基于RFID的汽车防盗系统设计与实现

1、基于RFID的的汽车防盗系系统设计与实实现作者： 时间：20008-011-11来源: HYPERLINK /comments/list/id/76934 浏览览评论引言射频识别技术( HYPERLINK /news/listbylabel/label/%3ca%20class= RFID HYPERLINK /news/listbylabel/label/RF RFID，即Radio Frequency I-dentification)是从20世纪80年代开始走向成熟的一项自动识别技术。它利用射频方式进行非接触式双向通信方式来交换数据以达到识别目的。可用于识别高速运动物体并可同时识别多个射频

2、卡，而且操作快捷方便，不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境，特别适合于实现系统的自动化且不易损坏。本文介绍的射频识别系统是将射频识别技术应用到 HYPERLINK /news/listbylabel/label/汽车防盗 汽车防盗系统中的一次成功尝试。1 HYPERLINK /news/listbylabel/label/%3ca%20class= RFID HYPERLINK /news/listbylabel/label/RF RFID HYPERLINK /news/listbylabel/label/汽车防盗 汽车防盗系统概述随着科技的的发展， HYPERLINK /news/listbyl

3、abel/label/汽车防盗 汽车车防盗装置日日趋严密和完完善，目前防防盗器按其结结构与功能可可分四大类：机械式、电电子式、 HYPERLINK /news/listbylabel/label/芯片 芯片片式和网络式式，虽然各有有优劣，但 HYPERLINK /news/listbylabel/label/汽车防盗 汽汽车防盗的发发展方向则向向智能程度更更高的 HYPERLINK /news/listbylabel/label/芯片 芯片式和网络络式发展。 HYPERLINK /news/listbylabel/label/%3ca%20class= RFID HYPERLINK /news

4、/listbylabel/label/RF RFID HYPERLINK /news/listbylabel/label/汽车防盗 汽车防盗盗系统属于 HYPERLINK /news/listbylabel/label/芯片 芯片片式防盗系统统，它是 HYPERLINK /news/listbylabel/label/%3ca%20class= RFFID HYPERLINK /news/listbylabel/label/RF RFFID的新应应用。由于这这是一种足够够小的、能够够封装到汽车车钥匙当中并并含有特定码码字的射频卡卡。该系统在在汽车方向盘盘下安装有阅阅读器，阅读读器离点火钥钥匙的

5、距离小小于7厘米，当当插入一把带带有应答器的的正确钥匙并并打到M位时， HYPERLINK /news/listbylabel/label/汽车防盗 汽车车防盗系统上上电工作，阅阅读器读取到到有效的 UUID号，系系统语音提示示钥匙正确，并并自动完成对对码、解锁发动机电电脑，否则语语音报警，发发动机电脑处处于闭锁状态态，发动机管管理系统(EEMS)锁定定油路和引擎擎，发动机点点火和喷油的的控制被切断断，汽车无法法启动，汽车车的中央计算算机也就能容容易地防止短短路点火，实实现防盗功能能。2 HYPERLINK /news/listbylabel/label/%3ca%20class= RFIID

6、 HYPERLINK /news/listbylabel/label/RF RFFID HYPERLINK /news/listbylabel/label/汽车防盗 汽车防盗盗系统组成原原理 HYPERLINK /news/listbylabel/label/%3ca%20class= RFID HYPERLINK /news/listbylabel/label/RF RFID系统统为该 HYPERLINK /news/listbylabel/label/汽车防盗 汽车防防盗系统的核核心组成部分分。一般由标标签(TAGG，即射频卡卡)、阅读器器、射频天线线三部分组成成。标签由耦耦合元件及 HY

7、PERLINK /news/listbylabel/label/芯片 芯芯片组成，含含有内置天线线，用于和射射频天线间通通讯;阅读器器用于读取(在读写卡中中还可以写入入)标签信息息;射频天线线用于在标签签和读取器间间传递射频信信号。系统的的基本工作流流程是阅读器器通过射频天天线发送一定定频率的射频频信号;射频频卡进入射频频天线工作区区域时即产生生感应电流，射射频卡获得能能量被激活，然然后由射频卡卡将自身编码码等信息通过过卡内天线发发送出去;射射频天线接收收到从射频卡卡发送来的载载波信号，并并经调节器传传送到阅读器器后，阅读器器对接收的信信号进行解调调和解码，然然后送到后台台主系统进行行相关处理

8、;主系统根据据逻辑运算判判断该卡的合合法性，同时时针对不同的的设定做出相相应的处理和和控制，并发发出指令信号号控制执行机机构动作。3 HYPERLINK /news/listbylabel/label/%3ca%20class= RFIID HYPERLINK /news/listbylabel/label/RF RFFID HYPERLINK /news/listbylabel/label/汽车防盗 汽车防盗盗系统硬件设设计本 HYPERLINK /news/listbylabel/label/%3ca%20class= RFIDD HYPERLINK /news/listbylabel/l

