隨著汽車市場(chǎng)的飛速發(fā)展和人們生活水平的提高，越來越來多的汽車進(jìn)入普通家庭。汽車防盜就顯得尤為重要，成為一個(gè)亟待解決的重要的社會(huì)問題。目前市場(chǎng)上銷售的汽車防盜報(bào)警器多為加裝式汽車防盜器和采用電子密碼鑰匙的汽車防盜器。加裝式汽車防盜器主要采用串接式的線路，對(duì)于精通汽車電路的盜賊來說，用跨接的方法可很輕松地避開防盜電路，防盜系統(tǒng)如同虛設(shè)。對(duì)于采用電子密碼鑰匙的汽車防盜器，盜賊一般通過偷取鑰匙，并利用遙控器快速尋車并實(shí)施盜竊。這說明現(xiàn)有的汽車防盜裝置的防盜手段并不可靠。而采用指紋識(shí)別模塊驗(yàn)證車主身份并輔助多種報(bào)警措施來完成汽車防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì)，能夠在不改變汽車整體電路的情況下盡可能地保障汽車的安全。指紋識(shí)別是生物特征識(shí)別的一種，它利用指紋特征的惟一性和終身不變性對(duì)個(gè)人身份進(jìn)行認(rèn)證，具有極高的安全性和易用性。本文將指紋識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于汽車防盜系統(tǒng)中，并結(jié)合GSM無線通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程報(bào)警，有效地保障了汽車的安全。
1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理
該汽車防盜器主要由MCU、指紋識(shí)別模塊、無線通信模塊、LCD顯示屏、語音電路、電子密碼鑰匙接口電路、鍵盤、控制電路和電源電路等組成。其硬件原理框圖如圖1所示。MCU選用意法半導(dǎo)體公司推出的基于低功耗的嵌入式ARMCortexTM—M3內(nèi)核的增強(qiáng)型32位芯片STM32F103VC，它的工作電壓為2.0～3.6V，本設(shè)計(jì)采用3.3V，其最高工作頻率可達(dá)到72MHz，具有多達(dá)80個(gè)快速I/O端口，所有I/O口可以映像到16個(gè)外部中斷，幾乎所有端口均可容忍5V信號(hào)。片內(nèi)具有256KB的FLASH，2個(gè)I2C接口，2個(gè)SPI接口，3個(gè)USART接口，3個(gè)16位定時(shí)器，每個(gè)定時(shí)器有多達(dá)4個(gè)用于輸入捕獲/輸出比較/PWM或脈沖計(jì)數(shù)的通道和增量編碼器輸入，2個(gè)看門狗定時(shí)器(獨(dú)立的和窗口型的)等。圖l中“KEY—ON”為汽車鑰匙位置，取自鑰匙開關(guān)，經(jīng)光電耦合后送入STM32F103VC的PE10。無線通信模塊和指紋識(shí)別模塊分別經(jīng)RS232收發(fā)器MAX3232接STlM32F103VC的USART1和USART2；密碼鑰匙由U盤實(shí)現(xiàn)，USB接口連接STM32F103VC的SPI1；語音電路接STM32F103VC的SPI2；4×4鍵盤與PE0～PE7連接，液晶顯示數(shù)據(jù)由PD0～PD7提供。
主要工作原理如下：車主停車熄火后，防盜器進(jìn)入鎖定狀態(tài)。此時(shí)如果汽車鑰匙不在ON位，就不能進(jìn)行指紋識(shí)別；只有當(dāng)汽車鑰匙在ON位，才可用指紋識(shí)別解鎖防盜器并自動(dòng)點(diǎn)火。在鎖定狀態(tài)下，汽車的油路、電路等被切斷，汽車鑰匙無法點(diǎn)火；如果強(qiáng)行剪斷指紋采集模塊和控制盒的連線，或者不識(shí)別指紋而強(qiáng)行用汽車鑰匙點(diǎn)火，汽車會(huì)通過鳴號(hào)、閃燈和無線通信網(wǎng)絡(luò)報(bào)警。在鎖定狀態(tài)插入密碼鑰匙可進(jìn)入解鎖狀態(tài)，并可根據(jù)LCD和語音提示通過小鍵盤進(jìn)行指紋注冊(cè)/刪除、手機(jī)號(hào)碼設(shè)置和應(yīng)急點(diǎn)火等操作。
2、硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
2.1USB接口電路
USB接口電路主要由文件管理控制芯片CH376T實(shí)現(xiàn)，CH376T支持USB設(shè)備方式和USB主機(jī)方式，并且內(nèi)置了USB通信協(xié)議的基本固件、處理MassStorage海量存儲(chǔ)設(shè)備的專用通信協(xié)議的固件、SD卡的通信接口固件、FAT16和FAT32以及FAT12文件系統(tǒng)的管理固件，支持常用的USB存儲(chǔ)設(shè)備和SD卡。CH376T支持二種通信接口：SPI接口和異步串口。本設(shè)計(jì)采用SPI接口與MCU進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，電路連接方式如圖2所示。串行數(shù)據(jù)輸入SDI、輸出SDO和時(shí)鐘SCK分別接STM32F103VC的SPI1_MOSI，SPI1_MISO和SPI1_SCK，中斷請(qǐng)求輸出端INT接PC0，片選端SCS由PA1控制。圖2中的RESET是系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)，晶體振蕩器Y1選12MHz。當(dāng)車主要進(jìn)行指紋注冊(cè)/刪除或應(yīng)急點(diǎn)火時(shí)，將密碼鑰匙(U盤)接入J1以讀取密碼信息。
2.2液晶顯示器
液晶顯示器選用SMG12864G3-ZK標(biāo)準(zhǔn)中文字符及圖形點(diǎn)陣型液晶顯示模塊，采用點(diǎn)陣型液晶顯示器，可顯示128×64點(diǎn)陣或4行×8個(gè)漢字，內(nèi)置ST7920接口型液晶顯示控制器，內(nèi)帶GB2312碼簡(jiǎn)體中文字庫(16×16點(diǎn)陣)，可與MCU直接連接，具有8位并行及串行的連接方式。本設(shè)計(jì)采用并行方式與STM32F103VC相連接，數(shù)據(jù)端DB0～DB7接STM32F103VC的PD0～PD7，其數(shù)據(jù)/命令選擇端RS、讀/寫控制信號(hào)R/W和使能端E分別連接PB2、PA14和PA15。在本防盜器中液晶顯示器用于顯示操作方法和操作內(nèi)容。