基于GSM网络的RFID汽车防盗系统设计

本文采用RFID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RFID （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RFID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。

3  系统硬件电路设计

主机板的硬件电路包括：RFID 接口电路、汽车控制接口电路、MCU 的控制电路、TC35 网络接口电路。

（ 1） RFID接口电路

RFID 接口电路由4线组成，其中2线为电源和地， 另外的2线为数据线与控制线，射频部分通过一定的通信协议和MCU 进行数据传输交换，用控制线控制数据流向。

（ 2）汽车接口电路

汽车电路由16 针的接口与MCU 电路连接。其中，接口各针的电路输出控制说明如表1所示。

表1汽车接口电路说明

（ 3）MCU 控制电路

在系统中， 各种控制命令由控制电路完成，如启动切断汽车电路和油路，以及进行声光报警等。其中， 电路、油路和转向灯的控制电路由MCU的输出接口控制相应继电器实现。 报警喇叭控制电路由MCU 输出接口控制三极管实现。