CN106364452A - 基于rfid技术的汽车安全防盗*** - Google Patents

基于rfid技术的汽车安全防盗*** Download PDF

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Abstract

本发明针对汽车安全装置和报警装置互相独立，带来的硬件亢余和生产成本高的问题，本发明提出了一种基于RFID技术的汽车安全防盗***。基于FRID的汽车安全防盗***包括钥匙模块(2)、人机界面(6)、点火装置(8)和门控执行机构(9)，还包括轮胎模块(1)和基站模块(5)。在本***中，基站模块(5)由射频接收模块(3)，低频收发模块(4)，主控芯片MCU，LIN接口和人机接口组成；钥匙模块(2)主控芯片为8位处理器PCF7961；轮胎模块(1)主控芯片为智能嵌入式传感器MPXY8300。本发明将汽车的门禁***和胎压监测***组合为一个整体的***，同时实现了车辆胎压监测、遥控门锁和发动机防盗锁止功能，并降低了硬件损耗和生产成本。

Description

基于RFID技术的汽车安全防盗***
技术领域
本发明涉及嵌入式技术中的RFID射频通信领域，具体涉及一种基于RFID技术的汽车安全防盗***。
背景技术
射频识别技术(RFID)是一种非接触式的自动识别技术。汽车安全防盗***采用射频识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID技术采用射频传输，可以透过外部材料读取芯片数据，实现非接触操作。通信数据使用加密算法对数据进行加密，实现数据安全存储、管理及通信。随着电子技术的快速发展，电子芯片集成度的提高，RFID***成本也在不断地降低，加快了智能化在汽车电子行业中的推广与应用。
随着人们的生活水准的提高，人们对于汽车的需求量亦慢慢提高。同时，人们对于使用汽车的安全防范和防盗设施的要求也逐渐提高。早期传统的防盗装置多采用机械锁，重在防盗不能同时实现报警。现在的汽车防盗装置采用汽车防盗报警技术(AMT),通过在汽车控制电路中嵌入防盗***控制电路来进行防盗报警。在安全设施方面，主要采用了胎压监测***，用于监测汽车轮胎的压力、温度，并对出现的异常情况进行报警。但在现有技术中汽车安全装置和报警装置一般是互相独立的，这样就造成了硬件亢余和生产成本高的问题。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述汽车安全装置和报警装置互相独立，带来的硬件亢余和生产成本高的问题，本发明提出了一种基于RFID技术的汽车安全防盗***。
本发明采用的技术方案如下：
一种基于FRID的汽车安全防盗***，包括钥匙模块、人机界面、点火装置和门控执行机构，还包括轮胎模块和基站模块。
进一步的，所述基站模块由射频接收模块，低频收发模块，主控芯片MCU，LIN接口和人机接口组成；所述钥匙模块主控芯片为8位处理器PCF7961；轮胎模块主控芯片为智能嵌入式传感器MPXY8300。
进一步的，所述射频接收模块通过SPI通信总线与基站主控芯片连接，所述低频收发模块通过LIN1总线与基站主控芯片连接，所述发动机ECU和门控执行机构通过LIN2总线与主控芯片连接，所述基站模块上设置有人机界面，所述发动机ECU与点火装置连接；轮胎模块和钥匙模块通过RF射频通讯与基站模块交换数据。
进一步的，所述轮胎模块电路中，单片机U2的PTA5端口、PTA6端口、Avss端口和RESET端口接地，X1端口接电容C2一端，电容C2另一端与单片机U1的A9/D2端口和电容C1一端连接，电容C1另一端接地，单片机U1的A7/D4端口接地，VDD端口与单片机U2的XO端口连接，单片机U2的RVSS端口与电容C3一端连接，电容C3另一端和单片机U2的RF端口与电感L1的一端连接，电感L1另一端与电容C4一端连接，电容C4另一端与天线E1连接，单片机U2的VRF端口与电感L2一端连接，电容C5一端、电容C6一端、电容C7一端和按键开关S1一端与VRF端口连接，电容C5另一端、电容C6另一端和电容C7另一端接地，按键开关S1另一端与电源VDD连接，Avdd端口与电容C8一端、电容C9一端和电源VDD连接，电容C8另一端和电容C9另一端接地，单片机U2的VSS端口接地，VDD端口接电源VDD，电容C10一端和电容C11一端与VSS端口连接，电容C10另一端、电容C11另一端和开关S2一端与VDD端口连接，开关S2另一端与电池BT1正极连接，电池BT1负极接地，单片机PTA0端口与电感L3一端连接，电感L3另一端与PTA1端口连接，电容C12与电感L3并联，PT3端口接地。
