畢業(yè)論文：基于射頻識別技術的汽車防盜系統(tǒng)設計

中國**大學（華東）畢業(yè)設計（論文）

基于射頻識別技術的汽車防盜系統(tǒng)設計

學生姓名：* *
學 號：0705****
專業(yè)班級：****工程07-3班
指導教師：**

2011年6月20日


摘 要

隨著汽車數量的逐年遞增，汽車被盜問題也日益嚴重，盜竊手段也呈現更加多樣化和專業(yè)化。為了使汽車獲得較高的安全性能，本設計提出了一種基于RFID技術的汽車防盜系統(tǒng)。設計中，采用具有較高安全性的RFID技術作為鑰匙（應答器）與車載閱讀器之間的通信方式。選用MicroChip公司的滾動碼編碼芯片HCS300對發(fā)送密鑰進行編碼，配以SMC400芯片進行解碼，有效地提高了密鑰無線傳輸過程中的安全性，避免中途被截獲、破譯。系統(tǒng)的微控制器選用宏晶科技研發(fā)的無法解密的單片機STC10F08*E，增加系統(tǒng)安全性能的同時，提供了更多的I/O接口，方便了系統(tǒng)外設的拓展。設計了系統(tǒng)的整體框圖，繪制電路原理圖和PCB制板圖，并依據制定的軟件流程編寫了單片機控制程序。

關鍵詞: 汽車防盜；RFID；滾動碼；單片機；STC10F08*E


ABSTRACT

As the number of car increasing every year, the problem of vehicle stolen is serious, and the steal methods become more various and professional. In order to bring cars a higher s
……（新文秘網http://120pk.cn省略1080字，正式會員可完整閱讀）……　
.2系統(tǒng)硬件設計 7
3.2.1編解碼電路 7
3.2.2發(fā)射接收電路 10
3.2.3通信天線 12
3.2.4單片機控制電路 12
3.3系統(tǒng)流程圖設計 14
3.3.1編碼器與解碼器學習流程 14
3.3.2密鑰編碼加密 15
3.3.3密碼解密解碼 16
3.3.4單片機主控流程 17
3.4鑰匙（應答器）、閱讀器PCB板圖 18
3.4.1 Protel 99SE軟件介紹 18
3.4.2 Protel 99SE的組成 18
3.4.3 Protel 99SE的特性 19
3.4.4 PCB板圖繪制 20
第4章 結 論 22
致 謝 23
參考文獻 24
附 錄 25



第1章 前 言

1.1本設計研究背景及其意義
隨著生活水平的不斷提高，汽車在人們的生活中扮演著越來越重要的角色，出門代步、外出旅行都少不了汽車的存在。但是由于汽車數量的逐年上升而產生的問題也驟然增多：汽車碰撞事故增加了，汽車盜竊問題嚴重了。
汽車安全性可以歸結為兩個方面：一是汽車行駛時的人員安全性；二是汽車停泊時汽車自身的安全性，即汽車盜竊問題。汽車盜竊手段隨著汽車防盜技術的發(fā)展而進化，甚至有專業(yè)化和高科技化的趨勢，使得一般的防盜技術難以達到防盜的目的。加強汽車安全技術，防止汽車盜竊案件的發(fā)生，已經成為一個亟待解決的社會問題[1]。
1.2國內外汽車防盜的現狀
汽車防盜系統(tǒng)的作用是防止汽車在未被授權的情況下，利用汽車自身的動力將車輛盜走，即防止非法起動發(fā)動機。車輛防盜系統(tǒng)和發(fā)動機禁止啟動系統(tǒng)是保證車輛安全的必要系統(tǒng)[2]。
隨著車輛技術的不斷升級，汽車防盜系統(tǒng)的功能也在不斷更新，到目前為止，防盜器按其結構與功能可分為四大類：機械式、電子式、芯片式和網絡式[3]。
機械式防盜系統(tǒng)，主要原理是鎖住汽車上的某一機構，使其不能發(fā)揮作用，主要有變速器檔把鎖、方向盤鎖、制動踏板鎖、離合踏板鎖等等。
電子式防盜系統(tǒng)，是目前應用最廣的防盜系統(tǒng)，它克服了機械式防盜系統(tǒng)不能報警的缺陷，主要靠鎖定點火裝置來達到防盜的目的，同時具有聲光報警功能[4]。
芯片式防盜系統(tǒng)又稱密碼防盜系統(tǒng)，它是利用大規(guī)模集成電路芯片和單片機技術制成的車用電腦防盜系統(tǒng)。它的基本原理是用密碼鎖住汽車的馬達、電路和油路，只有用相應的芯片鑰匙才能夠啟動車輛。發(fā)展到第四代的芯片式防盜系統(tǒng)又有了進一步的優(yōu)點，利用射頻識別技術保證系統(tǒng)在任何情況下都能識別駕駛者，在駕駛者接近或者遠離汽車時可自動識別其身份，并為其打開或者關閉車鎖[5]。
網絡式防盜系統(tǒng)是指通過網絡來實現汽車的開關門、啟動馬達、截停汽車、汽車定位，它能夠遠程提供給車主全方位的車況報告。目前使用較多的網絡式防盜系統(tǒng)是GPS防盜系統(tǒng)[6]。
以上各種防盜系統(tǒng)雖然各有優(yōu)劣，但汽車防盜的發(fā)展方向則向智能程度更高的芯片式和網絡式發(fā)展。

