介紹一種通過接收電路實(shí)時(shí)偵測(cè)高頻信號(hào)，同時(shí)解碼作弊信號(hào)并實(shí)時(shí)報(bào)警，根據(jù)接收機(jī)偵測(cè)到的作弊信號(hào)參 數(shù)，由單片機(jī)控制編碼發(fā)射電路實(shí)時(shí)發(fā)射無線干擾信號(hào)，有針對(duì)性地實(shí)施無線電屏蔽作弊信號(hào)的防作弊系統(tǒng)。

科技的進(jìn)步給生活和生產(chǎn)帶來便利的同時(shí)也 被應(yīng)用于一些特殊的場(chǎng)合進(jìn)行不法活動(dòng)。PT2262 與PT2272是配對(duì)的編解碼芯片，基于此對(duì)芯片構(gòu) 成的無線遠(yuǎn)距離控制電路給生活和生產(chǎn)都帶來了 極大的方便，現(xiàn)已被廣泛的應(yīng)用于車輛防盜系統(tǒng)、 家庭防盜系統(tǒng)、遙控玩具及其他電器遙控設(shè)備及 工控現(xiàn)場(chǎng)，但某些不法分子卻用此種遙控設(shè)備從 事非法活動(dòng)為自己謀取私利。圖1為已發(fā)現(xiàn)的在地磅稱量過程中的無線遙控作弊裝置。以 下針對(duì)此種情況介紹了一種通過信號(hào)偵測(cè)屏蔽的 防作弊系統(tǒng)。

1.作弊系統(tǒng)

無線遙控作弊裝置稱重傳感器接線如圖2所示。圖中所示，將地磅中一只稱重傳感器的電纜線外皮剝開，將稱重傳感器的激勵(lì)電壓正 (E+)線斷開，將遙控接收裝置串入了稱重傳感器 的激勵(lì)電壓正(E+)線中。通常狀態(tài)下，該裝置不影 響地磅的正常使用，只有在犯罪分子在幾 十米開外利用遙控裝置遙控時(shí)，遙控接收裝置接收 到信號(hào)后，其中的繼電器動(dòng)作，將一電阻串連接入 稱重傳感器的激勵(lì)電壓正(E+)線中，從而造成給 稱重傳感器惠斯通電橋的供電電壓變小，造成地磅所稱重量減輕，該種作弊方法可以產(chǎn)生 約幾噸重量的誤差，且行動(dòng)隱蔽，更不易被發(fā)覺。

2.防作弊系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1防作弊遙控接收系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

防作弊無線遙控接收系統(tǒng)主要由無線遙控接 收電路、解碼電路和單片機(jī)微處理器組成。原理圖 如圖3所示。

遙控接收部分的工作原理如下：默認(rèn)狀態(tài)下CPU 處于掉電狀態(tài)，遙控接收模塊和PT2272 —直處于 工作狀態(tài)，當(dāng)接收到作弊信號(hào)時(shí)，遙控接收模塊接 收到己調(diào)波信號(hào)，經(jīng)過解調(diào)還原成方波信號(hào)，這些 方波信號(hào)經(jīng)過電壓匹配處理，輸入解碼芯片 PT2272產(chǎn)生輸出，這個(gè)輸出將CPU從掉電模式中 喚醒，使CPU處于正常工作狀態(tài)，CPU接受數(shù)據(jù)， 然后CPU對(duì)接收到的數(shù)據(jù)輸入進(jìn)行處理，產(chǎn)生相 應(yīng)的操作結(jié)果。

2.2防作弊無線遙控發(fā)射系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

防作弊無線遙控發(fā)射系統(tǒng)主要由發(fā)射模塊、復(fù) 位電路、穩(wěn)壓電路、鍵盤輸入、發(fā)射待機(jī)控制按鈕 電路、編碼模塊和單片機(jī)微處理器組成。 原理圖如 圖4所示。

遙控發(fā)射部分的工作原理如下：默認(rèn)狀態(tài)下CPU處于掉電狀態(tài)，遙控發(fā)射模塊和PT2262 —直 處于待機(jī)狀態(tài)，當(dāng)鍵盤輸入有鍵按下時(shí)，將CPU從 掉電模式中喚醒，使CPU處于正常工作狀態(tài)，CPU 接受鍵盤數(shù)據(jù)，并經(jīng)過處理傳送給編碼芯片 PT2262；PT2262將按鍵的狀態(tài)編碼產(chǎn)生方波，采用 315M報(bào)警專用高頻頻率作為載波，在經(jīng)過OOK 調(diào)制，由遙控發(fā)射模塊發(fā)射出去。由于工作環(huán)境的 不同和各種因素的影響，系統(tǒng)通過發(fā)射待機(jī)控制 按鈕可以選擇恰當(dāng)?shù)陌l(fā)射模塊對(duì)作弊信號(hào)進(jìn)行干 擾，同時(shí)系統(tǒng)可以通過復(fù)位電路進(jìn)行復(fù)位操作。

2.3防作弊系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案

根據(jù)作弊信號(hào)特點(diǎn)，利用防作弊遙控接收系 統(tǒng)偵測(cè)空間是否存在作弊信號(hào)，依據(jù)作弊信號(hào)的 地址特征，生成防作弊發(fā)射信號(hào)，防作弊系統(tǒng)程序 流程如圖5所示。

