WTV语音芯片在汽车防盗装置上的应用

WTV语音芯片在汽车防盗装置上的应用语音报警技术是从20世纪90年代逐渐走向成熟的一种智能报警技术。语音报警能够更精准的定位和导航指示，使人很清晰的知道案情的发生，适合用于汽车防盗装置。汽车防盗装置还应具有无接触、工作距离大、精度高、信息收集处理快捷及较好的环境适应性等特点，以便加速信息的采集和处理。本系统采用射频识别技术作为汽车防盗的识别装置，它克服了市场上使用的电池遥控装置的弱点，能够有效地达到汽车防盗的目的。系统工作原理本系统的创新之处是以语音提示报警技术为基础，并以射频识别RFID技术为拓展，提出了汽车防盗装置的方案。该方案的基本原理是将汽车启动的机械钥匙与应答器相结合，即将小型应答器直接装入到钥匙把手内。当一个具有正确识别码的钥匙插入点火开关后，汽车才能用正确的方式进行启动。该装置能够提供输出信号控制点火系统，即使有人以破坏方式进入汽车内部，也不能通过配制钥匙启动汽车达到盗窃的目的。在正确开启后给出温馨提示，当遭盗窃时，进行语音报警。系统原理图如图1所示。图1系统原理框图语音报警系统组成本系统采用WTV语音芯片为核心，该系列采用语音数据直接在OTP存储器中存储的技术，并采用特有的语音平滑、降噪处理技术，DAC输出有16BIT因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声。因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声。功能多、音质好、应用范围广性能稳定是WTV系列语音芯片的特长，弥补了以往各类语音芯片应用领域狭小的缺陷。能够完全取代OKI、ISD1700、ISD1425、ISD4000、PM50等语音芯片。WTV系列语音芯片具有如下特点：变更语音内容简单，放音方便；高音质，声音自然；有10/20/40/80/170/340秒多个时间档次可选；手动操作/微控制器控制兼容；放音时可用边沿触发或电平触发；可以循环放音；具有自动节电控制，节电时静态电流小于10uA；信息存储无需后背电源；最多可加载220段语音；内置功放输出可直接推动0.5W/8Ω扬声器；放音可用单片机编程控制；单电源工作；芯片封装有DIP16、SOP16、SSOP20和QFP44等形式。WTVVoiceChip软件是根据WTV语音芯片特性开发出来的相对应配套软件。它很好的完成对WTV语音芯片各种控制模式程序的写入，当单片机口线不够可选用一线控制或三线控制，非常适合在单片机场合下使用。软件还能完成语音的替换、组合，音频输出模式的设置等，而且操作界面简单，编辑过程方便。当车主开车时，如果应答器里面的密钥正确，单片机就发出正确的信号给汽语音报警电路电源监控电路存储接口电路汽车发动机电子点火系统射频卡读写电路键盘输入应答机车电子点火系统，汽车才可以启动，此时语音报警电路发出温馨提示语音；如果有人非法用配置钥匙启动汽车时，单片机就发出信号给语音系统，语音系统立刻发出报警声音。其基本组成如图2所示。图2语音报警系统的组成射频识别系统组成一个典型的射频识别系统由两部分组成，应答器（又称电子标签、射频卡）和阅读器（又称读写器、读卡器），其基本组成如图3所示。应答器是信息的载体，应置于要识别的物体上或由个人携带；阅读器可以具有读或读/写功能，这取决于系统所用应答器的性能。图3射频识别系统的组成1应答器应答器是射频识别系统真正的数据载体，由线圈（天线）和用于存储有关应用标识信息的存储器及微电子芯片组成。基于不同的应用，对应答器的体积、性能等的要求也各不相同。一般来说应答器的主要功能、特点有：具有信息存储、处理能力；可接收、发送无线信号，外围部件少，功耗低，能在低电压下工作；依据不同需要，具有无线、射频微波探测器、调制器、解调器、控制逻辑即存储器等部件；多种工作距离。