【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 3。 92 第 7章 系統(tǒng)測(cè)試與數(shù)據(jù)分析 94 通信協(xié)議的數(shù)據(jù)測(cè)試與分析 94 遙控器功耗的測(cè)量與分析 95 主機(jī)功率測(cè)試與分析 96 防盜器功能測(cè)試 97 第 8章 結(jié)束語(yǔ) 101 致 謝 103 參考文獻(xiàn) 104 第 1章 引言 汽車是目前人類主要的交通工具，也是現(xiàn)代文明的標(biāo)志。全世界每年汽車銷售量達(dá) 6000 多萬(wàn)輛，保有量已超過(guò) 4 億輛。在用的車輛越多，被盜 的汽車也越來(lái)越多，汽車防盜成為一個(gè)重要的社會(huì)問(wèn)題。防盜技術(shù)已經(jīng)與安全、環(huán)保、節(jié)能一起被列為汽車技術(shù)發(fā)展的四大課題。 20 世紀(jì) 90 年代以來(lái)，電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展使得電子信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)處理技術(shù)和汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等有效的應(yīng)用于汽車防盜技術(shù)，促進(jìn)了汽車防盜技術(shù)的高度智能化、功能多樣化。隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展，汽車防盜設(shè)備按其結(jié)構(gòu)與功能可分四大類：機(jī)械類、電子式、芯片式和網(wǎng)絡(luò)式 。 機(jī)械 類 防盜器是 最簡(jiǎn)單最廉價(jià)的一種，主要分 為方向盤鎖和排擋鎖兩大類，其原理是將轉(zhuǎn)向盤和控制踏板或擋柄鎖住 ，其 價(jià)格便宜， 安裝簡(jiǎn)便 ，但是 防盜不徹底，每次拆裝麻煩 ； 電子式 是時(shí)下最流行而且銷售量最大的防盜器，無(wú)論是發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、行李艙和車門的開(kāi)啟，車輛碰撞，或者有人闖進(jìn)車廂等狀況發(fā)生時(shí)，警報(bào)器都會(huì)發(fā)出 警報(bào)聲引起車主及他人的注意，車主通過(guò)袖珍的遙控器可控制遙控系統(tǒng) ； 芯片式數(shù)碼防盜器 是 現(xiàn)在汽車防盜器發(fā)展的重點(diǎn)，大多數(shù)轎車均采用這種防盜方式作為原配防盜器 ，其 基本原理是鎖住汽車的馬達(dá)、電路和油路，在沒(méi)有芯片鑰匙的情況下無(wú)法啟動(dòng)車輛 ； 網(wǎng)絡(luò)式 防盜器是 目前最先進(jìn)，也是相對(duì)最有效的防盜產(chǎn)品 ， 其原理是在車上安裝一個(gè)小型的 GPS 系統(tǒng)，通過(guò)無(wú) 線通信網(wǎng)絡(luò)和 GPS 監(jiān)控中心連成一個(gè)整體，這種裝置具有定位準(zhǔn)、監(jiān)控范圍廣 (全國(guó) )、主動(dòng)報(bào)警、反應(yīng)快、找回率高的特點(diǎn) 。 隨著無(wú)線技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車防盜器中 RKE 系統(tǒng)（ REMOTE KEYLESS ENTRY SYSTEM）成為了現(xiàn)在的主流，它是由遙控器和內(nèi)置于車身的接收發(fā)送器組成 ，在 美國(guó)和日本使用的收發(fā)頻率是 315MHZ，在歐洲使用的收發(fā)頻率是 和 899MHZ。