摘 要： 介紹了一種無線通訊技術(ReFLEXTM技術)在汽車無線遠程安全控制系統" title="控制系統">控制系統中的應用。該系統主要通過ReFLEX-XMODEM高速無線尋呼模塊和帶EEPROM的可在線編程的高速CPU解碼和檢測裝在汽車內的單線總線自動身份識別" title="身份識別">身份識別芯片，并控制汽車引擎終端實現安全啟動。因此，該系統是一種有效的汽車防盜系統。
關鍵詞： 汽車安全" title="汽車安全">汽車安全 控制 ReFLEX XMODEM
將基于ReFLEX技術的XMODEM高速無線尋呼模塊應用于汽車無線遠程安全控制系統中，可實現一種新型的保障汽車安全的電子檢測與控制系統。此系統中配備有ReFLEX-XMODEM尋呼模塊，在汽車發動機、油路、啟動裝置等關鍵部位裝入單線總線(one-wire bus)自動身份識別(ID)芯片，駕駛者持有電子鑰匙(包含ID芯片的按鈕)，可使電子檢測與控制系統對汽車的固有設備進行身份識別，也可對駕駛者進行身份識別，最終通過無線的ReFLEX-XMODEM模塊遠程控制汽車，這樣即完成了一個可靠的汽車遠程安全控制系統。
1 系統硬件
系統硬件總體框圖如圖1所示。整個硬件系統由CPU(AT90S8515)[1]、ReFLEX-XMODEM模塊、ID芯片組成的汽車安全保障" title="安全保障">安全保障電路、接口電路和系統指示電路等組成。
1.1 ReFLEX-XMODEM模塊
ReFLEXTM是Motorola公司的專利技術。它是一種高速的雙向無線尋呼打包技術，可以完成雙向同步數據傳輸。一個ReFLEX尋呼網的最大容量可以達到9億個以上。
XMODEM是1978年由Ward Christensen創建的用于調制解調器差錯控制的協議。該協議是一種廣泛使用的異步文件傳輸協議，以128字節塊的形式傳輸數據，并且每個塊都使用一個校驗和過程來進行錯誤檢測。ReFLEX-XMODEM模塊使用了CRC錯誤偵測方法，傳輸的準確率高達99.6%。
本系統采用的ReFLEX-XMODEM模塊是Advantra公司的WIRLKI，數據傳輸波特率設定為2400bps。
1.2 核心控制電路
核心控制電路的主要功能是：
(1)檢測自動身份識別芯片的密碼并發出指示及控制信號；作為ID芯片與計算機的接口設備，讀取ID芯片密碼并對自身EEPROM中的ID密碼進行在線修改。CPU通過接口J3-1～J3-6串行下載程序并讀寫EEPROM中的數據。CPU通過I/O接口J2-1～J2-2讀取ID芯片密碼，并檢測、修改EEPROM中的數據。CPU通過接口J1-1、J1-2與“汽車安全保障電路”連接，用以檢測ID芯片密碼是否正確與缺損，并發出啟動信號開啟油路及啟動裝置。
汽車安全保障電路主要包含三個固有的ID芯片，可分別安裝在汽車的發動機、油路、啟動裝置等關鍵部位，其中兩個可分別控制油路和啟動裝置的開關，四個對應的ID密碼被固化在EEPROM中。還有一個按鈕接口，ID芯片被封裝在按鈕中, 由汽車擁有者持有，CPU的EEPROM中存有的四組不同的密碼對應四個ID按鈕。汽車安全保障電路的四個固有的ID芯片加上一個按鈕接口掛在同一根信號線J1-2上。當汽車電源接通時，CPU首先通過J1-2(信號線)、J1-1(地線)檢測是否存在四個固有的ID芯片密碼，然后駕駛者把ID按鈕按下接通按鈕接口，CPU比較按鈕ID密碼是否與EEPROM中另外四個密碼中的一個相符。最后確定是否接通油路、啟動裝置的開關。
(2)通過與ReFLEX-XMODEM模塊通信，接收最新遠程控制命令，根據命令的不同，采取不同的控制方式。控制方式包括：A：立即關閉發動機、油路；B：延時關閉發動機、油路；C：上傳/修改EEPROM中固化的密碼。
1.3 系統所采用的核心器件
