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1、 双向防盗器设计【摘要】随着人们生活水平的提高，汽车已逐步进入家庭，对汽车防盗的要求越来越高，并且无线技术的不断发展，使得防盗系统的设计更加灵活、安全、方便、可靠。本文主要介绍基于LPC930单片机和TDA5255无线收发模块设计的双向汽车防盗系统，分遥控器和主机设计两部分。遥控器和主机进行半双工的通信，遥控器控制主机的状态，包括设防 、解除、寻车、开尾门等，还具有与主机同步报警的功能；主机能够检测多个触发源自动报警并且同步通知遥控器，能根据遥控器的设定执行相应的功能，还具有自动上下锁、中控锁自动化、自动恢复、紧急解除等功能。自定义无线通信协议，协议数据采用PWM编码，使用 FSK调制和解调方
2、式。软件实现采用C语言编程和Keil编译环境。【关键词】LPC930、TDA5255、PWM、FSK调制和解调【Abstract】With the improvement of peoples living standard, private cars have gradually stepped into more and more common families, and as a result, people have been more and more concerned with effective vehicle guarding-against-theft systems; a
3、nd at the same time, with the continuous development of wireless technology, this kind of systems have become much more flexible, convenient, reliable and safer. This article introduces a design of a bi-directional vehicle guarding-against-theft system, which is based upon MCU LPC930 and radio trans
4、mission and reception module TDA5255, and the design is made up of two main parts: the remote controller and the mainframe. The communication between the remote controller and the mainframe is by means of half-duplex data transmission, and the states of the mainframe controlled by the controller inc
5、lude setting up and release from defense, seeking cars, opening the back door of cars and it also can give an alarm simultaneous with the mainframe; and the mainframe can detect couples of triggered sources, give an alarm and inform the controller simultaneously, and also, it can carry out correspon
6、ding actions set by the controller; besides, it can automatically lock and unlock, revert to the original state, central-controlling lock and release from defense when in emergency. The system has a PWM-coding based self-defining communication protocol, and it uses FSK modulation and demodulation. T
7、he programming is based on programming language C with Keil as the compiler environment.【Keywords】 LPC930、TDA5255、PWM、FSK Modulate and Demodulate目 录第1章 引言6第2章 防盗器系统要求82.1防盗器主机指标要求82.1.1主机基本要求82.1.2主机扩展功能要求102.2遥控器指标要求102.2.1遥控器基本要求10第3章 系统方案选择133.1核心控件MCU133.2无线通信模块143.3通信协议143.3.1PWM编码格式153.3.2字节的发
8、送格式173.3.3数据帧格式173.3.4帧的发送接收时间计算19第4章 无线通信模块设计204.1TDA5255芯片介绍204.1.1总体描述204.1.2功能模块介绍214.1.3FSK调制234.1.4FSK解调234.1.5节电控制254.1.6信号检测和低电压检测254.1.7TDA5255的时间特性274.2基于TDA5255的高频模块设计284.2.1高频模块的总体框图284.2.2高频模块发射电路284.2.3高频模块接收电路29第5章 遥控器设计315.1硬件设计315.1.1总体硬件设计框图315.1.2电源设计315.1.3核心控制单元MCU设计325.1.4无线收发模
