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簡(jiǎn)談RFID智能汽車(chē)防盜系統設計論文
1引言
隨著(zhù)社會(huì )的不斷發(fā)展，現在的大多數人家中都已經(jīng)備用汽車(chē)，隨之而來(lái)的人們所關(guān)心的是汽車(chē)的安全以及汽車(chē)的防盜，基于現代人們的需求，于是基于RFID的汽車(chē)系統的設計逐漸成為人們所關(guān)注的話(huà)題。汽車(chē)防盜系統中的身份的識別用到的技術(shù)是RFID的識別技術(shù)。汽車(chē)防盜系統中需要輸入密碼從而進(jìn)行汽車(chē)的開(kāi)啟，同時(shí)汽車(chē)的擁有者有權限對汽車(chē)的密碼進(jìn)行修改，另外汽車(chē)防盜系統中還可以進(jìn)行語(yǔ)音輸入提示功能。社會(huì )的發(fā)展帶來(lái)的是人們的生活物質(zhì)得到了提高，私家車(chē)的存在已經(jīng)不再是遙遠的目標，對于普通家庭而言，汽車(chē)的開(kāi)銷(xiāo)還是占據了他們生活的一大部分，所以防止汽車(chē)被盜，這是大部分人所需要重視的問(wèn)題所在，汽車(chē)防盜在汽車(chē)發(fā)展領(lǐng)域中占據著(zhù)很大的一部分。最初開(kāi)始，針對汽車(chē)防盜，開(kāi)發(fā)人員所想到的是采用機械的方式進(jìn)行預防，現代的汽車(chē)防盜技術(shù)涉及到的有芯片技術(shù)，電子技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò )的方式防止汽車(chē)被盜。而且汽車(chē)智能防盜技術(shù)可以說(shuō)已經(jīng)成為了汽車(chē)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(guò)射頻信號進(jìn)行自動(dòng)識別，而且這個(gè)自動(dòng)識別的過(guò)程是完全沒(méi)有其他人的參與，純屬自動(dòng)完成，同時(shí)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(xiàn)，閱讀器以及標簽。
RFID中的標簽具體含義是：RFID系統中的標簽是一個(gè)器件，該器件的主要功能是對信息進(jìn)行存儲，在功能方面有些與條碼類(lèi)似。但是標簽有一個(gè)最大的特點(diǎn)就是借助于外力或者是自身的作用，標簽都能夠將自身所攜帶的信息發(fā)送到閱讀器，而且這個(gè)發(fā)送的過(guò)程是自動(dòng)的。按照標簽的分類(lèi)不同，形成的分法也是多種多樣的。
閱讀器的分類(lèi)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(lèi)型不同從而會(huì )促使閱讀器的設計也就不同，閱讀器的功能是進(jìn)行用戶(hù)的相關(guān)信息讀取，從而對用戶(hù)的信息進(jìn)行一個(gè)驗證的過(guò)程，驗證的對象除了是用戶(hù)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(huì )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(huì )對接收的信息進(jìn)行驗證分析。
天線(xiàn)主要是用來(lái)進(jìn)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(xiàn)的功能不同，天線(xiàn)可以分為電子標簽天線(xiàn)和閱讀器天線(xiàn)，而且天線(xiàn)在設計的時(shí)候頻率也會(huì )有所不同，可以分為高頻和低頻。在RFID的系統中電子標簽天線(xiàn)的作用很大，但是關(guān)于這種類(lèi)型的天線(xiàn)在設計實(shí)現方面還是存在著(zhù)很大的難度，國內關(guān)于天線(xiàn)的設計仍然存在著(zhù)難點(diǎn)。
2.2RFID工作原理
RFID的原理具體描述過(guò)程是：首先電子標簽進(jìn)入到閱讀器對應的范圍以?xún)�，當接收到閱讀器所發(fā)射的信號之后，就會(huì )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(guò)感應電路產(chǎn)生的，另外信息的接收還可以來(lái)自于有源標簽，在信息傳送結束后就進(jìn)行譯碼，接著(zhù)就就信息發(fā)送到控制器中進(jìn)行數據的驗證分析。
現今通常用到的標記設備中就會(huì )用到天線(xiàn)及RFID的芯片技術(shù)，相比于主動(dòng)式的RFID設備，如果采用被動(dòng)式的設備的話(huà)中成本方面會(huì )大大減少，同時(shí)設備的配置也相對容易實(shí)現，因此在實(shí)際的應用的時(shí)候通常是選擇被動(dòng)式的設備。被動(dòng)式的設備的實(shí)現采用的技術(shù)是無(wú)線(xiàn)電波，但是這種被動(dòng)式的設備的限制是盡量在距離比較近的地方使用。
3系統工作原理
基于RFID的汽車(chē)防盜系統的設計用到的技術(shù)主要涉及到了RFID的智能識別模塊以及GSM模塊，進(jìn)行信息識別的時(shí)候是通過(guò)將RFID里面的所存儲的信息和射頻信號里面的信息進(jìn)行對比，然后如果發(fā)現這兩者之間的的信息存在差別的話(huà)，系統的RFID子模塊就會(huì )對此警報，并且發(fā)光或者是發(fā)出聲音的形式進(jìn)行警報。然后單片機中的CPU就會(huì )對采集到的信號進(jìn)行接收，接著(zhù)單片機就會(huì )將信息通過(guò)GSM模塊實(shí)現短信的發(fā)送。用戶(hù)通過(guò)接收短信從而可以知道汽車(chē)目前的情況。該系統實(shí)現的汽車(chē)防盜具有一定的針對性以及一定的及時(shí)性的優(yōu)點(diǎn)。
基于RFID的汽車(chē)防盜系統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(yǔ)音輸入的信號，以及油路的信號等，而檢測信號指的是震動(dòng)信號以及讀卡器的信號，而控制信號又可以進(jìn)一步地細分為密碼修改以及剎車(chē)信號。