9、abel/RF RFID HYPERLINK /news/listbylabel/label/汽车防盗 汽车防盗盗系统以 HYPERLINK /news/listbylabel/label/%3ca%20class= RFID HYPERLINK /news/listbylabel/label/RF RFID系统统为核心组成成。 HYPERLINK /news/listbylabel/label/汽车防盗 汽车防盗盗系统硬件控控制单元选用用Motorrola(FFreesccale)的的16位单片片机 MC99S12D664，射频识识别系统由阅阅读器S67700、应答答器TAG-IT和射频频天

10、线组成。此此外，系统还还包括存储电电路(AT224C01)，检测电路路，语音电路路和CAN总总线通讯电路路。 HYPERLINK /news/listbylabel/label/%3ca%20class= RFID HYPERLINK /news/listbylabel/label/RF RFID HYPERLINK /news/listbylabel/label/汽车防盗 汽车防盗盗系统的硬件件设计框图如如图1所示。 RFID HYPERLINK /news/listbylabel/label/RF RRFID HYPERLINK /news/listbylabel/label/汽车防盗 汽

11、车防盗盗系统硬件设设计 srcc=htttp:/ppagesaadmin.ednchhina.ccom/immages/articcle/133e85b665-62779-4177b-bf225-1c667336ff5fab/20070070512226375579.jppg.pngg widdth=3880本系统中的的控制单元单单片机MC99S12D664延续了飞飞思卡尔半导导体在车用微微控制器领域域的优良传统统，是以速度度更快的S112内核(SStar CCore)为为核心的MCC9S12系系列单片机成成员，这两种种器件管脚兼兼容，存储器器可以得到升升级。并且片片内有多种外外围设备可供供选

12、择。MCC9S12DD64共有88种工作模式式，模式的设设定可通过复复位期间采集集BKGD、MMODB、MMODA三个个引脚的状态态来实现，这这样可增强应应用的可选择择性。控制单元主主要负责与应应用系统软件件进行通信、执执行应用系统统软件发来的的命令、控制制与射频卡的的通信过程(主-从原则则)及信号的的编解码、对对一些特殊的的系统还要执执行反碰撞算算法、对射频频卡与阅读器器问要传送的的数据进行加加密和解密，以以及进行射频频卡和阅读器器间的身份验验证等附加功功能。分页S67000 IC卡读读写多协议收收发器与应答答器TAG-IT共同组组成射频系统统，S67000采用133.56 MMHz工作频频

13、率。并具有有防冲突机制制。由于S66700采用用的是曼彻斯斯特编码方式式，故能允许许多张卡同时时读写而不会会发生冲突。典典型发送功率率为200 mW。它支支持的协议包包括TI TTAG-ITT协议、ISSO/IECC156933-2协议和和ISO/IIEC 144443-22协议。S66700与CCPU的接口口为同步串行行接口(SPPI)。SCCLOCK、DDIND、OOUT分别为为时钟线、数数据输入线、数数据输出线。时时钟线为双向向，DOUTT在接收数据据期间用于数数据输出，而而在发送数据据期间则用来来指示S67700内部FF HYPERLINK /news/listbylabel/labe

14、l/IF IFO寄存器器的情况。应答器TAAG-IT完完全兼容ISSO/IECC156933协议。卡内内有64位的的UID(卡卡号)和8位位的AFI (应用识别别号)、8位位的DSFIID(数据存存储格式)，其其中UID是是不可修改的的。另外，卡卡内有2 KKB的EEPPROM，分分成64块，每每块32Biit，每个块块均可锁定，以以保护数据免免于修改。射射频系统的阅阅读器电路设设计图如图22所示。 AT24CC01是具有有I2C总线线的1K位电电可擦除存储储器，具有独独立的写周期期(最大100 ms)，上上电后可在线线编程数据，失失电时能长期期保存结果，这这样可以有效效地防止人为为对汽车电源

15、源的破坏。AAT24C001存储相应应的TAG-IT的UIID号，用于于与读取的应应答器的UIID进行核对对。语音电路路以ISD55216集成成语音 HYPERLINK /news/listbylabel/label/芯片 芯片为核心，IISD52116具有录音音播放能力和和4MB的数数字资料存储储功能，结合合调理和功放放电路实现多多段语音的录录放，从而方方便地实现了了 HYPERLINK /news/listbylabel/label/%3ca%20class= RFID HYPERLINK /news/listbylabel/label/RF RFID防盗盗系统的安全全提示和报警警功能。检

