CN202686269U - 基于rfid的汽车防盗系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型为解决上述技术缺陷，提供了基于RFID的汽车防盗系统包括安装在汽车启动钥匙顶部的应答器和安装于汽车内部的阅读器，阅读器包括集成结构的单片机、射频卡读写电路、语音报警电路、电源监控电路、存储器接口电路、键盘，射频卡读写电路、存储器接口电路分别与单片机连通，电源监控电路、键盘分别连接至单片机，单片机连接至语音报警电路；本系统采用安装在汽车启动钥匙顶部的应答器和汽车内部的阅读器组成，采用集成式的形式采用汽车内部直接供电，阅读器也为集成结构，不容易出现故障，能有效改善现在的汽车被盗现象，可以实现汽车的智能防盗，及时阻止汽车被盗，安全性、稳定性和可靠性很高。

Description

基于RFID的汽车防盗系统

技术领域

本实用新型涉及汽车防盗技术，特别是基于RFID的汽车防盗系统。

背景技术

射频识别应用电磁场，以非接触、无视觉、高可靠的方式传递特定识别信息，由于大规模集成电路技术的日益成熟，使得射频识别系统的体积大大减少，从而进入了实用化阶段。射频识别技术具有工作距离大、信息收集处理快捷及较好的环境适应性等优点，极大地加速了有关信息的采集和处理，在近年来获得了极为迅速的发展。

现在随着经济的发展，家用车的拥有量在逐渐增长，而盗车率也随之在增长，为了防止车辆被盗，出现了基于RFID的汽车防盗系统，这种系统的设计是将射频识别技术应用到汽车防盗系统中，克服了市场上使用的电池遥控装置的弱点，能够有效地达到汽车防盗的目的。例如公开日为2011-09-28，公开号为CN201989746U的中国专利文献公开了一种基于RFID的汽车防盗装置，包括GPS车载终端、RFID标签、无线通信天线、无线通信网络、数据服务器、RFID读写单元、防盗器、车门。RFID读写单元通过插接到GPS车载终端上设置的一RFID读写单元接口连接于GPS车载终端上，GPS车载终端通过RFID感应技术由RFID读写单元识别所述RFID标签。无线通信天线和GPS车载终端通过一无线通信天线接口实现电性连接；无线通信天线通过无线通信网络与数据服务器进行通信，防盗器和车门连接至GPS车载终端。该方案主要通过GPS传输告警信息给车主，通知车主汽车被盗，其结构上是将几个设备连接一起实现防盗，如果其中某一个设备出现故障，或者在连接上出现故障，都会影响防盗效果，而不能实现功能。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术缺陷，提供了基于RFID的汽车防盗系统，集成结构设计，不容易出现故障，能有效改善现在的汽车被盗现象，可以实现汽车的智能防盗，及时阻止汽车被盗，而不仅仅只是有告知作用。

本实用新型的技术方案如下：

基于RFID的汽车防盗系统，其特征在于：包括安装在汽车启动钥匙顶部的应答器，用于保存启动汽车的识别码；还包括安装于汽车内部的阅读器，阅读器包括单片机、射频卡读写电路、语音报警电路、电源监控电路、存储器接口电路、键盘，射频卡读写电路、存储器接口电路分别与单片机连通，电源监控电路、键盘分别连接至单片机，单片机连接至语音报警电路，所述单片机用于向汽车发动机电子点火系统发出信号，所述单片机、射频卡读写电路、语音报警电路、电源监控电路、存储器接口电路、键盘为集成结构；所述阅读器用于在钥匙启动汽车时，读取和判断应答器的识别码，如果识别码正确，则将启动信号发送给汽车发动机电子点火系统。

所述阅读器和应答器之间的工作原理如下：

当汽车发动机电子点火系统处于关闭状态时，阅读器输出一个充电脉冲信号给应答器，应答器接收到这个充电脉冲信号后就使电容器充电，从而使应答器发射一个识别码至阅读器，信号的传输就发生在阅读器的天线和应答器的天线之间。阅读器的控制模块对此信号进行解码并把它与存储在微处理器内存中的代码进行比较。如果相同，控制模块便启动发动机的控制程序和点火开关；只要有一位不相同，系统就会发出相应的报警信息。

