ReFLEX-XMODEM模塊在汽車遠(yuǎn)程安全控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要：本文介紹了ReFLEX技術(shù)在汽車無線遠(yuǎn)程安全控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。該系統(tǒng)主要選用ReFLEX-XMODEM高速無線尋呼模板和帶EEPROM并可在線編程的高速CPU來解碼和檢測(cè)裝在汽車內(nèi)的單總線自動(dòng)身份識(shí)別芯片，能控制汽車引擎終端安全啟動(dòng)，是一種有效的汽車防盜系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：汽車安全;控制;ReFLEX;XMODEM

引言

基于ReFLEX技術(shù)的XMODEM應(yīng)用于汽車無線遠(yuǎn)程安全控制系統(tǒng)，提供了一種新型的汽車安全保障的電子檢測(cè)與控制系統(tǒng)解決方案。此系統(tǒng)中自身配備ReFLEX-XMODEM尋呼模塊，在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、油路、啟動(dòng)裝置等關(guān)鍵部位裝入單總線的自動(dòng)身份識(shí)別(ID)芯片，同時(shí)駕駛者持有電子鑰匙，電子檢測(cè)控制器既可以對(duì)汽車的固有設(shè)備進(jìn)行身份識(shí)別，也可對(duì)駕駛者進(jìn)行身份識(shí)別，最終也可以通過無線的ReFLEX-XMODEM來遠(yuǎn)程控制汽車，這樣，完成了一個(gè)可靠的汽車遠(yuǎn)程安全控制系統(tǒng)。

圖1 硬件系統(tǒng)原理

圖2 系統(tǒng)軟件總框圖

圖3 ReFLEX-XMODEM通訊程序流圖

圖4 中央數(shù)據(jù)處理和控制程序框圖

系統(tǒng)硬件

系統(tǒng)硬件總框圖如圖1所示。整個(gè)系統(tǒng)硬件由CPU(AT90S8515)、ReFLEX-XMODEM模板、由ID芯片組成的汽車安全保障電路以及接口電路和系統(tǒng)指示電路等組成。其中CPU采用Atmel公司的高速AVR 8位RISC單片機(jī)-AT90S8515，該器件包含8kB的SPI在線可編程Flash;512B的SRAM;512B的在線可編程EEPROM，運(yùn)行速度可以達(dá)到8MIPS，工作電壓最低可以達(dá)到2.7V。

ReFLEX是一種高速的雙向無線尋呼打包技術(shù)，可以完成雙向同步數(shù)據(jù)傳輸，一個(gè)ReFLEX尋呼網(wǎng)的最大容量可以達(dá)到9億以上。XMODEM協(xié)議是一種廣泛使用的異步文件運(yùn)輸協(xié)議。這種協(xié)議以128B的形式傳輸數(shù)據(jù)，并且每個(gè)塊都使用一個(gè)校驗(yàn)和過程來進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)。ReFLEX-XMODEM模塊使用了CRC錯(cuò)誤偵測(cè)方法，傳輸?shù)臏?zhǔn)確率可高達(dá)99.6%。

本系統(tǒng)采用的ReFLEX-XMODEM模塊是Advantra公司的WIRLKI，數(shù)據(jù)傳輸波特率設(shè)定為2400bps。

系統(tǒng)ID芯片采用Maxim公司的DS2406和DS1990A，其控制采用3個(gè)引腳：信號(hào)線、輸出口(PIO)及地線。主要特點(diǎn)如下：OC門輸出的單總線，可使多個(gè)ID芯片掛在同一根總線上，各自獨(dú)立地通與斷，CPU可以分別對(duì)其進(jìn)行讀、寫操作，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離閉環(huán)控制。漏極開路的PIO口允許有50mA的灌電流，可輸出高、低電平以實(shí)現(xiàn)對(duì)其他器件的控制。此外，該芯片還具有64位的激光ROM，出廠時(shí)就已在激光ROM內(nèi)固化了唯一的身份識(shí)別碼。

核心控制電路

核心控制電路的主要功能是：

1. 檢測(cè)ID芯片的密碼以及發(fā)出指示和控制信號(hào)，并作為ID芯片與計(jì)算機(jī)的接口設(shè)備來讀取ID芯片密碼和對(duì)自身EEPROM中的ID密碼進(jìn)行在線修改。CPU通過接口J3-1~J3-6利用串行方式下載程序和讀寫EEPROM數(shù)據(jù)，通過IO接口J2-1~J2-2來讀ID芯片密碼，檢測(cè)、修改EEPROM數(shù)據(jù)，同時(shí)通過接口J1-1、J1-2與汽車安全保障電路連接，用以檢測(cè)ID芯片密碼是否正確與缺損以及發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)以開啟油路及啟動(dòng)裝置。

