汽车电子射频识别技术运用

摘要：针对现有汽车的安全性以及硬件浪费的问题，结合RFID射频技术，提出一种RFID的汽车防盗与胎压监测系统。在该系统中，利用MPXY8300两种载波频率的优势，将胎压监测系统与汽车防盗系统结合，并通过基站模块实现不同载波频率的通信。结果表明，通过该系统，有效实现了汽车防盗和胎压监测两方面的功能，也降低了成本，优化了车辆网络。

关键词：射频识别；胎压监测；汽车防盗

引言

伴随着汽车行业的发展，汽车开始成为千家万户的必需品。但是由于车辆盗窃事件，如何加强车辆的防盗，成为当前人们和汽车生产厂商思考的重点[1-3]。因此，开发更具有安全性的汽车防盗与报警系统，是当前确保车辆防盗的重要途径和方式。同时，在现有的防盗系统开发中，存在射频模块利用率不高。与此同时，根据一份数据的不完全统计，我国每年交通安全事故中，有30%的事故是由爆胎引起，且速度超过160km/h时，因爆胎导致的死亡率接近100%。由此可以看出，除对汽车进行防盗以外，同时对汽车的胎压进行有效监控，进而避免出现这种类似的爆胎事故，是保障汽车安全的重要途径。但长期以来，我国汽车防盗系统和胎压监测系统属于两个不同的系统，且使用不同的芯片。这样造成硬件的浪费，也容易造成系统间的干扰。因此，本研究在传统的汽车防盗基础上，将汽车胎压监测与防盗系统进行整合，以此在保障汽车防盗和安全的前提下，也减少射频模块的硬件开销，提高系统的集成度。

1RFID射频技术简介

射频识别（RFID，RadioFrequencyIdentification）技术主要是用交变磁场或者是电磁场实现信息通信，从而实现对目标的识别。RFID系统主要由三个部分构成：一是标签。该部分主要由内置天线构成；二是读写器。主要用于对标签信息的读取；三是应用系统，主要是对相关的信息进行存储、处理等。RFID的基本原理是通过发射天线将一定频率的信号发送，当射频标签在进入到发射天线附近时会产生感应电流，此时射频标签被激活，并将自身编码等信息通过发送天线发送出去。系统在接受到信息后，通过天线调节器将信息传送给阅读器，并通过阅读器对信号进行解码。最后，通过后台主机对数据的处理，并判断该卡是否合法，并针对判断的结果，做出相应的指令。

2系统整体架构设计

系统总体结构包含基站、钥匙和模块和轮胎检测三部分，具体框架见图1所示。其中基站模块主要负责RF信号的接收、发送，以及包含人机界面、总体控制部分以及传送点火、门控命令网络；在四个轮胎中，分别安装轮胎监测模块。通过该监测模块，可以实时采集轮胎的压力等参数。在或者压力等相关参数后，再通过基站的传输功能将数据传输给后台。而基站作为传输模块，其主要的作用是对数据进行传输。一方面，该模块传输来自轮胎方面的数据信息，一旦压力出现异常，则触发报警装置；另一方面是接收钥匙模块的开/闭锁信息，并验证钥匙合法与否。

3系统硬件设计与实现

3.1轮胎模块电路

在轮胎模块中，主要负责数据采集、数据发射电路。采用嵌入式传感器MPXY8300进行设计。该传感器的优点在于低功耗，512字节和16KB闪存，同时还包含温度传感器、电容式压力传感器的接口。该传感器的发射原理如图2所示。该传感器支持两种不同载波频率，且可通过编程配置从而使寄存器为幅移键控（ASK）或频移键控（FSK）调制方式。同时当电池电力不足时，该传感器还可以提高发射部分的电压，进而提高发射强度。

3.2钥匙模块选择

钥匙模块的实现采用PCF7961。该芯片为低功耗，器而具有8位MRKII架构的精简指令集处理器。该处理器可完成射频的发射和应答器低频通信的认证，从而被广泛用于机动车辆遥控防盗的装置中。另外，该芯片还采用了快速鉴别算法，通过随机的数字、密钥和口令，从而使得该模块可在短时间内鉴别。

3.3基站模块电路

在基站模块电路的实现部分，主要包含低频收发电路、射频接收电路、MCU主控模块等部分组成。其中射频接收电路采用MC33596芯片，通过该芯片完成喜好度解调和解码，然后将数据传送给主控芯片MC9S08DZ60，进而执行数据指令。低频收发器则采用PJF7992，该芯片提供了方便读写的应答器，且通过该芯片自带的LIN串行接口可实现PJF7992和应答器两者间的通信。主控芯片则选择上述的MC9S08DZ60，而之所以选择该芯片，是因为该芯片包含两路LIN模块，一路通过LIN总线实现低频收发控制；另一路LIN则与发动机电控单元连接，执行相关的数据传送命令。

4系统软件设计

4.1发射模块软件的设计

在发射模块中，当汽车处在低速或者是静止的时候，即使其中的胎压发生变化，那么也不会对汽车的行驶产生威胁，因此在此时则停止数据采集。而当汽车速度超过一定车速时，本文设定为25km/h为临界值，那么此时上电，初始化配置，并启动加速度测量，以判断汽车的状态。如速度大于设定的临界值，那么进入数据采集模式，包含胎压、温度等。然后经过修改，再次回到加速度测量状态。

4.2钥匙模块流程通过钥匙模块上的按钮开关实现射频信号的发送，进而用来打开或者是关闭车门。而为了提高车门的安全性，在发送数据的时候，采用滚动码加密的方式。具体验证流程如图3所示。

4.3基站模块流程

当启动车辆时，基站主要负责遥控门锁，并执行相关指令。具体则是监听钥匙门控信息，而当钥匙插入点火锁并旋转到启动位置时，通过钥匙中的应答器与基站进行匹配验证，如通过验证，则启动车辆启动装置。而当车辆在发动后，此时的基站模块则进入轮胎胎压等的监测。

5结论

综上看出，通过以上的设计，本文构建了一个完整的胎压与车辆防盗系统。该系统不仅可实现轮胎压力的监测，还可以实现车辆防盗报警，以此大大提高了车辆的安全性，也提高了系统的灵活性，使得该系统具备更为广泛的扩展性。

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作者：张捷 单位：黄冈职业技术学院