【正文】 基于單片機的汽車防盜報警系統(tǒng)設計摘要: 應用單片機內(nèi)部資源實現(xiàn)的跳變編碼/解碼汽車防盜系統(tǒng)，它每次使用的遙控密碼都在變化，既提高了系統(tǒng)的安全性，又大大降低了成本。關鍵詞: 單片機 汽車防盜系統(tǒng) 編碼/解碼引言 隨著社會經(jīng)濟的不斷進步和高科技的飛速發(fā)展，在日常工作和生活中，汽車已成為人們理想的交通工具。但隨之而來的機動車輛被盜的案件也逐漸增多，造成了駕駛員經(jīng)濟財產(chǎn)的損失。為了減少汽車被盜事件的發(fā)生率，給擁有汽車的用戶提供安全保障，研制一種簡單可靠、操作方便，能在發(fā)現(xiàn)不正常情況下給駕駛員發(fā)出報警提醒和防盜警報的安全系統(tǒng)具有實際意義。本文基于對現(xiàn)有汽車防盜報警系統(tǒng)的綜合分析，開發(fā)出一種全新的防盜報警系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要使用了跳變碼的編碼/解碼原理，使得整個系統(tǒng)更加安全，大大降低密碼破解率。1. 系統(tǒng)工作原理汽車防盜報警系統(tǒng)由司機攜帶的遙控器和安裝在汽車內(nèi)的控制器兩部分組成。遙控器和控制器都用美國ATMEL 公司生產(chǎn)的八位C MOS 型 AVR 單片機，該系列單片機基于新的精簡指令R ISC 結(jié)構(gòu)，含有使用壽命最少為1000 次寫/擦循環(huán)的 Flash 程序存儲器，以及使用壽命至少為 10萬 次寫/擦循環(huán)的E EPROM 數(shù)據(jù)存儲器，有 2 位只有在整片擦除時才能擦除的編程加密鎖定位。汽車防盜的檢測,采用超聲波傳感器。超聲波傳感器由超聲波發(fā)射電路和超聲波接收電路組成，在汽車駕駛室的適當位置，裝設超聲波發(fā)射/接收器，以及遙控開關電路T1。當汽車停放車主人要離開汽車時，用遙控器閉合開關T1，汽車報警系統(tǒng)處于設防狀態(tài)，系統(tǒng)利用超聲波檢測車周圍的障礙物。發(fā)射部分電路如圖 1 所示。它的 P1 口的 、 D 觸發(fā)器初始化， 控制超聲波發(fā)射，為 0時 ，光電耦合器輸出TP1 端為 1，允許超聲波發(fā)射，依次發(fā)射/接收超聲波，循環(huán)反復進行。同時單片機內(nèi)部的計數(shù)器開始計數(shù)。汽車距障礙物的距離是通過聲納發(fā)出到反射回來所花費的時間來測定并進行計算的。反射信號使 D 觸發(fā)器產(chǎn)生一個中斷請求信號INT1，同時停止計數(shù)，讀取計數(shù)值，經(jīng)公式計算出實際距離，然后與基準距離進行比較，如果檢測的實際距離大于參考值80cm時 ，不進行聲光報警；如果有人靠近汽車進入駕駛室，檢測的實際距離小于或等于參考值 80cm時， 端口，驅(qū)動指示燈顯示電路和聲音報警電路，發(fā)出三聲二閃光。并觸發(fā)一個高電平，驅(qū)動無線信號發(fā)射電路。 圖1 超聲波發(fā)射電路 編碼/解碼原理目前的汽車遙控防盜系統(tǒng)多是使用 VD5026/2PT2262/7HT12E/D 等通用的編碼/解碼電路，其密碼由器件的地址來決定，每套防盜系統(tǒng)使用一個固定不變的密碼。隨著微處理技術(shù)的發(fā)展，通過接收遙控發(fā)射信號，就可以截獲到這一固定的密碼，而且一般的編解碼器的地址輸人端受器件尺寸限制，其數(shù)量不可能太多，能得到的不重復編碼也就很有限，用自動掃描器也能很快破解密碼。因此，這類密碼固定不變的汽車防盜系統(tǒng)已受到嚴重的威脅。應用單片機內(nèi)部資源實現(xiàn)的跳變編碼/解碼汽車防盜系統(tǒng)，它每次使用的遙控密碼都在變化，用過的密碼不再重復使用，使得截獲密碼也是徒勞無功，此外，它可以增加足夠多的密碼位數(shù)，以提高系統(tǒng)抗擊非法掃描的能力。