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簡談RFID智能汽車防盜系統(tǒng)設計論文
1引言
隨著社會的不斷發(fā)展，現(xiàn)在的大多數(shù)人家中都已經(jīng)備用汽車，隨之而來的人們所關心的是汽車的安全以及汽車的防盜，基于現(xiàn)代人們的需求，于是基于RFID的汽車系統(tǒng)的設計逐漸成為人們所關注的話題。汽車防盜系統(tǒng)中的身份的識別用到的技術是RFID的識別技術。汽車防盜系統(tǒng)中需要輸入密碼從而進行汽車的開啟，同時汽車的擁有者有權限對汽車的密碼進行修改，另外汽車防盜系統(tǒng)中還可以進行語音輸入提示功能。社會的發(fā)展帶來的是人們的生活物質(zhì)得到了提高，私家車的存在已經(jīng)不再是遙遠的目標，對于普通家庭而言，汽車的開銷還是占據(jù)了他們生活的一大部分，所以防止汽車被盜，這是大部分人所需要重視的問題所在，汽車防盜在汽車發(fā)展領域中占據(jù)著很大的一部分。最初開始，針對汽車防盜，開發(fā)人員所想到的是采用機械的方式進行預防，現(xiàn)代的汽車防盜技術涉及到的有芯片技術，電子技術以及網(wǎng)絡的方式防止汽車被盜。而且汽車智能防盜技術可以說已經(jīng)成為了汽車行業(yè)中的一大發(fā)展趨勢。
2RFID概述
RFID的意思指的是射頻識別，具體的含義指的是目標對象中的信息的獲取主要是通過射頻信號進行自動識別，而且這個自動識別的過程是完全沒有其他人的參與，純屬自動完成，同時這種識別是不受任何環(huán)境的限制，不管環(huán)境條件是如何的惡劣，信號的識別均可以成功完成。
2.1RFID的組成
RFID的系統(tǒng)中的組成部分通常情況下主要是由三部分組成的，分別是天線，閱讀器以及標簽。
RFID中的標簽具體含義是：RFID系統(tǒng)中的標簽是一個器件，該器件的主要功能是對信息進行存儲，在功能方面有些與條碼類似。但是標簽有一個最大的特點就是借助于外力或者是自身的作用，標簽都能夠?qū)⒆陨硭鶖y帶的信息發(fā)送到閱讀器，而且這個發(fā)送的過程是自動的。按照標簽的分類不同，形成的分法也是多種多樣的。
閱讀器的分類是取決于閱讀器本身中所包括的標簽以及包括的功能，標簽類型不同從而會促使閱讀器的設計也就不同，閱讀器的功能是進行用戶的相關信息讀取，從而對用戶的信息進行一個驗證的過程，驗證的對象除了是用戶的信息之外還可以是一些信號，而且在標簽中所攜帶的信息除了基本的信息之外，還會包括驗證的信息，以及其他的信息等。當閱讀器接收到標簽中的發(fā)送的信息后，就會對接收的信息進行驗證分析。
天線主要是用來進行消息的傳送與消息的接收，而傳送的對象是電子標簽與閱讀器之間的消息傳送，按照天線的功能不同，天線可以分為電子標簽天線和閱讀器天線，而且天線在設計的時候頻率也會有所不同，可以分為高頻和低頻。在RFID的系統(tǒng)中電子標簽天線的作用很大，但是關于這種類型的天線在設計實現(xiàn)方面還是存在著很大的難度，國內(nèi)關于天線的設計仍然存在著難點。
2.2RFID工作原理
RFID的原理具體描述過程是：首先電子標簽進入到閱讀器對應的范圍以內(nèi)，當接收到閱讀器所發(fā)射的信號之后，就會將相對應的信息輸出，而這些信息的發(fā)送是需要電能的，而電能的產(chǎn)生是通過感應電路產(chǎn)生的，另外信息的接收還可以來自于有源標簽，在信息傳送結束后就進行譯碼，接著就就信息發(fā)送到控制器中進行數(shù)據(jù)的驗證分析。
現(xiàn)今通常用到的標記設備中就會用到天線及RFID的芯片技術，相比于主動式的RFID設備，如果采用被動式的設備的話中成本方面會大大減少，同時設備的配置也相對容易實現(xiàn)，因此在實際的應用的時候通常是選擇被動式的設備。被動式的設備的實現(xiàn)采用的技術是無線電波，但是這種被動式的設備的限制是盡量在距離比較近的地方使用。
3系統(tǒng)工作原理
基于RFID的汽車防盜系統(tǒng)的設計用到的技術主要涉及到了RFID的智能識別模塊以及GSM模塊，進行信息識別的時候是通過將RFID里面的所存儲的信息和射頻信號里面的信息進行對比，然后如果發(fā)現(xiàn)這兩者之間的的信息存在差別的話，系統(tǒng)的RFID子模塊就會對此警報，并且發(fā)光或者是發(fā)出聲音的形式進行警報。然后單片機中的CPU就會對采集到的信號進行接收，接著單片機就會將信息通過GSM模塊實現(xiàn)短信的發(fā)送。用戶通過接收短信從而可以知道汽車目前的情況。該系統(tǒng)實現(xiàn)的汽車防盜具有一定的針對性以及一定的及時性的優(yōu)點。
基于RFID的汽車防盜系統(tǒng)的組成信號主要包括了被控信號，檢測信號以及控制信號等。而對于被控信號指的是語音輸入的信號，以及油路的信號等，而檢測信號指的是震動信號以及讀卡器的信號，而控制信號又可以進一步地細分為密碼修改以及剎車信號。
4系統(tǒng)硬件設計
4.1系統(tǒng)功能