9、块375.1.5ICP下载电路385.1.6遥控器的总体硬件电路405.2软件设计405.2.1软件的设计要求415.2.2软件设计的总体流程框图415.2.3系统初始化435.2.4按键处理程序455.2.5数据的发送编码485.2.6数据的接收解码505.2.7数据的校验535.2.8系统状态处理565.2.9功能函数控制575.2.10接收数据的处理62第6章 防盗器主机的设计646.1主机的硬件设计646.1.1总体硬件设计框图646.1.2电源的设计646.1.3传感器检测电路656.1.4继电器控制电路696.1.5声音报警控制电路706.1.6核心控件MCU电路716.2主机软件
10、设计736.2.1软件设计总体流程图736.2.2全局状态寄存器介绍746.2.3数据的传输766.2.4接收数据的处理766.2.5传感器检测806.2.6报警输出866.2.7掉电状态记忆91第7章 系统测试与数据分析937.1通信协议的数据测试与分析937.2遥控器功耗的测量与分析947.3主机功率测试与分析957.4防盗器功能测试96第8章 结束语100致 谢102参考文献103第1章 引言汽车是目前人类主要的交通工具，也是现代文明的标志。全世界每年汽车销售量达6000多万辆，保有量已超过4亿辆。在用的车辆越多，被盗的汽车也越来越多，汽车防盗成为一个重要的社会问题。防盗技术已经与安全、
11、环保、节能一起被列为汽车技术发展的四大课题。20世纪90年代以来，电子信息技术的飞速发展使得电子信息技术、数据通讯技术、传感器技术、控制技术、计算机处理技术和汽车网络技术等有效的应用于汽车防盗技术，促进了汽车防盗技术的高度智能化、功能多样化。随着汽车电子技术的发展，汽车防盗设备按其结构与功能可分四大类：机械类、电子式、芯片式和网络式。机械类防盗器是最简单最廉价的一种，主要分为方向盘锁和排挡锁两大类，其原理是将转向盘和控制踏板或挡柄锁住，其价格便宜，安装简便，但是防盗不彻底，每次拆装麻烦；电子式是时下最流行而且销售量最大的防盗器，无论是发动机盖、行李舱和车门的开启，车辆碰撞，或者有人闯进车厢等状
12、况发生时，警报器都会发出警报声引起车主及他人的注意，车主通过袖珍的遥控器可控制遥控系统；芯片式数码防盗器是现在汽车防盗器发展的重点，大多数轿车均采用这种防盗方式作为原配防盗器，其基本原理是锁住汽车的马达、电路和油路，在没有芯片钥匙的情况下无法启动车辆；网络式防盗器是目前最先进，也是相对最有效的防盗产品，其原理是在车上安装一个小型的GPS系统，通过无线通信网络和GPS监控中心连成一个整体，这种装置具有定位准、监控范围广(全国)、主动报警、反应快、找回率高的特点。随着无线技术的不断发展，汽车防盗器中RKE系统（REMOTE KEYLESS ENTRY SYSTEM）成为了现在的主流，它是由遥控器和
13、内置于车身的接收发送器组成 ，在美国和日本使用的收发频率是315MHZ，在欧洲使用的收发频率是433.92MHZ和899MHZ。在本系统的设计中，采用德国Infineon公司生产的TDA5255单片无线收发芯片，这款无线芯片是使用欧洲的收发频率标准，工作在433-435MHz，具有很高的输出功率和接收灵敏度，而且芯片集成度很高，只需很少的外围元件；同时也具有极低的功耗，可以大幅延长电池寿命。本系统是一个半双工通信的双向汽车防盗系统，以飞利浦公司的LPC930单片机为主控器，它的速度6倍于标准的80C51，而且有许多的特殊功能，为本系统的设计的带来极大方便。遥控器和主机是交互工作，必须有很强的实
14、时性，确保通信的可靠，所以通信协议的确定是一大难点，本系统协议数据采用PWM编码，使用 FSK调制和解调方式，编码和解码都通过C语言的编程来实现。遥控器和主机都有大量的功能，主机实现了防盗报警功能，能够检测ACC、脚刹、边门、振动等触发源以及损坏，并实时通知遥控器更新状态，还有自动上下锁、中控锁自动化、自动恢复、紧急解除、断电记忆等功能；遥控器以按键作为第一响应输入，根据按键的不同以及时间的长短来实现状态的跳转，并且当主机报警时遥控器同步报警，还具有低功耗控制、低电压检测、信号强度检测等功能。第2章 防盗器系统要求2.1 防盗器主机指标要求2.1.1 主机基本要求1. ID学习主机没有自身ID
15、，但是要求可以学习2个遥控器，即记忆2个ID号，ID号必须20位以上。主机学习2个遥控器后，2个遥控器均可以遥控器主机，包括交替操控。2. 断电记忆上电后系统等待4秒缓冲时间，4秒内如过没有按键情况下，则根据前次断电的状态进行工作，默认状态为解除防盗系统状态。3. 声光警戒设定停车拔下ACC锁匙，车门关好后，短按一次“设定”键，车门上锁,主机LED灯闪烁，方向灯闪亮一次，喇叭响一Bi声，进入声光警戒状态。4. 静音警戒设定停车拔下ACC锁匙，车门关好后，短按一次“静音”键，车门上锁,主机LED灯闪烁，方向灯闪亮一次，喇叭不响，进入静音警戒状态。5. 报警报警包括ACC报警、边门报警（等同脚刹报警）、振动报警，任何一个触发源触发报警后，主机喇叭报警32秒，方向灯闪烁，车辆无法启动。报警后防盗系统回到报警前的防盗状态。6. 报警暂停在主机报警时，按遥控器“设定”键或
