2012-08-07 10:20:38

摘要: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段。

关键词:RFID[1278篇]  GSM[9篇]  感应器[4篇]  RFID芯片[16篇]  

  1  防盗系统的特点

本文采用RFID芯片技术与GSM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:

( 1)编码唯一性和不可复制性

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RFID (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RFID芯片现已广泛应用于各种高级安防系统中。

( 2)网络自动远程防盗

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。

2  系统结构及原理

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。

图1  系统结构框图

2. 1  射频身份识别( RFID)部分

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。

2. 2  主控部分

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]

2. 3  GSM 网络接口模块

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。

图2  TC35模块功能框图

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、电话本等。

3  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。

( 1) RFID接口电路

RFID 接口电路由4线组成,其中2线为电源和地, 另外的2线为数据线与控制线,射频部分通过一定的通信协议和MCU 进行数据传输交换,用控制线控制数据流向。

( 2)汽车接口电路

汽车电路由16 针的接口与MCU 电路连接。其中,接口各针的电路输出控制说明如表1所示。

表1汽车接口电路说明

( 3)MCU 控制电路

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。

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