無(wú)鑰匙系統通信技術(shù)

鑰匙端的具體框圖如圖四所示，主芯片是NXP的PCF7952或PCF7953，射頻發(fā)射芯片采用NXP的PCF7900，相應的在車(chē)子端的射頻接收芯片是NXP的PQJ7910。PCF7952/53具有低頻模擬前端(LF Front End)，用來(lái)連接外圍3D天線(xiàn)。在無(wú)鑰匙系統中，鑰匙端需要外置3D低頻天線(xiàn)，可以接收檢測外部空間的3D能量場(chǎng)強，分別為X，Y，Z軸，通過(guò)疊加3個(gè)方向上的能量，可以保證鑰匙在任何角度都能檢測到同樣的場(chǎng)強。其中的一軸天線(xiàn)還被復用為IMMO的功能，實(shí)現無(wú)電模式下的引擎啟動(dòng)。通過(guò)上行和下行鏈路，鑰匙跟汽車(chē)可以建立起雙向通訊，進(jìn)行復雜的身份認證。最新的一代認證技術(shù)稱(chēng)為交互認證技術(shù)(Mutual-Authentication)，不僅僅需要汽車(chē)來(lái)認證鑰匙，同時(shí)也需要鑰匙來(lái)判斷車(chē)子是否合法，任何錯誤都會(huì )導致整個(gè)通訊結束，以此來(lái)保證系統的安全性。通訊距離是由低頻上行鏈路125KHz決定，通常的PKE系統工作有效距離為2.5m左右，而實(shí)際有效開(kāi)關(guān)門(mén)距離為1.5m～2m。除了車(chē)內外檢測精度以外，鑰匙端的功耗也是衡量一個(gè)無(wú)鑰匙系統好壞的重要指標，PCF7952自帶的電源管理模塊可以最大程度的降低整個(gè)系統功耗，一套成熟的無(wú)鑰匙系統方案，鑰匙端在一顆2032的3V鋰電池供電的情況下，電池壽命可以長(cháng)達三年。

由于該解決方案中涉及通信技術(shù)，因此也會(huì )涉及包括RFID、NFC(近距離無(wú)線(xiàn)通信)和GPS。將這些技術(shù)的功能集成在智能鑰匙中，智能鑰匙就可以與你、汽車(chē)、甚至與整個(gè)世界進(jìn)行通信，效果將妙不可言。

主要的通信技術(shù)概念

為了不讓你停留在一些通信概念的縮寫(xiě)詞的懸念中，下面首先簡(jiǎn)要介紹一下上述三種通信技術(shù)：RFID—射頻識別。RFID是繼無(wú)所不在的條形碼之后出現的更為智能的技術(shù)。RFID 除了收發(fā)器之外，還集成了一些計算機內存芯片，因此接收到查詢(xún)信號后，它所完成的遠遠不止指出ID號碼這一功能。

GPS—全球定位系統。如今，GPS已在高端車(chē)型中得到應用，駕駛者可以在存儲于CD-ROM并顯示在儀表板的地圖上確定自己車(chē)輛的位置。GPS還應用于汽車(chē)后裝市場(chǎng)。GPS從圍繞地球旋轉的衛星接收信號，進(jìn)行三角測量，得出您汽車(chē)的位置。商用汽車(chē)系統大約可精確到10米，軍用系統就更精確了。

NFC—近距離無(wú)線(xiàn)通信。NFC是本文討論的三種通信技術(shù)中最新的一種，它是一種近距離的安全無(wú)線(xiàn)技術(shù)，可以非常方便地實(shí)現個(gè)人通信和便攜式設備間的連接，恩智浦半導體和索尼等大型企業(yè)都支持該標準。2003年11月，NFC已經(jīng)通過(guò)ISO/IEC(國際標準化組織/國際電工委員會(huì ))認證。

NFC是一種短距離的通訊方式，工作距離僅有幾厘米。就其特點(diǎn)而言，NFC的真正價(jià)值在于經(jīng)過(guò)優(yōu)化，無(wú)需用戶(hù)配置即可在各種設備之間進(jìn)行直觀(guān)、簡(jiǎn)便、安全的通信。用戶(hù)只需將兩臺設備互相靠近，即可進(jìn)行通信。

NFC已經(jīng)開(kāi)始應用在相關(guān)設備之中，如三星和諾基亞手機。用戶(hù)可通過(guò)NFC手機在進(jìn)入展會(huì )或其它活動(dòng)時(shí)進(jìn)行注冊，這還是早期的一種應用，但十分具有代表性，給人留下深刻的印象。

用戶(hù)無(wú)需填寫(xiě)表格，只要在讀卡器前晃動(dòng)具有NFC功能的手機，所需的用戶(hù)信息瞬間都會(huì )傳輸到連接讀卡器的PC中，相應的入場(chǎng)券即已在旁邊打印好。

