新一代無(wú)匙進(jìn)入系統(tǒng)

要開(kāi)發(fā)出無(wú)機(jī)械鑰匙的汽車，首先要開(kāi)發(fā)無(wú)匙進(jìn)入系統(tǒng)。新一代無(wú)匙進(jìn)入系統(tǒng)不同于以往的遙控?zé)o匙進(jìn)入系統(tǒng)，它可在用戶接近或觸摸門把手時(shí)即可自動(dòng)識(shí)別駕駛者并打開(kāi)車鎖。射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)這種便利，并保證系統(tǒng)在任何情況下都能正確識(shí)別駕駛者。駕駛者隨身攜帶的識(shí)別器(通常是鑰匙鏈或信用卡形狀的裝置)，內(nèi)含一個(gè)或多個(gè)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(shí)別裝置提供磁場(chǎng)能量，可實(shí)現(xiàn)無(wú)電池備用功能。在遠(yuǎn)距離范圍(如200cm)，識(shí)別裝置中的天線接收經(jīng)基站放大和處理過(guò)的數(shù)據(jù)。圖1為采用TI的三維天線模擬前端(3D AFE)的無(wú)匙進(jìn)入系統(tǒng)框圖。

磁環(huán)天線產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)引起眾所周知的場(chǎng)分布，并在基站天線和識(shí)別裝置天線間形成耦合良好和完全無(wú)耦合的區(qū)域。無(wú)耦合的區(qū)域內(nèi)當(dāng)然沒(méi)有任何數(shù)據(jù)和能量傳遞，由于無(wú)匙進(jìn)入系統(tǒng)的識(shí)別裝置在磁場(chǎng)中的位置是隨機(jī)的，因此，必須采取相應(yīng)措施，盡量減小這種區(qū)域的范圍。

由基站產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是一種解決方案，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)可由正交天線產(chǎn)生。但此方法較為復(fù)雜，還常常受到汽車內(nèi)天線空間小的限制。另一種替代方案較為簡(jiǎn)便，即采用三維天線模擬前端芯片，如TMS37122。此芯片對(duì)來(lái)自多達(dá)三個(gè)天線的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，如果天線正交放置，就可解調(diào)來(lái)自x、y和z三個(gè)座標(biāo)的數(shù)據(jù)信息。這樣，即使汽車內(nèi)的基站天線是簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)型的環(huán)形天線，也可使無(wú)耦合的區(qū)域最小。不管磁場(chǎng)中的識(shí)別裝置朝什么方向，總有一個(gè)天線能接收到足夠強(qiáng)的信號(hào)，覆蓋所需的工作范圍。另外，一個(gè)外部微控制器處理有關(guān)的協(xié)議，并響應(yīng)三個(gè)天線接收的超高頻(UHF)身份查詢信號(hào)。

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(gè)低品質(zhì)因數(shù)的天線電路相連。這三個(gè)天線均可接收125kHz到135kHz的低頻信號(hào)，其中一個(gè)天線信道(RF1)提供調(diào)制功能。這個(gè)天線可利用頻移鍵控(FSK)技術(shù)傳送低頻數(shù)據(jù)，因此與現(xiàn)有的收發(fā)器調(diào)制技術(shù)兼容。該調(diào)制功能常用于無(wú)電池的后備模式，當(dāng)鑰匙電池電力不足時(shí)，基站通過(guò)磁場(chǎng)為識(shí)別裝置提供能量。

高于某一閾值的低頻載波信號(hào)觸發(fā)內(nèi)部控制單元，以便檢測(cè)三個(gè)輸入信道RX1、RX2和RX3。一項(xiàng)特殊的協(xié)議可實(shí)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(nèi)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(hào)，僅在接收到存儲(chǔ)于該器件EEPROM中的喚醒模式信號(hào)時(shí)，才會(huì)對(duì)外部微控制器發(fā)出喚醒信號(hào)，隨后將解調(diào)數(shù)據(jù)傳送給微控制器。另外，將載波時(shí)鐘信號(hào)恢復(fù)就可以用作微控制器測(cè)量的時(shí)間基準(zhǔn)，此技術(shù)能將備用電源的功耗降到最低。

無(wú)匙進(jìn)入系統(tǒng)的關(guān)鍵問(wèn)題之一是探測(cè)收發(fā)器的位置，尤其是區(qū)分它在車內(nèi)還是車外。TMS37122器件提供了解決該問(wèn)題的復(fù)雜內(nèi)置功能。

本文總結(jié)

電子鎖自1993年問(wèn)世以來(lái)，汽車射頻識(shí)別收發(fā)器市場(chǎng)迅速壯大。如今，安全和便利兩大需求的增長(zhǎng)推動(dòng)了這一市場(chǎng)的新發(fā)展，不斷向射頻識(shí)別供應(yīng)商提出新的挑戰(zhàn)。隨著密碼技術(shù)的引入，以及與遙控?zé)o匙進(jìn)入功能的融合，第四代收發(fā)器已經(jīng)誕生。

隨著無(wú)匙進(jìn)入系統(tǒng)在市場(chǎng)上取得成功，并大量應(yīng)用于低檔汽車中，出現(xiàn)了可連接多達(dá)三個(gè)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(shù)完全兼容，而且在提高安全度的同時(shí)降低了成本。