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射频识别芯片在汽车智能防盗报警装置中的应用

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:介绍了以TMS3705为射频基站的射频识别系统,给出了其在汽车智能防盗装置中的应用工作原理、硬件组成,以及软件设计方法和软件流程;同时介绍了为提高识别可靠性而对TMS3705信息读取采用的16位循环冗余校验的具体算法。
  关键词:TMS3705;射频识别;汽车防盗;CRC校验
  
  射频识别(RadioFrequencyIdentification,以下简称RFID)技术是近几年发展起来的一项新技术,它是射频技术和IC卡技术有机结合的产物。较之普通的磁卡和IC卡,RFID技术具有使用方便、数据交换速度快、便于维护和使用寿命长等优点。特别是它解决了无源(卡中无电源)和免接触这两大难题。与磁卡、IC卡等接触式识别技术不同,RFID系统的应答器和读写器之间无须物理接触就可完成识别功能,因而可实现多目标识别、运动目标识别,因而可应用在更广泛的场合。文中介绍的射频识别系统和相应的数据校验算法是射频识别技术在汽车防盗器中应用的一次成功尝试。
  
  1射频识别基本原理
  
  典型的射频识别系统由应答器(Transponder)、阅读器(Reader)以及数据交换和管理系统等组成。该系统的基本工作原理为:阅读器读写终端不断地发出一组固定频率(一般为134.2kHz)的电磁波信号,这样,当非接触式卡(应答器)片内的一个LC串联谐振电路进入阅读器读写终端的工作区域内,且其工作频率与读写终端发送信号的频率相同时,在电磁波激励下,LC谐振电路产生共振。共振使卡内的电容有了电荷,此时在电容另一端接的一个单向导通电子泵就可以将电容内的电荷送到另一个电容内并存储。当所积累的电荷的电压值达到2V时,这个电压就可作为应答器的工作电源。此时,应答器响应阅读器的要求,并将信息调制,同时发出以供阅读器解调读取。应答器内的E2PROM用来存储其唯一电子标签的ID号(编码长度为64位)以及其它用户数据。
  
  图1
  
  2射频识别汽车防盗报警器设计
  
  本文研制的射频识别系统是以美国德州仪器公司的TMS3705为射频信号读写芯片,并以该公司的RI-TRP-RR2B(只读型)作为应答器。该设计中的基站芯片与微处理器(MCU)的通信只需两根通用I/0口线即可,因而使用起来十分方便。调制解调电路如图1所示.
  
  应答器发射的信号经阅读器天线接收、基站处理后即可送至微处理器的I/O口。送入阅读器的是FSK(FrequencyShiftKeyed)信号,阅读器只负责信号的解调工作,而信号的解码由微处理器来完成。微处理器可根据输入信号的高、低电平持续时间进行解码操作。
  
  2.1RI-TRP-RR2B射频卡中的数据存储格式
  
  RI-TRP-RR2B应答器内共有14字节的数据,其存放顺序如表1所列。用户数据区共有10个字节,其中第2~9字节为用户64位ID区,第10、11字节为CRC校验码。
  
  表1RI-TRP-RR2B内的数据
  
  第1个字节起始字节FEH第2~11个字节用户数据区第12个字节停止字节FEH第13、14个字节第13个字节=第2个字节;第14个字节=3字节
  2.2基于射频识别技术的汽车防盗器
  
  该系统以ATMEL公司的AT89C51单片机为核心,其硬件组成如图2所示。该系统由射频识别装置、外部存储器、语音电路、时钟电路、电源管理电路、看门狗和检测控制电路组成。此系统的兼容性很高,可与其它防盗器配套使用,是一种性价比较高的汽车防盗装置。该防盗报警系统的主要功能特点如下:
  
  (1)普通汽车防盗器主要是采用键盘输入方式对司机身份进行识别的,这种方式给驾驶带来诸多不便,而且由于其密码组合有限,较容易被窃取和破译。而采用射频识别技术来识别身份,则可有效解决这一问题。车主只须携带应答器(32mm)靠近阅读器的感应线圈(进入7cm左右的感应范围),即可在瞬间完成身份识别,并且其密码不宜破译,因而大大提高了防盗效果。如果原有的应答器丢失,那么,使用者只须按下“学习”键,然后将备用的应答器靠近感应天线即可完成ID的学习,原有的ID会自动清除,同时使丢失的应答器失效,备用应答器生效。
  
  (2)它的外部存储器采用ATMEL的AT24C01串型E2PROM。AT24C01是具有I2C总线的1k位电可擦除存储器,可用来存储车主的ID和突然掉电前单片机的标志信息。由于它是非易失性存储器,所以,掉电后其存储的信息不会丢失。重新上电后,系统又会回到掉电前的状态,这样可以有效地防止人为对汽车电源的破坏,提高安全性。
  
  (3)语音电路以IS

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