在汽車(chē)內(nèi)部的指令和控制系統(tǒng)中,由于相對(duì)較短的通信距離和各個(gè)子系統(tǒng)都位置固定,再加上安全和可靠性等因素,使無(wú)線(xiàn)通信在汽車(chē)電子中的應(yīng)用受到限制,給人的印象是必要性不大。另外,控制區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(ControlAreaNetwork)總線(xiàn)的出現(xiàn)也使系統(tǒng)的連接大為簡(jiǎn)化,重量減輕很多。然而,在汽車(chē)中心有些應(yīng)用如遙控開(kāi)鎖(RemoteKeylessEntry,RKE)以及輪胎壓力感測(cè)(TirePressureSensing,TPS)等,無(wú)線(xiàn)連接則能非常簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)。無(wú)源遙控開(kāi)鎖遙控開(kāi)鎖技術(shù)自
在汽車(chē)內(nèi)部的指令和控制系統(tǒng)中,由于相對(duì)較短的通信距離和各個(gè)子系統(tǒng)都位置固定,再加上安全和可靠性等因素,使無(wú)線(xiàn)通信在汽車(chē)
電子中的應(yīng)用受到限制,給人的印象是必要性不大。另外,控制區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(Control Area Network)總線(xiàn)的出現(xiàn)也使系統(tǒng)的連接大為簡(jiǎn)化,重量減輕很多。然而,在汽車(chē)中心有些應(yīng)用如遙控開(kāi)鎖(Remote Keyless Entry ,RKE)以及輪胎壓力感測(cè)(Tire Pressure Sensing ,
TPS)等,無(wú)線(xiàn)連接則能非常簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)。
無(wú)源遙控開(kāi)鎖
遙控開(kāi)鎖技術(shù)自從前幾年出現(xiàn)后,得到了很好改進(jìn)。早期的系統(tǒng)只需要從按鍵到車(chē)輛控制器發(fā)射一個(gè)序列約幾個(gè)bits的數(shù)據(jù),控制器只是簡(jiǎn)單驗(yàn)證該序列是否正確,然后決定是否打開(kāi)車(chē)門(mén)鎖。這樣的系統(tǒng)從安全角度講非常不完善,在信號(hào)發(fā)射,通信時(shí)容易被截獲,偷車(chē)人可發(fā)射所有可能的序列組合,或通過(guò)截獲開(kāi)鎖密碼,容易地進(jìn)入車(chē)內(nèi)而不必破壞車(chē)輛,這樣也就不易被人發(fā)現(xiàn)。
目前所用的RKE系統(tǒng)通過(guò)加長(zhǎng)密碼序列來(lái)防止這類(lèi)問(wèn)題,要想解密所有的數(shù)據(jù)幾乎不可能。另外為了防止密碼被截獲,RKE系統(tǒng)在每次按鍵時(shí)都改變密碼,這種技術(shù)稱(chēng)為編碼跳躍(code hopping),在密碼每次發(fā)射時(shí)進(jìn)行加密。
接收器在解密時(shí),需要確認(rèn)
計(jì)數(shù)器從前次儲(chǔ)存發(fā)射數(shù)據(jù)增加一定值,這種高度安全的解決方案借助于
Microchip公司的Keeloq家族編碼跳躍產(chǎn)品非常容易。
可以預(yù)見(jiàn),未來(lái)的車(chē)門(mén)控制將使用無(wú)源遙控開(kāi)鎖(Passive Keyless Entry, PKE)系統(tǒng),車(chē)主攜帶控鍵靠近車(chē)門(mén)時(shí)將被激活,在車(chē)主拉車(chē)門(mén)時(shí),汽車(chē)將確認(rèn)控鍵已靠近車(chē)門(mén),并自動(dòng)將門(mén)打開(kāi)。這種技術(shù)需要雙向無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng),汽車(chē)首先向控鍵發(fā)射數(shù)據(jù),控鍵加密數(shù)據(jù)并發(fā)送回汽車(chē),如圖1所示。
雙向通信的TPS系統(tǒng)
在有些高檔汽車(chē)中已經(jīng)安裝了壓力感測(cè)系統(tǒng),但最近交通事故數(shù)據(jù)顯示,錯(cuò)誤的輪胎壓力是造成這些事故的主要原因之一,迫使汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)商在所有汽車(chē)產(chǎn)品中安裝輪胎壓力感測(cè)系統(tǒng)。感測(cè)系統(tǒng)一般包括
傳感器,用來(lái)測(cè)定輪胎內(nèi)的溫度和壓力,并不斷將數(shù)據(jù)通過(guò)
RF鏈路傳給汽車(chē)中的接收器,該接收器與一警告顯示器相連,這樣車(chē)內(nèi)的司機(jī)就可隨時(shí)了解輪胎是氣壓不足還是過(guò)高。
但其中的一個(gè)問(wèn)題是如何區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)自哪一個(gè)輪胎,這可以通過(guò)下述方式解決。一是給輪胎編上序號(hào),二是使用選向性接收器,三是根據(jù)汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)不同輪車(chē)轉(zhuǎn)速不同確定。這幾種方法各有所長(zhǎng),優(yōu)劣不能一概而論。編號(hào)方法在換輪胎或輪胎位置變化時(shí)容易混淆,需要重新編號(hào)。選向接收器和轉(zhuǎn)速法非常復(fù)雜,成本也高。
功耗在TPS系統(tǒng)中是另一問(wèn)題,單向數(shù)據(jù)通信中,傳感器需要周期性地加電,并傳送壓力、溫度等數(shù)據(jù),在汽車(chē)不用時(shí)往往也需這樣。為解決
電池使用壽命問(wèn)題,可在輪胎中使用一長(zhǎng)壽命電池,并安裝附加的加速度計(jì),在汽車(chē)開(kāi)動(dòng)時(shí),才將傳感器加電。但這會(huì)增加重量并使成本提高。
雖然可以設(shè)計(jì)出基于一個(gè)電池的單向通信系統(tǒng),并維持10年的使用壽命,但理想的解決方案是在每一個(gè)車(chē)輪和接收器之間實(shí)現(xiàn)雙向無(wú)線(xiàn)連接,如圖2所示。雙向通信方式不必同時(shí)解決車(chē)輪的辨認(rèn)問(wèn)題,因?yàn)榇藭r(shí)司機(jī)可以選擇車(chē)輪進(jìn)行測(cè)量,而且也可減低系統(tǒng)功耗,在汽車(chē)不用時(shí),司機(jī)可將傳感器斷電。
通信手段
PKE和TPS系統(tǒng)都可通過(guò)雙向無(wú)線(xiàn)連接實(shí)現(xiàn),但問(wèn)題是在合適的功耗、通信距離、成本以及物理尺寸之間進(jìn)行適當(dāng)折衷�，F(xiàn)有的控鍵、輪胎傳感器到汽車(chē)控制器之間的數(shù)據(jù)交換可用RF發(fā)射器實(shí)現(xiàn),但簡(jiǎn)單地將發(fā)射器改為收發(fā)器是不可取的,收發(fā)器必須要永久加電,會(huì)很快將
電源耗盡,因此應(yīng)在控鍵和輪胎中都應(yīng)有一低功
