远程防盗汽车PKE系统设计

作者：时间：2012-08-27来源：网络收藏

2．2 高频发射模块
高频发射模块南315 MHz的声表面波振荡电路和调制电路组成，振荡电路的振荡或停振受单片机输出的PWM信号的控制。由于STC单片机无信号加密功能，所以在钥匙模块加装Keeloq编码加密芯片以实现信号加密。

3 车载模块硬件设计
车载模块MCU采用STC12C15204AD单片机，其具有4 kB的Flash用户应用程序空间，可以用来解码加密信号。该单片机与高频接收模块、低频发射电路、振动报警模块以及CSM通信模块构成了系统的车载模块。
3．1 低频发射电路
低频发射模块采用专用芯片TC4422，其输出阻抗仅为1．6 Ω，驱动电流可达9 A。单片机将信号送给TC4422的IN引脚，再由其驱动天线线圈发送出125 kHz的低频信号。
3．2 高频接收电路
高频接收采用无线接收芯片RX3400，其具有较好的抗干扰特性，适合单片机数据传输。车载模块在接收到钥匙模块发射的高频幅移键控(Amplitude ShiftKeying，ASK)信号后，传送至RX3400模块进行处理，得到数据信号，再经解码后将其送入车载模块MCU，触发中断产生，使微处理器执行相应的处理程序。考虑到成本等因素，系统采用软件方法解码。
3．3 振动报警电路
振动检测用于在检测到车身遭受碰撞时，系统及时做出报警处理。该功能模块采用市面上常见的汽车振动传感器，传感器的输出线与车载模块MCU的IO口相连，同时上拉一个10～20 kΩ的电阻，使平时保持高电平，当振动产生的时候就被拉到低电平，从而单片机控制报警电路报警。
3．4 GSM通信模块
GSM模块采用西门子公司的TC35i模块，可传输语音和数据信号，通过接口连线器和天线连接器分别连接SIM(Subseriber Identity Modu le)卡读卡器和天线，其数据接口通过AT指令可双向传输指令和数据，支持text和pdu格式，可通过AT指令或关断信号实现重启和恢复故障。电路连接简单，采用异步串行通信。报警短信息通过TC35i模块发送到车主手机，收到报警后，车主可以向TC35i模块发送短消息，TC35i提取短消息并译码后进行相应的操作启动执行模块。GSM模块与单片机的连接如图3所示。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/196502.htm

4 系统软件设计
系统的软件设计部分主要包括滚动码技术、系统的通信协议及车载模块流程设计。
4．1 滚动码技术
滚动码(Keeloq)技术是一种非线性加密算法，其核心组成要素是：制造商代码、序号、编码密码。其中，制造商代码是由制造商决定的原始密码，用来辨别不同制造商；序号用来区别不同的钥匙，每个钥匙都有自己的序号；编码密码用来产生滚动码，储存于加密芯片片内EEPROM中。由于Keeloq算法的复杂性和16位同步码每次传输时都要更新，故每次传输代码都和上次的代码不同。只有在传输216次后才可能重复，因此在短时间内较难被破译，保证了安全性。
车载模块接收到该高频加密信号后，先解调，再采用软件方法解码。解码步骤为：
(1)车载模块接收到66 bit加密资料后，首先检查固定码中的序号与存储在EEPROM中的序号是否一致。
(2)运行解密算法，得到识别码、同步计数值、功能键、溢位。
(3)单片机将解码后的识别码与固定码中序号的低10位进行比较，其是否相等。
(4)比较解码后的功能键数值与固定码中的功能键数值。
(5)判断解码后的同步计数值与EEPROM中的旧的同步计数值是否合理增加。
如果以上步骤有一个出现错误，车载MCU则不执行下一步动作，解码过程如图4所示。

4．2 通信协议
车载模块的低频发送器与ATA5283芯片之间采用低频通信。在检测到有效低频信号之前，ATA5283处于待机模式。为防止嘈杂环境中电路误操作，报头检测电路会检查输入信号。有效的输入信号在192个无间断载波周期后被计数器检测到。在发现有效载波信号后，电路开启自动增益控制，完整的报头应该有至少704个载波周期。此后报头结束，开始数据传输过程。
车载模块与钥匙模块之间的高频通信采用脉宽调制(Pulse Width Modulation，PWM)编码方式进行半双工通信。1个逻辑数据由3个位元组成，位元周期Te的取值通常介于100～400μs之间。在接收PWM之前，车载模块MCU通过前导资料的指引做接收数据的准备。同步导引之后，微控制器检测到第一个上升沿时，等待1／2Te时间后立即取样并检测是否为高电平1，如果为0则接收资料失败，然后延时一个Te时间后立即取样作为资料位元，再延时一个Te时间取样并判断，如果为高电平1则接收资料失败，最后等待下一个上升沿的到来，若等待时间超过一个Te则接收资料失败。依此循环，直到全部资料接收完毕。