汽車安全與防盜--無鑰匙系統的設計
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遙控鑰匙(RKE)的出現為人們帶來了很好的用戶體驗，滿足了人們對便利性及舒適性的要求，但由于其射頻單向通訊的技術限制，在安全性上有其自身的不足。恩智浦半導體(以下簡稱NXP)適時推出的集成方案(Combi)把引擎防盜和遙控鑰匙合二為一，用一顆芯片來實現，既提高了系統的安全性，又降低了整個鑰匙的成本，逐漸替代獨立的遙控鑰匙成為歐美日市場上的主流方案。當然，在射頻通訊上其依然保留單向通訊，安全性并沒有本質的提高。
圖一
我們一起看一下這一技術到底是如何實現的。如圖二所示，無鑰匙系統共需要檢測判斷三種區域：灰色的車外區域，淡粉色的車內區域以及灰白色的主駕位置。其中灰色的陰影區包括三部分，分別表示主駕，副駕，后備箱的車門控制的有效區域，當車主帶著鑰匙進入這一位置時，車子跟鑰匙間就可以建立起有效通訊，通過低頻信號的場強檢測，車子可以判斷出鑰匙的相應位置，由此決定打開對應的車門。淡粉色的車內區域是整個PKE系統設計的難點，要精確的判斷鑰匙是否在車內，來決定車門狀態以及發動機是否可以啟動。在一些高端車型的設計中還會檢測灰白色的主駕區域，鑰匙是否有效，主駕位置是否有人，避免諸如兒童誤操作導致的引擎啟動；另外還可能包括后備箱內區域的檢測，為防止鑰匙被誤鎖入后備箱。綜上所述，我們可以發現在無鑰匙系統中，區域檢測是一個非常重要且區別于以往各種汽車安防產品的技術，因而區域檢測的精度就成為衡量一個無鑰匙系統好壞的重要參數。目前市場上主要有兩種相應技術，其一是通過調節低頻信號靈敏度強弱進而根據通訊是否穩定進行模糊判斷，其精度有限但實現方便；其二是基于接收低頻信號的強度檢測來判斷，即RSSI(Received Signal Strength Indication)，根據低頻信號的大小來計算鑰匙與車內低頻天線的相對距離，通過多根低頻天線交叉覆蓋范圍，精確定位鑰匙的具體位置。NXP的產品全部采用第二種技術。為達到理想的性能參數，NXP提供了最小2.5 mV的三維低頻接受前端的信號靈敏度，而典型的靈敏度值可以達到1mV。不同于其他解決方案的逐次逼近式(Successive Approximation) ADC，NXP采用12位的Sigma-Delta (Σ-Δ) ADC，通過多點采樣平均來消除噪聲干擾，目前已經實現的最好的車內車外檢測精度高達2cm。目前，車廠通常要求的車內車外檢測精度為5～10cm。
圖二
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