智能遥控汽车门锁设计.doc

苏州大学本科生毕业设计（论文）智能遥控汽车门锁设计苏州大学 应用技术学院 09电子转（学号0916936064） 庄尚目 录前言2第1章 绪论3第1.1节 汽车车门控制电路的现状3第1.2节 课题研究的意义4第2章 系统设计5第2.1节 汽车车门控制电路系统的总体结构5第2.2节 方案的选择及比较5第2.3节 KEELOQ滚动加密技术6第3章 主要选用芯片10第3.1节 编码芯片HCS30110第3.2节 滚动码解码芯片TDH630112第3.3节 无线收发芯片nRF90514第4章 电路的设计17第4.1节 无线发射系统电路的设计17第4.2节 接收系统电路的设计17第4.3节 驱动电路的设计18第5章 系统的性能分析与检修20第5.1节 系统调试方法20第5.2节 系统可靠性测试20第5.3节 系统的授权控制测试20第5.4节 遥控发射器与接收器的检修21结论23参考文献24致谢25附录26附录1：电路图26附录2：源程序27- i -智能遥控汽车门锁设计苏州大学 应用技术学院 09电子转（学号0916936064） 庄尚【摘要】：滚动码技术是一种使数据传输具有极高保密性加解密技术，且每次传输的代码都是唯一的。该文详细分析了滚动码技术的编解码原理及发码格式。利用HCS301滚动码编码器和解码芯片TDH6301，并应用Kelloq加密算法及非易失的同步参数使得由HCS301构成的系统具有极高的保密性，从而设计了一种可靠性和安全性较高的汽车车门控制电路。系统编码信号由发射模块nRF905进行高频发射，经接收电路的接收模块接收解调。文中给出了该设计方法详细的原理说明和具体的设计电路。该设计的电路和控制方法适用于一般的简单的遥控系统设计，硬件设计也有一定的实用性和通用性。【关键词】：滚动码技术；Keeloq；编码器；解码器Abstract:The hopping code technology is an encryption and decryption technique of high security data transfer, and the hopping code mechanism makes each transmission unique. This paper particularly introduces hopping code theory and sending code format. The application of HCS301 hopping code encoder and decoder chip TDH6301, with Kelloq cryptographic algorithm and non-volatile synchronous parameter make the HCS301 system consisting of high confidentiality, which contributes to the design of a car door control circuit higher in reliability and safety. System encoded signal is launched in high frequency by transmitter module nRF905, and is received and demodulated by receiver module of the receiving circuited paper gives details of the design method and the principle as well as the specific design circuit. The design of this circuit and control methods is applicable to general and simple remote control system design, and the hardware design is also practical and versatile.Key words:hopping code；Keeloq；encoder；decoder前言随着人们生活水平的不断提高，汽车越来越多地进入千家万户，但随着社会汽车数量的增多，汽车被盗数量也逐年上升，车辆安全已成为汽车用户关注的问题。