所述单片机采用AT89S51微处理器，是美国ATMEL公司生成的低功耗，高性能的CMOS 8位单片机，片内含4K Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，AT89S51在空闲模式下，CPU 暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其他功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。

所述射频卡读写电路包括读写基站芯片和连接在读写基站芯片上的外围电路和读写天线，外围电路包括阅读器天线谐振频率调整电路和振荡器的频率反馈控制回路；所述阅读器天线谐振频率调整电路，用于当单片机的输出口在需要时输出高或低电平，控制一NPN的三极管截止或导通，从而增加或减少天线回路的谐振电容，使其谐振频率等于应答器天线的谐振频率；所述振荡器的频率反馈控制回路，用于将振荡器的振荡频率调整等于读写器天线的谐振频率。

进一步的，读写基站芯片采用U2270B，U2270B是非接触识别系统中典型的一种低频读写基站芯片，在这里是应答器和AT89S51微处理器之间的接口。一方面负责应答器的数据通信，另一方面向应答器传输能量、交换数据。其原理为：振荡器在CEF引脚为高电平时，产生的射频载波信号经驱动由Coil1、Coil2引脚输出，天线线圈产生足够强度的磁场为应答器供电。应答器用它的内部数据调制磁场，从而在读写器的线圈上引起一个微小的电压幅度调制信号，经过外部整流器解调、耦合电容高通滤波，加到INPUT引脚，由内部的低通滤波器滤波后，又经带负反馈的读通道将放大器放大、再经施密特触发器抑制噪声，最后经集电极开路输出级，从OUTPUT端送到微控制器的输入口。数据输出通过设置引脚可被允许或禁止。

所述语音报警电路以美国ISD公司生产的ISD2560语音合成芯片为核心，该芯片采用E2PROM存储方法将模拟语音信号直接写入半导体存储单元中，不需另加A/D或D/A变换来存放或重放。该器件有音质自然、使用方便、单片存放、反复录音、低功耗等许多优点。车主开车时，如果应答器里面的密匙正确，单片机就发出正确的信号给电子点火系统，汽车才可以启动，此时，语音报警电路不工作；非法者如果用配置钥匙启动汽车时，单片机就发出信号给语音系统，语音系统立刻发出警报声音。利用该电路可以很方便地实现汽车防盗系统的安全提示和报警功能。

所述存储器接口电路采用24LC系列的电可擦除可编程只读存储器（EEPROM），该存储器不仅具有一般串行E2PROM的体积小、功耗低和工作电压容许范围宽等特点，还遵循                                                

总线协议，占用引脚少、容量扩展配置灵活以及读写操作相对简单等特点。24LC04B可以来存储车主的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，所以掉电后其财产的信息不会丢失。重新上电后，系统又会回到掉电的状态，这样可以有效地防止人为对汽车电源的破坏，提高安全性。

所述电源监控电路采用MAX706芯片，该芯片兼有电源管理与看门狗的功能。其中电源管理与单片机软件结合主要可用来对突然掉电进行数据保护，使单片机掉电前瞬间的状态信息保存到EEPROM中只，以备重新上电时读取。电源监控电路则可有效地进行单片机监控，防止汽车上的各种干扰使单片机陷入死循环，从而提高整个装置的稳定性和可靠性。

本实用新型设计的键盘，可以解决密码被窃取和破译的问题。因为普通汽车防盗器主要采用键盘输入方式对司机身份进行认证的，这种方式给驾驶员带来很多不便，而且其密码也容易被窃取和破译。而本实用新型使用过程中，驾驶员用钥匙开车时，钥匙里的应答器就已经靠近阅读器的电感线圈，即可在瞬间完成身份认证，并且其密码不易破译，因而大大提高了防盗效果。如果原有的应答器丢失，那么驾驶员只需按下指定的键，然后再用备用钥匙开车，阅读器就会将密码信息写入备用钥匙里的应答器，同时原先丢失的钥匙就失效了，备用钥匙生效。

