1.引言

隨著RFID科技的發(fā)展，汽車防盜裝置日趨嚴密、完善和使用方便，汽車防盜的發(fā)展方向則向智能程度更高的芯片式和網(wǎng)絡式發(fā)展。基于射頻識別技術(shù)的汽車防盜系統(tǒng)屬于芯片式防盜系統(tǒng)，它是射頻技術(shù)的新應用?；谏漕l識別技術(shù)的汽車防盜系統(tǒng)具有無接觸，工作距離大，進度高，信息搜集處理快捷及較好的環(huán)境適應性等特點。本文重點介紹一種基于ARM射頻識別防盜系統(tǒng)硬件設計，在硬件系統(tǒng)的基礎上，移植了嵌入式實時操作系統(tǒng)，使得系統(tǒng)的軟件設計更加靈活。此系統(tǒng)能夠很好的克服市場上使用的電池遙控裝置的弱點，有效的達到汽車防盜的目的。

2.防盜系統(tǒng)原理

在攜帶系統(tǒng)已授權(quán)“鑰匙”的情況下，當車主試途進入車內(nèi)的時候，只需拉動車門把手，系統(tǒng)便主動解鎖讓用戶進入，此時車門會自動打開。這是由于當用戶打開車門把手或后備廂開關(guān)時，會觸發(fā)汽車車門內(nèi)的傳感器裝置，使其發(fā)送含密碼信息的低頻信號，以檢測汽車外圍一定范圍內(nèi)是否有授權(quán)的鑰匙，這個檢測通常在汽車外圍的范圍內(nèi)有匙1.5~2.0m,當“鑰匙”接收到該檢測信號后，會效相應發(fā)送與該鑰匙相關(guān)的高頻加密信號，汽車接收到該密碼信號后核對，如果密碼有效，則車門或后備廂蓋的門鎖會自動開啟，整個過程持續(xù)時間很短，車主無感覺。當車主進入車內(nèi)后，按動發(fā)動機啟動按鈕，此時系統(tǒng)開始檢測司機駕駛位置上是否有授權(quán)鑰匙，如果檢測到授權(quán)要是的密碼與存儲與系統(tǒng)內(nèi)的密碼相同，此時則啟動汽車發(fā)動機。如果是在強行進入的前提下，由于系統(tǒng)檢測不到授權(quán)的“鑰匙”,即使按下了啟動按鈕，汽車發(fā)動機也不會啟動，此時汽車處于保護狀態(tài)中，從而起到了汽車防盜的目的。

3.防盜系統(tǒng)硬件設計

3.1 汽車射頻防盜系統(tǒng)構(gòu)成

在此系統(tǒng)中微處理器是系統(tǒng)的核心部件，控制著其他部件的運行。射頻識別部分是此系統(tǒng)的重要部件，它負責用戶合法信息的讀取。

系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。S3C44B0X為系統(tǒng)的控制中心，控制其他模塊的工作，射頻識別模塊，完成授權(quán)鑰匙的信息讀取。GPRS模塊當車出現(xiàn)被盜的情況下，通過該模塊給車主發(fā)送信息。語音模塊實現(xiàn)對車主的語音提示，汽車發(fā)動機控制ECU主要是控制發(fā)動機的起停，車門及后備廂控制模塊主要是負責車門及后備廂的關(guān)閉與開啟。JTAG模塊的功能是實現(xiàn)系統(tǒng)的調(diào)試。聲光報警模塊的主要功能是當車被盜后實現(xiàn)系統(tǒng)的報警。

3.2 射頻識別系統(tǒng)的設計

RFID系統(tǒng)為該汽車防盜系統(tǒng)的重要組成部件，汽車防盜部分組成為射頻卡、閱讀器、射頻天線三部分組成。標簽由耦合元件及芯片組成，含有內(nèi)置天線，用于和射頻天線間通訊;閱讀器在讀寫卡中還可以寫入標簽信息，射頻天線用于在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。

