2008年“盛群杯”重庆大学生单片机应用设计竞赛
作品创意书
基于RFID技术的汽车防盗系统
重庆科技学院
电子信息工程学院
公元2008年2月16日
作品创意书
一、摘要
RFID射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目标的技术。

本作品详细介绍RFID射频识别系统工作原理，并将RFID 技术应用于汽车防盗系统，重点探讨以RFID为核心技术的防盗系统软硬件设计与实现。

关键词：RFID；防盗系统；电子标签
二、作品介绍
我国的汽车产业近几年来发展迅猛，我国居民对汽车消费的热度也是日益加温。

根据国际权威调查机构数据显示，当发展中国家人均GDP超过1000美元时，汽车消费进入高速持续增长阶段，像韩国、巴西、印尼、菲律宾都是如此，我国现在正在进入这个增长阶段。

目前中国有现实购买力的汽车消费市场大致集中于东南沿海发达地区，这一区域涉及到的人口规模大概在两三亿，再加上中部和西部比较富裕人口的话，这个消费群体的规模还是比较大的。

因此，从前汽车的潜在购买力己经转化成为比较强的现实购买力。

同时我国目前还是一个发展中国家，汽车(特别是轿车)的偷、盗、抢案居高不下。

据不完全统计，全国每天有340辆车被盗被抢，这给企业、事业单位和个人带来很大损失和不便，同时也给保险公司带来每年几百亿人民币的损失。

这样严峻的情势，迫使车主及保险公司都在迫切地寻求一种安全、快捷而有效的反偷、盗、抢车辆手段。

并且随着私有车的高速增长这必将成为一个值得关注的社会问题。

因此，研究汽车防盗反劫报警系统具有重要的实际应用价值。

汽车防盗器按其结构和功能可以分为四大类：机械式、电子式、芯片式和网络式。

其中，机械锁是最传统的防盗装置，一般不单独使用；电子式防盗系统是目前运用最广的防盗装置；而芯片式数码防盗器和网络防盗系统则是汽车防盗技术的发展方向。

电子式防盗系统分为单向和双向两种。

单向电子防盗系统能开关车门、异动震动和报警，有些品牌的产品还可以通过电子遥控器来实现发动机启动和熄火等功能。

双向可视电子防盗系统比单向的更直观，如果车遇到非法行动，它不仅会发出警报，而且会在遥控器液晶显示器上显示出汽车遭遇的状况。

网络防盗系统的基本工作原理是通过网络来实现车门的开关、马达
的启动和汽车的截停、定位及远程车况报告等功能，它的最大优势是突破了距离的限制。

目前主要使用的网络有无线网、BB机网络和GPS卫星定位系统，其中应用得最广泛的是GPS。

GPS的工作有赖于卫星监控中心对车辆的24小时不间断、高精度的监控服务。

GPS网络防盗系统由安装在指挥中心的中央控制系统、安装在车辆上的移动GPS终端和GSM通信网络三部分组成。

一旦汽车被盗或出现异常，GPS终端就会发出信号，指挥中心在通过GPS全球卫星定位系统得到这些信号后会计算出移动目标的经度、纬度、速度、方向，熄灭发动机和配合各方力量追回车辆。

但是消费者要享受网络防盗系统服务必须支付3000-8000元的设备购买费和每月60-120元的系统服务费。

影响无线防盗报警系统广泛应用的因素有三个：（1)技术设备的稳定性可靠性较差:(2)资金不足；(3)人们认识的局限性。

例如车主不愿花钱买车载设备和付入网费，设备昂贵等原因，更主要的原因是汽车上了保险，车被盗劫有保险公司进行赔付，个人经济损失不大。

另一方面，目前的无线防洛报警系统实际上是一个基于基站的汽车动向监控系统，这在某种程度上容易暴露个人隐私，这也是许多人无法接受的原因之一。

电子式防盗系统的致命缺陷在于它的电子密码和遥控操作方式。

当车主用遥控器开关车门时，匿藏在附近的偷车贼可以用接收器或扫描器盗取遥控器发出的无线电波或红外线，经过解码，就可以开启汽车的防盗系统。

RFID(Radio Frequency Identification) 是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术（以下通称RFID技术），它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境，其主要核心部件是一个射频标签，直径仅为2 毫米不到，通过相距几厘米到几米距离内传感器发射的无线电波，可以读取射频标签内储存的信息，识别射频标签代表的车主身份。