在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，采用德國(guó) Infineon公司 生產(chǎn)的 TDA5255單片無(wú)線收發(fā)芯片，這款 無(wú)線芯片 是使用歐洲的收發(fā)頻率標(biāo)準(zhǔn)，工作在433435MHz， 具有很 高的輸出功率和接收靈敏度， 而且 芯片集成度很高，只需很 少的外圍元件；同時(shí)也具有極低的功耗，可以大幅延長(zhǎng)電池壽命 。 本系統(tǒng)是一個(gè)半雙工通信的雙向汽車防盜系統(tǒng)，以飛利浦公司的 LPC930 單片機(jī)為主控器，它的速度 6 倍于標(biāo)準(zhǔn)的 80C51，而且有許多的特殊功能，為本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的帶來(lái)極大方便。遙控器和主機(jī)是交互工作，必須有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，確保通信的可靠，所以通信協(xié)議的確定是一大難點(diǎn)，本系統(tǒng)協(xié)議數(shù)據(jù)采用 PWM 編碼，使用 FSK 調(diào)制和解調(diào)方式，編碼和解碼都通過(guò) C 語(yǔ)言的編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。遙控器和主機(jī)都有大量的功 能，主機(jī)實(shí)現(xiàn)了防盜報(bào)警功能，能夠檢測(cè) ACC、腳剎、邊門、振動(dòng)等觸發(fā)源以及損壞，并實(shí)時(shí)通知遙控器更新?tīng)顟B(tài)，還有自動(dòng)上下鎖、中控鎖自動(dòng)化、自動(dòng)恢復(fù)、緊急解除、斷電記憶等功能；遙控器以按鍵作為第一響應(yīng)輸入，根據(jù)按鍵的不同以及時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的跳轉(zhuǎn)，并且當(dāng)主機(jī)報(bào)警時(shí)遙控器同步報(bào)警，還具有低功耗控制、低電壓檢測(cè)、信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)等功能。 第 2章 防盜器系統(tǒng)要求 防盜器主機(jī)指標(biāo)要求 主機(jī)基本要求 1. ID 學(xué)習(xí) 主機(jī)沒(méi)有自身 ID，但是要求可以學(xué)習(xí) 2 個(gè)遙控器，即記憶 2 個(gè) ID 號(hào)， ID 號(hào)必須 20 位以上。主機(jī)學(xué)習(xí) 2 個(gè)遙控器后， 2 個(gè)遙控器均 可以遙控器主機(jī)，包括交替操控。 2. 斷電記憶 上電后系統(tǒng)等待 4 秒緩沖時(shí)間， 4 秒內(nèi)如過(guò)沒(méi)有按鍵情況下，則根據(jù)前次斷電的狀態(tài)進(jìn)行工作，默認(rèn)狀態(tài)為解除防盜系統(tǒng)狀態(tài)。 3. 聲光警戒設(shè)定 停車拔下 ACC 鎖匙，車門關(guān)好后，短按一次“ 設(shè)定 ”鍵，車門上鎖 ,主機(jī) LED燈閃爍， 方向燈閃亮一次，喇叭響一 Bi 聲 ，進(jìn)入聲光警戒狀態(tài)。 4. 靜音警戒設(shè)定 停車拔下 ACC 鎖匙，車門關(guān)好后，短按一次“靜音”鍵，車門上鎖 ,主機(jī) LED燈閃爍，方向燈閃亮一次，喇叭不響，進(jìn)入靜音警戒狀態(tài)。 