隨著我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的提高，汽車越來(lái)越多地進(jìn)入普通家庭。由于各種突發(fā)性道路交通事故與汽車盜竊案件的頻繁發(fā)生，人們對(duì)汽車安全與防盜的關(guān)注度也日益提高。開發(fā)和研究汽車安全與防盜系統(tǒng)，是確保行車安全和防止盜竊的有效技術(shù)措施。與傳統(tǒng)單個(gè)獨(dú)立汽車胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和汽車遙控?zé)o鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)的特點(diǎn)是，將胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與遙控?zé)o鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)行整合，有效地實(shí)現(xiàn)了射頻(RF)模塊的復(fù)用，不僅節(jié)約了硬件開銷，也提高了系統(tǒng)的集成度。

本文提出了一種基于射頻識(shí)別技術(shù)的汽車安全防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。在射頻通信上，該系統(tǒng)采用434 MHz 的UHF 頻段與125 kHz 的LF 頻段相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)胎壓監(jiān)測(cè)、遙控門鎖和發(fā)動(dòng)機(jī)防盜鎖止等功能。調(diào)試結(jié)果表明，該系統(tǒng)提高了汽車的防盜性與控制性，節(jié)約了系統(tǒng)空間，降低了生產(chǎn)成本，優(yōu)化了車身網(wǎng)絡(luò)。

基于RFID 技術(shù)的汽車安全防盜系統(tǒng)

射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。汽車安全防盜系統(tǒng)采用射頻識(shí)別技術(shù)，通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。RFID 技術(shù)采用射頻傳輸，可以透過外部材料讀取芯片數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)非接觸操作。通信數(shù)據(jù)使用加密算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)、管理及通信。隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，電子芯片集成度的提高，RFID 系統(tǒng)成本也在不斷地降低，加快了智能化在汽車電子行業(yè)中的推廣與應(yīng)用。智能汽車安全防盜系統(tǒng)由輪胎發(fā)射模塊、遙控鑰匙模塊和基站模塊組成。對(duì)RFID 系統(tǒng)來(lái)說，收發(fā)頻率大小決定了射頻識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別距離、電路實(shí)現(xiàn)的難易程度以及硬件設(shè)計(jì)成本。在汽車安全防盜設(shè)計(jì)中，125 kHz 等低頻(LF)頻段用于近距離、低速度，數(shù)據(jù)量要求較少的汽車引擎防盜系統(tǒng)的識(shí)別;434 MHz 等超高頻(UHF)頻段則用于遠(yuǎn)距離的射頻通信系統(tǒng)(汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與遠(yuǎn)程無(wú)鑰匙進(jìn)入系統(tǒng))的識(shí)別。

輪胎模塊電路

輪胎模塊由輪胎狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集與發(fā)射電路組成，如圖2 所示。

輪胎模塊電路采用FREESCALE公司的智能嵌入式傳感器MPXY8300.該系列傳感器集成了該公司的低功耗S08 核，內(nèi)含512 字節(jié)RAM和16 KB Flash,同時(shí)還集成了低功耗電容式壓力、溫度傳感器和單通道的低頻輸入接口。其RF發(fā)射支持315 MHz 和434 MHz 兩種載波頻率，并可通過編程配置使寄存器為幅移鍵控(ASK)或頻移鍵控(FSK)調(diào)制方式。它還集成了電荷泵功能，當(dāng)電池電壓較低時(shí)，可提高RF 發(fā)射部分供電電壓，從而使其仍能達(dá)到一定的R F 發(fā)射強(qiáng)度。MPXY8300 是一款將壓力溫度傳感器、8 位微控制器(MCU)、RF 發(fā)射器和雙軸(XY)加速器全部集成到一個(gè)片上的系統(tǒng)級(jí)芯片(SOC)。MPXY8300 壓力測(cè)量范圍：轎車100~800 kPa,卡車100~1 400 kPa,溫度測(cè)量范圍：-40~125 ℃。

鑰匙模塊電路

鑰匙模塊芯片采用NXP 公司生產(chǎn)的PCF7961.PCF7961是一個(gè)基于低功耗8位MRKII架構(gòu)的精簡(jiǎn)指令集(RISC)處理器，它集成了UHF發(fā)射器與LF頻收發(fā)器的芯片。這種芯片能夠完成射頻發(fā)射和應(yīng)答器低頻通信認(rèn)證，適合于機(jī)動(dòng)車輛遙控防盜裝置。它采用快速相互鑒別算法，使用隨機(jī)數(shù)字、密鑰和口令，具有靈敏度高(遠(yuǎn)距離)和鑒別時(shí)間短(39 ms)的特點(diǎn)。PCF7961 還提供了出廠時(shí)已經(jīng)固化了的32 位身份識(shí)別碼(ID)。圖3 是鑰匙模塊的電路原理圖。

基站模塊電路

基站模塊主要由射頻接收電路、低頻收發(fā)電路、主控芯片MCU、LIN 接口以及人機(jī)接口組成。射頻接收電路采用FREESCALE 公司的UHF 射頻接收芯片MC33596,完成信號(hào)解調(diào)和數(shù)據(jù)曼切斯特解碼后，將數(shù)據(jù)傳送到基站主控芯片MC9S08DZ60,進(jìn)行數(shù)據(jù)處理(RKE 數(shù)據(jù)解密)和指令執(zhí)行。低頻收發(fā)器采用NXP公司生產(chǎn)的PJF7992.PJF7992集成了所有必需的功能方便讀寫應(yīng)答器，基站微處理器通過PJF7992 帶有的LIN串行接口控制PJF7992 和應(yīng)答器之間的通訊?；局骺匦酒捎肍 RE E SC A L E 公司生產(chǎn)的MC9S08DZ60,它可以通過SPI 串行總線對(duì)射頻接收芯片MC33596 參數(shù)進(jìn)行配置與通信。MC9S08DZ60 內(nèi)部集成了2 個(gè)SCI(LIN)模塊，可通過一路LIN 總線實(shí)現(xiàn)對(duì)低頻收發(fā)芯片PJF7992 的控制，另一路LIN總線實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)與門控相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳送命令。在汽車安全防盜系統(tǒng)中加入LIN總線接。