2阅读器阅读器应能实现下述功能：向应答器提供射频能量；从应答器中读出数据或写入数据至应答器；完成数据信息处理，并实现应用操作；如果需要，应能和高层处理应用交互。虽然因频率范围、通信协议、数据传输方法的不同，各种阅读器会有很大的区别，但是所有的阅读器在上述功能上是很相似的。阅读器的组成如图3所示。图4中各部分的功能如下。发送通道：对载波信号进行功率放大；向应答器传送操作命令及写数据。接收通道：接收应答器传送至阅读器的响应及数据。载波产生器：采用晶体振荡器，产生所需频率的载波信号，并保证载波信号的频率稳定度。时钟产生电路：通过分频器形成工作所需的各种时钟。AT89S51音频输出WTVVoiceChipWTV语音解码控制码控制模式设置MCU：微控制器是读写器工作的核心，完成收发控制、向应答器发命令及写数据、数据读取与处理、与高层处理应用系统的通信等工作。天线：与应答器形成耦合交连。图4阅读器组成结构框图硬件电路设计本系统中的硬件电路设计主要选择了射频识别基站芯片U2270B、单片机AT89S51、语音芯片WTV和双RS232发送/接收器MAX232等。1AT89S51与WTV的通信在实际电路设计时，将单片机AT89S51的P3.0、P3.1、P3.2和P3.3与WTV的地址线相连，用以设置语音段的起始地址并控制放音状态。AT89S51与WTV的接口电路如图5所示。SPEAKEREQ_L_OUT1EQ_L_IN2AUDIO_L3VCC4BUSY5R_FREQ6P067P078VPP9P0510P0411P0312P0213P0114P0015RESETB16GND17VDD18AMP-P19AMP-N20U?WTV040-20PC?104C?104270KR?20KR?10K+3.3V+3.3VC?104SP-SP+ALCSCLKDATAC530PC430PY112MP30VCCXTAL1XTAL2GNDAT89C2051P31P32+3.3V471P33BUSYAME8500C?104图5AT89S51与WTV接口电路2U2270B在系统中的应用U2270B是非接触识别系统中典型的一种低频读写基站芯片，它是应答器和单片机之间的接口。一方面向应答器传输能量、交换数据，另一方面负责应答器和单片机的数据通信。本系统的射频电路如图6所示。MCU时钟产生发送通道载波产生器接收通道天线通信接口动作控制图6系统射频电路图3AT89S51与MAX232的通信在PC中一般有两个标准RS-232C串行接口COM1和COM2。该标准规定最高数据传送速率可达19.2Kb/s，最长传送电缆可达15m。RS-232C标准的电平采用负逻辑，规定+3～+15V之间的任意电平为逻辑“0”电平，-3～-15V之间的任意电平为逻辑“1”电平，与TTL和CMOS电平是不同的。在接口电路和计算机接口芯片中大都为TTL或CMOS电平，所以在通信时，必须进行电平转换，以便与RS-232C标准的电平匹配。MAX232芯片可以完成电平转换这一工作。MAX232芯片是Maxim公司生产的低功耗、单电源双RS232发送/接收器，它的内部有一个电源电压变换器，可以把输入的+5V电源变换成RS-232C输出电平所需±10V电压，所以采用此芯片接口的串行通信系统只要单一的+5V电源就可以了。AT89S51与MAX232的接口电路如图7所示。图7AT89S51与MAX232的接口电路软件系统设计系统软件设计包括读卡软件设计、写卡软件设计、语音报警程序设计和串行通信程序设计等。下面给出读卡软件的具体设计方案。IC卡发射数据由基站天线接收后，由U2270B处理后经基站的Output脚把得到的数据流发给微处理器AT89S51的输入口。这里基站只完成信号的接收和整流的工作，而信号的解调解码的工作要由微处理器来完成。微处理器要根据输入信号在高电平、低电平的持续时间来模拟时序进行解码操作。