语音电路 - 基于指纹识别的汽车防盗系统设计

　　2．3 语音电路

　　语音电路原理图如图3所示，由美国ISD公司的语音芯片ISD4004-16和美国国家半导体公司的音频功率放大器LM386等元件构成。ISD4004 -16录放时间为16 min(可分段)，它采用CMOS技术，单电源3 V工作，内含振荡器、抗混叠滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮陈列。它内置微控制器SPI总线串行通信接口。可将模拟语音数据直接写入单个存储单元，不需通过A／D或D／A转换。使得ISD语音电路具有音质自然、使用方便、单片存储、反复录放、低功耗、抗断电等许多优点。LM386工作电压范围宽，电压增益可调。具有自身功耗低、电压增益可调整电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等特点。本设计中STM32F103VC通过SPI2给ISD4004传送语音信息。图3中的V1和V2分别经三极管与+3．3 V和+12 V电源相连，三极管的通断由STM32F103VC的PCI1和PCI2控制，只有在需要语音提示时，才使三极管导通给ISD4004和LM386供电。

 

　　2．4 控制电路

　　控制电路由光电流耦合器TLP521、大电流驱动器MC1413和四个12 V小型继电器K1～K4构成，继电器的吸合由STM32F103VC控制。继电器K1，K2分别串接在汽车发动机控制模块和油泵电源回路，作用是在锁定状态切断汽车电路和油路，继电器K3和K4分别并接在汽车喇叭和转向灯电路中，用于声光报警。并接汽车喇叭的继电器设置有投切开关，可根据实际情况接通或断开喇叭报警。

　　2．5 电源电路

　　本防盗器共用到+12 V，+5 V和+3．3 V三种电压的电源。音频功率放大器和控制电路的+12 V电源直接采用汽车电源。12 V电压经开关稳压集成电路LM2576-5得到+5V电压，+5V电压再经SPX1117-3．3可得到+3．3V电压。

　　2．6 指纹识别模块

　　采用SM-2B型指纹识别模块，它由高速DSP处理器、FPC电容式指纹传感器和FLASH芯片等构成，可存储512枚指纹模板，具有丰富的指令集搜索时间小于1．0 s，认假率小于0．001％，拒真率小于1％，自带RS 232串行通信接口，通信波特率为57 600 b／s，STM32F103VC通过USART2对指纹识别模块进行控制，实现指纹图像采集与处理、指纹特征采集、指纹模板录入、模板存储、指纹比对、指纹搜索等功能。

　　2．7 无线通信模块

　　本设计采用西门子公司推出的无线通信GSM模块TC35。该模块的工作电压为3．3～5．5 V。可以工作在900 MHz／1 800 MHz二个频段，自带RS 232通信接口，可以方便地与MCU连机通信，安全、可靠地实现系统方案中的数据、语音传输、短消息服务等。电路中TC35通过MAX3 232与STM32F103VC的USART1进行通信，当有警情发生时，防盗器会自动向车主手机发送报警短信。这样便可实时、可靠、快捷地实现远程报警。

　　3 软件设计

　　系统主程序流程图如图4所示。

 

　　在锁定状态，车主要进行指纹注册／删除或应急点火时，接入密码钥匙，通过键盘操作STM32F103VC在其PA1产生CH376T芯片的SPI片选信号，低电平有效，然后按SPI输出方式发出一个字节的数据，延时1．5μs，从CH376T接收一个字节的数据，等待SPI接口空闲后，MCU继续从CH376T接收数据，直到MCU禁止SPI片选。接下来对读取的数据进行密码匹配，密码匹配正确时可进入设置状态，车主可根据语音和LCD提示进行操作，操作结束便返回锁定状态。如果密码匹配不正确将发出相应报警信号并切断电路和油路。如果不进行设置，当插入汽车钥匙并打至“ON”位，可进行指纹采集和匹配，匹配正确可自动点火(点火失败时可用车钥匙再次点火)，如果指纹匹配不正确，发出相应报警并保持电路和油路为断开状态。

　　4 结论

　　本文采用增强型32位低功耗单片机STM32F103VC、指纹识别技术和无线通信GSM技术设计了汽车防盗系统，它利用人体指纹的生物特征的惟一性，通过指纹识别控制汽车的电路、油路等，从而达到防盗的目的。活体指纹的不可复制性以及复杂性，可以做到防解码的特点，解决了目前广泛采用的无线遥控方式存在空中截码和非法获取电子钥匙合法开车等问题。GSM技术增加了人防功能，它能通过无线网络进行远程报警。本系统的设计，有效的弥补了单一防盗电路的缺点，保障了汽车的安全。