5. 報(bào)警 報(bào)警包括 ACC 報(bào)警、邊門報(bào)警（等同腳剎報(bào)警）、振動(dòng)報(bào)警，任何一個(gè) 觸發(fā)源觸發(fā)報(bào)警后， 主機(jī)喇叭報(bào)警 32秒，方向燈閃爍，車輛無(wú)法啟動(dòng)。報(bào)警后防盜系統(tǒng)回到報(bào)警前的防盜狀態(tài)。 6. 報(bào)警暫停 在主機(jī)報(bào)警時(shí)，按遙控器“ 設(shè)定 ”鍵或“靜音”鍵，可暫停報(bào)警， 同時(shí)防盜 系統(tǒng)恢復(fù)到原先的防盜狀態(tài)。 7. 解除防盜 聲光防盜警戒中，按一下“設(shè)定”鍵，車門開(kāi)鎖，主機(jī)方向燈閃亮二次， 喇叭響 Bi 聲二次， 防盜系統(tǒng)退出警戒狀態(tài)，警戒解除 。 8. 遙控器開(kāi)尾門 在汽車停車熄火狀態(tài)下，同時(shí)按“設(shè)定”鍵與“ 靜音 ”鍵 秒或以上 ：汽車尾門（行李箱）開(kāi)鎖（此功能須汽車本身裝有開(kāi)啟尾門的馬達(dá)）。進(jìn) 入尾門 開(kāi)狀態(tài)后，如果原先處于防盜 裝體，則暫時(shí)屏蔽防盜狀態(tài) 30 分鐘。 9. 緊急解除 當(dāng)防盜器進(jìn)入緊急報(bào)警時(shí) ,遇遙控器丟失或意外損壞 ,此時(shí)將車門打開(kāi) ，踩住腳剎踩 ， ACC 置 ON,后同時(shí)將緊急按鈕短按三次 ,最后一次按住 2 秒或以 上 ,主機(jī)會(huì)自動(dòng)解除報(bào)警，進(jìn)入緊急解除狀態(tài)后，主機(jī) LED 燈閃亮，指 示進(jìn)入緊急解除狀態(tài)，未解除此狀態(tài)時(shí)不能進(jìn)行設(shè)定，此時(shí)按遙控器“ 解 除 ”鍵可解除此狀態(tài)或另配遙控器進(jìn)行學(xué)習(xí)后會(huì)自動(dòng)解除此狀態(tài)。 10. 自動(dòng) 恢復(fù) 防盜警戒狀態(tài)，按“解除”鍵，警戒解除，如 25 秒內(nèi)車門未打開(kāi)，防盜系統(tǒng)視作誤解除，會(huì)自動(dòng)回復(fù)到原防盜警戒 狀態(tài)，且遙控器有上鎖時(shí) 的回傳音，提示已處在警戒狀態(tài)。 11. 遙控尋車 如車主要取車時(shí)，不知車的停放地點(diǎn)：此時(shí)按遙控器“設(shè)定”鍵 2 秒或以上，主機(jī)喇叭會(huì)鳴叫 10 秒，車方向燈同步閃光， 以聲光提示告知車主車輛所處位置；此時(shí)按遙控器“靜音”鍵 2 秒或以上，車方向燈閃光 10 秒，主機(jī)喇叭不鳴叫，以光信號(hào)告知車主車輛所處位置， 主機(jī)在聲光或光提示時(shí)按遙控器任意鍵可以停止主機(jī)提示信號(hào)。 12. 中控鎖自動(dòng)化 當(dāng)汽車行駛 15 秒后踩腳剎，會(huì)自動(dòng)鎖門；當(dāng)停車熄火時(shí)，門鎖自動(dòng)打開(kāi)；行駛中：按“設(shè)定”鍵中控鎖上鎖 , 按“解除”鍵中控鎖開(kāi)鎖。 13. LED 警示燈 警戒設(shè)定后， LED 警示燈間隔 2 秒快閃 2 次，向車主提示已進(jìn)入防盜警戒狀態(tài)，并向他人警示本車正處于防盜警戒中；警戒中振動(dòng)或位移觸發(fā)后，在報(bào)警過(guò)程中LED 警示燈連續(xù)快閃，觸發(fā)報(bào)警完后， LED 警示燈間隔 2 秒快閃 4 次，直到解除警戒并開(kāi)車門清除后才消失，向車主提示車輛被觸發(fā)過(guò)；警戒中開(kāi)門、 Acc 置 ON、踩腳剎狀態(tài)觸發(fā)報(bào)警后， LED 警示燈會(huì)連續(xù)快閃不停，直到解除警戒并開(kāi)車門清除 后才消失 。 