遠程防盜汽車(chē)PKE系統設計

摘要 針對目前汽車(chē)PKE系統無(wú)遠程防盜功能的問(wèn)題，提出了一種基于STC單片機的具有遠程防盜功能的汽車(chē)PKE系統設計方案。設計了鑰匙模塊的高頻發(fā)射與低頻喚醒接收電路，車(chē)載模塊的高頻接收與低頻發(fā)射電路，以及車(chē)載模塊與GSM模塊的通信連接。分析了滾動(dòng)碼加解密過(guò)程以及鑰匙模塊與車(chē)載模塊之間的通信協(xié)議。此設計方案完善了PKE防盜功能，能夠滿(mǎn)足實(shí)際應用中的防盜和通信要求。
關(guān)鍵詞 遠程防盜；滾動(dòng)碼；GSM模塊；低頻喚醒

20世紀90年代以來(lái)，電子信息技術(shù)普遍應用于汽車(chē)防盜系統，促進(jìn)了汽車(chē)防盜技術(shù)的智能化和功能多樣化。免開(kāi)啟門(mén)禁系統(Passive Keyless Entry，PKE)正迅速成為汽車(chē)門(mén)禁系統應用的主流，并成為新型汽車(chē)的普遍選擇。
文中提出的遠程防盜汽車(chē)PKE系統設計方案融合了網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、高低頻雙向通信等相關(guān)技術(shù)。攜帶鑰匙的車(chē)主只需靠近車(chē)門(mén)，車(chē)門(mén)將自動(dòng)打開(kāi)。另外，在傳統的PKE功能基礎上，應用了全球移動(dòng)通信系統(G1obal System for Mobile Communications，GSM)模塊，彌補了現有汽車(chē)PKE系統不能實(shí)現遠程防盜功能的缺陷。在國外，PKE系統已成為高檔車(chē)型的主流配置，同時(shí)應用于中、低檔車(chē)型上。目前該系統仍被國外的企業(yè)壟斷，然而國內在此方面的研究才剛起步。隨著(zhù)國內汽車(chē)市場(chǎng)的迅速擴大，研究設計具有網(wǎng)絡(luò )防盜功能的汽車(chē)PKE系統具有較大的實(shí)用價(jià)值。

1 PKE系統框架
整個(gè)系統由鑰匙模塊和車(chē)載模塊兩部分組成。車(chē)載模塊MCU(Micro Control Unit)每間隔一定時(shí)間通過(guò)編程自動(dòng)發(fā)射125 kHz低頻信號，當鑰匙模塊的低頻喚醒芯片探測到該有效低頻信號時(shí)，就喚醒鑰匙模塊MCU去控制高頻發(fā)射模塊將加密信號以315 MHz高頻發(fā)送出去；車(chē)載模塊接收到該315 MHz高頻信息后，將其傳輸給車(chē)載MCU，由其負責對數據進(jìn)行接收、解碼、判別和相應處理，完成相應動(dòng)作。當車(chē)主離開(kāi)車(chē)后，只要車(chē)身的振動(dòng)傳感器檢測到振動(dòng)，就發(fā)出報警，同時(shí)車(chē)載MCU控制GSM模塊發(fā)送短信到車(chē)主手機。系統的結構框圖如圖1所示。

2 鑰匙模塊硬件設計
鑰匙模塊MCU選用STC12C5201AD低功耗單片機，配合低頻喚醒接收電路和高頻發(fā)射電路構成鑰匙模塊。該單片機一般處于超低功耗接收模式，采用中斷方式工作。只有當檢測到有效的低頻信號輸入或有鍵按下時(shí)，鑰匙模塊MCU才被喚醒，以降低系統功耗。
2．1 低頻喚醒模塊
低頻接收芯片采用ATA5283芯片，其具有喚醒功能的125 kHz超低功耗接收器。其輸入端將從天線(xiàn)接收到的信號包放大及處理后轉換為數據輸出給單片機。當接收到125 kHz信號時(shí)，ATA5283便激活其N(xiāo)_WAKEUP(喚醒輸出腳)和N_DATA(數據輸出腳)?？臻e時(shí)ATA5283和單片機處于待機狀態(tài)，當諧振電路收到125 kHz有效信號時(shí)，N_WAKEUP喚醒單片機開(kāi)始工作，然后單片機給ATA5283的RESET腳一個(gè)高電平使其復位再進(jìn)入待機模式。ATA5283與單片機連接如圖2所示。