因此，开发高可靠的汽车防盗系统具有重要的经济价值和社会意义。汽车电子钥匙是汽车防盗的一个关键技术，随着微电子工业制造技术的飞速发展，无线通信功能的短程、便捷、廉价的无线通信技术正引起越来越多的关注，单片机以其简单、可靠、控制功能强，成本极低的优势被迅速应用到汽车门锁的控制系统的设计中，使得智能门锁开门的“钥匙”摆脱传统的金属钥匙，发展到如今具有远程控制功能的智能门锁。目前，我国很多的汽车无线门禁钥匙系统由钥匙发射模块和车内接收模块组成，用户按下钥匙上的按钮开关触发系统工作，进行自动遥控车门和寻车的功能。目前国际上的遥控、防盗、安全产品中已越来越多的采用跳码型编解码芯片。如目前国外的豪华车如宝马奔施等均配备了原装的跳码型汽车防盗报警器。无论采用何种方法都不能破译跳码型防盗报警器的密码，使高级汽车的安全得到极大的保证。第1章 绪论第1.1节 汽车车门控制电路的现状汽车车门控制电路，即是在控制端把控制指令以某种编码方式形成易于传输的信号，通过无线传输，在受控端经解码等处理形成相应的控制操作,实现汽车车门的开与关。无线控制方式多种多样，可以根据不同的应用需要采用适宜的方式。各种遥控方式的不同，主要在于信息的编码处理方式和信息的传输方式。所传信息的形式以及信息量的大小决定采用何种信息编码和处理方式。在编码方式上，目前在简单信息的遥控中常采用的是PCM方式和DTMF方式。这两种方式均具有实现简单、可靠性高的优点。对于复杂以及大量信息的遥控，可以采用相应的信号处理方式，经过适当的信源信道编码以及数字调制等处理来生成易于传输的信号。对于这些编码处理方式，可以根据系统功能需要进行灵活选择。无线遥控编解码技术根据所使用的编解码芯片类型的划分，主要有固定编码、学习码、滚动码加密技术三大类。1.1.1. 固定码加密技术固定码加密无线遥控识别技术是采用专门的编码解码芯片，通过改变编码芯片和与之配对的解码芯片地址位的不同状态，即：将地址位通过选择悬空、搭铁、接电源正(三态编码芯片) 的不同组合，来获得不同的钥匙量，只有编码芯片的地址位与解码芯片的地址位状态完全一致，解码芯片才能输出信号。发射和接收的多位地址数据密码是确认用户合法性的关键。 由固定型编解码芯片组成的遥控装置，缺点是线路复杂，保密性较差。这些芯片用于加密的地址码是通过地址线的连接来设置的，只要打开遥控装置的外壳，根据线路板的连线即可读出地址码。同时，612条地址线所能形成的地址编码总数也不够大，如果使用一种被称为“编码扫描器”的设备，通过单片机自动将全部的编码依次编出，并通过无线电发射出去，一直到接收电路响应为止，对于PT2262所形成的编码，破解的时间不会超过2小时。1.1.2. 学习码加密技术为了克服固定码技术的缺点，近年来研发了学习型编解码芯片，采用软件编码的方式，电路简单，地址编码总数也有明显的提高，价格与固定编码型芯片差不多，因此有人认为可以成为固定型编解码芯片的替代产品。与固定编码解码芯片相比，使用学习型编解码芯片有以下好处。（1）由固定码芯片组成的遥控装置，需要在线路板上手工编码，编解码地址设置要一一对应，费时费力。采用学习码芯片时则不存在这些问题，因为密码是厂家通过软件设置的，不同密码的发射电路在线路板焊接上并无差别，因此可以自动焊接。（2）同样多的数据位，学习码芯片编码总组数大大高于固定编码芯片。（3）对于学习码芯片编码，既可以采用专用芯片解码（称为硬件解码），也可以通过单片机解码（称为软件解码）。由于有上述优点，学习型编解码组成的遥控电路特别适用于保密性要求较高的场合，例如卷帘门遥控、汽车车门遥控、家庭门禁、电子锁等。但学习型编解码方式仍有明显的缺点，这就是使用时，其密码容易从空中被截获，只要在发射芯片附近（一般为十几米范围内）安置一个具有存储功能的无线接收装置，盗窃者即可轻易地获得密码，使用这一密码就能顺利打开车门、电子锁等。