14. 功耗要求 平均功耗小 于 25mA @ 12V 主機(jī)擴(kuò)展功能要求 15. 傳感器損壞檢測(cè) 在各種報(bào)警觸發(fā)時(shí)，都熄火 40 秒，報(bào)警完成后，防盜系統(tǒng)回到報(bào)警前的防盜 狀態(tài)，如果再次受到觸發(fā)或其它類觸發(fā)，進(jìn)入相應(yīng)觸發(fā)類報(bào)警。設(shè)定中 ,如連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間檢測(cè)到某一檢測(cè)點(diǎn)被觸發(fā)，防盜系統(tǒng)只報(bào) 4 分鐘， 后 自動(dòng)停止報(bào)警，在其它傳感器被觸發(fā)時(shí)重新檢測(cè)所有檢測(cè)點(diǎn)，此時(shí)仍檢測(cè)到某一檢測(cè)點(diǎn)連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間被觸發(fā)，又報(bào)警 4 分鐘（此時(shí)報(bào)警信息中需包括新近被觸發(fā)的傳感器和檢測(cè)到原被連續(xù)觸發(fā)的傳感器）。 16. 被動(dòng)設(shè)防和解除 由于部分車輛配有原廠防盜系統(tǒng)，如果車主使用原配防盜系統(tǒng)遙控器遙控設(shè)防和解除，則通過(guò)檢測(cè)上下鎖口線進(jìn)行判別需要被動(dòng)進(jìn)入防盜或解除防盜狀態(tài)，同時(shí)要求遙控的狀態(tài)也必須同步更新。 17. 功耗 要 求 平均功耗小于 10mA @ 12V 遙控器指標(biāo)要求 遙控器基本要求 18. 遙控器出廠必須帶有唯一的 ID 號(hào)， ID 號(hào)必須 20 位以上。 19. 遙控器系統(tǒng)使用鋰離子電池，電池電壓 ，容量 150mAh。 遙控器除高頻板模塊外（ Pwd、 RFDat、 BusSDA、 BusSCL、 BusRst、 Rx/Tx、 Txen）， 還需要連接 7 個(gè) LED 作為報(bào)警提示需要， 7 個(gè) LED 指示狀態(tài)分別為：警戒、天線、振動(dòng)觸發(fā)、 ACC 觸發(fā)、邊門觸發(fā)、尾門、電池容量；以及一個(gè)振動(dòng)電機(jī)作為報(bào)警提示用；此外還需要一個(gè)交 流 蜂鳴器，同樣作為報(bào)警提示用以及回傳音樂(lè)等作用 ；最后就是遙控器的按鍵，目前要求 3 個(gè)按鍵：設(shè)定鍵、解除鍵、靜音鍵。 20. 鍵功能： ? 短按“設(shè)定”鍵（短按定義為小于 2 秒，下同），防盜器主機(jī)進(jìn)入有聲防盜警戒狀態(tài)，同時(shí)接收到主機(jī)響應(yīng)回傳后，使用交流蜂鳴器產(chǎn)生“設(shè)定音樂(lè)”，與此同時(shí) 7 個(gè) LED 依照一定順序點(diǎn)亮，以求提示車主防盜器系統(tǒng)啟動(dòng)。 ? 短按“靜音”鍵，功能基本同上，只是防盜器主機(jī)進(jìn)入無(wú)聲防盜警戒狀態(tài)。 ? 短按“解除”鍵，防盜器主機(jī)立刻進(jìn)入解除防盜警戒狀態(tài)，同時(shí)接收主機(jī)響應(yīng)回傳，產(chǎn)生“解除音樂(lè)”（注意區(qū)別設(shè)定音樂(lè)），同時(shí) 7 個(gè) LED 依照另一種順序點(diǎn)亮，作為解除提示。 ? 長(zhǎng)按 “設(shè)定”鍵（長(zhǎng)按定義為大于 2 秒，下同），防盜器主機(jī)進(jìn)入有聲尋車狀態(tài)，但是主機(jī)不需要回傳給遙控器。 ? 長(zhǎng)按“靜音”鍵，防盜器主機(jī)進(jìn)入無(wú)聲尋車狀態(tài)，但是主機(jī)不需要回傳給遙控器。 ? 復(fù)合按“設(shè)定”鍵和“解除”鍵（復(fù)合按鍵定義為錯(cuò)位小于 秒，二鍵同時(shí)按下時(shí)間必須長(zhǎng)達(dá) 秒以上），產(chǎn)生遙控打開(kāi)尾門功能，同時(shí)遙控器接收主機(jī)響應(yīng)回傳，產(chǎn)生“尾門開(kāi)音樂(lè)”，同時(shí)尾門 LED 伴隨音樂(lè)閃爍。 ? 按住“解除”鍵 5 秒，遙控器系統(tǒng)進(jìn)入關(guān)機(jī)休眠狀態(tài)（此狀態(tài)針對(duì)鋰電池充電使用），同時(shí)產(chǎn)生“關(guān)機(jī)音樂(lè)”；關(guān)機(jī)休眠后，遙控器對(duì)任何按鍵功能（開(kāi)機(jī) 功能除外）和主機(jī)報(bào)警信號(hào)均不處理。 ? 在關(guān)機(jī)狀態(tài)下，按住“解除”鍵 3 秒，系統(tǒng)開(kāi)機(jī)，鳴響“開(kāi)機(jī)音樂(lè)”， LED同時(shí)伴隨音樂(lè)依照一定組合閃爍。 21. 上電部件演示功能 要求上電后，系統(tǒng)鳴響“開(kāi)機(jī)音樂(lè)”， LED 同時(shí)伴隨閃爍，此外電機(jī)振動(dòng) 2 次，目的 讓生產(chǎn)測(cè)試時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)部件是否損壞。 22. 功耗錯(cuò)峰功能 電池容量有限，為延長(zhǎng)使用時(shí)間功耗必須有所控制，特別是同時(shí)使用重負(fù)載部件時(shí)，需要考慮電池能否能承擔(dān)，所以重負(fù)載部件盡量避免同一時(shí)間使能幾個(gè)重負(fù)載部件。 23. 報(bào)警響應(yīng)功能 當(dāng)防盜器主機(jī)在警戒狀態(tài)下被某個(gè)傳感器觸發(fā)引起報(bào)警時(shí)，在監(jiān)控有效范圍內(nèi) （遙控器能清晰接收主機(jī)信號(hào)范圍）遙控器必須及時(shí)報(bào)警，點(diǎn)亮相應(yīng) LED 作為指示；如果同時(shí)多個(gè)傳感器觸發(fā)，則把相應(yīng)的 LED 均點(diǎn)亮報(bào)警指示。如果車主沒(méi)有按鍵停止，則 報(bào) 警時(shí)間為 30 秒。但是，如果在 30 秒內(nèi)又接收到另外的報(bào)警信號(hào)，則必須重新報(bào)警。 24. 報(bào)警停止功能 防盜器器主機(jī)在報(bào)警過(guò)程中，短按“設(shè)定”鍵、短按“靜音”鍵、長(zhǎng)按“設(shè)定”鍵、長(zhǎng)按“靜音”鍵均可中止防盜器報(bào)警；如果按解除鍵則防盜器主機(jī)停止報(bào)警同時(shí)立刻解除防盜器系統(tǒng)。 25. 學(xué)習(xí)成功提示 在主機(jī)進(jìn)行遙控器學(xué)習(xí)后，學(xué)習(xí)成功遙控器受到主機(jī)回傳后，必須相應(yīng)產(chǎn)生“學(xué)習(xí)成功提示音 樂(lè)”， LED 閃爍等。 26. 低電提示以及關(guān)機(jī) ? 當(dāng)檢測(cè)到電池電壓低于 ，遙控器必須在每次按鍵回傳后進(jìn)行提示低電，時(shí)間為 5 秒，電池指示 LED 閃爍，同時(shí)伴隨“低電提示音樂(lè)”。 ? 當(dāng)檢測(cè)到電池電壓低于 ，遙控器自動(dòng)關(guān)機(jī)。如果自動(dòng)關(guān)機(jī)后，車主對(duì)遙控器進(jìn)行充電，則當(dāng)遙控器充電到 ，開(kāi)機(jī)音樂(lè)和閃爍 LED 等。但是，區(qū)別車主手動(dòng)關(guān)機(jī)后充電，則必須車主進(jìn)行開(kāi)機(jī)方式才能開(kāi)機(jī)。 27. 功耗要求 靜態(tài)功耗小于 50uA @ 。 防盜器遙控器擴(kuò)展功能要求 28. 監(jiān)控范圍指示 在防盜系統(tǒng)處于警戒狀態(tài)下，如果遙控器 在能接收主機(jī)信號(hào)的范圍內(nèi)，遙控器必須維持 2 秒閃爍警戒示意 LED，有聲警戒 2 秒閃爍 2 次，無(wú)聲警戒 2 秒閃爍 1 次。容許滯后時(shí)間為 2 分鐘。 29. 信號(hào)強(qiáng)度指示 接收主機(jī)信號(hào)同時(shí)通過(guò)天線指示 LED 閃爍次數(shù)指示信號(hào)強(qiáng)度，基本分為 3 級(jí)， 1 級(jí)為低級(jí)，表示距離相當(dāng)遠(yuǎn)； 2 級(jí)表明遙控器與主機(jī)相隔一定距離； 3 級(jí)則是信號(hào)非常好，距離比較近。 30. 功耗要求 靜態(tài)功耗小于 20uA @ 。 第 3章 系統(tǒng)方案選擇 核心控件 — MCU 本系統(tǒng)對(duì)于速度要求不高，不需要高速器件（例如 FPGA、 CPLD、 DSP 等）作為核心控件，這樣有利于降低成本，這里采用單 片機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)需要的功能?？紤]到功能實(shí)現(xiàn)的難易程度以及指標(biāo)要求，我們選擇了 LPC900 系列的單片機(jī)。 LPC900 系列單片機(jī)是 PHILIPS 公司生產(chǎn)的一款基于 80C51 內(nèi)核的高速、低功耗 Flash 單片機(jī)， 集成了字節(jié)方式的 I2C 總線、 SPI 接口、 UART 通信接口、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、 A/D 轉(zhuǎn)換器、 ISP/IAP 在線編程和遠(yuǎn)程編程方式等一系列有特色的功能部件，這些有特色的功能部件給本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來(lái)非常大的方便，而且節(jié)省了很多的外圍電路的設(shè)計(jì)，性價(jià)比相當(dāng)?shù)母摺? 它采用了高性能的處理器結(jié)構(gòu)，指令執(zhí)行時(shí)間只需 2 到 4 個(gè)時(shí)鐘， 當(dāng)操作頻率為 12MHz 時(shí)，除乘、除法指令 外，高 速 80C51 的指令執(zhí)行時(shí)間為 167～ 333ns，在同一時(shí)鐘下，其速度為標(biāo)準(zhǔn) 80C51 器件的 6 倍。 針對(duì)于本設(shè)計(jì)， LPC900 單片機(jī)能夠提供的特殊功能： ? 片內(nèi)高精度的 RC 振蕩器，無(wú)需額外的晶振為系統(tǒng)提供時(shí)鐘輸入； ? 片內(nèi)有上電復(fù)位功能，還具有軟件復(fù)位功能，無(wú)需額外的復(fù)位器件； ? 低電壓復(fù)位（掉電檢測(cè)）功能可在電源故障時(shí)使系統(tǒng)安全關(guān)閉，無(wú)