基于MAXQ3212和MAXl473的汽車無線遙控開門系統(tǒng)設計方案

2.3 RF信號如何解碼

MAXl473接收器提供一路數(shù)字信號輸出（DATAOUT）。由于RF噪聲一直存在，無論鑰匙鏈實際上是否在發(fā)送數(shù)據(jù)，該引腳都將連續(xù)轉(zhuǎn)換狀態(tài)。為將該噪聲與信號區(qū)分開來，MAXQ微控制器必須采用一個小型軟件狀態(tài)機，測量上升沿和下降沿信號之間的時間，以識別前同步碼。

而測量邊沿間隔的最有效方法是使用中斷觸發(fā)技術。MAXQ可編程為上升沿或下降沿觸發(fā)中斷。將中斷設置為“上升沿”觸發(fā)，即開始測量。一旦探測到上升沿，復位并重啟定時器，同時將中斷觸發(fā)邊沿設置為“下降”沿。到下降沿時，中斷處理程序讀取定時器的值。這可用一小段程序以示一個代碼段，該代碼段讀取和復位定時器，然后轉(zhuǎn)換中斷觸發(fā)信號的極性。如果邊沿間隔與8400bps數(shù)據(jù)率（加／減一個合理的容限）匹配，并檢測到協(xié)議所指定的同步脈沖數(shù)，則微控制器軟件狀態(tài)機切換到接收模式，開始解析余下的數(shù)據(jù)包。

　2.4 關于數(shù)據(jù)流--曼徹斯特編碼的使用

3 智能無線遙控開門系統(tǒng)

利用兩個頻率可實現(xiàn)低成本雙向通信收發(fā)器，其中125kHz用于接收數(shù)據(jù)，UHF（315、433868或915MHz）用于發(fā)射數(shù)據(jù)。由于125kHz信號的傳播能力不強，因此雙向通信的范圍通常在三米以下。

在此類智能無線遙控開門系統(tǒng)中，控制器（接收器）利用125kHz頻率發(fā)送命令，同時不斷搜索有效范圍內(nèi)收發(fā)器（在此的發(fā)射器稱收發(fā)器更為確切）發(fā)出的UHF頻率信號。而該智能收發(fā)器通常處于接收模式，等待有效的125kHz控制器命令。如果接收到有效的控制器命令，那么收發(fā)器將通過UHF頻率做出響應。這就是通常所說的新型被動遙控開門（PKE）系統(tǒng)。

而傳統(tǒng)遙控開門系統(tǒng)中的發(fā)射器和新型被動遙控開門系統(tǒng)中的收發(fā)器之間最大的差別是后者擁有用于雙向通信的125kHz電路。并利用包括數(shù)字和低頻前端電路的集成片上系統(tǒng)（SoC）智能MCU可以實現(xiàn)低成本無線遙控開門系統(tǒng)（PKE）的收發(fā)器。圖6為智能無線遙控開門系統(tǒng)示意圖。

由于智能無線遙控開門系統(tǒng)收發(fā)器的工作依賴于與控制器間的自動通信，不需要人機接口，因此系統(tǒng)工作的可靠性直接依賴于控制器和收發(fā)器之間的信號狀況。

圖6所示智能無線遙控開門系統(tǒng)收發(fā)器上的按鈕用于可選操作，但開車門的動作并不需要人工干擾即可自動完成。智能無線遙控開門系統(tǒng)應用的雙向通信順序如下：控制器利用125kHz頻率發(fā)送命令；收發(fā)器利用三個正交排列的125kHz共振天線接收125kHz控制器命令；如果命令正確，收發(fā)器通過一個UHF發(fā)射器發(fā)送響應（加密數(shù)據(jù)）；控制器接收到響應數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)正確則激活開關打開車門。

收發(fā)器的低頻率天線（例如125kHz）采用的是LC諧振電路。當控制器天線發(fā)射的電磁波磁場通過收發(fā)器的線圈天線時，LC諧振電路感生出電壓。在LC諧振電路物理限制給定的情況下，收發(fā)器的輸入接收電壓在LC電路調(diào)諧到控制器命令的載波頻率（125kHz），或天線線圈（電感L）正對著控制器天線時，輸入接收電壓達到最大。

收發(fā)器中的智能MCU同時包括了低頻（LF）前端和數(shù)字部分。LF前端部分不斷尋找輸入信號。與此同時，數(shù)字電路部分則處于睡眠模式以減少電池消耗。只有在接收到正確的控制器命令時，數(shù)字電路部分才會被喚醒（類似圖5MAX1471方框中喚醒MCU引腳功能）。通過在LF前端部分采用特殊的喚醒濾波器可以做到這一點。通過對LF檢測電路進行編程，使得只有輸入信號帶有預先設定的頭標志時才會產(chǎn)生輸出。

4 智能無線遙控開門系統(tǒng)收發(fā)及其應用

（1） 利用微控制器PIC16F639 MCU構(gòu)成的智能無線遙控開門系統(tǒng)收發(fā)器。

圖7所示為方案圖。收發(fā)器采用三個正交放置的天線LCX、LCY、LCZ來探測來自X，Y和Z方向的輸入信號。由于其通用的智能功能，以及其低成本優(yōu)勢，智能收發(fā)器能夠用于多種應用，特別是汽車和安全行業(yè)中的應用。采用智能MCU的被動遙控開門（PKE）收發(fā)配置實例，收發(fā)器采用三個正交放置的天線來探測來自X，Y和Z方向的輸入信號。


（2） 汽車行業(yè)：智能被動遙控開門系統(tǒng)；遙控車庫門鎖和開門系統(tǒng)；引擎啟動控制與輪胎壓力監(jiān)控系統(tǒng)（如圖5所示）LF啟動傳感器。

（3） 安全行業(yè)：長距離訪問控制；停車位控制；自動房門開關。

利用雙向通信方法可以實現(xiàn)智能無線汽車通信。采用集成式片上系統(tǒng)（SoC）智能微控制器（MCU）可以實現(xiàn)低成本雙向通信收發(fā)器。通過在收發(fā)器中增加一個簡單的電壓充電電路，利用輸入的低頻率控制器命令來生成一個直流電壓，那么還可以實現(xiàn)無電池工作。

5 結(jié)語

安全和保密功能是汽車安全問題中的關鍵。汽車中不斷增加的通信應用使得安全和保密功能被集成到更廣泛的汽車平臺中。不斷發(fā)展的無線通信技術可以將汽車中的獨立子系統(tǒng)整合起來。應該說基于用微控制器構(gòu)建的無線遙控開門系統(tǒng)的開發(fā)前景看好。