一种汽车定位干扰器检测系统

王林超　杨明珠　陈宁　杨越

摘要：由于定位系统传输功率小、信号频率公开，所以定位系统抗电磁干扰能力普遍非常脆弱，极易受到干扰，因此不法分子利用干扰器产生与定位系统同频段的大功率信号来干扰汽车定位系统，从而盗取车辆。本系统创新性的通过对定位系统的工作频段信号功率大小的测量判断定位干扰器是否存在，若存在就使车处于防盗状态，发出报警信息，切断汽车油电，当汽车切断油电后，只有遥控器可以使车恢复正常行驶，从而实现汽车的防盗。该系统还可以通过遥控器来控制汽车是否处于防盗模式，简单易操作，实用性高，具有很好的发展前景。

关键词：汽车定位；定位干扰器；功率测量；防盗；STC12LE5A60S2微处理器

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）18-0240-04

1概述

随着定位技术的迅速发展，如今的定位系统已具有全天候、全球性、实时的、连续的精确三维定位能力，它已广泛应用于军用和民用通信领域。但是由于定位系统传输功率小、信号频率公开，使定位系统抗电磁干扰能力普遍非常脆弱，极易受到干扰。因此干扰设备成本低廉，方便易得，这样就很容易使定位系统的安全受到威胁。

鉴于定位系统的重要性，许多国家投入大量的人力物力对定位系统的抗干扰技术进行研究，比较常用的是自适应时域滤波技术、时频域滤波技术、空域滤波技术、幅度域处理技术，但由于数字结构要通过硬件实现，若要改变参数都必须购买新的接收机，所以有一定的使用限制。现在也出现了基于软件的抗干扰接收技术，但技术还不是十分完善，推广成本较高，所以现在汽车普遍使用的定位系统还是极易受到干扰。目前对定位干扰器的检测普遍使用分析频谱的方法，需要专门的频谱仪，成本较高，且不易携带，也不便于推广。

盗车的不法分子利用定位系统的这些特性，在盗窃目标汽车上安装汽车定位干扰装置，来干扰汽车的定位系统，从而来争取足够的时间处理所盗的车辆。为了汽车的安全，本文设计了一套成本低廉，便于携带的系统用来检测定位干扰器是否存在，当定位干扰器存在时系统能及时发出报警信息，切断汽车油路，使汽车处于防盗模式。

2汽车定位干扰器检测系统

2.1汽车定位干扰器检测系统结构

该系统主要由天线接收电路、功率测量电路、A/D转换电路、报警器电路、控制电路和STC12LE5A60S2微处理器组成，如图1所示，其实物图如图2所示。首先由天线接收电路接收1560MHz-1590MHz频段的信号，将信号送入功率测量电路得到模拟电压，再由STCl2LE5A60S2微处理器通过分析A/D转换电路得到数字电压的大小判断定位干扰器是否存在，若存在就使车处于防盗状态，发出报警信息，切断汽车油电，当汽车切断油电后，只有遥控器可以使车恢复正常行驶，从而实现汽车的防盗。本系统还可以通过遥控器来控制汽车是否处于防盗模式，简单易操作，实用性高，具有很好的发展前景。

2.2汽车GPS干扰器检测系统原理

目前汽车使用的定位系统包括GPS定位系统和北斗定位系统，它们所用频段的中心频率分别是1575MHz和1561MHz，因此不法分子使用干扰器发出频段为1550MHz-1590MHz的大功率干扰信号，其功率远远超过汽车定位系统所用信号的功率，以此达到屏蔽汽车定位系统的目的。基于此，本系统通过对1550MHz-1590MHz频段信号的功率大小进行测量来判断汽车定位系统屏蔽器是否存在，该方法原理清晰明白，实现过程简单，推广成本较低本。

3汽车定位干扰器检测与处理

3.1天线接收电路

汽车定位系统通过接收卫星信号进行定位。GPS卫星信号分为L1和L2，中心频率分别为1575MHz和1228MHZ，其中L1为开放的民用信号，信号为圆形极化，强度为-166DBM左右，属于比较弱的信号。北斗卫星信号也是如此，因此市场上有专门用来增强汽车定位系统信号的双模天线，如图3所示，该天线同时适用于GPS定位系统和北斗定位系统。该天线接收信号的频段是1550MHz-1590MHz，也是屏蔽器发出的信号频段，另外其增益可达28dB，因此本文设计时直接选用此类天线做天线接收电路，不仅信号滤波和放大效果良好，也节省开发成本。

