基于GSM网络的RFID汽车防盗系统设计

1  防盗系统的特点

　　早期汽车防盗系统主要由机械结构的门锁和车轮锁构成。 车锁的功能从简单控制车门开启演变为控制点火和操控汽车电路等。 随着现代电子技术的发展， 芯片式和网络式相结合的高端防盗系统得到了发展， 它提供更有效的防盗手段。 本文采用RF ID芯片技术与GSM 模块技术设计并制作了汽车防盗系统， 与其它防盗系统相比， 其主要特点如下：

　　（ 1）编码唯一性和不可复制性

　　普通电子式防盗器是时下最流行的防盗器， 它通过手持遥控装置来设防和撤防， 遥控收发模块可以采用固定码编码和滚动码编码方式。 固定编码方式的缺点是地址码容易重复， 并且容易被复制。 而滚动码方式每次发送的代码都是唯一且不规则的， 但通过专门的解码器也能在几秒钟内解码， 且这种防盗器经常会有误报警的情形发生。

　　新方案采用了RF ID （无线射频身份识别）技术的芯片， 该芯片出厂时已经设定唯一编码， 无法复制。 采用的第四代RFID芯片具有特殊诊断功能， 即受权者在读取钥匙保密信息时， 能够得到该防盗系统的历史信息（如读取次数、时间等）， 令这类RF ID芯片现已广泛应用于各种高级安防系统中。

　　（ 2）网络自动远程防盗

　　在防盗系统中运用网络技术是目前最先进、最有效的防盗方式之一， 是现行广泛应用GPS（全球定位系统）的网络报警系统。

　　该系统在车上安装小型的无线网络终端， 通过GPS模块向网络中心报告车辆运行位置， 由监控中心统一完成调度、跟踪。 该网络系统的缺点是需要建立无线网络监控中心、信号中继基站等， 一般需要人工服务， 终端用户要定期支付固定费用， 其使用区域还受到无线网络覆盖范围的限制。

　　本系统采用GSM 模块， 利用成熟的GSM 网络覆盖全国甚至全世界， 24小时在线， 通过程序控制可以在任何地方完成对失窃车辆的锁定。 该系统在不使用时不产生任何费用， 适用于普通大众。 基于GSM网络的RFID芯片式防盗器， 可实现无匙进入， 还能唯一地识别车主控制的车辆， 误报警的机率更小。

　　2  系统结构及原理

　　该系统由3部分组成： 射频身份识别（ RFID ）芯片、主控电路（MCU ）、网络接口模块（ TC35） . 通信设备采用西门子手机模块TC35, 主控芯片采用AT89C51, 身份识别采用TI 公司的基站芯片TMS3705和感应器， 该感应器具有世界上唯一的ID号， 并且不能够进行复制， 因此保密性极佳。 系统整体结构如图1所示。

 

图1  系统结构框图

　　2. 1  射频身份识别（ RFID）部分

　　典型的RFID 系统包括感应器、阅读器和处理数据的后端计算机。 感应器也称射频卡， 它具有智能读写及加密通信的能力。 阅读器通过调制的RF通道向感应器发出请求信号， 感应器回答识别信息，然后阅读器把收到的信号送到计算机。 系统最大的特点是非接触式识别， 因此可以同时识别多个感应器及高速运动的电子标签。 该系统中因为感应距离不要求很远（ 0 1~ 5 m） , 采用无源感应器， 结构简单， 更适合随身携带。

　　然后阅读器把收到的信号送到计算机。 系统最大的特点是非接触式识别， 因此可以同时识别多个感应器及高速运动的电子标签。 该系统中因为感应距离不要求很远（ 0 1~ 5 m） , 采用无源感应器， 结构简单， 更适合随身携带。

　　该系统所选用的阅读器是TMS3705, 它是TI公司生产的低频基站集成电路， 可作为RFID 读卡器。

　　当阅读器TMS3705接入电源时， 首先发射一定频率的射频脉冲信号， 若感应器（本系统采用无源只读型感应器为R I- TRP- RR2B ）在有效感应范围内，它将接收到的信号进行最佳耦合， 并对它的电容进行充电， 以供感应器内部电路工作。 感应器工作时，以FSK 方式发射数据， 阅读器TMS3705中的射频模块接收并解调该信号， 然后按照一定通信协议上传给MCU 进行处理。 假如感应器是合法卡， MCU 下传命令给控制单元撤防， 并且打开中央门锁； 假如该感应器是非法卡， 则说明有人持非法卡强行进入， 控制单元发出系统报警和通过手机模块（ TC35）以短信息的方式通知用户。

　　2. 2  主控部分

　　主控单片机采用通用芯片AT89C51以降低造价。 在系统中， 主控单片机负责用户身份的识别、信号的检测、各种控制信号的产生和与GSM 模块的通信[ 2] .

　　2. 3  GSM 网络接口模块

　　该系统的通信网络使用GSM网络。 采用的是西门子公司的TC35模块， 它是GSM无线双频模块， 具有语音、数据、短消息、FAX 等4 种传输方式。 它属于GSM /GPRS模块， 支持GSM 模块的所有功能， 还具有永久在线功能， 支持快速数字接入和高速数据传输， 可以实现对车辆的无间断追踪。 其功能结构如图2所示。

 

图2  TC35模块功能框图

　　TC 35模块主要由4部分组成： GSM基带处理器、GSM 射频部分、电源ASIC、Flash. GSM 基带处理器是整个模块的核心， 控制着模块内各种信号的传输、转换、放大等处理过程。 GSM 射频部分是1个单片收发器， 完成射频接收和发送等。 GSM 模块电流变化非常大， 这就对供电电路提出了较高的要求。

　　电源AS IC 部分使用线性电压调节器把外部输入的电源电压Vbatt+ 进行稳压后供GSM 基带处理器和GSM 射频部分使用， 此外它还输出1 个2 9 V /70mA 的电压供模块外的其他电路使用。 GSM 射频部分的功率放大器对电源电压要求不高， 所以直接使用外部的输入电压Vbatt+ . Flash 用来存储一些用户配置信息、电话本等。