汽車密碼防盜系統的研究

張蕊華 朱銀法 湯軍浪

1.麗水學院，麗水，323000 2.南昌大學，南昌，330031

0 引言

隨著人們生活水平的提高，汽車已逐漸成為人們理想的代步交通工具，與此同時汽車被盜案也隨之增加。據統計，美國汽車被盜率為每秒0.36輛，每年至少有150萬輛汽車被盜［1］。我國的汽車被盜案也逐年增加，汽車盜竊案已成為世界的一大公害，給個人和社會造成了巨大的損失［2］。目前生產的汽車防盜系統主要有四大類［2－3］：機械式、芯片式、電子式、網絡式。機械式防盜系統具有功能單一、拆卸復雜繁瑣、安全性差等缺點，已逐漸被市場淘汰［3－4］；芯片式防盜系統安全性高且具智能化，但價格較高，系統維護不方便［5－6］；網絡式防盜系統可在全國范圍內實現24小時不間斷地監測汽車的實時狀態，但成本大、價格過高，普及率不高［7－8］；電子式防盜系統功能較齊全，操作較為簡便，是目前市場上應用最為廣泛的汽車防盜系統，但存在誤報率高的缺點［9－10］。本文采用在發動機進氣管路上串聯一個單向線圈式電磁閥的方法，利用單片機開發了一種汽車用密碼防盜系統，該系統安全可靠，價格低廉，隱蔽性好，能有效降低汽車的被盜率。

1 密碼防盜系統工作原理

為了使密碼防盜系統的操作更為簡便，將密碼鍵盤嵌入轉向盤內。在汽車上采用多功能轉向盤，在轉向盤上加裝6個數字鍵以及確認鍵、修改鍵和退格鍵，如圖1所示。本文設計的密碼防盜系統的工作原理如下（圖2）：啟動汽車時，插入鑰匙后系統提示輸入密碼，在輸入正確密碼后，控制器發出信號，電磁閥打開，發動機的進氣通道接通，啟動點火系統后，空氣流經電磁閥、節氣門后進入發動機，汽車啟動；反之，如輸入密碼錯誤，報警系統提示“請重新輸入密碼”，當輸入錯誤密碼次數達到三次以上時則視為非法進入車輛，此時電磁閥處于關閉狀態，發動機的進氣通道被阻斷，汽車不能正常發動，此時系統自動鎖定鍵盤并啟動報警系統，發出聲音報警，從而起到了汽車防盜的作用。

圖1 多功能轉向盤

圖2 汽車密碼防盜系統原理圖

2 電磁閥的設計

電磁閥在工業生產中應用十分廣泛，目前市場上的電磁閥種類繁多［11］，但結構簡單、價格低廉且能實現自鎖功能的電磁閥卻很少見。本文設計的電磁閥具有結構結單、成本低的特點，閥內部帶有閥芯鎖定機構，可在常開的工作狀態下或者斷電時鎖定閥芯，既可以保障通往發動機的氣路通暢又可以避免重新輸入密碼的麻煩。

電磁閥的結構簡圖見圖3。電磁鐵1得電（電磁鐵2斷電）吸合閥芯向右移動，當閥芯移動到一定位置時，定位銷在彈簧力作用下進入定位孔內，閥口全部被打開，進氣口和出氣口連通，空氣便可由進氣口進入流經節氣門到達汽車發動機，為了防止閥芯轉動，在閥芯上加工了導向槽；電磁鐵2得電（電磁鐵1斷電）吸合定位銷下移，閥芯在彈簧恢復力作用下向左移動復位，閥口全部關閉。汽車啟動后，閥處于常開狀態。采用定位銷鎖緊機構可保證掉電時（汽車重啟）閥仍可處于常開狀態，從而避免了重新輸入密碼的麻煩 。

圖3 電磁閥結構簡圖

3 密碼防盜系統的軟件設計

本文采用Keil－C軟件編寫系統的控制程序，再使用STC－ISP軟件將其下載至單片機內。具體控制步驟如下：在鍵盤上輸入密碼后，系統進行初始化操作，用查詢方式掃描鍵盤是否有按鍵按下；當掃描識別到按鍵后，將其輸入與設定密碼比對，如果輸入的密碼正確，則電磁閥中電磁鐵1得電，閥口打開，通往發動機的氣路被打開，汽車可正常啟動；如果輸入密碼錯誤，系統語音提示出錯，需再次輸入，如果連續三次出錯，則系統將鎖定鍵盤并發出語音警報，同時關閉電磁閥，氣路被隔斷，汽車無法啟動。系統還可以根據用戶要求隨時、任意地修改密碼，系統將修改后的新密碼儲存在單片機的EEPROM中，密碼可進行永久保護，直到有新密碼輸入為止。密碼防盜系統工作流程圖見圖4。

圖4 密碼防盜系統工作流程圖

4 密碼防盜系統的硬件設計

本文中使用的電路板采用自制的PCB板，選用 AT89C52 單 片 機、SONGLE—SRD－05VDC－SL－C型繼電器、矩陣鍵盤以及有源蜂鳴器等元件來搭建密碼防盜控制系統的電路，如圖5所示。在圖5中用繼電器1代替用圖3中電磁閥的電磁鐵1，用繼電器2代替電磁鐵2。

圖5 密碼防盜電路控制系統

系統上電并完成初始化后，在鍵盤上輸入密碼，密碼正確時，繼電器1的輸出電壓為12V，同時繼電器2的輸出電壓為0，這意味著通往發動機的氣路被打開；如果輸入的密碼錯誤，則繼電器1的輸出電壓為0，同時繼電器2的輸出電壓為12V，這意味著通往發動機的氣路被隔斷，如果密碼輸入連續三次錯誤，控制器上的報警器將持續發出報警聲。為了節省空間，使操作更為簡便，在實際車輛中擬使用語音提示，不需要密碼顯示屏。

5 結語

本文設計了帶有自鎖功能的單向電磁閥，搭建了汽車密碼防盜電路控制系統，并對該系統進行了初步調試，為該系統的進一步測試及盡早應用于實際工程奠定了基礎。

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