1.1.3. 滚动码加密技术进一步提高保密性的编解码技术是滚动码技术。滚动码加密又称跳码技术，是目前最先进的编解码技术。它是采用一种非线性加密算法对原代码进行随机加密， 从而产生长度为66位的高保密度的密码控制信号(典型应用于提供4路数据三态(瞬态、锁存、双稳态信号)，并且每次所发射的密码都是惟一的，不重复。系统具有钥匙学习记忆功能，若遥控器丢失，系统可以重新学习新的遥控器，而原来的遥控器即被擦除，即使他人使用原来的遥控器，系统也会拒绝读取。滚动码解码电路由微处理器(单片机CPU)、外接电可擦存储器(EEPROM) 及相应的软件程序组成。第1.2节 课题研究的意义随着人们生活水平的提高，汽车已逐渐进入人们的生活，但是经常发生汽车被盗窃事件，究其原因密码容易被截获破译，盗窃者使用这一密码即可轻易打开车门。传统编译码芯片如VD5026，VD5027，MCI45026，MCI45027等已经在防盗、安全等系统得到广泛的应用，这些芯片简单易用，但具有很大的缺陷：编码量少而极易重码；密码长度短（一般为8-12位，最多不超过16位），因而数据极易被扫描和破译，不能满足高安全场合的需要。因此，研究开发一种能进一步提高保密性、密码不易被破译的汽车车门控制电路，有着非常现实的意义。基于KEELOQ技术的滚动码芯片则克服了以上两个缺陷，较好地解决了密码的防盗问题。滚动码又称跳码，是一种复杂的非线性加密算法，使数据传输具有极高的保密性每次传输的代码都是唯一的、不规则的、且不重复使得任何通过非法捕捉和扫描跟踪等破译手段都难以奏效。滚动码芯片的使用十分简便，只要在第一次使用前，编译码器进行一次学习，使编译码器的密码同步，通常一个译码器可以支持多个编码器，再加上其电压使用范围宽，功率消耗极小，因此成为传统编译码器的理想升级换代产品。目前，基于滚动密码的无线遥控技术已经发展的很成熟了。将该技术融人汽车车门的控制电路，是汽车防盗系统最有潜力的发展方向。第2章 系统设计第2.1节 汽车车门控制电路系统的总体结构系统总体框图如图2-1发射信号按键输指令编码电路产生信号接收电路解码电路驱动电路电机转动LED亮图2-1 系统框架图本系统主要由无线发射、接收电路和驱动电路三部分组成，基于滚动码加密技术来设计高性能遥控的汽车车门控制电路。遥控器是这个系统的控制端，遥控器在这个系统中起着控制功能。当系统正常工作时，无线接收电路接收到信息后，将信息传输给滚动码解码器，解码器对数据进行鉴别、提取和相应的处理，驱动执行电路，从而实现对汽车车门的无线控制。即可以通过操作遥控器的键来控制汽车的中控门锁，实现汽车车门的自动开和关的功能。第2.2节 方案的选择及比较2.2.1. 滚动码技术实现方式的选择本项目的研究关键在于滚动码技术的实现。本质而言，滚动码技术就是一种复杂的协议。其实现有硬件方式和软件方式两种。前者有诸多显著优点，同时亦存在不足之处：成本较高，需单片机MCU控制，大批量时尤为突出；Keeloq技术对按键指令编码只停留于检错层面，未作纠错层面编码；按键指令只有4种功能，即使采用组合方式最多亦只有l5种功能。既不方便，功能扩展亦困难；某特定型号芯片的序列和同步计数器长度均固定，系统建成后，无法以软件方式升级、扩容、提高系统性能；灵活性较差，特别是核心技术受制于人。后者核心是Keeloq算法的软件实现，优点主要表现为：灵活性强，可按需要进行设计；序列号、加密钥匙、同步计数器长度可根据需要选择，其升级、修改均较容易；按键指令进行纠错编码，用加密钥匙对发送信息编码时可有重点地选择较复杂的变换处理；节约成本，系统设计较少依赖硬件。虽然如此，考虑到技术成熟性，特别是应用系统的稳定性、可靠性等，所以本项目研究主要采用硬件方式来实现。2.2.2. 滚动码芯片的选择方案中编码解码电路选用编码芯片HCS301与解码芯片TDH6301相配对的一组滚动码芯片。当两芯片的地址相同时，才能正常接发收编码。编码电路以HCS301为核心加上少量的外围元件组成。HCS301的工作电压为+3.5-+13.0V。解码电路以TDH6301加上少量的外围元件组成，TDH6301的工作电压为2.0-5.5V。