3.防作弊硬件電路實(shí)現(xiàn)

3.1防作弊接收電路硬件實(shí)現(xiàn)

電路以RX3310A為核心。首先，從23.5cm外接天線接收的信號(hào)經(jīng)電容耦合到電感和電容組成 的選頻網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行阻抗變換后輸入RX3310A的內(nèi)部 高頻放大器輸入端14腳，經(jīng)芯片內(nèi)的高頻放大后 (增益為15~20DB)的信號(hào)再經(jīng)混頻器與本機(jī)振蕩 信號(hào)(316.8M)混頻,產(chǎn)生1.8M的中頻信號(hào),此中頻 信號(hào)經(jīng)內(nèi)部中頻放大后由第3腳輸出,再進(jìn)入比較 器放大整形,最后數(shù)據(jù)從第8腳輸出。

3.2防作弊發(fā)射電路硬件實(shí)現(xiàn)

電路以MICRF102為核心。MICRF102的ASK 端(8引腳)用來接收PT2262的發(fā)射數(shù)據(jù)信息，并通 過UHF合成器產(chǎn)生載頻和正交信號(hào)輸出。輸入相 位信號(hào)用來驅(qū)動(dòng)RF功率放大器。天線調(diào)諧正交信 號(hào)用來比較天線信號(hào)相位。天線調(diào)諧控制部分檢 測(cè)天線通道中發(fā)射信號(hào)的相位和控制變?nèi)荻O管 的電容，以調(diào)諧天線，實(shí)現(xiàn)天線自動(dòng)調(diào)諧。鑒于發(fā) 射系統(tǒng)的安全性和可操作性，分別設(shè)計(jì)了手動(dòng)和 自動(dòng)兩種控制方式。手動(dòng)控制方式通過開關(guān)實(shí)現(xiàn) 對(duì)發(fā)射模塊的發(fā)射、待機(jī)兩種模式的操作，同時(shí)也 可以作為強(qiáng)制按鈕，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)急操作。自動(dòng)控 制方式是通過單片機(jī)的自動(dòng)操作來實(shí)現(xiàn)發(fā)射模塊 的自動(dòng)控制。

3.3防作弊硬件電路抗干擾實(shí)現(xiàn)

由于無線射頻的發(fā)射和接收是屬于模擬電路 部分，單片機(jī)及其外圍器件屬于數(shù)字電路部分，因 此本系統(tǒng)是一個(gè)數(shù)字和模擬相結(jié)合的高頻電路系 統(tǒng)。系統(tǒng)信號(hào)的接收與發(fā)射的相互干擾以及 來自電源、印制板排版走線互相干擾。外部干擾一 般通過輻射或IO 口輸入，通?？梢圆捎渺o電屏蔽 原理，把敏感器件屏蔽起來。在高頻信號(hào)中，干擾 和有用信號(hào)的區(qū)別在于頻率不同，因此可以在信 號(hào)的傳播路徑上添加濾波器或隔離光耦來阻斷高 頻干擾的傳播。

針對(duì)系統(tǒng)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)中所采取具體抗干擾措施 如下：

1）在電路設(shè)計(jì)中，采取分區(qū)設(shè)計(jì)，將數(shù)字部分 和模擬部分分別獨(dú)立設(shè)計(jì)成相應(yīng)的模塊，以減少 相互干擾。

2）天線對(duì)信號(hào)的接收和發(fā)射，通過控制系統(tǒng)， 時(shí)分復(fù)用。

3）給供電電源設(shè)計(jì)濾波電路，并給單片機(jī)電源 設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電路。

4）在電路設(shè)計(jì)中增加續(xù)流回路，消除電路動(dòng)態(tài) 過程中產(chǎn)生的不穩(wěn)定性。

5）在開關(guān)器件電路兩端并接RC串聯(lián)電路，減小電火花影響。

6）在對(duì)電路沒有影響的前提下把本來懸空的 器件引腳接地，避免干擾通過Io 口輸入。

7)為避免系統(tǒng)中數(shù)字電路如單片機(jī)的晶振與 發(fā)射或接收信號(hào)調(diào)制解調(diào)中的晶振產(chǎn)生互相干 擾，在滿足性能指標(biāo)要求下選擇晶振頻率較低的 晶振作為單片機(jī)的晶振。

8)布線整齊規(guī)律，用圓弧形彎折，避免交叉，加 粗電源線和地線，并將數(shù)字地線與模擬地線分開。

4.結(jié)束語

本系統(tǒng)針對(duì)對(duì)數(shù)字電路和模擬電路、信號(hào)的 接收與發(fā)射進(jìn)行的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，采取了相應(yīng)的抗 干擾措施，通過接收電路實(shí)時(shí)偵測(cè)高頻作弊信 號(hào)，同時(shí)解碼作弊信號(hào)并實(shí)時(shí)報(bào)警，根據(jù)接收機(jī) 偵測(cè)到的作弊信號(hào)參數(shù)，由單片機(jī)控制編碼發(fā)射 電路按一定的執(zhí)行程序?qū)崟r(shí)發(fā)射無線電干擾信 號(hào)，有針對(duì)性地實(shí)施無線電干擾，能夠有效屏蔽 作弊信號(hào)。