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          基于無線通信的汽車安全應(yīng)用設(shè)計(jì)

          作者: 時間:2012-03-03 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          目前,安全和保密在多個市場領(lǐng)域中都成為差異化解決方案的重要部分。汽車行業(yè)也不例外。消費(fèi)者的快速接受進(jìn)一步促進(jìn)了汽車行業(yè)中許多新興熱點(diǎn)的發(fā)展。安全和保密解決方案在消費(fèi)市場和汽車市場之間提供了一個協(xié)作的橋梁。許多分析師都預(yù)測到2008年全球汽車半導(dǎo)體市場將超過170億美元。隨著安全和保密的快速發(fā)展,這一熱點(diǎn)應(yīng)用將有可能占未來四年時間里總有效市場(TAM)的近三分之一。

            應(yīng)用所使用的典型遙控開門系統(tǒng)包括一個安裝在汽車上的控制器和一個由用戶攜帶的收發(fā)器(或發(fā)射器,即遙控車門鑰匙)。收發(fā)器(或發(fā)射器)一般包括一個微控制器(MCU)、RF器件以及按鈕和LED等人機(jī)接口器件。收發(fā)器(或發(fā)射器)通常關(guān)閉,只在按下按鈕或需要發(fā)送數(shù)據(jù)時才工作。傳統(tǒng)的發(fā)射器用來向控制器發(fā)送數(shù)據(jù),因此是單向。然而,這一情況正在改變。新型智能收發(fā)器即可發(fā)送數(shù)據(jù),也可接收數(shù)據(jù),因此是雙向。在雙向系統(tǒng)中,控制器(安裝在汽車上)和收發(fā)器(即車鑰匙)可以實(shí)現(xiàn)自動通信,不需要人機(jī)接口。

            利用兩個頻率可實(shí)現(xiàn)低成本雙向通信收發(fā)器,其中 125 kHz用于接收數(shù)據(jù),UHF (315、 433、86
          8或915 MHz)用于發(fā)射數(shù)據(jù)。由于125 kHz信號的傳播能力不強(qiáng),因此雙向通信的范圍通常在三米以下。由于收發(fā)器本身仍然可以提供按鈕用于可選的其它操作,因此其單向(從收發(fā)器到控制器)發(fā)送按鈕信息的范圍可以更長。

            在此類應(yīng)用中,控制器利用125kHz頻率發(fā)送命令,同時不斷搜索有效范圍內(nèi)UHF頻率的收發(fā)器響應(yīng)。智能收發(fā)器通常處于接收模式,等待有效的125kHz控制器命令。如果接收到有效的控制器命令,那么收發(fā)器將通過UHF頻率做出響應(yīng)。這就是通常所說的被動遙控開門(PKE)系統(tǒng)。傳統(tǒng)搖控開門系統(tǒng)中的發(fā)射器和新型被動遙控開門系統(tǒng)中的收發(fā)器之間最大的差別是后者擁有用于雙向通信的125kHz電路。利用包括數(shù)字和低頻前端電路的集成片上系統(tǒng)(SoC)智能MCU可以實(shí)現(xiàn)低成本PKE收發(fā)器。

            由于PKE收發(fā)器的工作依賴于與控制器間的自動通信,不需要人機(jī)接口,因此系統(tǒng)工作的可靠性直接依賴于控制器和收發(fā)器之間的信號狀況。因此面臨的問題是,收發(fā)器能否像傳統(tǒng)的人機(jī)接口一樣可靠工作,收發(fā)器(即車鑰匙)的價(jià)格能不能做到與傳統(tǒng)解決方案差不多?

            歐洲豪華汽車生產(chǎn)商早已經(jīng)采用了增強(qiáng)安全和保密特色功能,隨著大型亞洲OEM廠商(豐田、尼桑、現(xiàn)代、馬自達(dá)以及大伍等)也開始在他們的大眾市場汽車平臺中采用此類PKE系統(tǒng),形勢正在迅速變化。這一趨勢所帶來的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)將會使得PKE系統(tǒng)的性能價(jià)格比對于最終客戶更具吸引力,從而保證價(jià)格能夠?yàn)橄M(fèi)者接受。

            智能系統(tǒng)

          基于無線通信的汽車安全應(yīng)用設(shè)計(jì)

          表1 PKE智能收發(fā)器要求和解決方案

            為了使PKE收發(fā)器可靠地工作并且成功地取代傳統(tǒng)RKE發(fā)射器,需要滿足一定的條件。表1概述了其中主要的一些要求和相應(yīng)的解決方案。盡管看起來PKE收發(fā)器似乎需要復(fù)雜的成本較高的電路才能實(shí)現(xiàn),但實(shí)際上隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,智能MCU集成了實(shí)現(xiàn)安全雙向通信所需要的所有功能,因此實(shí)際上利用相對簡單的低成本電路就可以實(shí)現(xiàn)。

          基于無線通信的汽車安全應(yīng)用設(shè)計(jì)

          圖1 傳統(tǒng)遙控開門(RKE)系統(tǒng),數(shù)據(jù)從RKE發(fā)射器傳輸?shù)娇刂破?,因此是單向通?/P>

            圖1給出的是一個傳統(tǒng)RKE系統(tǒng)。一旦按鈕被按下,RKE發(fā)射器就發(fā)射數(shù)據(jù)??刂破鹘邮盏綌?shù)據(jù)后,如果數(shù)據(jù)正確就控制執(zhí)行元件打開車門。


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