2.2.3. 无线发射、接收模块的选择方案中发射、接收电路选用的是无线收发芯片nRF905。nRF905是挪威Nordic VLSI公司推出的单片射频收发器，工作电压为1.93.6V， 32引脚QFN封装(55mm)，工作于433/868/915MHz三个ISM(工业、科学和医学)频道，频道之间的转换时间小于650us。2.2.4. 驱动电路的方案选择方案中的驱动电路用电动机的正转反转来表示汽车车门的开与关，电动机的工作电压为6V。第2.3节 KEELOQ滚动加密技术2.3.1. 汽车门锁的硬件实现方法与加密方法如图3-9所示为汽车门锁的结构图，编码部分即遥控器,用户只要操作遥控器上的几个按键就可以实现开锁、闭锁和允许汽车点火等操作。解码部分安装在汽车内，它同样是通过射频接收遥控器的数据，然后将接收的数据利用单片机进行KEELOQ 解码技术将其解密，最终获得按键信息而执行相应的操作。按键HCS301射频编码部分EEPROM单片机状态指示中控锁驱动学习键射频解码部分图3-9 汽车门锁硬件结构图Microchip公司以KEELOQ技术为基础开发了滚动码系统专用芯片，HCS301是其中较典型的一款，8引脚封装的编码IC芯片，里面集成了KEELOQ算法和其他一些功能，带有4个按键接口，实现15位的功能/ 命令码。内置192 b (12 16 b words) EEPROM，用来存放EN_ KEY(加密密钥)、SN (序列号)、SYNC (同步码)、SEED (种子码) 等。序列号用来标识不同的对象，加密密钥用来对发送的数据进行加密,增加破译的难度，它不直接发送出去。同步计数器用来抗截获，每次发送数据时，同步计数器的值都被更新，所以每次发送的数据都不一样，种子码用于安全学习时参与加密密钥的生成。接收方必须先通过学习来获得并存储发送方的序列号、加解密密钥和当前同步计数器的值，学习相当于身份确认，只有经过学习的用户才能与主机通信。主机在接收到信号后，首先比对序列号，然后利用学习过程中得到并存储的加密密钥对接收的数据进行解密。接着检查同步计数器是否匹配,在确认其匹配后，再去处理接收到的按键信令，并根据接收到的按键信令做出相应的动作反应。HCS301的系统使每次发送的密文都不相同，有效防止了空中截获法和数据重传带来的安全隐患。图3-10 所示为HCS301的硬件KEELOQ加密原理图。固定码部分（34）跳动码部分（32b）功能键序号跳码S1S2S3S4序号（28b）密码（64b）识别码（28b）序号（28b）+1加密算法密码输出图3-10 HCS301 加密方法原理图要启动编码器( HCS301) 只需将按键按下即可，每次按键均会产生一组新的编码，内部IC 的基本动作如下：（1） 同步计数值会自动加1 后再存入其EEPROM；（2） 同步计数值、识别码和功能键会重新编码加密后以产生一组新的跳码(hopping code) ，新产生的66 bits资料码会被传送到接收器进行解码的动作。产生编码密码(encryption key) 有2 种方法:（1）简易编码法( simple encode)编码密码(encryption key) 等于制造商代码,或者,编码密码(encryption key) 不会随着序号改变。（2）标准编码法(normal encode)编码密码(encryption key) 不等于制造商代码，或者编码密码(encryption key) 是由制造商代码及序号共同产生，任何一项改变编码密码( encryption key) 也会跟着改变。2.3.2. 汽车门锁的软件解密实现方法为了使解码部分获得解密密钥，在这种硬件加密，软件解密的KEELOQ 滚动码汽车防盗锁交付使用之前，它还需要学习以获得解密密钥，因为使用中的编码器和解码器必须一一配对，以防止多个遥控器打开同一个车门的情况。在解码器未经过学习之前，除了制造商代码之外其他什么都不知道,接收解码器需要众多的解码资料存储在EEPROM 中，而这些资料的提供者就是遥控发射器(即编码器)：序号，同步计数值，识别码和编码密码。