16、测测电路用来检检测汽车的各各种状态信息息，检测到的的状态信息包包括车门的检检测，对电源源，刹车等信信号的检测。MMCU通过检检测到的状态态信息做出判判断决策，通通过执行机构构控制方向灯灯、电源、门门磁锁和轮毂毂锁。CAN通讯讯网络模块负负责将启动信信号和检测信信号通过CAAN网传输给给汽车的中央央处理器。中中央处理器通通过接收的信信号做决策判判断。CANN总线通信方方式灵活、抗抗干扰能力强强，目前在汽汽车控制系统统中应用广泛泛。CAN通通讯接口硬件件设计如图33所示，其中中82C2550是CANN控制器和物物理总线间的的接口，它和和CAN控制制器之间采用用光隔P1113来提高系系统的抗干扰扰能

17、力。分页 4 HYPERLINK /news/listbylabel/label/%3ca%20class= RFIID HYPERLINK /news/listbylabel/label/RF RFFID HYPERLINK /news/listbylabel/label/汽车防盗 汽车防盗盗系统软件的的实现 HYPERLINK /news/listbylabel/label/%3ca%20class= RFID HYPERLINK /news/listbylabel/label/RF RFID HYPERLINK /news/listbylabel/label/汽车防盗 汽车防盗盗系统软件

18、的的设计开发环环境为Codde Warrrior for SS12，它是是面向以HCC12和S112为CPUU的单片机应应用开发软件件包。包括集集成开发环境境IDE、处处理器专家库库、全 HYPERLINK /news/listbylabel/label/芯片 芯片仿真、可可视化参数显显示工具、项项目工程管理理器、C交叉叉编译器、汇汇编器、链接接器以及调试试器。其调试试方式为BDDM方式，BBDM ( Backggroundd Debuug Modde)是Frreescaale公司的的一种系统调调试方式，具具备基本的调调试功能，包包括资源访问问及运行控制制，与指令挂挂牌及断点逻逻辑配合可以以实

19、现很多重重要的开发功功能。4.1 SS6700工工作流程软件设计的的重点是对SS6700的的编程。S66700编程程要严格遵循循其通讯协议议和工作时序序，对S67700的操作作有三种模式式：普通模式式、寄存器模模式和直接模模式。直接模模式下，CPPU要直接面面向射频信号号处理，比较较复杂，故一一般不采用。普普通模式下每每条指令均含含有协议、调调制方式、传传输速率等参参数，而寄存存器模式系列列则不含这些些参数，而是是由预先写入入的寄存器的的数值决定。本本系统对S66700的操操作选用普通通模式，在该该模式下，MMCU首先要要发送关闭命命令以防止复复位脉冲误判判，接着初始始化时间寄存存器，然后发发

20、送普通模式式命令参数。在在TAG-IIT应答之前前，MCU必必须放弃时钟钟线控制权，并并将其转交给给S67000，然后等待待应答器的回回复信号，接接收到回复信信号后，MCCU读应答器器UID判断断有无读卡错错误，应答结结束后，MCCU收回时钟钟线控制权。SS6700的的工作流程图图如图4所示示。 分页4.2 初初始化射频应答的的所有操作都都是从S67700的初始始化开始的。在在MCU与TTAG-ITT的通讯过程程中，首先必必须初始化时时间寄存器。按按照ISO/IEC155693协议议，必须写入入初始化时间间序列S1 0111110111000000000110000 ES11，其中S11与ES

21、1分分别为起始位位和结束位，普普通模式下，命命令字节为88位，其发送送顺序是高位位在前，数据据流则是低位位在前。下面面是其命令结结构格式： 起始位的波波形是当SCCLOCK为为高时，在DDIN发生一一个上升沿。其其中DIN必必须在SCLLOCK突变变为高电平3300 nss以后才能突突变为高电平平并产生上升升沿。结束位位的波形是当当SCLOCCK突变为高高电平至少4400 nss以后在DIIN发生一个个下降沿。4.3 读读应答器UIID在MCU读读TAG-IIT期间，由由S67000掌握时钟线线控制权。SS6700读读得数据后，通通过DIN传传输给MCUU。在读取数数据时，MCCU必须严格格模

22、拟TAGG- IT的的响应时序，并并通过传输来来的FLAGG来确定数据据的正确性。只只有在FLAAG完全正确确时，才会继继续接受响应应内容，否则则，系统将结结束读卡过程程。图5给出出了读应答器器的子程序图图。 TAG-IIT的响应格格式依次为起起始位S2、FFLAG、响响应内容、CCRC16、结结束位ES22，其基本的的读卡请求和和应答时序如如图6所示。其其中TRANN1和TRAAN2分别表表示MCU放放弃时钟权限限和MCU获获得时钟权限限。 5 结束语语 HYPERLINK /news/listbylabel/label/汽车防盗 汽车防盗问问题在全世界界范围内备受受关注。要解解决这一问题题需从高科技技防盗技术方方面着手，而