被動門禁系統(tǒng)中RF設(shè)計的考慮事項

引言

被動門禁 (Passive Entry, PE)系統(tǒng)在汽車舒適度和安全性方面正在引領(lǐng)一個新的發(fā)展趨勢。盡管這種技術(shù)幾年前就已經(jīng)問世了，但直到最近才開始快速流行，主要是因為系統(tǒng)集成度不斷提高，使系統(tǒng)成本得以大幅度降低。

就完全性而言，遙控?zé)o匙門禁(Remote Keyless Entry, RKE)系統(tǒng)是交互式的，即用戶必須按下鑰匙才能打開車門；而被動門禁系統(tǒng)則是被動式的，也就是說，它們無需用戶做出任何交互式動作就可以打開車門。當(dāng)用戶準備進入車輛時，通過拉門柄的動作觸發(fā)PE系統(tǒng)發(fā)射低頻Low frequency, LF)信號。幾毫秒內(nèi)密鑰卡接收到LF信號，并對接收到的數(shù)據(jù)包進行加密，然后經(jīng)由射頻(RF)信道把加密信號發(fā)送給車輛作確認。

被動門禁系統(tǒng)還可以包含一個被動式引擎發(fā)動功能，即被動門禁啟動(Passive Entry Go, PEG)。只要系統(tǒng)確認密鑰卡在車輛里面，則駕駛員一坐上駕駛席就會觸發(fā)LF電路。在驗證確認并且完成位置測量之后，只需按下啟動鍵就可以發(fā)動引擎。

這兩種情況都是通過密鑰卡來接收純文本數(shù)據(jù)，并利用功能強大的硬件加密模塊(如AES-28模塊)對之進行加密，然后再把加密數(shù)據(jù)返回給車輛以做驗證。

PE密鑰卡采用小型鋰電池，為數(shù)據(jù)接收、加密及傳輸提供電源。被動門禁系統(tǒng)中的密鑰卡經(jīng)專門設(shè)計來確保盡可能長的電池壽命。如果電池快將用完，密鑰卡就會進入一個緊急模式，通過LF線圈獲得足夠的磁場能量來實現(xiàn)無電池工作。這時需要把密鑰卡放置在車門線圈附近的位置。在這種情況下，系統(tǒng)只會通過LF信道進行通信。

典型的PE系統(tǒng)

一個典型的PE系統(tǒng)是由汽車車內(nèi)部分和一個密鑰卡子系統(tǒng)組成，這兩者作為通信對等點，建立有兩條通信鏈路：(1) LF上行鏈路：車輛到密鑰卡，(2) 超高頻(UHF)下行鏈路：密鑰卡到車輛 (見圖1)。

圖1 被動門禁系統(tǒng)的模塊示意圖

車內(nèi)部分

當(dāng)用戶拉動汽車門柄時，車輛中的天線驅(qū)動器便會產(chǎn)生LF場。這種變化激活中央儀表板的控制器，請求密鑰卡啟動LF通信。通常每扇車門內(nèi)都安裝有LF天線線圈，由天線驅(qū)動器單元驅(qū)動 (一個天線驅(qū)動器單元可以驅(qū)動多個天線線圈，比如，ATA5279就能夠驅(qū)動多達6個不同的天線線圈)。系統(tǒng)采用一個UHF接收器模塊來接收從密鑰卡發(fā)出的RF數(shù)據(jù)，以支持RF鏈路。接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)加密后再被發(fā)送回儀表板控制器，然后通過軟件進行解密(AES-128)。