RFID技术具有精度高，体积小，适应环境能力强，抗干扰强，安全性高，操作快捷等许多优点。

因此，本作品把RFID技术应用于汽车防盗，制作基于RFID技术的汽车防盗系统，即RFID 标签封装到汽车钥匙当中,钥匙插入点火器时，汽车上的读写器能够辨别钥匙的身份。

如果读写器接收不到电子标签发送来的特定信号，主控微处理器将关闭汽车引擎（锁定电路和油路），任何人都无法再将车开走，从而既保护了车主财产安全。

随着汽车产业在中国的发展和人民生活水平的提高，发展本系统将是一个很有发展前景的商业产品。

三、工作原理
1 防盗系统的组成及工作原理
汽车防盗系统主要由MCU微控中心、阅读器，应答器和驱动电路组成。

其中应答器由标签(即卡片)构成，阅读器(读卡器)由射频卡基站芯片及其支撑电路、控制芯片MCU及其支撑电路和外围接口电路构成。

当持有RFID电子标签的车主进入汽车内，在点火开关关闭状态下，用脚踩住脚刹，将电子标签靠近阅读器天线，RFID阅读器通过无线通信方式读出电子标签内存储的信息，然后将信息传输给单片机,单片机进行数据处理，自动确认该电子标签是否合法有效,如果合法，则单片机通过驱动电路，打开汽车相应的电路和油路，汽车此时可以正常启动行驶。

当汽车使用完毕，关闭点火开关20秒后，防盗器自动锁定电路和油路，汽车处于设防状态。

如果车主将电子标签丢失，汽车又处于设防状态时，车主使用事先设定的密码，可以休眠防盗器的身份识别卡。

2 RFID系统的组成及其工作原理
RFID系统因应用不同其组成会有所不同$但基本都由电子标签(Tag)、阅读器（Reader）和MCU微控中心三大部分组成，应答器（或称射频卡、电子标签等），由耦合元件及芯片组成，其中包含带加密逻辑、串行EEPROM(电可擦除及可编程式只读存储器)、微处理器MCU
以及射频收发及相关电路。

电子标签具有智能读写和加密通信的功能，它是通过无线电波与读写设备进行数据交换，工作的能量是由阅读器发出的射频脉冲提供。

阅读器，有时也被称为查询器、读写器或读出装置，主要由无线收发模块、天线、控制模块及接口电路等组成。

阅读器可将主机的读写命令传送到电子标签，再把从主机发往电子标签的数据加密，将电子标签返回的数据解密后送到主机。

MCU微控中心主要完成数据信息的存储及管理，对卡进行读写控制等。

RFID系统的工作原理如下：阅读器将要发送的信号，经编码后加载在某一频率的载波信号上经天线向外发送，进入阅读器工作区域的电子标签接收此脉冲信号，卡内芯片中的有关电路对此信号进行调制、解码、解密，然后对命令请求、密码、权限等进行判断。

若为读命令，控制逻辑电路则从存储器中读取有关信息，经加密、编码、调制后通过卡内天线再发送给阅读器，阅读器对接收到的信号进行解调、解码、解密后送至中央信息系统进行有关数据处理；若为修改信息的写命令，有关控制逻辑引起的内部电荷泵提升工作电压，
提供擦写EEPROM中的内容进行改写，若经判断其对应的密码和权限不符，则返回出错信息。

RFID基本原理框图如图1 所示。

四、作品功能、特色
1 设置/解除防盗
关闭点火开关踩住脚杀，将RFID电子标签靠近读卡天线（位置取决于安装）5－10厘米处，听到主机内部蜂鸣器响2声，说明密码识别正确，可以点火开车。

关闭点火开关20秒后，蜂鸣器长响1声设防，自动锁定电路和油路。

2 休眠身份卡识别
在RFID电子标签丢失或损坏时，用户可以用以下方法休眠无线身份识别卡功能：在防盗状态时（此时防盗指示灯是闪烁的），踩住脚刹约3秒直到蜂鸣器长响一声，表明要开始输入密码。

以脚刹的次数代表不同的密码数字，密码数字间的间隔用踩住脚刹直到蜂鸣器长响为信号，按照预先设置的密码输入，即可休眠身份识别卡。

五、作品结构
1 硬件部分
2 软件部分
图2 防盗系统方框图
图1 RFID基本原理图
图3 防盗系统工作流程图。