基于GSM網絡的RFID汽車防盜系統設計

1 防盜系統的特點

　　早期汽車防盜系統主要由機械結構的門鎖和車輪鎖構成。 車鎖的功能從簡單控制車門開啟演變為控制點火和操控汽車電路等。 隨著現代電子技術的發展， 芯片式和網絡式相結合的高端防盜系統得到了發展， 它提供更有效的防盜手段。 本文采用RF ID芯片技術與GSM 模塊技術設計并制作了汽車防盜系統， 與其它防盜系統相比， 其主要特點如下：

　　（ 1）編碼唯一性和不可復制性

　　普通電子式防盜器是時下最流行的防盜器， 它通過手持遙控裝置來設防和撤防， 遙控收發模塊可以采用固定碼編碼和滾動碼編碼方式。 固定編碼方式的缺點是地址碼容易重復， 并且容易被復制。 而滾動碼方式每次發送的代碼都是唯一且不規則的， 但通過專門的解碼器也能在幾秒鐘內解碼， 且這種防盜器經常會有誤報警的情形發生。

　　新方案采用了RF ID （無線射頻身份識別）技術的芯片， 該芯片出廠時已經設定唯一編碼， 無法復制。 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， 能夠得到該防盜系統的歷史信息（如讀取次數、時間等）， 令這類RF ID芯片現已廣泛應用于各種高級安防系統中。

　　（ 2）網絡自動遠程防盜

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

　　該系統在車上安裝小型的無線網絡終端， 通過GPS模塊向網絡中心報告車輛運行位置， 由監控中心統一完成調度、跟蹤。 該網絡系統的缺點是需要建立無線網絡監控中心、信號中繼基站等， 一般需要人工服務， 終端用戶要定期支付固定費用， 其使用區域還受到無線網絡覆蓋范圍的限制。

　　本系統采用GSM 模塊， 利用成熟的GSM 網絡覆蓋全國甚至全世界， 24小時在線， 通過程序控制可以在任何地方完成對失竊車輛的鎖定。 該系統在不使用時不產生任何費用， 適用于普通大眾。 基于GSM網絡的RFID芯片式防盜器， 可實現無匙進入， 還能唯一地識別車主控制的車輛， 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 ）、網絡接口模塊（ TC35） . 通信設備采用西門子手機模塊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。 感應器也稱射頻卡， 它具有智能讀寫及加密通信的能力。 閱讀器通過調制的RF通道向感應器發出請求信號， 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。 系統最大的特點是非接觸式識別， 因此可以同時識別多個感應器及高速運動的電子標簽。 該系統中因為感應距離不要求很遠（ 0 1~ 5 m） , 采用無源感應器， 結構簡單， 更適合隨身攜帶。

　　然后閱讀器把收到的信號送到計算機。 系統最大的特點是非接觸式識別， 因此可以同時識別多個感應器及高速運動的電子標簽。 該系統中因為感應距離不要求很遠（ 0 1~ 5 m） , 采用無源感應器， 結構簡單， 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， 首先發射一定頻率的射頻脈沖信號， 若感應器（本系統采用無源只讀型感應器為R I- TRP- RR2B ）在有效感應范圍內，它將接收到的信號進行最佳耦合， 并對它的電容進行充電， 以供感應器內部電路工作。 感應器工作時，以FSK 方式發射數據， 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議上傳給MCU 進行處理。 假如感應器是合法卡， MCU 下傳命令給控制單元撤防， 并且打開中央門鎖； 假如該感應器是非法卡， 則說明有人持非法卡強行進入， 控制單元發出系統報警和通過手機模塊（ TC35）以短信息的方式通知用戶。

　　2. 2 主控部分

　　主控單片機采用通用芯片AT89C51以降低造價。 在系統中， 主控單片機負責用戶身份的識別、信號的檢測、各種控制信號的產生和與GSM 模塊的通信[ 2] .

　　2. 3 GSM 網絡接口模塊

　　該系統的通信網絡使用GSM網絡。 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， 還具有永久在線功能， 支持快速數字接入和高速數據傳輸， 可以實現對車輛的無間斷追蹤。 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 基帶處理器是整個模塊的核心， 控制著模塊內各種信號的傳輸、轉換、放大等處理過程。 GSM 射頻部分是1個單片收發器， 完成射頻接收和發送等。 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節器把外部輸入的電源電壓Vbatt+ 進行穩壓后供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 用來存儲一些用戶配置信息、電話本等。