在我們的日常生活中汽車已不僅僅扮演代步工具的角色,，人們賦予了它更多的生活色彩。汽車的安全與防盜也變得非常重要,。
遙控鑰匙（RKE）的為人們帶來(lái)了很好的用戶體驗(yàn),，滿足了人們對(duì)便利性及舒適性的要求，但由于其射頻單向通訊的技術(shù)限制,，在安全性上有其自身的不足,。恩智浦半導(dǎo)體（以下簡(jiǎn)稱NXP）適時(shí)推出的集成方案（Combi）把引擎防盜和遙控鑰匙合二為一，用一顆芯片來(lái)實(shí)現(xiàn),，既提高了系統(tǒng)的安全性,，又降低了整個(gè)鑰匙的成本，逐漸替代獨(dú)立的遙控鑰匙成為歐美日市場(chǎng)上的主流方案,。當(dāng)然,，在射頻通訊上其依然保留單向通訊，安全性并沒(méi)有本質(zhì)的提高,。
2003,，NXP推出了無(wú)鑰匙系統(tǒng)（PKE或稱PEPS），徹底改變了汽車安防應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展前景,，給用戶帶來(lái)了全新舒適與便利的體驗(yàn)：車主在整個(gè)駕車過(guò)程中都完全不需要使用鑰匙,，只需要隨身攜帶。當(dāng)車主進(jìn)入車子附近的有效范圍時(shí),，車子會(huì)自動(dòng)檢測(cè)鑰匙并進(jìn)行身份識(shí)別,，如成功會(huì)相應(yīng)的打開(kāi)車門或后備箱；當(dāng)車主進(jìn)入車內(nèi),，只需要按引擎啟動(dòng)按鈕,，車子會(huì)自動(dòng)檢測(cè)鑰匙的位置，判斷鑰匙是否在車內(nèi),，是否在主駕位置,，如成功則發(fā)動(dòng)引擎。千萬(wàn)不要小瞧這個(gè)看似不起眼的改變,，它在簡(jiǎn)化你的生活方面發(fā)揮著重大作用,。無(wú)鑰匙系統(tǒng)絕不僅僅是帶來(lái)了舒適與方便，其在安全性方面也有了本質(zhì)的提高,，通過(guò)低頻和射頻的雙向通訊,，汽車與鑰匙之間可以完成復(fù)雜的雙向身份認(rèn)證，在安全性方面與引擎防盜類似,，要遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)的遙控鑰匙,。從2003年少量高端車型成功量產(chǎn)無(wú)鑰匙系統(tǒng)開(kāi)始,，全球市場(chǎng)用了兩到三年的時(shí)間推廣普及這一技術(shù)，目前,，幾乎全球每一個(gè)主流車廠都有應(yīng)用NXP的無(wú)鑰匙產(chǎn)品,，覆蓋中高端的車型，甚至是低端車型,。
我們一起看一下這一技術(shù)到底是如何實(shí)現(xiàn)的,。如圖二所示，無(wú)鑰匙系統(tǒng)共需要檢測(cè)判斷三種區(qū)域：灰色的車外區(qū)域,，淡粉色的車內(nèi)區(qū)域以及灰白色的主駕位置,。其中灰色的陰影區(qū)包括三部分，分別表示主駕,，副駕,，后備箱的車門控制的有效區(qū)域，當(dāng)車主帶著鑰匙進(jìn)入這一位置時(shí),，車子跟鑰匙間就可以建立起有效通訊,，通過(guò)低頻信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)檢測(cè)，車子可以判斷出鑰匙的相應(yīng)位置,，由此決定打開(kāi)對(duì)應(yīng)的車門,。淡粉色的車內(nèi)區(qū)域是整個(gè)PKE系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，要精確的判斷鑰匙是否在車內(nèi),，來(lái)決定車門狀態(tài)以及發(fā)動(dòng)機(jī)是否可以啟動(dòng),。在一些高端車型的設(shè)計(jì)中還會(huì)檢測(cè)灰白色的主駕區(qū)域，鑰匙是否有效,，主駕位置是否有人,，避免諸如兒童誤操作導(dǎo)致的引擎啟動(dòng)；另外還可能包括后備箱內(nèi)區(qū)域的檢測(cè),，為防止鑰匙被誤鎖入后備箱。