本实用新型的有益效果如下：

本系统采用安装在汽车启动钥匙顶部的应答器和汽车内部的阅读器组成，采用集成式的形式采用汽车内部直接供电，阅读器也为集成结构，不容易出现故障，能有效改善现在的汽车被盗现象，可以实现汽车的智能防盗，及时阻止汽车被盗，而不仅仅只是有告知作用；单片机采用AT89S51价格更便宜更实惠；射频卡读写电路可以使得密码不易被窃取和破译；电源监控电路可有效地进行单片机监控，防止汽车上的各种干扰使单片机陷入死循环，从而提高整个装置的稳定性和可靠性；语音报警电路可以很方便地实现汽车防盗系统的安全提示和报警功能；结合键盘使用，密码不易被窃取和破译，更安全。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图

图2为本实用新型采用的基站芯片U2270B的结构示意图

图3为本实用新型的射频卡读写电路的结构示意图

图4为本实用新型的存储器接口电路与AT89S51的连接结构示意图

图5为本实用新型的单片机AT89S51与电源监控电路的MAX706芯片的连接结构示意图

其中附图标记为：1单片机、2射频卡读写电路、3语音报警电路、4电源监控电路、5存储器接口电路、6键盘、7汽车发动机电子点火系统、8应答器。

具体实施方式

如图1所示，基于RFID的汽车防盗系统包括安装在汽车启动钥匙顶部的应答器8，用于保存启动汽车的识别码；还包括安装于汽车内部的阅读器，阅读器包括单片机1、射频卡读写电路2、语音报警电路3、电源监控电路4、存储器接口电路5、键盘6，射频卡读写电路2、存储器接口电路5分别与单片机1连通，电源监控电路4、键盘6分别连接至单片机1，单片机1连接至语音报警电路3，所述单片机1用于向汽车发动机电子点火系统7发出信号，所述单片机1、射频卡读写电路2、语音报警电路3、电源监控电路4、存储器接口电路5、键盘6为集成结构；所述阅读器用于在钥匙启动汽车时，读取和判断应答器8的识别码，如果识别码正确，则将启动信号发送给汽车发动机电子点火系统7。

所述阅读器和应答器8之间的工作原理如下：

当汽车发动机电子点火系统7处于关闭状态时，阅读器输出一个125kHz的充电脉冲信号给应答器8，应答器8接收到这个充电脉冲信号后就使电容器充电，从而使应答器8发射一个识别码至阅读器，信号的传输就发生在阅读器的天线和应答器8的天线之间。阅读器的控制模块对此信号进行解码并把它与存储在微处理器内存中的代码进行比较。如果相同，控制模块便启动发动机的控制程序和点火开关；只要有一位不相同，系统就会发出相应的报警信息。应答器8中有32个密码位，因而其信号被其它接收机截获也是不可能的。

所述单片机1采用AT89S51微处理器，是美国ATMEL公司生成的低功耗，高性能的CMOS 8位单片机1，片内含4K Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，AT89S51在空闲模式下，CPU 暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其他功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。

所述射频卡读写电路2包括读写基站芯片和连接在读写基站芯片上的外围电路和读写天线，外围电路包括阅读器天线谐振频率调整电路和振荡器的频率反馈控制回路。

进一步的，如图2所示，读写基站芯片采用U2270B，U2270B是非接触识别系统中典型的一种低频读写基站芯片，在这里是应答器8和AT89S51微处理器之间的接口。一方面负责应答器8的数据通信，另一方面向应答器8传输能量、交换数据。其原理为：振荡器在CEF引脚为高电平时，产生的射频载波信号经驱动由Coil1、Coil2引脚输出，天线线圈产生足够强度的磁场为应答器8供电。应答器8用它的内部数据调制磁场，从而在读写器的线圈上引起一个微小的电压幅度调制信号，经过外部整流器解调、耦合电容高通滤波，加到INPUT引脚，由内部的低通滤波器滤波后，又经带负反馈的读通道将放大器放大、再经施密特触发器抑制噪声，最后经集电极开路输出级，从OUTPUT端送到微控制器的输入口。数据输出通过设置引脚可被允许或禁止。

如图3所示，所述阅读器天线谐振频率调整电路，用于当单片机1的输出口在需要时输出高或低电平，控制一NPN的三极管截止或导通，从而增加或减少天线回路的谐振电容，使其谐振频率等于应答器8天线的谐振频率；所述振荡器的频率反馈控制回路，用于将振荡器的振荡频率调整等于读写器天线的谐振频率。