1.3本設計的主要內容
本文結合國內外研究現狀，比較了幾種常用的汽車防盜技術，設計了一種基于RFID技術的汽車防盜系統(tǒng)。
設計的主要內容：
第1章介紹了國內外汽車防盜系統(tǒng)的發(fā)展現狀，針對目前一些防盜系統(tǒng)的不足，并結合汽車電子的發(fā)展方向，提出了本設計的所要完成的任務。
第2章對RFID技術作簡要介紹，包括其原理、實現和系統(tǒng)架構。
第3章對整體系統(tǒng)的設計作說明，并且對每個功能模塊進行了介紹及其實現原理，同時繪制出電路原理圖和PCB制版圖。
第4章對整個設計進行總結，并分析設計存在的不足，提出今后的改進方向。


第2章 RFID技術原理

2.1 RFID的工作原理
2.1.1 RFID技術的物理學原理
射頻識別（RFID）是一種易于操控、簡單實用且特別適用于自動化控制的應用技術，其基本原理是利用射頻信號耦合（電感或電磁耦合）或雷達反射的傳輸特性，實現對被識別物體的自動識別。
射頻標簽和讀寫器通過各自的天線構建起兩者之間的非接觸信息傳輸通道，這種空間信息傳輸通道的性能完全由天線周圍的場區(qū)特性決定，是電磁傳播的基本規(guī)律。通常可以根據觀測點與天線的距離將天線周圍的場區(qū)分為三個區(qū)域：無功近場區(qū)、輻射近場區(qū)和輻射遠場區(qū)。
輻射近場區(qū)與遠場區(qū)的分界距離R為
（2-1）
式中， 為天線直徑， 為天線波長； 。
射頻識別系統(tǒng)中的射頻標簽與讀寫器之間的作用距離是射頻識別系統(tǒng)應用中的一個重要問題，通常情況下這種作用距離定義為射頻標簽與讀寫器之間能夠可靠交換數據的距離。根據射頻識別系統(tǒng)的作用距離遠近情況，標簽天線與讀寫器之間耦合可以分為三類：密耦合系統(tǒng)、遙耦合系統(tǒng)和遠距離系統(tǒng)；數據交換方式分為：負載調制和反向散射調制[7]。
2.1.2 RFID標簽
RFID標簽通常由三部分組成：讀出器、硅芯片以及相關的天線。讀出器天線發(fā)射無線電信號給標簽，RFID標簽通過自己的專用天線接收此信號，利用它從信號得到能量（有的RFID標簽上裝有電源）啟動標簽上的集成電路芯片工作。讀出器也是由天線、信號收發(fā)報機與譯碼器組成。
天線是標簽與讀出器收發(fā)報機之間的管道，通過天線來控制系統(tǒng)信號的獲得與交換。
RFID標簽的核心部分是發(fā)射機應答器，它能夠接收并發(fā)送信號，一般被做成低功率的集成電路，與外部的電磁波或電磁感應相作用，產生RFID標簽工作時所需的功率并進行數據傳輸。發(fā)射機應答器包括只讀存儲器、隨機存儲器與用于數據存儲的非易失性可編程序存儲器。
按照不同的方式，射頻卡可以分為以下幾類。
（1）供電方式分類。按供電方式分為有源卡和無源卡。有源是指卡內有 ……（未完，全文共16868字，當前僅顯示3034字，請閱讀下面提示信息。收藏《畢業(yè)論文：基于射頻識別技術的汽車防盜系統(tǒng)設計》）