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汽车安全与防盗——无钥匙系统的设计

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汽车安全与防盗最初的电子化开始于1994 年的引擎防盗(IMMO),恩智浦半导体(当时的飞利浦半导体)作为第一家半导体公司把RFID 的电子标签技术成功的应用于汽车电子引擎锁:通过汽车与钥匙间的125kHz的无线通讯实现电子身份识别,来判断启动汽车引擎。这一技术极大的提高了汽车的安全性,很快就在欧洲以及北美地区广泛应用,并在短短几年时间内使欧洲的汽车失窃率大幅降低了 90%,因而成为整个欧洲的汽车标准配置。 遥控钥匙(RKE) 的出现为人们带来了很好的用户体验,满足了人们对便利性及舒适性的要求,但由于其射频单向通讯的技术限制,在安全性上有其自身的不足。恩智浦半导体(以下简称 NXP)适时推出的集成方案(Combi)把引擎防盗和遥控钥匙合二为一,用一颗芯片来实现,既提高了系统的安全性,又降低了整个钥匙的成本,逐渐替代独立的遥控钥匙成为欧美日市场上的主流方案。当然,在射频通讯上其依然保留单向通讯,安全性并没有本质的提高。 图一 2003,NXP 推出了无钥匙系统(PKE 或称 PEPS),彻底改变了汽车安防应用领域的发展前景,给用户带来了全新舒适与便利的体验:车主在整个驾车过程中都完全不需要使用钥匙,只需 要随身携带。当车主进入车子附近的有效范围时,车子会自动检测钥匙并进行身份识别,如成功会相应的打开车门或后备箱;当车主进入车内,只需要按引擎启动按 钮,车子会自动检测钥匙的位置,判断钥匙是否在车内,是否在主驾位置,如成功则发动引擎。千万不要小瞧这个看似不起眼的改变,它在简化你的生活方面发挥着 重大作用。无钥匙系统绝不仅仅是带来了舒适与方便,其在安全性方面也有了本质的提高,通过低频和射频的双向通讯,汽车与钥匙之间可以完成复杂的双向身份认 证,在安全性方面与引擎防盗类似,要远好于传统的遥控钥匙。从 2003 年少量高端车型成功量产无钥匙系统开始,全球市场用了两到三年的时间推广普及这一技 术,目前,几乎全球每一个主流车厂都有应用NXP 的无钥匙产品,覆盖中高端的车型,甚至是低端车型。 我们一起看一下这一技术 到底是如何实现的。如图二所示,无钥匙系统共需要检测判断三种区域:灰色的车外区域,淡粉色的车内区域以及灰白色的主驾位置。其中灰色的阴影区包括三部 分,分别表示主驾,副驾,后备箱的车门控制的有效区域,当车主带着钥匙进入这一位置时,车子跟钥匙间就可以建立起有效通讯,通过低频信号的场强检测,车子 可以判断出钥匙的相应位置,由此决定打开对应的...

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