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應用于汽車防盜器的低功耗無匙進入加密收發(fā)器技術

作者: 時間:2012-04-01 來源:網絡 收藏

新一代系統(tǒng)

要開發(fā)出無機械鑰匙的汽車,首先要開發(fā)系統(tǒng)。新一代系統(tǒng)不同于以往的遙控無匙進入系統(tǒng),它可在用戶接近或觸摸門把手時即可自動識別駕駛者并打開車鎖。射頻識別(RFID)技術可以實現(xiàn)這種便利,并保證系統(tǒng)在任何情況下都能正確識別駕駛者。駕駛者隨身攜帶的識別器(通常是鑰匙鏈或信用卡形狀的裝置),內含一個或多個與RFID器件相連的天線?;咎炀€與這些天線耦合,為附近(比如50cm區(qū)域)的識別裝置提供磁場能量,可實現(xiàn)無電池備用功能。在遠距離范圍(如200cm),識別裝置中的天線接收經基站放大和處理過的數(shù)據。圖1為采用TI的三維天線模擬前端(3D AFE)的無匙進入系統(tǒng)框圖。

磁環(huán)天線產生的磁場會引起眾所周知的場分布,并在基站天線和識別裝置天線間形成耦合良好和完全無耦合的區(qū)域。無耦合的區(qū)域內當然沒有任何數(shù)據和能量傳遞,由于無匙進入系統(tǒng)的識別裝置在磁場中的位置是隨機的,因此,必須采取相應措施,盡量減小這種區(qū)域的范圍。

由基站產生旋轉磁場是一種解決方案,旋轉磁場可由正交天線產生。但此方法較為復雜,還常常受到汽車內天線空間小的限制。另一種替代方案較為簡便,即采用三維天線模擬前端芯片,如TMS37122。此芯片對來自多達三個天線的信號進行解調,如果天線正交放置,就可解調來自x、y和z三個座標的數(shù)據信息。這樣,即使汽車內的基站天線是簡單、經濟型的環(huán)形天線,也可使無耦合的區(qū)域最小。不管磁場中的識別裝置朝什么方向,總有一個天線能接收到足夠強的信號,覆蓋所需的工作范圍。另外,一個外部微控制器處理有關的協(xié)議,并響應三個天線接收的超高頻(UHF)身份查詢信號。

圖2即為三維天線模擬前端芯片—TMS37122的框圖。如圖所示,TMS37122最多可與三個低品質因數(shù)的天線電路相連。這三個天線均可接收125kHz到135kHz的低頻信號,其中一個天線信道(RF1)提供調制功能。這個天線可利用頻移鍵控(FSK)技術傳送低頻數(shù)據,因此與現(xiàn)有的收發(fā)器調制技術兼容。該調制功能常用于無電池的后備模式,當鑰匙電池電力不足時,基站通過磁場為識別裝置提供能量。

高于某一閾值的低頻載波信號觸發(fā)內部控制單元,以便檢測三個輸入信道RX1、RX2和RX3。一項特殊的協(xié)議可實現(xiàn)信道RXi的組合/選擇,并在很寬的工作范圍,確保性能得到提高。

內部觸發(fā)之后,控制單元一直監(jiān)視代表喚醒模式的射頻信號,僅在接收到存儲于該器件EEPROM中的喚醒模式信號時,才會對外部微控制器發(fā)出喚醒信號,隨后將解調數(shù)據傳送給微控制器。另外,將載波時鐘信號恢復就可以用作微控制器測量的時間基準,此技術能將備用電源的功耗降到最低。

無匙進入系統(tǒng)的關鍵問題之一是探測收發(fā)器的位置,尤其是區(qū)分它在車內還是車外。TMS37122器件提供了解決該問題的復雜內置功能。

本文總結

電子鎖自1993年問世以來,汽車射頻識別收發(fā)器市場迅速壯大。如今,安全和便利兩大需求的增長推動了這一市場的新發(fā)展,不斷向射頻識別供應商提出新的挑戰(zhàn)。隨著密碼技術的引入,以及與遙控無匙進入功能的融合,第四代收發(fā)器已經誕生。

隨著無匙進入系統(tǒng)在市場上取得成功,并大量應用于低檔汽車中,出現(xiàn)了可連接多達三個天線的多功能IC方案,它可處理所有協(xié)議并與第四代收發(fā)器技術完全兼容,而且在提高安全度的同時降低了成本。


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