进一步的，所述钥匙模块中，单片机U3的IN1端口与电容C13一端、电容C14一端和电感L4一端连接，电容C13另一端、电容C14另一端和电感L4另一端和IN2端口连接，VFI D端口与电容C15一端连接，电容C15另一端接地，XT1端口和XT2端口与晶振Y1连接，VBAT端口与电源VCC和电容C16一端连接，VDDA端口与电容C17一端和电源VCC连接，电容C16另一端和电容C17另一端接地，VSS端口、AVSS端口和PAVSS端口接地，PAOUT端口与电感L5一端连接，电感L5另一端与电容C18一端和电容C19一端与电感L6一端连接，电容C18另一端和电容C19另一端接地，电感L6另一端与电源VCC和电容C20一端连接，电容C20另一端接地，P22端口、P21端口和P15端口与电源VCC和二极管D1一端连接，二极管D1另一端和电阻R4连接，P10端口与电阻R5一端连接，P11端口与电阻R6一端连接，电阻R5另一端和电阻R6另一端与U4的接口1连接，U4的接口2接VCC，单片机U3的MSCL端口与单片机U4的接口3连接，单片机U3的MSDA端口与单片机U4的接口4连接，单片机U4接口5接地，按键开关S3一端与P10端口和电阻R1一端连接，按键开关S4一端与P11端口和电阻R2一端连接，按键开关S5一端与P16端口和电阻R3一端连接，电阻R1、电阻R2和电阻R3与VCC连接，按键开关S3、按键开关S4和按键开关S5接地。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
将汽车的门禁***和胎压监测***组合为一个整体的***，同时实现了车辆胎压监测、遥控门锁和发动机防盗锁止功能，并降低了硬件损耗和生产成本。
附图说明
图1是本发明轮胎模块电路图；
图2是钥匙模块电路图；
图3是本***结构图。
图中标记：1-轮胎模块，2-钥匙模块，3-射频接收模块，4-低频收发模块，5-基站芯片，6-人机界面，7-发动机ECU，8-点火装置，9-门控执行机构。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
下面结合图1、图2图3对本发明作详细说明。
在本发明中，针对现有汽车门禁***和胎压监测***相互独立，硬件冗余和生产成本高的问题，提出了一种基于射频识别技术的汽车安全防盗***的设计方案。
在射频通信上，本***采用434MHz的UHF频段与125kHz的LF频段相结合的方法，实现了***胎压监测、遥控门锁和发动机防盗锁止等功能。
如图1所示，轮胎模块电路采用FREESCALE公司的智能嵌入式传感器MPXY8300。该系列传感器集成了该公司的低功耗S08核，内含512字节RAM和16KB Flash，同时还集成了低功耗电容式压力、温度传感器和单通道的低频输入接口。其RF发射支持315MHz和434MHz两种载波频率，并可通过编程配置使寄存器为幅移键控(ASK)或频移键控(FSK)调制方式。它还集成了电荷泵功能，当电池电压较低时，可提高RF发射部分供电电压，从而使其仍能达到一定的RF发射强度。MPXY8300是一款将压力温度传感器、8位微控制器(MCU)、RF发射器和双轴(XY)加速器全部集成到一个片上的***级芯片(SOC)。MPXY8300压力测量范围：轿车100～800kPa，卡车100～1400kPa，温度测量范围：-40～125℃。
如图3所示，钥匙模块芯片采用NXP公司生产的PCF7961。PCF7961是一个基于低功耗8位MRKII架构的精简指令集(RISC)处理器，它集成了UHF发射器与LF频收发器的芯片。这种芯片能够完成射频发射和应答器低频通信认证，适合于机动车辆遥控防盗装置。它采用快速相互鉴别算法，使用随机数字、密钥和口令，具有灵敏度高(远距离)和鉴别时间短(39ms)的特点。PCF7961还提供了出厂时已经固化了的32位身份识别码(ID)。
基站模块主要由射频接收电路、低频收发电路、主控芯片MCU、LIN接口以及人机接口组成。射频接收电路采用FREESCALE公司的UHF射频接收芯片MC33596，完成信号解调和数据曼切斯特解码后，将数据传送到基站主控芯片MC9S08DZ60，进行数据处理(RKE数据解密)和指令执行。
低频收发器采用NXP公司生产的PJF7992.PJF7992集成了所有必需的功能方便读写应答器，基站微处理器通过PJF7992带有的LIN串行接口控制PJF7992和应答器之间的通讯。
基站主控芯片采用FREESCALE公司生产的MC9S08DZ60，它可以通过SPI串行总线对射频接收芯片MC33596参数进行配置与通信。MC9S08DZ60内部集成了2个SCI(LIN)模块，可通过一路LIN总线实现对低频收发芯片PJF7992的控制，另一路LIN总线实现对发动机电控单元(ECU)与门控相关执行机构传送命令。在汽车安全防盗***中加入LIN总线接口，可使该***能够与汽车内部其他电子控制***共享数据与控制信息，极大地提高了***的安全性与灵活性。
以4个轮胎的轿车为例，***由4个轮胎模块、1个钥匙模块和1个基站模块构成，其中基站模块包括RF接收器、LF收发器、中央控制部分、人机界面以及用来传送点火、门控命令的汽车区域互联网络(LIN)总线。4个轮胎模块分别安装在汽车的4个轮胎中，对每个轮胎的压力、温度与电池电压参数进行实时的测量，并将测量的数据通过RF通信方式发送到基站模块进行处理。基站模块，一方面接收来自轮胎模块的RF数据，并进一步判断轮胎参数是否正常，如果发现异常则进行实时报警；另一方面接收来自钥匙模块的RF控制数据，并验证钥匙的ID是否合法，如果发现异常，则及时进行报警，如果正常，基站向门控执行机构发送确认信息，实现启/闭锁的动作；同时，基站模块通过LF通信方式与钥匙模块进行通信，利用钥匙模块中应答器的密码与基站模块中的密码进行匹配来控制发动机的启动，以达到防盗的目的。基站可以通过汽车总线与汽车内部的其他电子***相连，实时地共享数据和控制信息。

