智能無線通訊在促進(jìn)汽車安全應(yīng)用中的作用
汽車電子工業(yè)對電子元器件的消費(fèi)需求呈現(xiàn)持續(xù)高漲的發(fā)展態(tài)勢,而基于汽車安全保護(hù)方面的應(yīng)用也不斷發(fā)展。由于汽車駕駛?cè)藛T和ZF機(jī)構(gòu)方面施加的影響,以及汽車制造廠商自身希望提高其市場份額的需求,汽車安全性對于汽車制造廠商來講異常重要。智能無線通信技術(shù)是由遙控?zé)o鑰門禁應(yīng)用演變發(fā)展而來的。廉價(jià)智能應(yīng)答器的問世,標(biāo)志著智能無線通信系統(tǒng)正在成為一種新的發(fā)展趨勢。在現(xiàn)有遙控?zé)o鑰門禁（RKE）系統(tǒng)中,汽車駕駛?cè)藛T通過按下一個(gè)發(fā)射無線信號(hào)的按鈕來開/鎖車門。使用新型的汽車接入系統(tǒng)后,駕駛?cè)藛T僅需隨身攜帶一個(gè)應(yīng)答器就可以輕松實(shí)現(xiàn)上述操作。這種新型的汽車進(jìn)入系統(tǒng)被稱為被動(dòng)無鑰門禁系統(tǒng)（PKE）。
PKE系統(tǒng)無需人為干預(yù)就可以自動(dòng)執(zhí)行對用戶的身份識(shí)別。這種安全保護(hù)系統(tǒng)需要加入智能機(jī)制來保證在任何應(yīng)用場合下操作的可靠性,而免提操作系統(tǒng)的可靠性主要依賴于應(yīng)答器中模擬檢測電路的性能。本文將深入探討典型PKE系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題及其解決方案。
下面將首先介紹什么是智能無線通訊,并介紹幾個(gè)簡單的應(yīng)用示例。然后將對智能無線通訊中的兩個(gè)重要功能：可編程數(shù)字喚醒濾波器和幅值靈敏度及調(diào)制深度進(jìn)行闡述。最后,將展示一個(gè)智能被動(dòng)無鑰門禁（PKE）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)示例。
什么是智能無線通訊？ 目前普遍應(yīng)用的無鑰門禁系統(tǒng)由兩個(gè)單元組成。一個(gè)是基站單元,由單片機(jī)和高頻接收器構(gòu)成。另一個(gè)是可以隨身攜帶的發(fā)送器單元,由一個(gè)高頻發(fā)送器和單片機(jī)組成。當(dāng)用戶通過按鈕啟動(dòng)發(fā)送器時(shí),發(fā)送器會(huì)加密代碼,把信號(hào)發(fā)給基站。但這并不是智能的無線通信系統(tǒng),智能無線通信系統(tǒng)應(yīng)具備以下特點(diǎn)：1、自動(dòng)操作,使用者無需按任何按鈕,系統(tǒng)自己可以檢測和發(fā)送信號(hào);2、100％獨(dú)立;3、在不同的環(huán)境下可以自己學(xué)習(xí)和適應(yīng),在有噪音的情況下,可以排除噪音,正常工作。
構(gòu)建這樣一個(gè)智能系統(tǒng)有很多要求,其中幾個(gè)最簡單的要求及相應(yīng)解決方案如下： 1、體積小、成本低;解決方案是采用一枚智能單片機(jī)（MCU）,單片機(jī)集成了數(shù)字和模擬前端電路。
2、經(jīng)濟(jì)的雙向通訊;解決方案是基站命令用125kHz,響應(yīng)用UHF。
3、通訊距離大于2米;解決方案是應(yīng)答器具有高輸入靈敏度,以便檢測基站命令。
4、工作在噪聲環(huán)境下（因?yàn)橐话愕沫h(huán)境下有很多噪音、干擾）;解決方案是高輸入調(diào)制深度靈敏度。
5、消除天線方向性;解決方案是在應(yīng)答器板上使用三付正交放置的LF天線。
6、電池壽命長;解決方案是使用喚醒濾波器。
7、數(shù)據(jù)安全性;解決方案是使用加密/解密算法。
圖1是1個(gè)智能被動(dòng)無鑰門禁(PKE)系統(tǒng)示例。它同目前普遍使用的無匙門禁系統(tǒng)有所不同。左邊的基站部分除單片機(jī)和高頻發(fā)送器外,還有1個(gè)低頻發(fā)送器/接收器;基站發(fā)出125kHz的低頻命令,右邊的智能接收器收到信號(hào)后,進(jìn)行處理。信號(hào)達(dá)到一定的要求,就可以使用高頻或低頻作為響應(yīng)。在智能接收器中有3個(gè)方向（X、Y、Z）的天線,從而能保證可以收到從任意方向過來的信號(hào)。另外,用戶不需按任何按鈕,智能接收器就可以自動(dòng)接收和發(fā)送信號(hào)。
PKE應(yīng)答器原理圖如圖2所示。MCU是PIC16F639。639由另一個(gè)單片機(jī)63**模擬前端MCP2030組成。636具有Microchip專利的KEELOQ加密和解密方式。如果不需要使用這種加密方式,也可以將MCP2030同別的單片機(jī)組合在一起。