綜上所述,，我們可以發(fā)現(xiàn)在無(wú)鑰匙系統(tǒng)中,，區(qū)域檢測(cè)是一個(gè)非常重要且區(qū)別于以往各種汽車安防產(chǎn)品的技術(shù)，因而區(qū)域檢測(cè)的精度就成為衡量一個(gè)無(wú)鑰匙系統(tǒng)好壞的重要參數(shù),。目前市場(chǎng)上主要有兩種相應(yīng)技術(shù),，其一是通過(guò)調(diào)節(jié)低頻信號(hào)靈敏度強(qiáng)弱進(jìn)而根據(jù)通訊是否穩(wěn)定進(jìn)行模糊判斷，其精度有限但實(shí)現(xiàn)方便,；其二是基于接收低頻信號(hào)的強(qiáng)度檢測(cè)來(lái)判斷,，即RSSI（ReceivedSignalStrengthIndication），根據(jù)低頻信號(hào)的大小來(lái)計(jì)算鑰匙與車內(nèi)低頻天線的相對(duì)距離,，通過(guò)多根低頻天線交叉覆蓋范圍,，精確定位鑰匙的具體位置,。
NXP的產(chǎn)品全部采用第二種技術(shù)。為達(dá)到理想的性能參數(shù),，NXP提供了最小2.5mV的三維低頻接受前端的信號(hào)靈敏度,，而典型的靈敏度值可以達(dá)到1mV。不同于其他解決方案的逐次逼近式（SuccessiveApproximation）ADC,，NXP采用12位的Sigma-Delta（Σ- Δ）ADC,，通過(guò)多點(diǎn)采樣平均來(lái)消除噪聲干擾，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的最好的車內(nèi)車外檢測(cè)精度高達(dá)2cm,。目前,，車廠通常要求的車內(nèi)車外檢測(cè)精度為5～10cm。
無(wú)鑰匙系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖三所示,，左側(cè)為汽車端,，包括主控制器（BodyControlUnit），車門把手和后備箱把手觸發(fā)模塊,，引擎一鍵啟動(dòng)模塊,，引擎防盜基站模塊（IMMOBasestation），低頻發(fā)射模塊和射頻接收模塊,。其中三個(gè)綠色的模塊主要是用來(lái)觸發(fā)整個(gè)系統(tǒng),，當(dāng)車主拉動(dòng)車門或按下一鍵啟動(dòng)按鈕，相應(yīng)的模塊會(huì)發(fā)送中斷信號(hào)來(lái)喚醒主控MCU,，開(kāi)始整個(gè)通訊過(guò)程,。常見(jiàn)的無(wú)鑰匙系統(tǒng)工作模式分兩大類：觸發(fā)模式和掃描模式（polling），其中觸發(fā)模式分為機(jī)械觸發(fā)和電子感應(yīng)觸發(fā),，這里需要綜合考慮系統(tǒng)成本和系統(tǒng)性能,，例如整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。引擎防盜基站模塊是低頻通訊模塊（125KHz）,，用來(lái)實(shí)現(xiàn)跟鑰匙的近距離通訊,，發(fā)動(dòng)引擎，這一功能是備用方案,，又稱“無(wú)電模式”,，只有在鑰匙電池耗盡或者有意外干擾無(wú)鑰匙系統(tǒng)導(dǎo)致無(wú)法正常工作時(shí)才會(huì)采用。
這種情況下,，用戶只需要手持鑰匙放在固定位置（例如凹槽）,，鑰匙就可以跟基站建立通訊，進(jìn)行身份認(rèn)證來(lái)啟動(dòng)引擎,。NXP的無(wú)鑰匙系統(tǒng)PCF7952和 PCF7953的一大特色就是芯片本身集成了引擎防盜功能,，完全兼容NXP的所有Transponder產(chǎn)品，包含PCF7936,。這極大的提高了系統(tǒng)的可靠性而且不需要額外增加成本,，具體細(xì)節(jié)后續(xù)還會(huì)提到,。