所述语音报警电路3以美国ISD公司生产的ISD2560语音合成芯片为核心，该芯片采用E2PROM存储方法将模拟语音信号直接写入半导体存储单元中，不需另加A/D或D/A变换来存放或重放。该器件有音质自然、使用方便、单片存放、反复录音、低功耗等许多优点。车主开车时，如果应答器8里面的密匙正确，单片机1就发出正确的信号给电子点火系统，汽车才可以启动，此时，语音报警电路3不工作；非法者如果用配置钥匙启动汽车时，单片机1就发出信号给语音系统，语音系统立刻发出警报声音。利用该电路可以很方便地实现汽车防盗系统的安全提示和报警功能。

如图4所示，所述存储器接口电路5采用24LC系列的电可擦除可编程只读存储器（EEPROM），该存储器不仅具有一般串行E2PROM的体积小、功耗低和工作电压容许范围宽等特点，还遵循

总线协议，占用引脚少、容量扩展配置灵活以及读写操作相对简单等特点。24LC04B可以来存储车主的ID和突然掉电前单片机1的标志信息。由于它是非易失性存储器，所以掉电后其财产的信息不会丢失。重新上电后，系统又会回到掉电的状态，这样可以有效地防止人为对汽车电源的破坏，提高安全性。

如图5所示，所述电源监控电路4采用MAX706芯片与单片机1AT89S51连接。该芯片兼有电源管理与看门狗的功能。其中电源管理与单片机1软件结合主要可用来对突然掉电进行数据保护，使单片机1掉电前瞬间的状态信息保存到EEPROM中只，以备重新上电时读取。而看门狗电路则可有效地进行单片机1监控，防止汽车上的各种干扰使单片机1陷入死循环，从而提高整个装置的稳定性和可靠性。

本实用新型设计的键盘6，可以解决密码被窃取和破译的问题。因为普通汽车防盗器主要采用键盘6输入方式对司机身份进行认证的，这种方式给驾驶员带来很多不便，而且其密码也容易被窃取和破译。而本实用新型使用过程中，驾驶员用钥匙开车时，钥匙里的应答器8就已经靠近阅读器的电感线圈，即可在瞬间完成身份认证，并且其密码不易破译，因而大大提高了防盗效果。如果原有的应答器8丢失，那么驾驶员只需按下指定的键，然后再用备用钥匙开车，阅读器就会将密码信息写入备用钥匙里的应答器8，同时原先丢失的钥匙就失效了，备用钥匙生效。

Claims (7)

1.基于RFID的汽车防盗系统，其特征在于：包括安装在汽车启动钥匙顶部的应答器（8），用于保存启动汽车的识别码；还包括阅读器，阅读器包括单片机（1）、射频卡读写电路（2）、语音报警电路（3）、电源监控电路（4）、存储器接口电路（5）、键盘（6），射频卡读写电路（2）、存储器接口电路（5）分别与单片机（1）连通，电源监控电路（4）、键盘（6）分别连接至单片机（1），单片机（1）连接至语音报警电路（3），所述单片机（1）、射频卡读写电路（2）、语音报警电路（3）、电源监控电路（4）、存储器接口电路（5）、键盘（6）为集成结构。

2.根据权利要求1所述的汽车防盗系统，其特征在于：所述单片机（1）采用AT89S51微处理器。

3.根据权利要求1所述的汽车防盗系统，其特征在于：所述射频卡读写电路（2）包括读写基站芯片和连接在读写基站芯片上的外围电路和读写天线，外围电路包括阅读器天线谐振频率调整电路和振荡器的频率反馈控制回路。

4.根据权利要求3所述的汽车防盗系统，其特征在于：读写基站芯片采用低频读写基站芯片U2270B。

5.根据权利要求1所述的汽车防盗系统，其特征在于：所述语音报警电路（3）的核心芯片是美国ISD公司的ISD2560语音合成芯片。

6.根据权利要求1所述的汽车防盗系统，其特征在于：所述存储器接口电路（5）采用24LC系列的电可擦除可编程只读存储器。

7.根据权利要求1所述的汽车防盗系统，其特征在于：所述电源监控电路（4）采用MAX706芯片。

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