Edwin.JF.Yang
在无钥匙系统之后, NXP Keylink为下一代的汽车钥匙。把车钥匙跟外围的智能终端联系起来,使钥匙可以跟诸如手机,PDA等设备实现近距离的无线连接,借助于手机等智能终端的显示功能和强大的处理能力,一个无比广阔的应用空间:
? 随时查询车辆状态、门窗状态、油箱油量、车内温度…手机屏幕的显示应
有尽有; ? 寻找汽车,通过钥匙跟手机的配合,手机的GPS导航帮你轻松找到停车地
点;
? 轻松制定出行路线,在电脑前将选定的出行路线存入钥匙。进入汽车时,
车载导航仪将自动导入出行信息;
? 车辆维护、车辆的出厂记录、维修记录、全部都存在钥匙中,便于维护; ? ……
2008 年10月22日——宝马(BMW)技术研发部与恩智浦半导体推出全球第一款多功能车钥匙原型。这款产品原型具备非接触支付功能,个人进入控制以及先进的公共交通电子车票功能,以实现更强的移动性体验。配备了恩智浦的SmartMX安全芯片,这款产品原型首次实现了通过车钥匙让驾驶者进行快速、安全和便捷的电子支付,为未来的消费者开创了激动人心的全新应用环境。
3.1.3 重点功能
? 引擎防盗基站模块功能:
引擎防盗基站模块(Immobilizer basestation)是一个低频125KHz通讯模块,称“无电模式”,即在钥匙电池耗尽或者意外干扰无钥匙系统导致无法正常工作时,用户此时只需将钥匙放在固定位置(例如凹槽),钥匙便可跟基站建立通信,进行身份认证来启动引擎。
? 区域检测(对钥匙的精确定位):
图表 11 NXP PKE区域监测功能构图
Edwin.JF.Yang
将车及周围分为三个区域,即如图的A区域、B区域和C区域:
? 当车主带着钥匙进入A区域的相应位置时(或触动车门把手),车子判断
出钥匙的位置并打开对应的车门(后备箱门、主驾门或副驾门);
? 淡粉色的B区域,是整个PKE系统的设计难点,要求基站准确地判断智
能钥匙是否在车内,即淡粉色的B区域,以决定车门状态和发动机是否可以启动;
? 基站侦测到智能钥匙进入主驾的C区域,并检测主驾位置是否有人,如
成功则发动引擎。
3.1.4 产品相关参数
表格 2 NXP公司PKE产品相关参数表
3.2 NEC公司
3.2.1 NEC公司技术方案
图表 12 NEC公司PKE技术实现方案框图
Edwin.JF.Yang
上图是NEC公司PKE技术实现方案框图,用单片机来实现。左边是基站部
分,包括微控制器MCU、LF低频发送器、UHF高频接收器;右边是应答器(智能钥匙)部分,包括LF低频接收器、微控制器MCU、UHF高频发送器以及3D天线。
PKE系统的工作原理过程如下: 1st)... 车主带着智能钥匙进入PKE系统感应区域,触及车门把手或按下智能钥
匙的一键启动按钮;
2nd)... 车身相应触发模块发送中断信号给基站MCU,唤醒MCU; 3rd)... 基站LF发送器发送出一条低频报文给附近的智能钥匙;
4th)... 智能钥匙自动处理收到的报文,如果与钥匙中保存的身份识别信息
一致,钥匙则被唤醒;
5th)... 钥匙进行相应的运算处理,发送一条加密的信息给基站; 6th)... 基站对信息处理,如果验证通过,则自动打开车门锁; 7th)... 车主上车后,PKE系统自动侦测智能钥匙是否在车内,如钥匙在车内,
则自动进行点火ready动作,车主只需要按一下启动键,汽车就会启动; 8th)... 当车主离开汽车,PKE系统自动侦测智能钥匙是否在车内,如钥匙不
在车内,则自动进行启动上锁防盗ready动作,车主只需按一下车把手或某一按键,汽车则进入防盗状态。
3.2.2 主要部件介绍 ? 智能钥匙部分
如上图是智能钥匙的框图,使用NEC 78K0系列8位单片机μPD78F0503微
控制器,来完成用户按键的数据编码、加密组帧,再通过SAW声表谐振器电路发射至UHF频段;当它接收到19kHz的LF信号时,利用三个正交放置的线圈作为低频接收天线(小尺寸的全向天线),由低功耗低频唤醒芯片AS3931解调后,再将数据传送给单片机进行数据判断,如果数据正确,则发送一条RF加密报文。
Edwin.JF.Yang
? 基站部分
上图是基站的框图,基站端RF使用UHF射频接收芯片RX3400完成信号
解调,再将数据传送到车身主控芯片μPD78F0881进行数据解密和指令执行;当低频(LF)发射器检测到触发输入(触摸按键)时,将由串联的LC形成低频发射端,发送一条编码的低频报文。由于19kHz信号的传播能力不强,因此双向通信的距离通常在2m以内。 加密算法采用DES算法,也可以使用用户提供的算法。
3.2.3 重点功能(手触摸功能)
图表 13 NEC Touch Pad Function circuit
正常状态下,基站MCU处于休眠状态,只有触发模块被触发后,发送中
断信号给基站MCU,MCU才会被唤醒。如上图,就是手触摸去唤醒基站MCU功能图。
工作原理是,当手触摸touch pad时,电路中相当于并联一颗电容到地(上图红色框框内的电容C1),所以触摸点的电压被电容C1分压,导致VO1 pull low to VO2,VO1-VO2大于某个值时(防止其它的触碰而导致系统发生误动作),系统被告知信号有效,触发回路被enable。
Edwin.JF.Yang
3.2.4 产品相关参数
表格 3 NEC公司PKE产品相关参数表
3.3 Microchip公司
3.3.1 Microchip公司技术方案
图表 14 Microchip PKE 技术实现方案图
如上图所示,是一个智能被动无匙门禁系统,左边基站由一个单片机和高频的接收器和低频发送器/接收器组成;右边应答器由一个UHF发送器、一个智能MCU以及三维天线组成。
原理实现过程,包括以下四步:
? 第一步,基站发出125KHz的低频命令,搜索周围的应答器;
? 第二步,当右面的应答器收到信号后,进行信号处理,如果确认达到匹配
要求,则应答器被唤醒(应答器有3个接收方向X、Y、Z,不管信号从哪个方向送来都可以接收到这个信号,使用者不需要按任何按钮,应答器自动接收信号、发送信号和处理信号。);
? 第三步,应答器根据一定的加密算法,将数据加密后通过高频或低频发送
回基站;
? 第四步,基站分析收到的加密数据,如果验证成功,便自动开启门锁。