基于GSM網(wǎng)絡(luò)的RFID汽車防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1 防盜系統(tǒng)的特點(diǎn)

　　早期汽車防盜系統(tǒng)主要由機(jī)械結(jié)構(gòu)的門鎖和車輪鎖構(gòu)成。 車鎖的功能從簡單控制車門開啟演變?yōu)榭刂泣c(diǎn)火和操控汽車電路等。 隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展， 芯片式和網(wǎng)絡(luò)式相結(jié)合的高端防盜系統(tǒng)得到了發(fā)展， 它提供更有效的防盜手段。 本文采用RF ID芯片技術(shù)與GSM 模塊技術(shù)設(shè)計(jì)并制作了汽車防盜系統(tǒng)， 與其它防盜系統(tǒng)相比， 其主要特點(diǎn)如下：

　?。?1）編碼唯一性和不可復(fù)制性

　　普通電子式防盜器是時(shí)下最流行的防盜器， 它通過手持遙控裝置來設(shè)防和撤防， 遙控收發(fā)模塊可以采用固定碼編碼和滾動(dòng)碼編碼方式。 固定編碼方式的缺點(diǎn)是地址碼容易重復(fù)， 并且容易被復(fù)制。 而滾動(dòng)碼方式每次發(fā)送的代碼都是唯一且不規(guī)則的， 但通過專門的解碼器也能在幾秒鐘內(nèi)解碼， 且這種防盜器經(jīng)常會(huì)有誤報(bào)警的情形發(fā)生。

　　新方案采用了RF ID （無線射頻身份識別）技術(shù)的芯片， 該芯片出廠時(shí)已經(jīng)設(shè)定唯一編碼， 無法復(fù)制。 采用的第四代RFID芯片具有特殊診斷功能， 即受權(quán)者在讀取鑰匙保密信息時(shí)， 能夠得到該防盜系統(tǒng)的歷史信息（如讀取次數(shù)、時(shí)間等）， 令這類RF ID芯片現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各種高級安防系統(tǒng)中。

　?。?2）網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)遠(yuǎn)程防盜

　　在防盜系統(tǒng)中運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是目前最先進(jìn)、最有效的防盜方式之一， 是現(xiàn)行廣泛應(yīng)用GPS（全球定位系統(tǒng)）的網(wǎng)絡(luò)報(bào)警系統(tǒng)。

　　該系統(tǒng)在車上安裝小型的無線網(wǎng)絡(luò)終端， 通過GPS模塊向網(wǎng)絡(luò)中心報(bào)告車輛運(yùn)行位置， 由監(jiān)控中心統(tǒng)一完成調(diào)度、跟蹤。 該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的缺點(diǎn)是需要建立無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心、信號中繼基站等， 一般需要人工服務(wù)， 終端用戶要定期支付固定費(fèi)用， 其使用區(qū)域還受到無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的限制。

　　本系統(tǒng)采用GSM 模塊， 利用成熟的GSM 網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國甚至全世界， 24小時(shí)在線， 通過程序控制可以在任何地方完成對失竊車輛的鎖定。 該系統(tǒng)在不使用時(shí)不產(chǎn)生任何費(fèi)用， 適用于普通大眾。 基于GSM網(wǎng)絡(luò)的RFID芯片式防盜器， 可實(shí)現(xiàn)無匙進(jìn)入， 還能唯一地識別車主控制的車輛， 誤報(bào)警的機(jī)率更小。

　　2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理

　　該系統(tǒng)由3部分組成： 射頻身份識別（ RFID ）芯片、主控電路（MCU ）、網(wǎng)絡(luò)接口模塊（ TC35） . 通信設(shè)備采用西門子手機(jī)模塊TC35, 主控芯片采用AT89C51, 身份識別采用TI 公司的基站芯片TMS3705和感應(yīng)器， 該感應(yīng)器具有世界上唯一的ID號， 并且不能夠進(jìn)行復(fù)制， 因此保密性極佳。 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