汽車安全保障電路主要包含四個(gè)固有的ID芯片，可分別安裝在汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)、油路、啟動(dòng)裝置等關(guān)鍵部位， CPU的EEPROM中存有四組不同的密碼對(duì)應(yīng)四個(gè)ID按鈕。四個(gè)固有的ID芯片加上一個(gè)按鈕接口掛在同一根信號(hào)線上并連到J1-2。當(dāng)汽車電源接通時(shí)，CPU首先通過J1-2、J1-1檢測(cè)是否存在四個(gè)固有ID芯片密碼，然后，駕駛者把ID按鈕按在按鈕接口上，CPU比較按鈕ID密碼是否與EEPROM中四個(gè)密碼中的其中一個(gè)相符，并確定是否接通油路、啟動(dòng)裝置的開關(guān)。

2. 通過與ReFLEX-XMODEM的通信，接收到最新的遠(yuǎn)程控制命令，根據(jù)命令的不同，采取不同的控制方式。A：立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)、油路;B：延時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)、油路;C：上傳/修改EEPROM中的固化密碼。

3. 通過指示燈和蜂鳴器用于系統(tǒng)工作的指示和提醒功能。

系統(tǒng)軟件

軟件系統(tǒng)總框圖如圖2所示。

ReFLEX-XMODEM

數(shù)據(jù)通信程序

ReFLEX-XMODEM數(shù)據(jù)通信包含很多控制命令，其中主要命令有ACK應(yīng)答命命令(用于應(yīng)答文件包的收發(fā)命令，ID為14H)、刪除數(shù)據(jù)包命令(ID為12H)和接收數(shù)據(jù)包命令(ID為11H)、傳輸數(shù)據(jù)包命令(ID為16H)、讀狀態(tài)命令(ID為18H)、取得配置命令(ID為17H)以及設(shè)置配置命令(ID為1AH)等。ReFLEX-XMODEM的通訊流程如圖3所示，主要是完成對(duì)ReFLEX-XMODEM模塊的監(jiān)控和配置，使得整個(gè)通訊速率設(shè)定在2400bps，并使系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步。當(dāng)模塊收到數(shù)據(jù)包后，模塊狀態(tài)標(biāo)志就會(huì)發(fā)生變化，系統(tǒng)CPU讀取模塊狀態(tài)，然后鑒別狀態(tài)。如果有數(shù)據(jù)包被接受，就應(yīng)答數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)包命令解析，細(xì)化數(shù)據(jù)包內(nèi)容。一旦接收到有效的控制數(shù)據(jù)包，就存儲(chǔ)數(shù)據(jù)包內(nèi)容，并設(shè)置通訊數(shù)據(jù)有效標(biāo)志，由中央處理程序進(jìn)行處理。

中央數(shù)據(jù)處理和控制程序

中央數(shù)據(jù)處理和控制程序總框圖如圖4所示。

中央數(shù)據(jù)處理程序主要完成整個(gè)系統(tǒng)的控制功能，對(duì)通訊數(shù)據(jù)進(jìn)行命令分解處理，同時(shí)對(duì)指示燈、蜂鳴器和油路及啟動(dòng)裝置進(jìn)行控制。

系統(tǒng)首先對(duì)寄存器和ReFLEX-XMODEM進(jìn)行初始化處理，然后檢測(cè)汽車內(nèi)部的部件是否存在(判斷存在CPU內(nèi)EEPROM中的ID是否都存在)，如果檢測(cè)通過，則黃色指示燈亮，系統(tǒng)進(jìn)入下一步工作流程;否則系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)，紅色指示燈亮。接著系統(tǒng)檢測(cè)ID按鈕是否正確，如果正確，系統(tǒng)正常啟動(dòng);否則系統(tǒng)進(jìn)入ReFLEX-XMODEM通訊檢測(cè)流程。

本設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)內(nèi)采用AVR單片機(jī)匯編語言編制核心程序。而上位機(jī)則采用Visual Basic編制的接口程序，實(shí)現(xiàn)ID芯片的讀/寫。

結(jié)語

本系統(tǒng)作為一種新型的汽車安全控制產(chǎn)品，通過應(yīng)用ReFLEX-XMODEM模塊，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程安全控制功能，尤其值得注意的是裝在組件中的每個(gè)ID芯片都是獨(dú)一無二的，所以每個(gè)產(chǎn)品中的程序識(shí)別碼都是在線寫入CPU EEPROM中。這樣，系統(tǒng)中的每個(gè)器件都是不可交換和替代的，所以對(duì)汽車防盜非常有效，目前已通過開發(fā)研究階段，正在投入生產(chǎn)。