遙控車門開關(guān)的安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　一旦MAXl472的使能引腳電平有效,MAXl472僅需250μs便可使PLL和晶振穩(wěn)定工作并發(fā)射數(shù)據(jù)。MAX1472使用基于晶體的PLL,避免了許多基于LC濾波或者SAW發(fā)送器的常見問題。內(nèi)部固有的晶體頻率精度需要更窄的接收機(jī)中頻帶寬,以改善系統(tǒng)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RKE系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)距離傳輸和更高的傳輸可靠性。

　　2.2車內(nèi)接收模塊

　　車內(nèi)接收模塊由射頻接收器、微控制器和汽車指令執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成。射頻接收器將接收到的00K調(diào)制數(shù)據(jù)解調(diào)為原始數(shù)據(jù);微控制器將原始數(shù)據(jù)解碼去密得到有效的指令信息,并送給指令執(zhí)行機(jī)構(gòu),由指令執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成相應(yīng)的動(dòng)作。

　　考慮到車內(nèi)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(duì)于射頻接收器,使用與發(fā)射器MAXl472配對(duì)的MAXl473。MAXl473是一款完全集成的、低功耗、CMOS超外差A(yù)SK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(dá)100 kbps的數(shù)據(jù)速率,從關(guān)斷模式到有效數(shù)據(jù)輸出的過渡時(shí)間小于250 μs。MAXl473包含一個(gè)一級(jí)自動(dòng)增益控制(AGC)電路,在射頻輸入信號(hào)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(hào)強(qiáng)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(shù)據(jù)恢復(fù)電路。MAXl473僅需很少的外圍元件即可構(gòu)成RKE系統(tǒng)接收模塊的射頻前端,如圖3所示。

　　3　系統(tǒng)軟件流程設(shè)計(jì)

　　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(jiān)聽狀態(tài)、接收數(shù)據(jù)的狀態(tài)和處理接收數(shù)據(jù)的狀態(tài)。接收系統(tǒng)應(yīng)始終處在間歇休眠的狀態(tài),以監(jiān)聽外來的信息。當(dāng)收到有效的通信命令后,觸發(fā)系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)接收完畢后,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的處理,并有執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成相應(yīng)的操作,而接收系統(tǒng)則重新進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài)。

　　4　 系統(tǒng)編碼解碼設(shè)計(jì)

　　總體上講,一個(gè)單向RKE系統(tǒng)由一個(gè)控制端(鑰匙扣發(fā)射模塊)與一個(gè)執(zhí)行端(車內(nèi)接收模塊)組成。其中控制端將控制信息經(jīng)過編碼、調(diào)制后發(fā)射,執(zhí)行端則接收、解調(diào)、解碼并根據(jù)控制信息執(zhí)行相應(yīng)的操作。單向RKE系統(tǒng)的安全關(guān)鍵在于編碼。早期使用固定密碼方式容易受到“無線偵聽”,易被破解。這里使用跳變密碼技術(shù),可有效地避免“無線偵聽”,提高安全性。以下介紹系統(tǒng)編解碼設(shè)計(jì)原理。

　　系統(tǒng)通過微控制器DSC80C323軟件編程實(shí)現(xiàn)編解碼過程。

　　編碼過程如圖6(a)所示。編碼器檢測(cè)到按鍵輸入,把系統(tǒng)從省電狀態(tài)中喚醒,同步計(jì)數(shù)加l,與序列號(hào)一起經(jīng)密匙加密后形成密文數(shù)據(jù),并同鍵值等數(shù)據(jù)發(fā)送出去。由于同步計(jì)數(shù)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(jì)數(shù)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(shù)值。傳送過程中有新的鍵按下,則終止當(dāng)前發(fā)送并開始新的傳送;否則,不管是不是按鍵已經(jīng)松開,完成發(fā)送并進(jìn)入休眠狀態(tài)。

　　解碼過程如圖6(b)所示。解碼電路接收到數(shù)據(jù)包后,將鍵值與密文分開,并將密文用密匙解密后還原為序列號(hào)和同步計(jì)數(shù)值,并在核對(duì)序列號(hào)及同步計(jì)數(shù)值后依照鍵值驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

　　結(jié)語(yǔ)

　　汽車防盜、報(bào)警功能以及門禁控制將成為汽車安全控制系統(tǒng)必備的功能之一。通過對(duì)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(yīng)用,得出一套較為完整的遙控車門開關(guān)系統(tǒng)的原理和設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)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(shì),可使RKE系統(tǒng)有效控制范圍擴(kuò)大一倍。目前,我們正在這方面繼續(xù)努力,爭(zhēng)取開拓更加廣闊的應(yīng)用空間。