基于GSM網(wǎng)絡(luò )的RFID汽車(chē)防盜系統設計

1 防盜系統的特點(diǎn)

　　早期汽車(chē)防盜系統主要由機械結構的門(mén)鎖和車(chē)輪鎖構成。 車(chē)鎖的功能從簡(jiǎn)單控制車(chē)門(mén)開(kāi)啟演變?yōu)榭刂泣c(diǎn)火和操控汽車(chē)電路等。 隨著(zhù)現代電子技術(shù)的發(fā)展， 芯片式和網(wǎng)絡(luò )式相結合的高端防盜系統得到了發(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)設計并制作了汽車(chē)防盜系統， 與其它防盜系統相比， 其主要特點(diǎn)如下：

　?。?1）編碼唯一性和不可復制性

　　普通電子式防盜器是時(shí)下最流行的防盜器， 它通過(guò)手持遙控裝置來(lái)設防和撤防， 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， 并且容易被復制。 而滾動(dòng)碼方式每次發(fā)送的代碼都是唯一且不規則的， 但通過(guò)專(zhuān)門(mén)的解碼器也能在幾秒鐘內解碼， 且這種防盜器經(jīng)常會(huì )有誤報警的情形發(fā)生。

　　新方案采用了RF ID （無(wú)線(xiàn)射頻身份識別）技術(shù)的芯片， 該芯片出廠(chǎng)時(shí)已經(jīng)設定唯一編碼， 無(wú)法復制。 采用的第四代RFID芯片具有特殊診斷功能， 即受權者在讀取鑰匙保密信息時(shí)， 能夠得到該防盜系統的歷史信息（如讀取次數、時(shí)間等）， 令這類(lèi)RF ID芯片現已廣泛應用于各種高級安防系統中。

　?。?2）網(wǎng)絡(luò )自動(dòng)遠程防盜

　　在防盜系統中運用網(wǎng)絡(luò )技術(shù)是目前最先進(jìn)、最有效的防盜方式之一， 是現行廣泛應用GPS（全球定位系統）的網(wǎng)絡(luò )報警系統。

　　該系統在車(chē)上安裝小型的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )終端， 通過(guò)GPS模塊向網(wǎng)絡(luò )中心報告車(chē)輛運行位置， 由監控中心統一完成調度、跟蹤。 該網(wǎng)絡(luò )系統的缺點(diǎn)是需要建立無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )監控中心、信號中繼基站等， 一般需要人工服務(wù)， 終端用戶(hù)要定期支付固定費用， 其使用區域還受到無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )覆蓋范圍的限制。

　　本系統采用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(xiàn)， 通過(guò)程序控制可以在任何地方完成對失竊車(chē)輛的鎖定。 該系統在不使用時(shí)不產(chǎn)生任何費用， 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)現無(wú)匙進(jìn)入， 還能唯一地識別車(chē)主控制的車(chē)輛， 誤報警的機率更小。

　　2 系統結構及原理

　　該系統由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） . 通信設備采用西門(mén)子手機模塊TC35, 主控芯片采用AT89C51, 身份識別采用TI 公司的基站芯片TMS3705和感應器， 該感應器具有世界上唯一的ID號， 并且不能夠進(jìn)行復制， 因此保密性極佳。 系統整體結構如圖1所示。

圖1 系統結構框圖

　　2. 1 射頻身份識別（ RFID）部分

　　典型的RFID 系統包括感應器、閱讀器和處理數據的后端計算機。 感應器也稱(chēng)射頻卡， 它具有智能讀寫(xiě)及加密通信的能力。 閱讀器通過(guò)調制的RF通道向感應器發(fā)出請求信號， 感應器回答識別信息，然后閱讀器把收到的信號送到計算機。 系統最大的特點(diǎn)是非接觸式識別， 因此可以同時(shí)識別多個(gè)感應器及高速運動(dòng)的電子標簽。 該系統中因為感應距離不要求很遠（ 0 1~ 5 m） , 采用無(wú)源感應器， 結構簡(jiǎn)單， 更適合隨身攜帶。

　　然后閱讀器把收到的信號送到計算機。 系統最大的特點(diǎn)是非接觸式識別， 因此可以同時(shí)識別多個(gè)感應器及高速運動(dòng)的電子標簽。 該系統中因為感應距離不要求很遠（ 0 1~ 5 m） , 采用無(wú)源感應器， 結構簡(jiǎn)單， 更適合隨身攜帶。

　　該系統所選用的閱讀器是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， 若感應器（本系統采用無(wú)源只讀型感應器為R I- TRP- RR2B ）在有效感應范圍內，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， 以供感應器內部電路工作。 感應器工作時(shí)，以FSK 方式發(fā)射數據， 閱讀器TMS3705中的射頻模塊接收并解調該信號， 然后按照一定通信協(xié)議上傳給MCU 進(jìn)行處理。 假如感應器是合法卡， MCU 下傳命令給控制單元撤防， 并且打開(kāi)中央門(mén)鎖； 假如該感應器是非法卡， 則說(shuō)明有人持非法卡強行進(jìn)入， 控制單元發(fā)出系統報警和通過(guò)手機模塊（ TC35）以短信息的方式通知用戶(hù)。

　　2. 2 主控部分

　　主控單片機采用通用芯片AT89C51以降低造價(jià)。 在系統中， 主控單片機負責用戶(hù)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

　　該系統的通信網(wǎng)絡(luò )使用GSM網(wǎng)絡(luò )。 采用的是西門(mén)子公司的TC35模塊， 它是GSM無(wú)線(xiàn)雙頻模塊， 具有語(yǔ)音、數據、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(xiàn)功能， 支持快速數字接入和高速數據傳輸， 可以實(shí)現對車(chē)輛的無(wú)間斷追蹤。 其功能結構如圖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(zhù)模塊內各種信號的傳輸、轉換、放大等處理過(guò)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(xiàn)性電壓調節器把外部輸入的電源電壓Vbatt+ 進(jìn)行穩壓后供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(lái)存儲一些用戶(hù)配置信息、電話(huà)本等。