ReFLEX-XMODEM模块在汽车远程安全控制系统中的应用

基于ReFLEX技术的XMODEM应用于汽车无线远程安全控制系统，提供了一种新型的汽车安全保障的电子检测与控制系统解决方案。此系统中自身配备ReFLEX-XMODEM寻呼模块，在汽车发动机、油路、启动装置等关键部位装入单总线的自动身份识别（ID）芯片，同时驾驶者持有电子钥匙，电子检测控制器既可以对汽车的固有设备进行身份识别，也可对驾驶者进行身份识别，最终也可以通过无线的ReFLEX-XMODEM来远程控制汽车，这样，完成了一个可靠的汽车远程安全控制系统。

系统硬件

系统硬件总框图如图1所示。整个系统硬件由CPU（AT90S8515）、ReFLEX-XMODEM模板、由ID芯片组成的汽车安全保障电路以及接口电路和系统指示电路等组成。其中CPU采用Atmel公司的高速AVR 8位RISC单片机-AT90S8515，该器件包含8kB的SPI在线可编程Flash；512B的SRAM；512B的在线可编程EEPROM，运行速度可以达到8MIPS，工作电压最低可以达到2.7V。


  
图1 硬件系统原理

ReFLEX是一种高速的双向无线寻呼打包技术，可以完成双向同步数据传输，一个ReFLEX寻呼网的最大容量可以达到9亿以上。XMODEM协议是一种广泛使用的异步文件运输协议。这种协议以128B的形式传输数据，并且每个块都使用一个校验和过程来进行错误检测。ReFLEX-XMODEM模块使用了CRC错误侦测方法，传输的准确率可高达99.6%。

本系统采用的ReFLEX-XMODEM模块是Advantra公司的WIRLKI，数据传输波特率设定为2400bps。

系统ID芯片采用Maxim公司的DS2406和DS1990A，其控制采用3个引脚：信号线、输出口（PIO）及地线。主要特点如下：OC门输出的单总线，可使多个ID芯片挂在同一根总线上，各自独立地通与断，CPU可以分别对其进行读、写操作，以实现远距离闭环控制。漏极开路的PIO口允许有50mA的灌电流，可输出高、低电平以实现对其他器件的控制。此外，该芯片还具有64位的激光ROM，出厂时就已在激光ROM内固化了唯一的身份识别码。

核心控制电路

核心控制电路的主要功能是：

1. 检测ID芯片的密码以及发出指示和控制信号，并作为ID芯片与计算机的接口设备来读取ID芯片密码和对自身EEPROM中的ID密码进行在线修改。CPU通过接口J3-1"J3-6利用串行方式下载程序和读写EEPROM数据，通过IO接口J2-1"J2-2来读ID芯片密码，检测、修改EEPROM数据，同时通过接口J1-1、J1-2与汽车安全保障电路连接，用以检测ID芯片密码是否正确与缺损以及发出启动信号以开启油路及启动装置。

汽车安全保障电路主要包含四个固有的ID芯片，可分别安装在汽车的发动机、油路、启动装置等关键部位， CPU的EEPROM中存有四组不同的密码对应四个ID按钮。四个固有的ID芯片加上一个按钮接口挂在同一根信号线上并连到J1-2。当汽车电源接通时，CPU首先通过J1-2、J1-1检测是否存在四个固有ID芯片密码，然后，驾驶者把ID按钮按在按钮接口上，CPU比较按钮ID密码是否与EEPROM中四个密码中的其中一个相符，并确定是否接通油路、启动装置的开关。

2. 通过与ReFLEX-XMODEM的通信，接收到最新的远程控制命令，根据命令的不同，采取不同的控制方式。A：立即关闭发动机、油路；B：延时关闭发动机、油路；C：上传/修改EEPROM中的固化密码。

3. 通过指示灯和蜂鸣器用于系统工作的指示和提醒功能。

系统软件

软件系统总框图如图2所示。

  
  
图2 系统软件总框图   

ReFLEX-XMODEM 数据通信程序

ReFLEX-XMODEM数据通信包含很多控制命令，其中主要命令有ACK应答命命令（用于应答文件包的收发命令，ID为14H）、删除数据包命令（ID为12H）和接收数据包命令（ID为11H）、传输数据包命令(ID为16H)、读状态命令（ID为18H）、取得配置命令（ID为17H）以及设置配置命令(ID为1AH)等。ReFLEX-XMODEM的通讯流程如图3所示，主要是完成对ReFLEX-XMODEM模块的监控和配置，使得整个通讯速率设定在2400bps，并使系统数据同步。当模块收到数据包后，模块状态标志就会发生变化，系统CPU读取模块状态，然后鉴别状态。如果有数据包被接受，就应答数据，并进行数据包命令解析，细化数据包内容。一旦接收到有效的控制数据包，就存储数据包内容，并设置通讯数据有效标志，由中央处理程序进行处理。

中央数据处理和控制程序

中央数据处理和控制程序总框图如图4所示。

中央数据处理程序主要完成整个系统的控制功能，对通讯数据进行命令分解处理，同时对指示灯、蜂鸣器和油路及启动装置进行控制。

系统首先对寄存器和ReFLEX-XMODEM进行初始化处理，然后检测汽车内部的部件是否存在（判断存在CPU内EEPROM中的ID是否都存在），如果检测通过，则黄色指示灯亮，系统进入下一步工作流程；否则系统报错，红色指示灯亮。接着系统检测ID按钮是否正确，如果正确，系统正常启动；否则系统进入ReFLEX-XMODEM通讯检测流程。

本设计中，系统内采用AVR单片机汇编语言编制核心程序。而上位机则采用Visual Basic编制的接口程序，实现ID芯片的读/写。