汽車已經征服了交通運輸行業,因為它已成為社會的基本組成部分。從那時起,制造了不同的汽車和交通工具,每種模型都超過了上一個制造的模型。隨著對汽車創新的指數增長的需求,對汽車安全性的需求也隨之而來。關于汽車安全性,也許使用最廣泛的應用是遠程無鑰匙進入(RKE)系統。
遠程無鑰匙進入(RKE)吸引了汽車購買者,RKE在新汽車上以及作為售后產品的普及證明了這一點。本應用筆記概述了RKE系統,并討論了它們如何滿足范圍,電池壽命,可靠性,成本和法規遵從性等要求。它顯示了一些電路和設計方法,并對未來的系統(包括雙向通信)提供了一些預測。
遠程無鑰匙進入(RKE)系統已經變得非常流行。在北美,新車中RKE系統的安裝率超過80%,在歐洲則超過70%。除了便利性的明顯優勢外,RKE驅動的車輛防盜技術還可最大程度地減少盜車的可能性。歐洲汽車制造商正在與保險公司合作,將該技術應用于車輛中,后者又將其作為獲得汽車保險的條件。這種趨勢始于德國,并有望在幾年內蔓延到整個歐洲。這些系統中的大多數采用單向(單工)通信。但是第二代和第三代系統可能會反駁該鑰匙,告訴您汽車需要左前輪胎中的汽油或更多壓力。
RKE系統由鑰匙扣(或鑰匙)中的RF發射器組成,該RF發射器將一小段數字數據發送到車輛中的接收器,在接收器中將其解碼并通過接收器控制的方式打開或關閉車門或后備箱。執行器。無線載頻目前在美國/日本為315MHz,在歐洲為433.92MHz(ISM頻段)。在日本,調制是頻移鍵控(FSK),但在世界上大多數其他地區,都使用幅度移鍵控或ASK。載波在兩個之間進行幅度調制
詳細的RKE描述和設計目標
典型的RKE系統(圖1)在鑰匙或鑰匙扣中包含一個微控制器。您可以通過按下喚醒微控制器的鍵上的按鈕來解鎖汽車。微控制器將64或128位的數據流發送到鑰匙的RF發送器,在此處調制載波并通過簡單的印刷電路環形天線輻射。(盡管效率很低,但作為PC板一部分制造的環形天線價格便宜,并且被廣泛使用。)
RKE系統由一個鑰匙扣電路(下圖)組成,該電路發送到車輛中的接收器(上圖)。
在車輛中,RF接收器捕獲該數據并將其定向到另一個微控制器,該微控制器對該數據進行解碼并發送適當的消息以啟動發動機或打開門。多按鈕鑰匙扣可以選擇打開駕駛員的車門,所有車門或行李箱等。
在2.4kbps至20kbps之間傳輸的數字數據流通常由數據前同步碼,命令代碼,一些校驗位和“滾動代碼”組成,通過在每次使用時自行更改來確保車輛安全。如果沒有此滾動代碼,則您發送的信號可能會意外解鎖另一輛車,或者落入竊賊的手中,后者可能會隨后使用它來獲得進入權限。
這些RKE系統的設計有幾個主要目標。像所有批量生產的汽車部件一樣,它們必須提供低成本和高可靠性。它們應該最大程度地減少發射器和接收器中的功率消耗,因為更換鑰匙扣中的電池很麻煩,而對汽車電池充電則很麻煩。除了這些要求之外,RKE系統設計人員還必須兼顧接收機靈敏度,載波容差和其他技術參數,以在低成本和最小電源電流所施加的約束范圍內實現最大傳輸范圍。
節電
由于電池壽命在RKE系統中非常重要,因此系統必須盡一切可能使工作電流和“準時”最小化。接收器PLL中的壓控振蕩器(VCO)提供了這種關注細節的好例子。接收者必須幾乎不間斷地檢查以避免錯過進入車輛的需求。為了節省功率,即使在兩次檢查之間的短暫間隔內,接收器也會嘗試盡可能頻繁地關閉電源。
鑰匙扣發送器通常連續發出四個10ms數據流(總計約40ms),以確保接收器至少捕獲其中之一。接收器每20ms輪詢一次,以解碼至少兩個數據流,以防止出現時序誤差和噪聲。它需要0.75毫秒的解碼時間(足以接收7或8個接收位)來確定數據是否令人感興趣。
為了監視密鑰發送,RKE接收器必須分配時間喚醒并穩定,然后再解碼輸入信號。
除了解碼時間以外,輪詢操作還必須首先為接收器電路騰出時間以“喚醒”并穩定下來。大多數放大器電路可以快速喚醒,但是VCO的晶體是機電組件,需要一些時間才能開始振蕩,并且需要更多的時間才能穩定在所需的頻率上。常規的超外差接收器為此需要2ms至5ms。但是,MAX1470VCO只需提供足夠的功率來維持晶體的振動,就可以在0.25ms內完成工作。因此,MAX1470每20ms僅喚醒1ms(解碼時為0.75ms,穩定時為0.25ms),從而檢測出密鑰卡傳輸(圖2)。快速喚醒MAX1470它還采用3.3V而不是5V供電,以節省凈能量,從而將電池壽命(與傳統的超高接收器相比)延長了四到五倍。
結論
汽車安全性是發展遠程無鑰匙進入(RKE)的主要原因。本應用筆記描述了RKE系統的基本組成部分和功能。還解決了它的優點和主要功能。此外,還介紹了系統中采用的最新創新的更新,以及即將應用的未來可能的改進。
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