遙控編碼共有12個 字節(jié)，分別由3字 節(jié)編碼通道碼、3 字節(jié)編碼序號碼,5 字節(jié)跳變編碼、1 字節(jié)按鍵操作代碼組成。在每個字節(jié)編碼的前面加上一位邏輯 0 作為起始位，在每個字節(jié)編碼的后面加上一位邏輯 1 作為停止位，并在最前面加上幾位邏輯1 作為引導信號，這就構(gòu)成了用于發(fā)送的串行編碼信號。編碼通道用于表示遙控器的身份，每套系統(tǒng)使用一個固定的通道碼。編碼序號碼于記錄編碼的次序，其初始值為0 ，單片機每編碼一次，編碼序號碼就向上計數(shù)一次。編碼通道碼和編碼序號碼存放在單片機的 EEPROM中，確保它們不受停電影響。跳變編碼是系統(tǒng)的真正密碼，它由編碼通道碼和編碼序號碼經(jīng)過復雜的特殊算法求出，該特殊算法對外保密。按鍵操作代碼由被按的按鍵來決定，當“設定”鍵被按下時，其代碼定為0 1H；當“解除”鍵被按下時，其代碼定為 00H。解碼是確認接收的編碼是否合法的一系列操作過程。被確認合法的編碼要滿足三個條件；(1)編碼通道碼與解碼通道碼相同；(2)編碼序號碼大于解碼序號碼(解碼序號碼記錄了上次合法使用過的編碼序號碼，該條件可保證以前使用過的編碼無效)；(3)跳變碼等于重新用特殊算法求出的變碼。當單片機確認收到的是合法編碼后，就把編碼序號碼寫到解碼序號碼中，并根據(jù)操作代碼去完成相應的操作處理。解碼通道碼和解碼序號碼也存放在單片機的EEPROM中 ，以防因停電而丟失。 防盜報警的實現(xiàn)若有盜車者入室，發(fā)動汽車，輸入錯誤的密碼后，則汽車電瓶的+12V 電壓，點火電流途經(jīng)點火開關，點火電流中斷，發(fā)動機熄滅，再啟動，將重復上述過程，這樣，盜賊始終不能將汽車開動，不能達到其預期目的。報警電路主要由集成塊及揚聲器和電子開關SCR組成。其中三極管或復合管，是為了提高功率而常采用的電路措施，它組成了一個電流放大倍數(shù)很大的等效晶體管，總放大倍數(shù)為這兩管放大倍數(shù)的乘積。SCR 是由可控硅構(gòu)成的電子開關，電容和電阻構(gòu)成降壓器兼濾波器，給IC提供+3 —+4V的電壓，IC為摸擬聲報警集成電路，報警器由SCR控制，盜車賊一旦按錯密碼后，則電瓶電流除一路進入防盜系統(tǒng)外，另一路是在發(fā)動機被啟動，帶動發(fā)動機工作后，其中性接點的輸出電壓，經(jīng)微分電路，可控硅SCR被觸發(fā)，又經(jīng)電阻降壓，電壓加在IC 的電源輸入端，IC獲得電壓輸出報警信號，經(jīng)復合管放大，推動揚聲器發(fā)出響亮的報警聲。而在靜態(tài)時，整個電路不耗電。2. 軟件設計報警器軟件設計主要分為：主程序(報警器初始化、鍵控和解碼)；報警器中斷處理程序。 該報警器安裝在汽車方向盤上。安裝好后，啟動報警器，報警器自動延遲20~30s開始工作，以便讓使用人有足夠的時間鎖好門離開汽車。延時后報警器進入值守工作狀態(tài)，一旦車門被打開或窗玻璃被敲碎，振動傳感器檢測到信號，延時 20s開始報警。延時的目的是使汽車的主人在開門進入車內(nèi)能關閉報警器,以免誤報警。圖2 主程序框架圖 主程序這一部分主要完成對各中斷入口的設定，對各鎖定單元和報警存放單元的初始化，設定特殊的標志值及對按鍵的中斷處理。主程序設計框圖如圖 2所 示。 報警器中斷處理程序防盜報警器的處理程序采用時間中斷查詢處理，每一次時間中斷，僅是去查詢各種控制標志位，根據(jù)它的狀態(tài)來控制各路輸出。程序沒有采用有循環(huán)處理的方式，所以控制未結(jié)束時，不能清除控制標志位，僅是復位現(xiàn)場，等待下一次時間中斷，再判斷是否控制結(jié)束。3. 結(jié)語使用這種單片機組成的汽車防盜報警系統(tǒng)成本低、性能可靠，同時安轉(zhuǎn)方便。使用跳變碼的編碼/解碼原理，使得系統(tǒng)更加安全，大大降低密碼破解率，在未來的汽車防盜報警系統(tǒng)中將得到廣泛的應用。