RFID在汽車(chē)中的應用

RFID在汽車(chē)中最早的應用是1993至1994年的汽車(chē)電子引擎防盜技術(shù)。在汽車(chē)中集成 RFID 的下一個(gè)重要應用是“無(wú)鑰匙進(jìn)入”，2003年在恩智浦半導體(當時(shí)為飛利浦半導體)的領(lǐng)導下進(jìn)行。“無(wú)鑰匙進(jìn)入”要求駕駛者在汽車(chē)附近即可，而不必將鑰匙鏈或智能卡從口袋或錢(qián)包中取出。

只要拉動(dòng)駕駛位的門(mén)把手即可激活車(chē)內 RFID 收發(fā)器中的喚醒模式。此時(shí)RFID收發(fā)器會(huì )掃描周?chē)鷧^域，以識別、尋找鑰匙或智能卡中嵌入的RFID芯片的特定ID代碼。一旦找到，安全算法會(huì )確定該芯片是否合法并決定是否打開(kāi)車(chē)門(mén)。

便捷功能由從此開(kāi)始。一旦車(chē)主身份得到確認，系統會(huì )驗證鑰匙是否在車(chē)內，如果在的話(huà)，只需按一下儀表板上的按鈕即可啟動(dòng)車(chē)輛。

用戶(hù)還可通過(guò)嵌入式計算機內存和無(wú)線(xiàn)通信的結合，在鑰匙或卡中存儲服務(wù)、維修和客戶(hù)記錄，目前這一功能已經(jīng)可以使用。

在修理廠(chǎng)的服務(wù)臺添加一個(gè)發(fā)射器即可輕松傳輸維修、診斷和里程數據。實(shí)際上，即使汽車(chē)正在遠離服務(wù)站的地方行使，某些診斷數據也可通過(guò)車(chē)內系統傳輸到芯片。進(jìn)入修理廠(chǎng)后，維修員可以利用這些信息進(jìn)行評估，也可利用這些信息自動(dòng)訂購維修所用的部件。

RFID也可應用于其他場(chǎng)所。停車(chē)場(chǎng)和收費站不再需要通過(guò)另外一臺設備，而只需通過(guò)鑰匙即可無(wú)縫監視汽車(chē)的進(jìn)、出和付費情況，用戶(hù)還可通過(guò)汽車(chē)信息娛樂(lè )系統以新的方式訪(fǎng)問(wèn)和傳輸內容。

汽車(chē)尋找功能

鑰匙將來(lái)會(huì )利用GPS技術(shù)來(lái)提供所謂的“尋找汽車(chē)”的功能。汽車(chē)的GPS坐標會(huì )自動(dòng)記錄在鑰匙中。但是，以南北和東西坐標的形式了解汽車(chē)的位置還不足以找到車(chē)輛，還需要了解自己的坐標。

用戶(hù)可以選擇在鑰匙鏈中集成GPS芯片，或者利用手機、PDA等其他常用移動(dòng)設備中集成度不斷增長(cháng)的GPS。在這一領(lǐng)域，NFC將帶來(lái)更優(yōu)異的解決方案。

NFC這一距離極短的通信技術(shù)還可將手機或PDA上的全部信息連接到鑰匙，并進(jìn)一步連接到汽車(chē)本身。在“尋找汽車(chē)”的方案中，NFC將用來(lái)將汽車(chē)坐標發(fā)送到PDA。啟用了GPS的 PDA可辨認自己的坐標。唯一缺少的是地圖，而地圖也可以存儲在PDA或手機上。

另外值得一提的是，即時(shí)駕駛的是租來(lái)的汽車(chē)，“尋找汽車(chē)”的功能也同樣有效。首先，它可以有效地幫助用戶(hù)在出租公司的停車(chē)場(chǎng)上尋找租來(lái)的汽車(chē)。而一旦駕駛者進(jìn)入汽車(chē)，地址即可從PDA傳輸到車(chē)輛，無(wú)需現在繁瑣的鍵盤(pán)輸入方法，如果你正在駕駛，這么做也是不安全的。

把所有這些功能和信息都集成在智能鑰匙或智能卡，新的問(wèn)題又出現了：如果駕駛者遺失鑰匙，該怎么辦?最顯而易見(jiàn)的解決方案是PIN代碼，但這不方便。另一種方法是使用生物統計數據來(lái)識別鑰匙的主人。鑰匙鏈中的發(fā)射器所產(chǎn)生的紅外線(xiàn)可以與傳感器結合使用，來(lái)識別指紋的峰和谷。這一紅外線(xiàn)還能穿透皮膚，識別人體血液的血色素特征。