　　2. 1 射頻身份識別（ RFID）部分

　　典型的RFID 系統(tǒng)包括感應(yīng)器、閱讀器和處理數(shù)據(jù)的后端計(jì)算機(jī)。 感應(yīng)器也稱射頻卡， 它具有智能讀寫及加密通信的能力。 閱讀器通過調(diào)制的RF通道向感應(yīng)器發(fā)出請求信號， 感應(yīng)器回答識別信息，然后閱讀器把收到的信號送到計(jì)算機(jī)。 系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是非接觸式識別， 因此可以同時(shí)識別多個(gè)感應(yīng)器及高速運(yùn)動(dòng)的電子標(biāo)簽。 該系統(tǒng)中因?yàn)楦袘?yīng)距離不要求很遠(yuǎn)（ 0 1~ 5 m） , 采用無源感應(yīng)器， 結(jié)構(gòu)簡單， 更適合隨身攜帶。

　　然后閱讀器把收到的信號送到計(jì)算機(jī)。 系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是非接觸式識別， 因此可以同時(shí)識別多個(gè)感應(yīng)器及高速運(yùn)動(dòng)的電子標(biāo)簽。 該系統(tǒng)中因?yàn)楦袘?yīng)距離不要求很遠(yuǎn)（ 0 1~ 5 m） , 采用無源感應(yīng)器， 結(jié)構(gòu)簡單， 更適合隨身攜帶。

　　該系統(tǒng)所選用的閱讀器是TMS3705, 它是TI公司生產(chǎn)的低頻基站集成電路， 可作為RFID 讀卡器。

　　當(dāng)閱讀器TMS3705接入電源時(shí)， 首先發(fā)射一定頻率的射頻脈沖信號， 若感應(yīng)器（本系統(tǒng)采用無源只讀型感應(yīng)器為R I- TRP- RR2B ）在有效感應(yīng)范圍內(nèi)，它將接收到的信號進(jìn)行最佳耦合， 并對它的電容進(jìn)行充電， 以供感應(yīng)器內(nèi)部電路工作。 感應(yīng)器工作時(shí)，以FSK 方式發(fā)射數(shù)據(jù)， 閱讀器TMS3705中的射頻模塊接收并解調(diào)該信號， 然后按照一定通信協(xié)議上傳給MCU 進(jìn)行處理。 假如感應(yīng)器是合法卡， MCU 下傳命令給控制單元撤防， 并且打開中央門鎖； 假如該感應(yīng)器是非法卡， 則說明有人持非法卡強(qiáng)行進(jìn)入， 控制單元發(fā)出系統(tǒng)報(bào)警和通過手機(jī)模塊（ TC35）以短信息的方式通知用戶。

　　2. 2 主控部分

　　主控單片機(jī)采用通用芯片AT89C51以降低造價(jià)。 在系統(tǒng)中， 主控單片機(jī)負(fù)責(zé)用戶身份的識別、信號的檢測、各種控制信號的產(chǎn)生和與GSM 模塊的通信[ 2] .

　　2. 3 GSM 網(wǎng)絡(luò)接口模塊

　　該系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)使用GSM網(wǎng)絡(luò)。 采用的是西門子公司的TC35模塊， 它是GSM無線雙頻模塊， 具有語音、數(shù)據(jù)、短消息、FAX 等4 種傳輸方式。 它屬于GSM /GPRS模塊， 支持GSM 模塊的所有功能， 還具有永久在線功能， 支持快速數(shù)字接入和高速數(shù)據(jù)傳輸， 可以實(shí)現(xiàn)對車輛的無間斷追蹤。 其功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 TC35模塊功能框圖

　　TC 35模塊主要由4部分組成： GSM基帶處理器、GSM 射頻部分、電源ASIC、Flash. GSM 基帶處理器是整個(gè)模塊的核心， 控制著模塊內(nèi)各種信號的傳輸、轉(zhuǎn)換、放大等處理過程。 GSM 射頻部分是1個(gè)單片收發(fā)器， 完成射頻接收和發(fā)送等。 GSM 模塊電流變化非常大， 這就對供電電路提出了較高的要求。

　　電源AS IC 部分使用線性電壓調(diào)節(jié)器把外部輸入的電源電壓Vbatt+ 進(jìn)行穩(wěn)壓后供GSM 基帶處理器和GSM 射頻部分使用， 此外它還輸出1 個(gè)2 9 V /70mA 的電壓供模塊外的其他電路使用。 GSM 射頻部分的功率放大器對電源電壓要求不高， 所以直接使用外部的輸入電壓Vbatt+ . Flash 用來存儲(chǔ)一些用戶配置信息、電話本等。