Claims (5)

1.一种基于FRID的汽车安全防盗***，包括钥匙模块(2)、人机界面(6)、点火装置(8)和门控执行机构(9)，其特征在于，还包括轮胎模块(1)和基站模块(5)。
2.根据权利要求1所述的基于FRID的汽车安全防盗***，其特征在于，所述基站模块(5)由射频接收模块(3)，低频收发模块(4)，主控芯片MCU，LIN接口和人机接口组成；所述钥匙模块(2)主控芯片为8位处理器PCF7961；轮胎模块(1)主控芯片为智能嵌入式传感器MPXY8300。
3.根据权利要求1和权利要求2所述的基于FRID的基站模块(5)，其特征在于，所述射频接收模块(3)通过SPI通信总线与基站主控芯片连接，所述低频收发模块(4)通过LIN1总线与基站主控芯片连接，所述发动机ECU和门控执行机构通过LIN2总线与主控芯片连接，所述基站模块(5)上设置有人机界面，所述发动机ECU与点火装置连接；轮胎模块(1)和钥匙模块(2)通过RF射频通讯与基站模块(5)交换数据。
4.根据权利要求1所述的基于FRID的汽车安全防盗***，其特征在于，所述轮胎模块(1)电路中，单片机U2的PTA5端口、PTA6端口、Avss端口和RESET端口接地，X1端口接电容C2一端，电容C2另一端与单片机U1的A9/D2端口和电容C1一端连接，电容C1另一端接地，单片机U1的A7/D4端口接地，VDD端口与单片机U2的XO端口连接，单片机U2的RVSS端口与电容C3一端连接，电容C3另一端和单片机U2的RF端口与电感L1的一端连接，电感L1另一端与电容C4一端连接，电容C4另一端与天线E1连接，单片机U2的VRF端口与电感L2一端连接，电容C5一端、电容C6一端、电容C7一端和按键开关S1一端与VRF端口连接，电容C5另一端、电容C6另一端和电容C7另一端接地，按键开关S1另一端与电源VDD连接，Avdd端口与电容C8一端、电容C9一端和电源VDD连接，电容C8另一端和电容C9另一端接地，单片机U2的VSS端口接地，VDD端口接电源VDD，电容C10一端和电容C11一端与VSS端口连接，电容C10另一端、电容C11另一端和开关S2一端与VDD端口连接，开关S2另一端与电池BT1正极连接，电池BT1负极接地，单片机PTA0端口与电感L3一端连接，电感L3另一端与PTA1端口连接，电容C12与电感L3并联，PT3端口接地。
5.根据权利要求1所述的基于FRID的汽车安全防盗***，其特征在于，所述钥匙模块(2)中，单片机U3的IN1端口与电容C13一端、电容C14一端和电感L4一端连接，电容C13另一端、电容C14另一端和电感L4另一端和IN2端口连接，VFID端口与电容C15一端连接，电容C15另一端接地，XT1端口和XT2端口与晶振Y1连接，VBAT端口与电源VCC和电容C16一端连接，VDDA端口与电容C17一端和电源VCC连接，电容C16另一端和电容C17另一端接地，VSS端口、AVSS端口和PAVSS端口接地，PAOUT端口与电感L5一端连接，电感L5另一端与电容C18一端和电容C19一端与电感L6一端连接，电容C18另一端和电容C19另一端接地，电感L6另一端与电源VCC和电容C20一端连接，电容C20另一端接地，P22端口、P21端口和P15端口与电源VCC和二极管D1一端连接，二极管D1另一端和电阻R4连接，P10端口与电阻R5一端连接，P11端口与电阻R6一端连接，电阻R5另一端和电阻R6另一端与U4的接口1连接，U4的接口2接VCC，单片机U3的MSCL端口与单片机U4的接口3连接，单片机U3的MSDA端口与单片机U4的接口4连接，单片机U4接口5接地，按键开关S3一端与P10端口和电阻R1一端连接，按键开关S4一端与P11端口和电阻R2一端连接，按键开关S5一端与P16端口和电阻R3一端连接，电阻R1、电阻R2和电阻R3与VCC连接，按键开关S3、按键开关S4和按键开关S5接地。
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