遙控車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)的安全系統設計

　　一旦MAXl472的使能引腳電平有效,MAXl472僅需250μs便可使PLL和晶振穩定工作并發(fā)射數據。MAX1472使用基于晶體的PLL,避免了許多基于LC濾波或者SAW發(fā)送器的常見(jiàn)問(wèn)題。內部固有的晶體頻率精度需要更窄的接收機中頻帶寬,以改善系統靈敏度。使用MAXl473,可將中頻帶寬從600kHz減至50 kHz,獲得9 dB的靈敏度改善。靈敏度的改善意味著(zhù)RKE系統可實(shí)現更長(cháng)距離傳輸和更高的傳輸可靠性。

　　2.2車(chē)內接收模塊

　　車(chē)內接收模塊由射頻接收器、微控制器和汽車(chē)指令執行機構等組成。射頻接收器將接收到的00K調制數據解調為原始數據;微控制器將原始數據解碼去密得到有效的指令信息,并送給指令執行機構,由指令執行機構完成相應的動(dòng)作。

　　考慮到車(chē)內接收模塊要始終處于工作狀態(tài),微控制器仍使用快速低功耗的DS80C323,并由DS80C323控制接收器處于工作／休眠交替的間歇休眠狀態(tài)。

　　對于射頻接收器,使用與發(fā)射器MAXl472配對的MAXl473。MAXl473是一款完全集成的、低功耗、CMOS超外差ASK接收器,工作在300～450 MHz頻段,具有一114 dBm的高靈敏度、高于50 dB的鏡像載波抑制。這款芯片在關(guān)斷模式下電流消耗低于1．5μA,在接收模式電流消耗為5．2 mA。MAXl473可接收最高達100 kbps的數據速率,從關(guān)斷模式到有效數據輸出的過(guò)渡時(shí)間小于250 μs。MAXl473包含一個(gè)一級自動(dòng)增益控制(AGC)電路,在射頻輸入信號電平大于一57dBrm時(shí),可降低低噪聲放大器(LNA)35dB的增益。接收器使用帶有接收信號強度指示(RSSD的10．7 MHz中頻濾波器,帶有集成壓控振蕩器VCD的片上鎖相環(huán)(PLL)以及基帶數據恢復電路。MAXl473僅需很少的外圍元件即可構成RKE系統接收模塊的射頻前端,如圖3所示。

　　3　系統軟件流程設計

　　發(fā)射端軟件流程如圖4所示,接收端軟件流程如圖5所示。

　　按所處理任務(wù)的不同,接收模塊分為三種工作狀態(tài)：?jiǎn)拘雅c休眠交替的監聽(tīng)狀態(tài)、接收數據的狀態(tài)和處理接收數據的狀態(tài)。接收系統應始終處在間歇休眠的狀態(tài),以監聽(tīng)外來(lái)的信息。當收到有效的通信命令后,觸發(fā)系統接收數據。數據接收完畢后,對數據進(jìn)行相關(guān)的處理,并有執行機構完成相應的操作,而接收系統則重新進(jìn)入監聽(tīng)狀態(tài)。

　　4　 系統編碼解碼設計

　　總體上講,一個(gè)單向RKE系統由一個(gè)控制端(鑰匙扣發(fā)射模塊)與一個(gè)執行端(車(chē)內接收模塊)組成。其中控制端將控制信息經(jīng)過(guò)編碼、調制后發(fā)射,執行端則接收、解調、解碼并根據控制信息執行相應的操作。單向RKE系統的安全關(guān)鍵在于編碼。早期使用固定密碼方式容易受到“無(wú)線(xiàn)偵聽(tīng)”,易被破解。這里使用跳變密碼技術(shù),可有效地避免“無(wú)線(xiàn)偵聽(tīng)”,提高安全性。以下介紹系統編解碼設計原理。

　　系統通過(guò)微控制器DSC80C323軟件編程實(shí)現編解碼過(guò)程。

　　編碼過(guò)程如圖6(a)所示。編碼器檢測到按鍵輸入,把系統從省電狀態(tài)中喚醒,同步計數加l,與序列號一起經(jīng)密匙加密后形成密文數據,并同鍵值等數據發(fā)送出去。由于同步計數值每次發(fā)送都不同,即使是同一按鍵多次按下也不例外。同步計數自動(dòng)向前滾動(dòng),發(fā)送的碼字不會(huì )再發(fā)生。滾動(dòng)范圍為216個(gè)記數值。傳送過(guò)程中有新的鍵按下,則終止當前發(fā)送并開(kāi)始新的傳送;否則,不管是不是按鍵已經(jīng)松開(kāi),完成發(fā)送并進(jìn)入休眠狀態(tài)。

　　解碼過(guò)程如圖6(b)所示。解碼電路接收到數據包后,將鍵值與密文分開(kāi),并將密文用密匙解密后還原為序列號和同步計數值,并在核對序列號及同步計數值后依照鍵值驅動(dòng)相應的執行機構。

　　結語(yǔ)

　　汽車(chē)防盜、報警功能以及門(mén)禁控制將成為汽車(chē)安全控制系統必備的功能之一。通過(guò)對Maxim公司的發(fā)射器MAXl472、接收器MAXl473以及微控制器芯片DS80C323等器件的應用,得出一套較為完整的遙控車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)系統的原理和設計方案。該系統在低功耗、收發(fā)距離與可靠性以及安全性方面具有明顯的優(yōu)勢,可使RKE系統有效控制范圍擴大一倍。目前,我們正在這方面繼續努力,爭取開(kāi)拓更加廣闊的應用空間。