無鑰匙系統(tǒng)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(yīng)的在車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)，用來連接外圍3D天線。在無鑰匙系統(tǒng)中，鑰匙端需要外置3D低頻天線，可以接收檢測(cè)外部空間的3D能量場(chǎng)強(qiáng)，分別為X，Y，Z軸，通過疊加3個(gè)方向上的能量，可以保證鑰匙在任何角度都能檢測(cè)到同樣的場(chǎng)強(qiáng)。其中的一軸天線還被復(fù)用為IMMO的功能，實(shí)現(xiàn)無電模式下的引擎啟動(dòng)。通過上行和下行鏈路，鑰匙跟汽車可以建立起雙向通訊，進(jìn)行復(fù)雜的身份認(rèn)證。最新的一代認(rèn)證技術(shù)稱為交互認(rèn)證技術(shù)(Mutual-Authentication)，不僅僅需要汽車來認(rèn)證鑰匙，同時(shí)也需要鑰匙來判斷車子是否合法，任何錯(cuò)誤都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)通訊結(jié)束，以此來保證系統(tǒng)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(tǒng)工作有效距離為2.5m左右，而實(shí)際有效開關(guān)門距離為1.5m～2m。除了車內(nèi)外檢測(cè)精度以外，鑰匙端的功耗也是衡量一個(gè)無鑰匙系統(tǒng)好壞的重要指標(biāo)，PCF7952自帶的電源管理模塊可以最大程度的降低整個(gè)系統(tǒng)功耗，一套成熟的無鑰匙系統(tǒng)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(zhǎng)達(dá)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(近距離無線通信)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、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(shí)別。RFID是繼無所不在的條形碼之后出現(xiàn)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(jì)算機(jī)內(nèi)存芯片，因此接收到查詢信號(hào)后，它所完成的遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止指出ID號(hào)碼這一功能。

GPS—全球定位系統(tǒng)。如今，GPS已在高端車型中得到應(yīng)用，駕駛者可以在存儲(chǔ)于CD-ROM并顯示在儀表板的地圖上確定自己車輛的位置。GPS還應(yīng)用于汽車后裝市場(chǎng)。GPS從圍繞地球旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星接收信號(hào)，進(jìn)行三角測(cè)量，得出您汽車的位置。商用汽車系統(tǒng)大約可精確到10米，軍用系統(tǒng)就更精確了。

NFC—近距離無線通信。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線技術(shù)，可以非常方便地實(shí)現(xiàn)個(gè)人通信和便攜式設(shè)備間的連接，恩智浦半導(dǎo)體和索尼等大型企業(yè)都支持該標(biāo)準(zhǔn)。2003年11月，NFC已經(jīng)通過ISO/IEC(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國(guó)際電工委員會(huì))認(rèn)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)過優(yōu)化，無需用戶配置即可在各種設(shè)備之間進(jìn)行直觀、簡(jiǎn)便、安全的通信。用戶只需將兩臺(tái)設(shè)備互相靠近，即可進(jìn)行通信。

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

用戶無需填寫表格，只要在讀卡器前晃動(dòng)具有NFC功能的手機(jī)，所需的用戶信息瞬間都會(huì)傳輸?shù)竭B接讀卡器的PC中，相應(yīng)的入場(chǎng)券即已在旁邊打印好。

RFID在汽車中的應(yīng)用

RFID在汽車中最早的應(yīng)用是1993至1994年的汽車電子引擎防盜技術(shù)。在汽車中集成 RFID 的下一個(gè)重要應(yīng)用是“無鑰匙進(jìn)入”，2003年在恩智浦半導(dǎo)體(當(dāng)時(shí)為飛利浦半導(dǎo)體)的領(lǐng)導(dǎo)下進(jìn)行。“無鑰匙進(jìn)入”要求駕駛者在汽車附近即可，而不必將鑰匙鏈或智能卡從口袋或錢包中取出。

只要拉動(dòng)駕駛位的門把手即可激活車內(nèi) RFID 收發(fā)器中的喚醒模式。此時(shí)RFID收發(fā)器會(huì)掃描周圍區(qū)域，以識(shí)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車門。

便捷功能由從此開始。一旦車主身份得到確認(rèn)，系統(tǒng)會(huì)驗(yàn)證鑰匙是否在車內(nèi)，如果在的話，只需按一下儀表板上的按鈕即可啟動(dòng)車輛。

用戶還可通過嵌入式計(jì)算機(jī)內(nèi)存和無線通信的結(jié)合，在鑰匙或卡中存儲(chǔ)服務(wù)、維修和客戶記錄，目前這一功能已經(jīng)可以使用。

在修理廠的服務(wù)臺(tái)添加一個(gè)發(fā)射器即可輕松傳輸維修、診斷和里程數(shù)據(jù)。實(shí)際上，即使汽車正在遠(yuǎn)離服務(wù)站的地方行使，某些診斷數(shù)據(jù)也可通過車內(nèi)系統(tǒng)傳輸?shù)叫酒?。進(jìn)入修理廠后，維修員可以利用這些信息進(jìn)行評(píng)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(yīng)用于其他場(chǎng)所。停車場(chǎng)和收費(fèi)站不再需要通過另外一臺(tái)設(shè)備，而只需通過鑰匙即可無縫監(jiān)視汽車的進(jìn)、出和付費(fèi)情況，用戶還可通過汽車信息娛樂系統(tǒng)以新的方式訪問和傳輸內(nèi)容。

汽車尋找功能

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

用戶可以選擇在鑰匙鏈中集成GPS芯片，或者利用手機(jī)、PDA等其他常用移動(dòng)設(shè)備中集成度不斷增長(zhǎng)的GPS。在這一領(lǐng)域，NFC將帶來更優(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(jī)或PDA上的全部信息連接到鑰匙，并進(jìn)一步連接到汽車本身。在“尋找汽車”的方案中，NFC將用來將汽車坐標(biāo)發(fā)送到PDA。啟用了GPS的 PDA可辨認(rèn)自己的坐標(biāo)。唯一缺少的是地圖，而地圖也可以存儲(chǔ)在PDA或手機(jī)上。

另外值得一提的是，即時(shí)駕駛的是租來的汽車，“尋找汽車”的功能也同樣有效。首先，它可以有效地幫助用戶在出租公司的停車場(chǎng)上尋找租來的汽車。而一旦駕駛者進(jìn)入汽車，地址即可從PDA傳輸?shù)杰囕v，無需現(xiàn)在繁瑣的鍵盤輸入方法，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，新的問題又出現(xiàn)了：如果駕駛者遺失鑰匙，該怎么辦?最顯而易見的解決方案是PIN代碼，但這不方便。另一種方法是使用生物統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來識(shí)別鑰匙的主人。鑰匙鏈中的發(fā)射器所產(chǎn)生的紅外線可以與傳感器結(jié)合使用，來識(shí)別指紋的峰和谷。這一紅外線還能穿透皮膚，識(shí)別人體血液的血色素特征。