KEELOQ 有3 种学习模式:（1）简易学习模式这种学习模式比较简单，其解密密钥就等于制造商代码,而制造商代码可以固化在程序中,或者事先存储在解码器的EEPROM 中，在一次的学习过程中解码器就可以获得序号，识别码和同步计数值。这些资料在学习的过程中存储在EEPROM 中以供以后解密使用。这种学习模式的优点在于简单易懂，解码程序较短。但是假如制造商代码是公开的，则使用相同制造商代码的系统就有可能被破解。（2）标准学习模式标准学习模式必须通过两次学习得到解密密钥，第一次学习取得解密密码，序号，识别码和同步计数值，第二次学习检查同步计数值后存储在EEPROM 中。在这种学习模式中,解密密钥不等于制造商代码，它是通过制造商代码与序号过两次运算得到64 b 的解密密钥，也就是说固化在程序中的制造商代码并不是解密密钥，真正的解密密钥要在学习之后才能得知，它不为人所掌握。（3）安全学习模式在安全学习模式中，引入种子码以获得解密密钥。利用种子码通过解密算法产生低32 位的解密密钥，再利用序号通过解密算法产生高32 位的解密密钥，计算出全部的64 位则为真正的解密密钥。不管在学习过程中，还是在使用过程中,接收的资料需要通过KEELOQ 软件解码，其解密过程如下:1、接收有效的KEELOQ 资料，共66 b ；2、检查接收资料的固定码部份是否与资料库中的序号相同；3、自资料库中取出64 b 解密密钥(encryption key) ；4、将接收到的资料加以解码产生4 种资料,即功能键、溢位、识别码、同步计数值；5、检验10 b 的“识别码”，识别码的值(內定) 与序号( serial number) 的低10 位元相等；6、比较固定码中的“功能键”值与解码后的“功能键”值是否相等，按键排列顺序为：S2(MSB)，S1，S0，S3(LSB)；7、检查“同步计数值”的变化是否正确。第3章 主要选用芯片第3.1节 编码芯片HCS3013.1.1. HCS301的管脚及其功能HCS301的引脚排列如图3-1所示。图3-1 HCS301引脚排列引脚1-4：S0-S3，数据输入通道，其中S2，S3在编程状况时可作为时钟输入，引脚5：VSS，电源地；引脚7：LED，指示工作状态及低电压指示，可直接驱动LED，低压时，指示灯将以5次/秒的频率闪烁；引脚8：VDD，电源，工作电压为+3.5-+13.0V。编码器 HCS301发出的密码长66位，由34位的固定码和32位由KEELOQ算法产生的加密码组成，固定码主要包括28位的系列号（每个编码器独一无二），还含6个状态位，其中2位显示号码是否重复、电源是否低压；另外4位状态位为4位的功能信息（即按键输入组合情况）。32位的加密码中含4位功能信息，以及12位的辨别码（判断译码过程是否有效）和16位同步计数器值。每次按下命令控制键时，译码器的同步计数器的值加1，从冲击的角度看，有一半的位将发生改变，因此相邻的密码将大相径庭。一个相当长的时期内，密码将不会重复，不重复次数可达64K（216）次。HCS301还具有独特的电源自动关闭功能，即只有在有编码信号时才进入工作状态，静态功耗极低，降低了电源功耗。通过二极管阵列，HCS301最大可实现15个功能。3.1.2. HCS301编码原理HCS301在使用之前，必须产生一个唯一的加密密钥。密钥产生过程如图3-2所示： 由工厂代码和系列号起经密钥产生算法形成唯一的加密密码，然后写人片内EEPR0M。工厂代码又称系列码或制造商码，长度为64Bit。每一个制造商均不相同。它用于产生与每一个编码器相对应的唯一加密密钥。工厂代码是整个系统安全的关键。应规范管理、保存。如工厂代码泄密，则整个系统没有任何安全性可言。系列号为28Bit，对应于每一个编码器，可作为用户码。密钥生成算法工厂代码64Bit编码器系列号28Bit密钥64Bit图3-2 加密密钥匙生成原理图3.1.3. HCS301的编码过程由原代码，加密密钥及同步码等经Keeloq算法加密后，产生32Bit高度保密的滚动代码。由于Keeloq算法的复杂性和16位同步码每次传输时都要更新。故每次传输代码都和上一次的代码完全不同。只有在传输64K（216）次后才可能重复，以每天传送10次代码计算，时间间隔为18年之久。