系統(tǒng)的基本工作流程是閱讀器通過射頻天線發(fā)送一定頻率的射頻信號;射頻卡進入射頻天線工作區(qū)域時即產(chǎn)生感應電流，射頻卡獲得能量被激活，然后由射頻卡將自身編碼等信息通過卡內(nèi)天線發(fā)送出去;射頻天線接收到從射頻卡發(fā)送來的載波信號，并經(jīng)調(diào)節(jié)器傳送到閱讀器后，閱讀器對接收的信號進行解調(diào)和解碼，然后送到后臺主系統(tǒng)進行相關(guān)處理;主系統(tǒng)根據(jù)邏輯運算判斷該卡的合法性，同時針對不同的設定做出相應的處理和控制，并發(fā)出指令信號控制執(zhí)行機構(gòu)動作，此系統(tǒng)中選用RI-R6C-001射頻讀寫芯片。利用該收發(fā)器(RI-R6C-001A)結(jié)合MCU完整的實現(xiàn)了ISO/IEC15693-3所規(guī)定的對VICC操作上層協(xié)議。ISO/IEC15693-2所規(guī)定的VCD與VICC通信物理層協(xié)議由收發(fā)器內(nèi)部ASIC實現(xiàn)，MCU和收發(fā)器的通信接口有三根線：SCLOCK,DIN,DOUT,分別代表時鐘線、數(shù)據(jù)輸入線、數(shù)據(jù)輸出線。系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

4.系統(tǒng)的軟件設計

4.1 系統(tǒng)的整體設計

系統(tǒng)軟件的整體設計包括系統(tǒng)啟動代碼BOOTLOAD的編寫、硬件驅(qū)動的編寫，嵌入式實時操作系統(tǒng)的移植等工作[4/5].由于其它的論文已經(jīng)做了成熟的論述，在此本文不做重點討論。

4.2 S6700系列的時序命令

讀卡器的主要軟件部分就是通過MCU向S6700系列的芯片RI-R6C-001A發(fā)送的命令序列和接收的數(shù)據(jù)，發(fā)送喝接收中必須要符合內(nèi)部ASIC的通信協(xié)議和ISO/IEC15693-3的規(guī)范。否則得不到任何的返回信息。

首先軟件發(fā)動的命令要滿足內(nèi)部ASIC的命令格式。內(nèi)部ASIC的命令結(jié)構(gòu)如表1所示。

其中：

S1:為MCU發(fā)送到RI-R6C-001A命令的起始位：

CMD:為ASIC支持的相關(guān)命令，當RI-R6C-0014A工作再寄存器模式時候該位為1個字節(jié);DATA:由ISO/IEC15693-3規(guī)定，這部分數(shù)據(jù)一般是發(fā)送到VICC;ESI:為MCU發(fā)送RI-R6C-001A的命令結(jié)束位。

4.3 讀卡應用程序的設計主程序的設計是要從初始化各個設備后再開始進行讀卡的操作，流程圖如圖3所示所示：

5.實驗室試驗驗證

此系統(tǒng)經(jīng)過在S3C44B0X搭建的實驗系統(tǒng)上實驗，系統(tǒng)運行良好。操作界面友好。很好的實現(xiàn)了系統(tǒng)的各項主要功能。

6.小結(jié)

本文主要介紹了射頻識別技術(shù)應用于汽車防盜系統(tǒng)的設計方案。該方案設計了一種基于ARM的射頻識別系統(tǒng)的硬件及部分電路的設計。本文主要介紹了此射頻識別技術(shù)應用于汽車防盜系統(tǒng)的方法和實現(xiàn)。筆者運用射頻識別技術(shù)研制的新型汽車防盜器，經(jīng)過數(shù)次調(diào)試和試用，其性能不僅穩(wěn)定，而且安全可靠。在實際應用中也取得了良好的效果。實踐表明，該防盜器具有技術(shù)先進、實用、方便、兼容性好、體積小和功能全等優(yōu)點，是一種比較理想的汽車防盜系統(tǒng)。