遥控车门开关系统的原理和设计方案分析

2010-02-24 11:09:00来源: 单片机及嵌入式应用

前言

  汽车防盗、报警功能以及门禁控制将成为汽车安全控制系统必备的功能之一。通过对Maxim公司的发射器MAXl472、接收器MAXl473以及微控制器芯片DS80C323等器件的应用,得出一套较为完整的遥控车门开关系统的原理和设计方案。该系统在低功耗、收发距离与可靠性以及安全性方面具有明显的优势,可使RKE系统有效控制范围扩大一倍。

  RKE系统对于提高汽车的防盗性、控制性有重要意义。大多数RKE系统具有汽车防盗、报警功能以及用于汽车、行李箱的门禁控制,其中一些系统还包括遥控启动汽车和汽车寻找的功能。新一代RKE有望采用双向通信,安装在汽车内遥控车门开关PKE(Remote Keyless Entry)方案对于汽车的配置来说,已经作为一种标准配置,成为汽车不可或缺的部分。RKE系统对于提高汽车的防盗性、控制性有重要意义。大多数RKE系统具有汽车防盗、报警功能以及用于汽车、行李箱的门禁控制,其中一些系统还包括遥控启动汽车和汽车寻找的功能。新一代RKE有望采用双向通信,安装在汽车内的接收装置会发送数据,为司机提供油量和轮胎压力等信息。

  RKE系统设计中的最大挑战是在RKE发射机和接收机中实现低功耗,同时实现远距离通信与高可靠性;特别作为一种开关门禁系统,有关安全性方面的问题也是至关重要的。本设计提出一种高安全性RKE系统的实现方案,详细介绍了系统的硬件原理电路、软件流程设计以及实现编码解码的原理。

1 系统总体设计

  1.1 RKE系统的工作原理

  RKE系统由类似钥匙扣的发射机和安装在车内的接收机构成。通常工作在315~450 MHz的IsM频段。在欧洲开放了868 MHz频段,以满足遥控车门开关系统日益增长的需求。

  图l为RKE系统的简单框图。由框图可以看出,用户按下钥匙扣上的按钮开关即可触发系统工作,唤醒RKE钥匙扣内部的CPU,CPU则发送数据流到射频(RF)发射机。数据流通常是64~128位长,包括1个前置位、1个命令码和1个滚动码,采用2~20 kHz的发送速率。在车内的RKE射频接收机捕捉射频信号并解调,传送数据流给cPu,由cPu对数据进行译码并发送指令到指令模块。调制方式为幅度键控(AsK),主要目的是延长钥匙扣的电池寿命。

  

  1.2 RKE系统的设计要求

  RKE系统设计的关键是在低电流消耗下实现具有稳定性、可靠性和保密性的低成本系统。因此系统对功耗、收发距离、可靠性和保密性的设计要求是至关重要的。

  (1)功耗管理

  对于发射机,电池需要3~5年的寿命;对于接收机,电池寿命同样重要。因为接收机必须始终保持工作状态,监听用户数据的传输。典型指标要求,平均电流不超过1 mA。解决这个问题的方法之一就是,让接收机在一段重要时间内保持工作状态,保证这段时问足够长以判定是否存在合法的传输;而接收机在剩余的时间里休眠,同时接收机必须具有快速唤醒的能力,以最大化利用已存储的能量。

  (2)收发距离与可靠性

  RKE应用需要好的收发距离和可靠的传输。提高接收机的灵敏度和发射机的功率(电流消耗没有显著增加)直接影响到收发距离与可靠性。显而易见,低成本是一个要求,因为需要安装百万个这样的系统。

  (3)安全性

  RKE系统的通信数据应该具有保密性,不易被他人窃取。早期使用固定密码方式,容易被破解;近来的RKE系统逐渐采用具有跳变编码功能的集成电路实现,大大提高了安全性。

2  硬件电路设计

  RKE系统是由钥匙扣发射模块和车内接收模块组成的。

 

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关键字:遥控车门  RKE系统  汽车安全控制系统

编辑:Frank 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2010/0224/article_1722.html
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