4系統硬件設計
4.1系統功能
本文設計的基于RFID的汽車(chē)防盜系統用到的技術(shù)是目前應用很廣泛的射頻識別技術(shù)，識別的功能實(shí)現主要體現在車(chē)門(mén)上，首先系統是通過(guò)車(chē)主的標簽借用閱讀器進(jìn)行識別，當閱讀器識別的結果是通過(guò)后，車(chē)門(mén)就會(huì )打開(kāi)，與此同時(shí)打開(kāi)的也有點(diǎn)火模塊，當閱讀器識別沒(méi)有通過(guò)的時(shí)候，車(chē)門(mén)就不會(huì )打開(kāi)，而且汽車(chē)也就無(wú)法進(jìn)行啟動(dòng)。
4.2TC35i概述
系統中的無(wú)線(xiàn)通電模塊采用的是TC35，TC35模塊的功能主要是用來(lái)進(jìn)行發(fā)送語(yǔ)音以及發(fā)送語(yǔ)言的，TC35的價(jià)格成本比較適宜。TC35的特點(diǎn)是可以進(jìn)行語(yǔ)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(xiàn)接口以及ZIF連接器等。
作為T(mén)C35模塊中的重要模塊，GSM基帶處理器重點(diǎn)關(guān)注的是GSM的語(yǔ)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在數據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模塊中的引腳總數有40個(gè)，引出端是連接著(zhù)ZIF，其中的電阻是為50的天線(xiàn)部分是連接著(zhù)天線(xiàn)，而ZIF連接器連接著(zhù)的是SIM卡支架。單片機工作的環(huán)境是TTL電平，而TC35i的數據接口的工作環(huán)境是在CMOS電平。所以為了電路可以實(shí)現，在單片機與TC35i模塊這兩者之間需要設置一個(gè)從電平到電路的一個(gè)轉換的過(guò)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(shí)現TC35i與單片機連接的過(guò)程。
4.4射頻控制模塊
卡片的信息的接收采用的技術(shù)是無(wú)線(xiàn)射頻模塊，首先是進(jìn)行MCU和存儲器之間進(jìn)行通信，然后再對存儲器中的數據進(jìn)行讀取，信息讀取結束后，將RFID中的數據和存儲器中的數據進(jìn)行一個(gè)對比的過(guò)程，當對比驗證后發(fā)現信息是一致的時(shí)候就可以得出識別結果是對的，防盜的功能就會(huì )自動(dòng)關(guān)閉，當驗證沒(méi)有通過(guò)就會(huì )提示驗證識別是失敗的，從而防盜功能繼續起作用，以致車(chē)門(mén)無(wú)法打開(kāi)。
4.5控制器模塊
關(guān)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(diǎn)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(diǎn)從而使得STC89C52在很多領(lǐng)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(shí)器，計數器，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，同時(shí)對讀寫(xiě)器的配置也進(jìn)行初始化，當讀寫(xiě)器是處于工作的時(shí)候，在這個(gè)過(guò)程中，我們需要對射頻識別系統中的閱讀器的終端的頻率進(jìn)行參數設置。當有貴重的物件進(jìn)入到RFID的讀寫(xiě)器的時(shí)候，標簽就會(huì )從而得到對應的能量，信息的發(fā)送是通過(guò)相位也可以通過(guò)反向的調制射頻實(shí)現，此時(shí)AS3992就會(huì )根據ISO的協(xié)議把標簽的相關(guān)信息傳送到MCU。當閱讀器中天線(xiàn)的標簽的數目是足夠多的時(shí)候，標簽信息的發(fā)送可能會(huì )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，系統分為了兩種，首先的第一種的實(shí)現方式是用到了AS3992的GPIO接口，當目標移動(dòng)或者周?chē)沫h(huán)境發(fā)生變化的時(shí)候，傳感器就會(huì )接收到這些信息的改變，然后就會(huì )對此發(fā)出警報。另外一種就是這個(gè)信號的發(fā)送任務(wù)是由AS3992完成的，射頻的收發(fā)模塊首先會(huì )把信號發(fā)送給單片機，然后單片機會(huì )進(jìn)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)送到系統設置的手機號中或者是具體的車(chē)主進(jìn)行報警。
發(fā)送短信的實(shí)現應用到了GSM模塊的TC35模塊，通過(guò)TC35模塊可以成功地把短信內容發(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(jìn)行賦值，也就是把發(fā)送的目的地內容賦值給系統設置的對應變量。另外再接著(zhù)把該變量進(jìn)行處理形成PDU的字符串形式，接著(zhù)AT命令就會(huì )對PDU字符串進(jìn)行調用，通過(guò)TC35模塊將調用的PDU字符串發(fā)送出去。
6結語(yǔ)
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(chē)防盜系統。該防盜系統允許短距離內進(jìn)行警報。本文完成了系統硬件設計以及軟件結構的設計，短信的發(fā)送是通過(guò)GSM模塊實(shí)現的，這種新型的防盜相比于傳統的汽車(chē)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(guò)本文設計的系統可以對一些比較貴重的物品進(jìn)行防范，在現實(shí)生活中的應用意義與實(shí)用價(jià)值很大。
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