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on on it is s in is in In to to to be of in to to on to of to be 1. of he by in VR on SC to be ,000 as as at 00,000 he is by in as as 1. 1, to 1 to 1.0 , P1 , in to is on to on if is 0on to to If to is or to 02.2 2.3 a is he is 7, 2, so on by of a to to is is of it is no is a in it 2 3 5 1 is on in to on a in to in on to in to in to of a in to , a in is it by to by is 1H; 0H. is a of to (1) is (2) to be to on (3) to be to to is in to in of to f 12V be to be to is by or it a is by 3 +4V C IC is up to by CR a is in CR is to in C IC to to 2. he on 0s to to in to to to to to is on or 0s to to is is to in to to by to to to to he is of to is 3. of to be to be in 基于單片機(jī)的汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 : 應(yīng)用單片機(jī)內(nèi)部資源實(shí)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(guān)鍵詞 : 單片機(jī) 汽車防盜系統(tǒng) 編碼 /解碼 引言 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)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(jī)動(dòng)車輛被盜的案件也逐漸增多，造成了駕駛員經(jīng)濟(jì)財(cái)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(jiǎn)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(bào)警提醒和 防盜警報(bào)的安全系統(tǒng)具有實(shí)際意義。本文基于對(duì)現(xiàn)有汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)的綜合分析，開發(fā)出一種全新的防盜報(bào)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(gè)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(bào)警系統(tǒng)由司機(jī)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(guó) 司生產(chǎn)的八位 C 片機(jī)，該系列單片機(jī)基于新的精簡(jiǎn)指令 R 構(gòu)，含有使用壽命最少為 1000 次寫 /擦循環(huán)的 序存儲(chǔ)器，以及使用壽命至少為 10 萬 次寫 /擦循環(huán)的 E 據(jù)存儲(chǔ)器，有 2 位只有在整片擦除時(shí)才能擦除的編程加密鎖定位。 體設(shè)計(jì) 汽車防盜的檢測(cè) ,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(dāng)位置，裝設(shè)超聲波發(fā)射 /接收器，以及遙控開關(guān)電路 汽車停放車主人要離開汽車時(shí)，用遙控器閉合開關(guān) 車報(bào)警系統(tǒng)處于設(shè)防狀態(tài)，系統(tǒng)利用超聲波檢測(cè)車周圍的障礙物。發(fā)射部分電路如圖 1 所示。它的 的 D 觸發(fā)器初始化， 制超聲波發(fā)射，為 0 時(shí) ，光電耦合器輸出 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(fù)進(jìn)行。同時(shí)單片機(jī)內(nèi)部的計(jì)數(shù)器開始計(jì)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(fèi)的時(shí)間來測(cè)定并進(jìn)行計(jì)算的。反射信號(hào)使 D 觸發(fā)器產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào) 時(shí)停止計(jì)數(shù)，讀取計(jì)數(shù)值，經(jīng)公式計(jì)算出實(shí)際距離，然后與基準(zhǔn)距離進(jìn)行比較，如果檢測(cè)的實(shí)際距離大于參考值 80，不進(jìn)行聲光報(bào)警；如果有人靠近汽車進(jìn)入駕駛室，檢測(cè)的實(shí)際距離小于或等于參考值 80，通過單片機(jī)的 口，驅(qū)動(dòng)指示燈顯示電路和聲音報(bào)警電路，發(fā)出三聲二閃光。并觸發(fā) 一個(gè)高電平，驅(qū)動(dòng)無線信號(hào)發(fā)射電路。 圖 1 超聲波發(fā)射電路 碼 /解碼原理 目前的汽車遙控防盜系統(tǒng)多是使用 7、 2、 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(gè)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(hào)，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(fù)編碼也就很有限，用自動(dòng)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(yán)重的威脅。