本文設計的基于RFID的汽車防盜系統(tǒng)用到的技術是目前應用很廣泛的射頻識別技術，識別的功能實現(xiàn)主要體現(xiàn)在車門上，首先系統(tǒng)是通過車主的標簽借用閱讀器進行識別，當閱讀器識別的結果是通過后，車門就會打開，與此同時打開的也有點火模塊，當閱讀器識別沒有通過的時候，車門就不會打開，而且汽車也就無法進行啟動。
4.2TC35i概述
系統(tǒng)中的無線通電模塊采用的是TC35，TC35模塊的功能主要是用來進行發(fā)送語音以及發(fā)送語言的，TC35的價格成本比較適宜。TC35的特點是可以進行語音以及消息的傳輸。TC35的組成部分主要包括了閃存，供電部分，GSM處理器，天線接口以及ZIF連接器等。
作為TC35模塊中的重要模塊，GSM基帶處理器重點關注的是GSM的語言處理以及信號的處理，而且GSM基帶處理器中還包括了一些數(shù)字方面的功能，以及射頻設備中需要用到的模擬功能。TC35在數(shù)據(jù)接口方面用到的方式是異步，而且還是串行的方式。
4.3TC35i外圍電路設計
TC35i模塊中的引腳總數(shù)有40個，引出端是連接著ZIF，其中的電阻是為50的天線部分是連接著天線，而ZIF連接器連接著的是SIM卡支架。單片機工作的環(huán)境是TTL電平，而TC35i的數(shù)據(jù)接口的工作環(huán)境是在CMOS電平。所以為了電路可以實現(xiàn)，在單片機與TC35i模塊這兩者之間需要設置一個從電平到電路的一個轉換的過程。本文中電路轉換用到芯片是MAX232的電平轉換芯片，該轉換芯片實現(xiàn)TC35i與單片機連接的過程。
4.4射頻控制模塊
卡片的信息的接收采用的技術是無線射頻模塊，首先是進行MCU和存儲器之間進行通信，然后再對存儲器中的數(shù)據(jù)進行讀取，信息讀取結束后，將RFID中的數(shù)據(jù)和存儲器中的數(shù)據(jù)進行一個對比的過程，當對比驗證后發(fā)現(xiàn)信息是一致的時候就可以得出識別結果是對的，防盜的功能就會自動關閉，當驗證沒有通過就會提示驗證識別是失敗的，從而防盜功能繼續(xù)起作用，以致車門無法打開。
4.5控制器模塊
關于控制器的模塊選擇的元件的單片機，具體的型號是STC89C52，該單片機的特點是易于操作，性能高，功率損耗也低，而且里面的Flash緩存就可以達到8K，作為芯片而言，存儲器是比較豐富的，正是由于這些特點從而使得STC89C52在很多領域中都可以得到廣泛的應用，具體的功能主要包括了復位電路，定時器，計數(shù)器，以及Flash存儲器和緩存器。
5軟件設計
5.1前端控制程序設計
前端控制程序設計部分首先需要完成的部分是初始化系統(tǒng)，同時對讀寫器的配置也進行初始化，當讀寫器是處于工作的時候，在這個過程中，我們需要對射頻識別系統(tǒng)中的閱讀器的終端的頻率進行參數(shù)設置。當有貴重的物件進入到RFID的讀寫器的時候，標簽就會從而得到對應的能量，信息的發(fā)送是通過相位也可以通過反向的調(diào)制射頻實現(xiàn)，此時AS3992就會根據(jù)ISO的協(xié)議把標簽的相關信息傳送到MCU。當閱讀器中天線的標簽的數(shù)目是足夠多的時候，標簽信息的發(fā)送可能會在同一刻發(fā)生，這樣容易造成信息的沖突。為了避免這種情況的發(fā)生，采用的方法是ALOHA算法。
5.2報警處理設計
針對報警模塊，系統(tǒng)分為了兩種，首先的第一種的實現(xiàn)方式是用到了AS3992的GPIO接口，當目標移動或者周圍的環(huán)境發(fā)生變化的時候，傳感器就會接收到這些信息的改變，然后就會對此發(fā)出警報。另外一種就是這個信號的發(fā)送任務是由AS3992完成的，射頻的收發(fā)模塊首先會把信號發(fā)送給單片機，然后單片機會進一步將信號發(fā)送給GSM模塊，GSM模塊對發(fā)出的警報信號編碼，最后將編碼的結果發(fā)送到系統(tǒng)設置的手機號中或者是具體的車主進行報警。
發(fā)送短信的實現(xiàn)應用到了GSM模塊的TC35模塊，通過TC35模塊可以成功地把短信內(nèi)容發(fā)送到特定的手機上，發(fā)送之前要做的一步操作就是對發(fā)送的目的地進行賦值，也就是把發(fā)送的目的地內(nèi)容賦值給系統(tǒng)設置的對應變量。另外再接著把該變量進行處理形成PDU的字符串形式，接著AT命令就會對PDU字符串進行調(diào)用，通過TC35模塊將調(diào)用的PDU字符串發(fā)送出去。
6結語
本文所涉及到的的元件主要包括了單片機，射頻收發(fā)，GSM芯片，設計出了基于RFID的智能汽車防盜系統(tǒng)。該防盜系統(tǒng)允許短距離內(nèi)進行警報。本文完成了系統(tǒng)硬件設計以及軟件結構的設計，短信的發(fā)送是通過GSM模塊實現(xiàn)的，這種新型的防盜相比于傳統(tǒng)的汽車防盜而言，擺脫了機械設備防盜以及錄像方式防盜。另外通過本文設計的系統(tǒng)可以對一些比較貴重的物品進行防范，在現(xiàn)實生活中的應用意義與實用價值很大。
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