本系統的CPU都是采用Atmel公司的高速AVR 8-Bit RISC單片機[1]。系統中的CPU1是AT90S8515，它包含8KB的SPI在線可編程Flash、512B的SRAM、512B的在線可編程EEPROM，運行速度可達8MIPS，工作電壓最低可達2.7V。
系統采用Dallas公司的帶輸出控制的ID[2]芯片
DS2406[3]和DS1990A[3]，其通過三個引腳進行控制：信號線、輸出口(PIO)及地線。其主要特點如下：OC門輸出的one-wire總線，可使多個ID芯片掛在同一根總線上，各自獨立地通與斷；CPU可以分別對其進行讀、寫操作，以實現遠距離閉環控制。漏極開路的PIO口允許有50mA的灌電流，可輸出高、低電平對其它器件進行控制。該芯片具有64位的激光ROM，出廠時就已在其內固化了獨一無二的身份識別碼。
2 系統軟件
系統軟件框圖如圖2所示。
2.1 ReFLEX-XMODEM數據通信" title="數據通信">數據通信程序
ReFLEX-XMODEM數據通信程序(CLP)包含很多控制命令[4]，其中主要命令有ACK應答命令(用于應答文件包的收發命令，ID為14H)、刪除數據包命令(ID為12H)和接收數據包命令(ID為11H)、傳輸數據包命令(ID為16H)、讀狀態命令(ID為18H)、取得配置命令(ID為17H)和設置配置命令(ID為1AH)等。ReFLEX-XMODEM數據通訊程序流程圖如圖3所示。ReFLEX-XMODEM數據通信程序主要完成對ReFLEX-XMODEM模塊的監控和配置，使得整個通訊速率設定在2400bps，從而使系統數據同步。當模塊收到數據包時，模塊狀態標志就會發生變化，同時CPU讀取模塊狀態，然后鑒別狀態。如果有數據包被接收到，則應答數據，并進行數據包命令解析，細化數據包內容。一旦接收到有效的控制數據包，就存儲數據包內容，并設置通訊數據有效標志，由中央處理程序進行處理。
2.2 中央數據處理和控制程序
中央數據處理和控制程序框圖如圖4所示。它主要完成整個系統的控制功能。對通訊數據進行命令分解處理，同時對指示燈、蜂鳴器和油路及啟動裝置進行控制。
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2.3 程序語言實現方式
系統采用AVR單片機匯編語言編制核心程序；上位機采用Visual Basic編制的接口程序，實現讀/寫ID芯片。
AVR單片機匯編語言指令系統是RSIC結構的精簡指令集，是一種簡明高效的指令系統。整個指令系統包含120條功能強大的指令，大多數指令的執行時間為單個周期。軟件的編寫和調試環境采用Atmel公司提供的AVR-Studio4集成開發軟件系統。
本系統作為一種新型的汽車安全控制產品，通過應用ReFLEX-XMODEM模塊，實現了遠程安全控制功能，尤其值得注意的是，裝在關鍵部位中的每個ID芯片都是獨一無二的，所以每個產品中的程序識別碼都是在線寫入CPU的EEPROM內。這樣，系統中的每個器件都是不可交換和替代的，所以對汽車防盜非常有效，目前已渡過開發研究階段，正在投入生產。
參考文獻
1 耿德根．AVR高速嵌入式單片機原理與應用．北京：北京航空航天大學出版社，2001.2
2 Dallas Semiconductor Company.1-Wire Communication Through Software.[EB/OL]2001，www.dalsemi.com
3 Dallas Semiconductor Company． Understanding and Using Cyclic Redundancy Checks with Dallas Semiconductor iButton Products．[EB/OL]2001，www.dalsemi.com
4 CLPTM Reference Manual [EB/OL].Motorola Inc.2000, www.motorola.com