汽車無線接入技術(shù)解決方案
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天線方向性問題的解決方案
由天線單元輻射的任何無線電信號都會(huì)在一定的方向角內(nèi)傳播，且當(dāng)使用性能更好的天線時(shí)信號傳播的方向性更高(或輻射角更窄)。由LC諧振電路所輻射的低頻(125 kHz)信號雖不像高頻信號那樣具有方向性，但它仍具有一定的方向性。在給定的應(yīng)答器設(shè)計(jì)條件下，低頻信號的通信距離(或感應(yīng)電壓)取決于基站天線與應(yīng)答器天線的耦合程度。當(dāng)兩付天線面對面相對時(shí)，其耦合最佳。
對于免手持PKE應(yīng)用，應(yīng)答器放在您口袋中的方向可以是任意的。因此，應(yīng)答器天線面向固定基站天線方向的機(jī)會(huì)最高只有30%左右(x、y、z方向)。但如果應(yīng)答器具有3付正交天線，則機(jī)會(huì)可增加至接近100%。天線分別放在x、y和z方向上。通過利用三個(gè)正交放置的天線，應(yīng)答器可以獲得在任何給定方向上的基站信號。
喚醒濾波器節(jié)省電池能量
喚醒濾波器可有效地控制微控制器PIC16F639的工作以節(jié)省電池能量。此外，微控制器還必須在非活動(dòng)模式期間以最少的電路工作。應(yīng)答器中的PIC16F639芯片含有低頻前端與數(shù)字電路，低頻前端總是在搜索輸入信號，而數(shù)字部分則處于睡眠模式以節(jié)省電池消耗，且只有在收到一條有效基站命令時(shí)才被喚醒(或激活)。這可通過在低頻前端部分中使用一個(gè)特殊喚醒濾波器來實(shí)現(xiàn)。此外，低頻檢測電路還可編程為僅在輸入信號帶有預(yù)定數(shù)據(jù)包頭才有輸出。
喚醒濾波器用來防止數(shù)字部分被噪聲或非期望的輸入信號喚醒。因此，可有效節(jié)省工作電流及電池能量。
功率管理
除利用特殊濾波器來節(jié)省電池能量外，PIC16F639還具有專利的納瓦(nanoWatt)技術(shù)，可為系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師提供對片上外設(shè)的更大的控制，包括可以通過幾種軟件可選速度選項(xiàng)來將頻率降至32 KHz的8 MHz內(nèi)部振蕩器。極低睡眠電流消耗以及快速啟動(dòng)的內(nèi)部振蕩器，可支持低功耗系統(tǒng)設(shè)計(jì)。周期性喚醒機(jī)制包括低功率實(shí)時(shí)時(shí)鐘工作、超低功率喚醒特性與擴(kuò)展低功率看門狗定時(shí)器。以這些廣泛的功率管理特性，設(shè)計(jì)工程師可在應(yīng)用軟件中實(shí)施功率節(jié)省概念，并以更低的系統(tǒng)成本來獲得對整體系統(tǒng)功耗的更緊密控制。
加密支持
專利的KEELOQ加密技術(shù)這一全球標(biāo)準(zhǔn)提供了一種用于認(rèn)證、無鑰匙門控及其他遠(yuǎn)程接入控制系統(tǒng)的高性價(jià)比解決方案，如圖2所示。KEELOQ加密技術(shù)采用經(jīng)過行業(yè)驗(yàn)證的跳碼編碼 (code hopping encoding) 方法，當(dāng)編碼器件激活時(shí)代碼會(huì)自動(dòng)改變并安全發(fā)送。以基于編/解碼器對的實(shí)現(xiàn)，編碼器位于遠(yuǎn)端并發(fā)送一個(gè)滾動(dòng)碼ID#與計(jì)數(shù)器值；解碼器則位于接收器中，并對遠(yuǎn)端編碼器所發(fā)送的消息進(jìn)行解碼。它存儲(chǔ)其偵聽到的遠(yuǎn)端設(shè)備識別號與計(jì)數(shù)器值，解碼器只有在偵聽到遠(yuǎn)端設(shè)備時(shí)才允許訪問。KEELOQ加密是一種通過復(fù)雜公式及32位隨機(jī)數(shù)發(fā)生器來實(shí)現(xiàn)的高度安全算法。
圖2：具有無線安全接入的各種應(yīng)用
未來汽車中無線安全接入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工程師可能會(huì)遇到各種不同挑戰(zhàn)，像PIC系列這種微控制器可為車輛中的無線系統(tǒng)提供一種成熟、可靠的構(gòu)建模塊。采用集成系統(tǒng)級芯片解決方案的低成本雙向通信應(yīng)答器實(shí)現(xiàn)，即是一個(gè)可為駕駛員提供增強(qiáng)安全與保密性的無線系統(tǒng)的較好例子。無需任何人工干預(yù)，PKE應(yīng)答器即可接收低頻基站命令并通過UHF發(fā)射機(jī)以加密數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)?？裳b在駕駛員口袋中的小型PKE應(yīng)答器，可自動(dòng)開關(guān)車門而無需任何干預(yù)。對于停車場入口應(yīng)用，駕駛員不用停車即可直接開進(jìn)停車場，因?yàn)橄到y(tǒng)會(huì)自動(dòng)識別3米左右有效使用距離內(nèi)的PKE應(yīng)答器。
無線安全接入系統(tǒng)可滿足一些駕車者對安全與保密性不斷提高的要求。除消費(fèi)者外，政府管理部門與汽車制造商本身也在推出(或計(jì)劃推出)相應(yīng)的計(jì)劃來提高汽車中的安全與保密性創(chuàng)新。安全與保密性計(jì)劃的下一步將是單個(gè)子系統(tǒng)的集成，以通過增強(qiáng)無線安全接入系統(tǒng)來提高汽車制造商的競爭優(yōu)勢。(end)
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