剖析智能汽車安全防盜視覺系統(tǒng)電路 —電路圖天天讀（78）

　　隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的提高，汽車越來越多地進入普通家庭。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，人們對汽車安全與防盜的關注度也日益提高。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措施。與傳統(tǒng)單個獨立汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)和汽車遙控無鑰匙進入系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)的特點是，將胎壓監(jiān)測系統(tǒng)與遙控無鑰匙進入系統(tǒng)進行整合，有效地實現(xiàn)了射頻（RF）模塊的復用，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別技術的汽車安全防盜系統(tǒng)的設計方案。在射頻通信上，該系統(tǒng)采用434 MHz 的UHF 頻段與125 kHz 的LF 頻段相結合的方法，實現(xiàn)了系統(tǒng)胎壓監(jiān)測、遙控門鎖和發(fā)動機防盜鎖止等功能。調試結果表明，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，降低了生產成本，優(yōu)化了車身網(wǎng)絡。

　　基于RFID 技術的汽車安全防盜系統(tǒng)

　　射頻識別技術（RFID）是一種非接觸式的自動識別技術。汽車安全防盜系統(tǒng)采用射頻識別技術，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)。RFID 技術采用射頻傳輸，可以透過外部材料讀取芯片數(shù)據(jù)，實現(xiàn)非接觸操作。通信數(shù)據(jù)使用加密算法對數(shù)據(jù)進行加密，實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全存儲、管理及通信。隨著電子技術的快速發(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RFID 系統(tǒng)來說，收發(fā)頻率大小決定了射頻識別系統(tǒng)的識別距離、電路實現(xiàn)的難易程度以及硬件設計成本。在汽車安全防盜設計中，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)的識別；434 MHz 等超高頻（UHF）頻段則用于遠距離的射頻通信系統(tǒng)（汽車輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)與遠程無鑰匙進入系統(tǒng)）的識別。

　　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，內含512 字節(jié)RAM和16 KB Flash，同時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）調制方式。它還集成了電荷泵功能，當電池電壓較低時，可提高RF 發(fā)射部分供電電壓，從而使其仍能達到一定的R F 發(fā)射強度。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片上的系統(tǒng)級芯片（SOC）。MPXY8300 壓力測量范圍：轎車100~800 kPa，卡車100~1 400 kPa，溫度測量范圍：-40~125 ℃。

　　鑰匙模塊電路

　　鑰匙模塊芯片采用NXP 公司生產的PCF7961。PCF7961是一個基于低功耗8位MRKII架構的精簡指令集（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)射和應答器低頻通信認證，適合于機動車輛遙控防盜裝置。它采用快速相互鑒別算法，使用隨機數(shù)字、密鑰和口令，具有靈敏度高（遠距離）和鑒別時間短（39 ms）的特點。PCF7961 還提供了出廠時已經(jīng)固化了的32 位身份識別碼（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，完成信號解調和數(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公司生產的PJF7992.PJF7992集成了所有必需的功能方便讀寫應答器，基站微處理器通過PJF7992 帶有的LIN串行接口控制PJF7992 和應答器之間的通訊?；局骺匦酒捎肍 RE E SC A L E 公司生產的MC9S08DZ60，它可以通過SPI 串行總線對射頻接收芯片MC33596 參數(shù)進行配置與通信。MC9S08DZ60 內部集成了2 個SCI（LIN）模塊，可通過一路LIN 總線實現(xiàn)對低頻收發(fā)芯片PJF7992 的控制，另一路LIN總線實現(xiàn)對發(fā)動機電控單元（ECU）與門控相關執(zhí)行機構傳送命令。在汽車安全防盜系統(tǒng)中加入LIN總線接。
電子發(fā)燒友網(wǎng)技術編輯點評分析：

　　本文提出了一種基于RFID 技術的汽車安全防盜視覺系統(tǒng)，在試驗臺上完成了相關的功能調試，實現(xiàn)了輪胎壓力監(jiān)測，遙控門鎖和發(fā)動機防盜鎖止功能等，在系統(tǒng)中加入了LIN 總線接口，可使該系統(tǒng)能夠與汽車內部其他電子控制系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)與控制信息，極大地提高了系統(tǒng)的靈活性與安全性、節(jié)約了系統(tǒng)空間、降低了生產成本，將會在汽車電子領域具有較廣的應用前景。
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