基于RFID和手机蓝牙的电动车数字化智能防盗锁

2016-03-11王慧媛张宝文

中国新通信 2016年2期

王慧媛张宝文

【摘要】采用手机控制与RFID开锁并用的方式，RFID控制密码锁方便快捷，手机控制安全性高、成本低、可以有效避免忘记带钥匙的尴尬，符合广大消费者的需要，能广泛应用于各类中高端锁具市场。

【关键词】 RFID射频识别 MSP430F149微控制器蓝牙 App 继电器

随着人们生活水平的提高和安全意识的加强，对安全的要求也就越来越高。自古以来，锁都是人们财产安全乃至生命安全的一种重要保障，人们对它要求甚高，既要安全可靠的防盗，又要使用方便，这也是制锁者长期以来研制的主题。伴随着我国经济的飞速发展，电动车的保有量不断增加；城市中也经常出现“电驴一族”。据统计，截至2012年8月底，全国电动车保有量达到2.19亿辆。但由此也带来了一系列的问题，如偷电瓶、乃至整车不翼而飞。为了解决这一问题，国内外也一直在研究各种防盗装置。但目前防盗装置主要依靠各种机械式锁具实现，一旦锁具被破坏，自动车依然可以被移走或盗走。因此，本项目研制车、锁一体的数字化防盗锁，利用密码读码技术来识别相匹配的密码钥匙，且一辆车只有唯一的一把钥匙，不能复制；加以手机开锁辅助配合，在有效避免忘记携带钥匙的尴尬，增强了防盗锁的安全性。两者配合之下，更加相得益彰。

一、设计思路及基本框架

1.1设计思路

本项目研制的车、锁一体的数字化防盗锁，主要由安装在电动车上的读码防盗系统、防盗钥匙芯片、继电器以及其他外围模块组成，程序控制装置包括智能芯片、通信接口和电路控制装置。当控制信号通过通信接口传递到程序控制装置时控制装置对信号进行分析并发出控制指令时，继电器断开，模拟控制全车电路的通断及命令后轴的抱闸开启使得车辆可以正常使用；当安装在钥匙中的芯片与安装在钥匙孔中的识别线圈分离时，系统自动切断全车电路并锁止电动机轴，起到防盗的作用。

此外，在完成基础部分的基础上，增加了手机控制开锁的功能。设计手机软件app，通过手机蓝牙与芯片之间的通信，实现手机对密码锁的控制。

二、研究方法

2.1基于RFID射频识别模块的设计

基于RFID射频识别模块的设计指利用RFID射频技术进行开锁的过程。以MSP430F149芯片为核心，通过读取RFID模块中的数据，判断钥匙扣的正确性，并根据其正确性对继电器和指示报警电路进行相应的控制。

其中，RC522 RFID模块的使用方法如下：MCU通过对读卡器芯片内寄存器的读写来控制读卡器芯片，读卡器芯片搜到MCU发来的命令后，按照非接触式射频卡协议格式，通过天线及其匹配电路向附近发出一组固定频率的调制信号（13.56MHZ）进行寻卡，若此范围内有卡片存在，卡片内部的LC谐振电路（谐振频率与读卡器发送的电磁波频率相同）在电磁波的激励下，产生共振，在卡片内部电压泵的作用下不断为其另一端的电容充电，获得能量，当该电压达到2V时，即可作为电源为卡片的其他电路提供工作电压。如图1所示为RFID的使用过程。

2.2基于手机蓝牙控制模块的设计

基于Andriod手机以及蓝牙模块的设计是指利用手机App进行软件开锁的过程。以MSP430F149芯片为核心，用人们随身携带的手机上的App与手机连接，连接后输入密码，蓝牙串口模块接收到密码并将数据发送给MSP430F149芯片，如果密码正确，继电器断开，实现远程开锁；否则，继电器失电闭合，车身会发出尖锐的报警声。

三、电路原理图设计

如图2所示为系统硬件部分原理图及PCB设计。