PKE系统加入六路低频驱动芯片的设计，大大提高了防盗与防抢性能.doc

PKE系统加入六路低频驱动芯片的设计，大大提高了防盗与防抢性能

前言

汽车市场主要的防盗方式包括发动机防盗锁止系统（IMMO）、遥控门锁（RKE）、无钥匙门禁（PKE）、电子转向柱锁、双向智能钥匙和GPS卫星定位等，其中以IMMO和RKE的应用最为广泛。无钥匙进入系统（PKE）技术是在相当成熟的RKE基础上发展起来，集成了IMMO和RKE功能。PKE作为新一代防盗技术正在逐步发展壮大，目前已经从奔驰、宝马等高端车市场逐步进入如像福特蒙迪欧、日产的天籁的部分车型等中档车市场。车内区域检测精度和系统安全是衡量PKE系统性能的重要指标，本文采用Atmel公司的六路低频驱动芯片ATA5279发射低频信号，采用三维全向天线接收的方法实现车内区域精确定位。

PKE系统工作原理

PKE系统主要包括三个部分：车身基站、低频天线和电子钥匙。通过双向交互认证来验证电子钥匙的身份。车身基站采用主动式的工作方式，其行为不依赖于电子钥匙的指令，结合车身微动开关的触发激活系统认证和区域检测，决定是否打开车锁或其他动作。

低频信号唤醒：用户携带电子钥匙处在低频天线信号覆盖范围内并给予一个触发信号如拉动门把手时，车身主机通过低频天线发送一条编码的低频报文。电子钥匙通过三维天线接收低频报文，并对该数据信息进行验证。如果与钥匙内存储的数据匹配，钥匙则会被唤醒。

射频信号验证：钥匙被识别唤醒后，将会分析车身主机发送的认证口令，使用HITAG2算法对数据进行加密并通过射频信号发送回主机。主机把收到的数据与内部计算的数据进行比较，如果验证匹配通过，就会打开车门锁。认证过程几十毫秒即可完成，车主并不会感到有迟滞。

用户进入车内后，只需要按一下启动键，汽车发动机便会启动。启动时验证过程和开门过程大致相同，但启动发动机时系统需要验证携带钥匙的人是否在主驾驶区域，以防止儿童误触发。

系统结构

系统总体设计

PKE系统结构如图1所示。车身基站控制单元采用LQFP64封装的8位HCS08-MC9S08DZ60，该MCU内嵌CAN控制器，具有2路SCI、1路SPI外设接口、外接TJA1040接口作为CANNode；低频通讯模块采用AtemlATA5279驱动6路单独的低频线圈，发送125KHz低频信号，用来实现跟钥匙的近距离通讯；射频接收模块采用MC33596，快速接收钥匙跟车身之间用加密认证的数据传输，点火锁附近基站芯片采用PCF7991；车身基站单元采用12V电源和线性稳压器TLE4275取得5V电源对系统供电。电子钥匙端采用PCF7952通过三维天线接收来自车身的低频信号，经接收器控制逻辑分析是否唤醒系统，通过射频发射单元PCF7900把加密后的数据发送给车身基站。

车身基站电路设计

车身硬件电路主要由电源电路、主控MCU电路、CAN节点、射频电路、低频电路与发动机防盗锁止电路等部分组成。

1.CAN总线电路

在CAN节点设计中采用的是Philips公司的高速CAN转换芯片TJA1040，MC9S08DZ60内置CAN总线控制单元，CAN模块的TXCAN和RXCAN分别与TJA1040的TXD和RXD连接，STB接I/O端口作为收发器控制信号。

2.射频接收电路

射频电路接收部分采用的是Freescale公司的低功率射频接收芯片MC33596。系统中MC33596采用FSK、曼彻斯特编码方式接收电子钥匙射频信号。MC33596采用SPI方式与MC9S08DZ60通信，MC9S08DZ60内置串行外围设备接口模块，连接方便。用于接收电子钥匙发送的射频信号。

3.低频发送电路

低频发送电路采用Atmel公司的ATA5279驱动车身低频天线，它具有优异的EMC性能，对负载具有热和电保护，具有非常低的关断模式电流。ATA5279能同时驱动六路天线线圈，通过SPI接口与控制器连接，主控芯片MC9S08DZ60通过模拟SPI接口与其通讯。在实现区域判断时，ATA5279可以提供20段电源管理以供信号强度检测。电路如图2所示，六个低频天线放置于车身的不同位置。

图1PKE系统结构图

图2低频信号发射电路图

电子钥匙电路

电子钥匙电路由中央控制模块、射频发射模块和三维低频接收模块组成。其中射频发射模块实现发射远程开闭锁命令和信号强度信息。通过低频接收和射频发送的方式实现汽车无钥匙进入与无钥匙启动发动机功能。

1.低频接收电路

钥匙所采用的主控芯片是由Philips公司生产的PCF7952。它包括安全认证芯片，具有高灵敏度的三维低频接口，支持接收信号强度指示（RSSI）以判断ID设备的位置。片