應(yīng)用單片機(jī)內(nèi)部資源實(shí)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(fù)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(gè) 字節(jié)，分別由3 字 節(jié)編碼通道碼、 3 字節(jié)編碼序號(hào)碼 ,5 字節(jié)跳變編碼、 1 字節(jié)按鍵操作代碼組成。在每個(gè)字節(jié)編碼的前面加上一位邏輯 0 作為起始位，在每個(gè)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(dǎo)信號(hào)，這就構(gòu)成了用于發(fā)送的串行編碼信號(hào)。編碼通道 用于表示遙控器的身份，每套系統(tǒng)使用一個(gè)固定的通道碼。編碼序號(hào)碼 于記錄編碼的次序，其初始值為 0 ，單片機(jī)每編碼一次，編碼序號(hào)碼就向上計(jì)數(shù)一次。編碼通道碼和編碼序號(hào)碼存放在單片機(jī)的 ，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(hào)碼經(jīng)過復(fù)雜的特殊算法求出，該特殊算法對(duì)外保密。按鍵操作代碼由被按的按鍵來決定，當(dāng)“設(shè)定”鍵被按下時(shí)，其代碼定為 0 1H；當(dāng)“解除”鍵被按下時(shí)，其代碼定為 00H。解碼是確認(rèn)接收的編碼是否合法 的一系列操作過程。被確認(rèn)合法的編碼要滿足三個(gè)條件； (1)編碼通道碼與解碼通道碼相同； (2)編碼序號(hào)碼大于解碼序號(hào)碼 (解碼序號(hào)碼記錄了上次合法使用過的編碼序號(hào)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(dāng)單片機(jī)確認(rèn)收到的是合法編碼后，就把編碼序號(hào)碼寫到解碼序號(hào)碼中，并根據(jù)操作代碼去完成相應(yīng)的操作處理。解碼通道碼和解碼序號(hào)碼也存放在單片機(jī)的 ，以防因停電而丟失。 盜報(bào)警的實(shí)現(xiàn) 若有盜車者入室，發(fā)動(dòng)汽車，輸入 錯(cuò)誤的密碼后，則汽車電瓶的 +12V 電壓，點(diǎn) 火電流途經(jīng)點(diǎn)火開關(guān)，點(diǎn)火電流中斷，發(fā)動(dòng)機(jī)熄滅，再啟動(dòng)，將重復(fù)上述過程，這樣，盜賊始終不能將汽車開動(dòng)，不能達(dá)到其預(yù)期目的。報(bào)警電路主要由集成塊及揚(yáng)聲器和電子開關(guān) 成。其中三極管或復(fù)合管，是為了提高功率而常采用的電路措施，它組成了一個(gè)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。 由可控硅構(gòu)成的電子開關(guān)，電容和電阻構(gòu)成降壓器兼濾波器，給 供 +3 — +4V 的電壓， 摸擬聲報(bào)警集成電路，報(bào)警器由 制，盜車賊一旦按錯(cuò)密碼后，則電瓶電流除一路進(jìn)入防盜系統(tǒng)外，另一路是在發(fā)動(dòng)機(jī) 被啟動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作后，其中性接點(diǎn)的輸出電壓，經(jīng)微分電路，可控硅 觸發(fā)，又經(jīng)電阻降壓，電壓加在 電源輸入端， 得電壓輸出報(bào)警信號(hào)，經(jīng)復(fù)合管放大，推 動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出響亮的報(bào)警聲。而在靜態(tài)時(shí)，整個(gè)電路不耗電。 2. 軟件設(shè)計(jì) 報(bào)警器軟件設(shè)計(jì)主要分為：主程序 (報(bào)警器初始化、鍵控和解碼 )；報(bào)警器中斷處理程序。 該報(bào)警器安裝在汽車方向盤上。安裝好后，啟動(dòng)報(bào)警器，報(bào)警器自動(dòng)延遲 20~30s 開始工作，以便讓使用人有足夠的時(shí)間鎖好門離開汽車。延時(shí)后報(bào)警器進(jìn)入值守工作狀態(tài)，一旦車門被打開或窗玻璃被敲碎，振動(dòng)傳感器檢測(cè)到信號(hào)，延時(shí) 20s 開始報(bào)警。延時(shí)的目的是使汽車的主人在開門進(jìn)入車內(nèi)能關(guān)閉報(bào)警器 ,以免誤報(bào)警。 圖 2 主程序框架圖 程序 這一部分主要完成對(duì)各中斷入口的設(shè)定，對(duì)各鎖定單元和報(bào)警存放單元的初始化，設(shè)定特殊的標(biāo)志值及對(duì)按鍵的中斷處理。主程序設(shè)計(jì)框圖如圖 2 所 示。 警器中斷處理程序 防盜報(bào)警器的處理程序采用時(shí)間中斷查詢處理，每一次時(shí)間中斷，僅是去查詢各種控制標(biāo)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(shí)，不能清除控制標(biāo)志位，僅是復(fù)位現(xiàn)場(chǎng)，等待下一次時(shí)間中斷，再判斷是 否控制結(jié)束。 3. 結(jié)語 使用這種單片機(jī)組成的汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)成本低、性能可靠，同時(shí)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(bào)警系統(tǒng)中將得到廣泛的應(yīng)用。