汽车钥匙rke信号（汽车遥控钥匙(RKE)的原理与应用）

远程钥匙(RKE)给人们带来了良好的用户体验，满足了人们对便捷性和舒适性的要求。但由于其射频单向通信的技术限制，在安全性上有自身的不足。恩智浦半导体(以下简称恩智浦)推出的适时一体化解决方案Combi，将发动机防盗和遥控钥匙合二为一，由一个芯片实现，既提高了系统的安全性，又降低了整把钥匙的成本，逐渐取代独立遥控钥匙成为欧美日的主流解决方案。当然，它在射频通信中仍然保持单向通信，安全性没有得到实质性的提高。

2003年，恩智浦推出无钥匙系统(PKE或PEPS)，彻底改变了汽车安全应用的发展前景，为用户带来了全新的舒适便捷体验：车主在整个驾驶过程中完全不需要使用钥匙，只需要随身携带。当车主进入车附近的有效范围时，汽车会自动检测钥匙并识别。如果成功，车门或后备箱会相应打开；车主进入车内，只需按下发动机启动按钮，汽车就会自动检测钥匙的位置，确定钥匙是否在车内，如果成功就启动发动机。不要小看这个看似不起眼的变化，它对简化你的生活有着重要的作用。无钥匙系统不仅带来舒适和便利，在安全性上也有本质的提升。通过低频和射频的双向通信，可以在汽车和钥匙之间完成复杂的双向身份认证，类似于发动机防盗，在安全性上远远优于传统的遥控钥匙。自2003年少量高端车型成功量产无钥匙系统以来，全球市场普及这一技术需要两到三年时间。目前全球几乎每个主流车厂都有恩智浦无钥匙产品，涵盖高端甚至低端车型。我们来看看这项技术是如何实现的。如图2所示，无钥匙系统中有三个区域需要检测和判断：灰色外侧区域、浅粉色内侧区域和灰色主驾驶位置。灰色阴影区域包括三个部分，分别代表主驾驶、副驾驶和行李箱的车门控制有效区域。当车主拿着钥匙进入这个位置，汽车就可以和钥匙建立有效的通信。通过低频信号的场强检测，汽车可以判断钥匙的相应位置，从而决定打开相应的车门。浅粉色的内部区域是整个PKE系统设计的难点。需要准确判断钥匙是否在车内来确定车门的状态，发动机是否可以启动。在一些高端车型的设计中，会检测灰色主驾驶区、钥匙是否有效、主驾驶位置是否有人，避免儿童误操作导致发动机启动；此外，还可能包括对后备箱内区域的检测，以防钥匙被误锁进后备箱。

综上所述，我们可以发现区域检测是无钥匙系统中非常重要的一项技术，区别于以往各种汽车安全产品。因此，区域检测的准确性成为衡量无钥匙系统质量的一个重要参数。目前市场上有两种相应的技术。一种是通过调整低频信号的灵敏度，根据通信是否稳定进行模糊判断，精度有限但容易实现。其次，根据接收到的低频信号的强度检测来判断，即RSSI(接收信号趋势指示)。根据低频信号的大小，计算出钥匙与车内低频天线的相对距离，通过多个低频天线的交叉覆盖，可以准确定位出钥匙的具体位置。恩智浦的产品全部采用第二种技术。为了达到理想的性能参数，恩智浦提供最低2.5mV的三维低频接收前端信号灵敏度，而典型灵敏度值可达1mV。与其他解决方案的successful approximation)ADC不同，恩智浦采用12位适马-德尔塔(-) ADC，通过多点采样平均来消除噪声干扰。目前达到的最好的车内车外检测精度高达2cm。目前汽车厂商要求的车内和车外检测精度通常在5 ~ 10 cm。无钥匙系统的结构框图如图3所示，左侧为汽车侧，包括主控制器(BodyControlUnit)、车门把手和行李箱把手触发模块、发动机一键启动模块、发动机防盗基站模块(immobilizer)、低频发射模块和射频接收模块。三个绿色模块主要用于触发整个系统。当主人拉上门或者按下一个启动按钮，相应的模块就会发出中断信号，唤醒主控MCU，开始整个通信过程。无钥匙系统常见的工作模式分为触发模式和轮询模式两大类，其中触发模式又分为机械触发和电子感应触发。这里需要综合考虑系统成本和系统性能，比如整个系统的响应时间。发动机防盗基站模块是一个低频通信模块(125KHz)，用来实现与钥匙的近距离通信，启动发动机。该功能是一种备用方案，也称为“无电模式”，只有在钥匙电池电量耗尽或无钥匙系统因意外干扰无法正常工作时才会使用。在这种情况下，用户只需将钥匙握在固定位置(如凹槽)，钥匙就可以与基站建立通信，并进行身份认证启动引擎。恩智浦无钥匙系统PCF7952和PCF7953的一大特点是芯片本身集成了发动机防盗功能，完全兼容包括PCF7936在内的恩智浦所有应答器产品。这在不增加额外成本的情况下，大大提高了系统的可靠性，具体细节后面会讲到。