编码过程如图3-3所示：滚动码加密算法32Bit滚动码数据序列号按键信息密钥同步计数值序列号发送信息图3-3 滚动码产生图3.1.4. 片内EEPR0MHCS301 片内具有192Bit (16 x12)EEPROM，用于存储加密密钥、序列号同步值和其它信息，在使用HCS301之前和使用之中都需要对其进行操作。使用之前需对其进行编程。为保密起见。只有在编程EEPROM之后相当短的时间内才能进行回读检验。其它时间为禁读状态。使用之中则读EEPROM信息加密，产生发送代码，并更新同步值。3.1.5. HCS301发码格式HCS301的发码信息由几个部分组成如图3-4所示。每次发码的码字以引导码标志和头标开始，接着是滚动和固定码部分，最后为每次发送的保护时间。滚动码部分为32Bit加密数据；固定码部分为34Bit，包括状态位、功能位和28位系列号。总计码组合多达7.38x10种。图3-4 发码格式第3.2节 滚动码解码芯片TDH63013.2.1. TDH6301跳码译码器的管脚及其功能TDH6301跳码译码器的引脚排列如图3-6所示。图3-6 TDH6301引脚排列TDH6301的工作电压为2.0-5.5V，工作温度为-40-+85，静态电流：低功耗（待机状态5次/s）表示学习失败，可能是芯片不配套或者被烧坏，学习成功以后，这一对编译码器就可以同步跳变工作了。 TDH6301译码器最多可支持15个译码器，只需经过上述学习步骤，就可实现，当编码器学习溢出时（即超过15个编码器时），译码器会从头开始自动覆盖并作废最早一个已学习的译码器，长按学习键超过8s，待学习灯LED熄灭后，译码器自动清除存储器里的记忆内容。按下发射器上的按钮开关S0时，编码信号从无线收发模块nRF905发射出，经接收电路的nRF905接收解调后送入TDH6301的13脚信号输入端，LED3亮，表示输入了有效信号，编码信号经TDH6301解码后，从D0脚输出高电平，LED1亮。按下发射器上的按钮开关S1时，编码信号从无线收发模块nRF905发射出，经接收电路的nRF905接收解调后送入TDH6301的13脚信号输入端，LED3亮，表示输入了有效信号，编码信号经TDH6301解码后，从D1脚输出高电平，LED2亮。第4.3节 驱动电路的设计图4-3 驱动电路编码信号经电路译码后从TDH6301的8脚、9脚分别输出。当发射器发出开门指令时，经接收电路译码，TDH6301的9脚（D1）输出高电平，经电阻R1使VT3导通，其集电极电位下降使VT2导通，同时由于VT3发射极电位升高使VT5也导通，此时电源正端经VT2、电动机、VT5与电源负端（地端）的电路接通，电动机正转，表示车门开。当发射器发出关门指令时，经接收电路译码，TDH6301的8脚（D0）输出高电平，经电阻R0使VT4导通其集电极电位下降使VT1导通，同时由于VT4发射极电位升高使VT6也导通，此时电源正端经VT1、电动机、VT6与电源负端（地端）的电路接通，电动机反转，表示车门关。第5章 系统的性能分析与检修第5.1节 系统调试方法5.1.1. 发射电路的调试按下任一按键，发光二极应该会亮起，如果不亮，首先检查二极管是否烧坏，再检查电路是不是有虚焊。用万用表测试HCS301的第6脚，静态时为低电平（0V），当任一按键按下时，为23V，用示波器观察可见一串矩形脉冲。再调试过程中发现脚没有波形输出，首先检查了电路的焊接，发现没问题，后来换了一块芯片就行了。5.1.2. 接收电路的调试按下发射器任一键，用示波器测试TDH6301的13脚，可见一串与发射器6脚相同的矩形脉冲，表示接收到信号并把信号输入到解码芯片。解码前，系统要先进行学习，学习过程如下：按下接受控制板的学习键，解码芯片的LRN灯亮，按编码器任一键，解码芯片的LRN灯连续闪烁，表示学习成功。学习成功后，按发射器的S0键，接收板的输出端D0输出高电平，LED0亮，按下发射器的S1键，接收板的D1输出高电平，LED1亮。5.1.3. 驱动电路的调试LED1亮时，VT3、VT2、VT5导通，电动机正转。LED0亮时，VT4 、VT1、VT6导通，电机反转。