3.2功率测量电路

功率测量电路由功率测量芯片AD8362，磁珠，电阻R8，电容C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C20组成，如图4所示。信号由天线接收电路接收，从R8、C13的一端接入，其中C13起到隔离直流信号干扰，耦合高频信号的作用。信号通过C13送人AD8362的高频信号输入端，经过AD8362使功率的大小转换为相应的模拟电压，从相应的输出端输出。与引脚13相连的电容C9、C10起到滤波的作用。外部3.3V电源通过磁珠给天线供电，其中磁珠可以避免高频信号从电源接入端进入电路对后续电路造成干扰。

3.3继电器控制电路

继电器控制电路由继电器jdq1，三极管Q1，电阻R2、R6，二极管D1、D2组成，如图5所示。电阻R2、R6起到限流的作用，D1为报警灯，D2为续流二极管，继电器jdq1的引脚2、引脚5为常闭开关引出到接线端子接人汽车的电源线中间。当微处理器判断GPS干扰器存在时，微处理器的11引脚变为低电平，此时控制电路导通，报警灯D1亮，继电器常闭开关断开，即汽车的电源线断开。

3.4无线控制电路

本系统的无线控制电路是HS2272和HS2263配对使用的遥控解码专用电路。HS2272采用CMOS工艺制造，它最大拥有12位的三状态地址管脚，可支持多达531441个地址的编码。因此极大地减少了码的冲突和非法对编码进行扫描以使匹配的可能性。HS2272有较强的噪声抑制能力和很低的功耗，应用在本系统中非常适合，只需对HS2272模块和HS2263模块进行相同的编码就可以达到遥控器和检测系统一一匹配的效果，其实物图如图6所示。当汽车切断油电后，只有遥控器可以使车恢复正常行驶，从而实现汽车的防盜。另外遥控器也可以用来控制汽车是否处于防盗模式，简单易操作，实用性高。endprint

3.5微处理器电路

微处理器电路由STC12LE5A60S2微处理器U1，晶振Y1，电阻R1、R3、R4、R5，电容C1、C2、C3、C4组成，如图7所示。U1的复位端直接通过电阻接地，外部3.3V电源通过U1的引脚38给单片机供电，电容C1、C2起到滤波的作用，外部的11.0592M晶振与U1的引脚14和引脚15相连，U1的引脚41作为A/D采集端口与AD8362的11脚相连，把模拟电压转换为数字电压，U1的引脚21，22与HS2272模块连接，用来接收HS2263模块的信号。

4实验与结果分析

为了检验系统是否会受到日常信号的干扰以及是否会对干扰器作出准确判断，本文分别进行了测试。

4.1测试系统是否会受到日常信号的干扰

本文在实验室中对系统进行了模拟测试，系统组装完毕后，给系统供电，在不开干扰器的前提下，分别用小米手机、华为手机、魅族手机和苹果手机在系统附近打电话、发信息以及上网，系统未报警，结果如表1所示。

本文在系统安装进车体后，在不开干扰器的前提下，分别在工厂附近、学校附近、商场附近和普通路段进行了路跑测试，系统未报警，结果如表2所示。

由表1和表2可知，该系统在不开干扰器的情况下不会产生误判情况，能很好地屏蔽日常生活中其他信号的干扰。

4.2测试系统是否会对干扰器作出准确判断

本文在实验室中对系统进行了模拟测试，系统组装完毕后，给系统供电，打开定位系统干扰器，改变干扰器距系统的距离，在系统周围2米的范围内，系统均会报警，结果如图表3所示。其中两米有效距离可根据车体实际长度调节，使系统只对所在车体内的干扰器有检测作用，测试时默认为一般车型，其有效距离为2米。

本文在系统安装进车体后，在路上随意行驶，分别把干扰器安放在车头、副驾驶座位、后排座位、后备箱以及跟随行驶的车體内，报警结果如表4所示。在工厂附近、学校附近、商场附近和普通路段进行了路跑测试，系统未报警，结果如表2所示。

由表3和表4可知，该系统在打开干扰器的情况下，能准确判断干扰器的存在，切断汽车油电，使汽车处于报警状态，防止汽车被盗。

综合所有实验结果可知，该系统可以准确判断车体内是否有干扰器存在，并在干扰器开启的情况下及时切断汽车油电，使汽车处于报警状态。

5结论

本文创新性的通过对1550MHz-1590MHz频段信号功率大小的检测，来检测汽车定位系统干扰器是否存在，该方法原理清晰，方法简单，可行性好。本文最终实现了一种汽车定位干扰器检测系统，当汽车切断油电后，只有遥控器可以使车恢复正常行驶，且遥控器与汽车定位干扰器检测系统一一匹配，从而实现汽车的防盗。本系统可应用于私家车，以达到防止爱车被盗的目的；可应用于租车公司，以达到防止骗租的目的；可应用于公车，以达到防止公车被滥用的目的。整个系统以STC 12LE5A60S2微处理器为核心，成本较低，实现简单，容易操作，检测准确，实用性强，适用范围广，具有良好的应用前景。endprint