在调试过程中发现LED0亮时，电动机不转动，检查发现VT6错接了PNP型三极管8550，换上NPN型三极管8050后电动机反转正常。第5.2节 系统可靠性测试该防盗系统可靠性主要体现在以下几个方面：(1)用户使用遥控器对接收、驱动部分电路的控制应准确无误，不会产生误动作；(2)遥控器发送的控制信息，无线接收模块应准确接收，不产生掉码现象；(3)电机正转反转时，应准确动作到位。由于本系统的可靠性完全可以通过肉眼鉴别，无需专用设备和测试方法。只要直接操纵遥控器上的按键，核对系统动作是否与预期结果相同即可。第5.3节 系统的授权控制测试对无线接收单元来说，不管是被授权的遥控器。或者是非授权的遥控器，无论采用哪种学习模式，只要是基于KEELOG技术。高频发射频率为433MHZ的遥控器，发送来的信息，无线接收单元都能可靠的接收。无线接收单元有效接收后，系统都能执行相应的动作。本系统的设计目标是：只有通过系统已经学习了的遥控器，才能有效操纵系统各项功能。未经过系统学习的遥控器发出的控制信息，接收单元虽能有效接收。但在后续的信息确认中，将被抛弃。本系统经过大量遥控器测试，系统授权控制性能良好，满足初始设计目标。第5.4节 遥控发射器与接收器的检修5.4.1. 遥控发射器的检修方法(一)如何鉴别遥控器的好坏 (1)比较准确可靠的方法是用频谱仪观察遥控器的射频波形，这样不但能看到发射信号的有无，还能观察到射频信号的强弱、频率及调制情况。 (2)业余情况下，可以采取通过测量遥控器的静态及动态（发射时）电流的方法来鉴别遥控器的好坏，一般遥控器的静态电流在微安级，发射状态电流在510mA左右，过大或过小，都可能有故障。 (3)用示波器观察发射管集电极的波形，通过观察此高频已调信号的有无，来鉴别遥控器的好坏。 (4)通过测量晶体管和集成电路的各点电压，和正常的遥控器相比较（一般汽车防盗系统均配有两个以上的遥控器），来鉴别、维修遥控器。 (二)如何区别遥控器的故障部位 一旦确定遥控器有故障，就应当首先确定故障的部位，压缩范围，重点检查可疑元件，直至找到并处理更换之。对遥控器的检修，可按照按键输入电路、编码信号发生器电路、无线发射电路三个故障部位来分别进行检修。 按键输入电路比较容易检修，一般不会出现几个按键同时出故障的现象，只要某一按键不起作用，只要更换该按键，一般故障即可排除。编码信号处理电路，由于均采用集成电路，检修也比较容易。对该部分的检修，应检查供电，在电源电压正常的前提下，如更换内部时钟引脚外接电阻后，仍然观察不到振荡波形，则为集成电路本身损坏；编码信号处理集成电路的信号输出端是一个关键测试点，在静态为0电平；发射状态为高电平，且表针微微摆动；否则应考虑更换集成电路。无线发射电路的检修，应在按键输入电路、编码信号处理电路正常的状态下进行，因为编码信号处理电路输出的信号，不仅是无线发射电路的调制信号，还作为无线发射管的直流偏置电压。对无线发射电路的检修，可以先检查无线发射管的直流电压，在直流电压正常（有直流偏置电压）的情况下，再检查更换满足振荡条件的元件。固定码编码芯片从市场买回来后，就可以直接使用，对于滚动码芯片则不同，在使用前必须用烧写器写入初始数据，市售的滚动码芯片是不能直接使用的。遥控器的常见故障是电池电量耗尽，或按键损坏，或频率偏离正常值，在一般情况下，不要轻易拆卸集成电路，如确有必要，拆卸一定要小心，遥控器均为双面PCB板，印制板线条细密，一旦操作不好，遥控器就会报废。 5.4.2. 遥控接受器的检修方法(一)如何鉴别遥控接收头的好坏如果发现防盗器的遥控距离太近或遥控根本不起作用，应考虑接收头电路是否有故障。判断接收头工作是否正常，常用以下几种方法： (1)将频谱仪的接收天线靠近接收头，给防盗系统（或接收头）加电，400MHz频段内应观察到波浪状（调容式）或倒“V”状（调感式）的频谱波形，如频谱仪屏幕上无任何反应，说明接收头电路有故障。 (2)用遥控器发射信号，用示波器观察接收头的输出端（“OUT”），解码电路的输入端应有脉冲信号输出。因发送的数据信号不同，其波形为宽窄不同组合的脉冲串，如波形不正常或测不到波形，说明接收头部分有故障。 (3)用示波器观察接收头信号输出端，用金属物点触接收头的天线输入端，示波器应有较强烈的杂波反应，否则说明接收头部分有故障。 (4)用遥控器发射信号，用万用表直流电压档测量信号输出端的电压，当按下遥控器的按键时，其输出端的电压应有变化，如无任何反应，说明接收头电路有故障。 (二)如何区分遥控接收头的故障部位一旦确定接收头电路工作不正常，就可以按以下方法区分故障来自哪一部分电路，即高放级、超再升级还是放大、整形电路。具体方法是用遥控器发射信号，用示波器观察放大、整形电路有无信号输入，如有信号波形，说明高放电路、超再升电路基本正常，故障在放大、整形电路；如测不到信号，则故障在超再升电路之前。对超再升电路的检修，可以先检查晶体管的直流电压，如不正常，检查直流偏置电路或晶体管本身；直流偏置电压正常后，再检查交流反馈电路，对贴片电容最好用代换法。遥控接收头由于工作在低电压、小电流的情况下，一般不会出现烧毁电路板的故障，晶体管和集成电路的损坏率也不大。故障率最高的是接收频率偏移，多是因为进水或电路板受潮使超再升电路停止振荡，业余修理应多做清洗、驱潮工作，多测量电压（波形），尽量少拆卸元件。对于业余修理可以采用整体代换法，现在汽车防盗系统用的接收头，无论是调感式还是调容式，也无论是分立直插件还是贴表器件或是混合方式(阻容元件用贴片，晶体管、集成电路、电解电容用直插件)，它们之间几乎完全可以互换使用，只要找到GND（接地）、+V（电源正）、OUT（信号输出）端的对应关系，并重新调整接收头的接收频率即可。结论本系统设计的最初要求是，通过按键操作，能够实现远距离的汽车车门控制。被控设备用电动机代替，电动机正转表示车门开，电动机反转表示车门关。经过以上讨论，本系统基本能够实现这些功能，在发射机与接收机相距50米的范围内可以进行可靠控制。但是任何一个项目都不是十全十美的，本系统设计时只是出于一种简易的遥控系统设计的思想出发，所以该项目也可以进一步完善。由于在系统开始设计时就考虑了系统以后的扩展问题，因而可以从以下几个方面进行改进：1）进一步降低接收器的静态功耗。2）进一步减小汽车“钥匙”的体积，更有利于携带。滚动码发生器HCS301 电压范围为+3.5-+13.0V，有4个按键输入接口，最多可外接15 个按键,而只要简单廉价的外围元件。应用Kelloq加密算法及非易失的同步参数使得由HCS301构成的系统具有极高的保密性,可广泛应用于各种保密系统，比如各种报警系统、防盗系统、住宅、办公楼、汽车车库等门卫管理系统。它所产生的“电子钥匙”具有极高的保密性，几乎不可能被破译(复制)，可以想象不久的将来，这种“电子钥匙”将取代现在的机械钥匙,在我们的日常生活中处处可见。参考文献1. 赖金福数字集成电路简明手册Z电子工业出版社2. 宋秋明最新汽车防盗系统中的跳码芯片一TR1300TR1315J，2007年5月3. 卓圣鹏高频电路设计与制作Z科学技术出版社，2006年8月4. 余宏生无线电防遗失报警系统设计J黄石高等专科学校学报，2002年期5. 赫建国家用电器遥控系统集成电路大全Z人民邮电出版社，2003年2月6. 黄智伟HCS3XX编码芯片及其应用J2000年04期3月7. 谢炜洪一种基于单片机的无线自动报警系统J1999年03期8. 李广弟，朱月秀，王秀山单片机基础Z北京航空航天大学出版社，2001年7月9. 南利平通信原理清华大学出版社Z2000年2月10. 林元新汽车中央门锁控制装置的设计与应用Z汽车电子网，2002年5月11. 孙涵芳，徐爱卿MCS一5196系列单片机原理及应用Z北京：北京航空航天大学出版社，199212. 高锋淋，黄世震，林伟基于KEELOQ跳码技术的密码系统设计J现代电子技术，200613. 张亮，李靖滚动码技术及在车辆防盗中的应用J中国人民公安大学学报，2004年期14. 李福平，金伟正，邓德祥KEELOQ技术的软件实现J电子技术应用.2002，3(6)：101315. 苏长赞实用遥控技术手册M北京：北京人民邮电出版社，199616. 李迟生智能遥控器的设计M3 电子技术应用，1997.（3）：38-4017. 沈行良基于KEELOQ 技术的文件加密设计与实现J辽宁工程