CN101840625B - 汽车智能遥控钥匙进入方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种汽车智能遥控钥匙进入方法及装置，包括汽车钥匙发射和接收部分，汽车钥匙发射将发射频段、发射功率及传输编码数据合成N个不同频段的射频信号，经功率放大器、射频天线发射；接收部分接收汽车钥匙发射部分发射的数据，确定接收频率后，判定是否为有效数据，滤除干扰信息数据，并将符合要求的信息数据存入FIFO存储器中，对数据进行解密，并进行匹配操作后按照信息码内容进行车门开/关操作。本发明采用微处理器控制、数字锁相频率选择、多频段通信技术，利用多频段射频信号识别和数据帧结构格式，解决了普通RKE系统单一频段通信引起的信号干扰问题，避免了同一车型多把钥匙间的干扰现象发生，具有结构简单、体积小、功耗低、灵敏度高等特点。

Description

汽车智能遥控钥匙进入方法及装置
技术领域
本发明涉及一种汽车智能遥控钥匙进入方法，同时还公开了适用于该方法的装置，属于机动车辆门禁技术领域。
背景技术：
RKE(Remote Keyless Entry)遥控钥匙进入系统，由发射器及接收器组成。发射器包括按键、加密模块、发射电路及电池；接收机包括信息处理单片机、射频接收模块及输出控制电路。当使用者按下发射器控制按钮时，数据信息以保密编码形式由发射天线发出，在接收端接收器进行数据接收识别并打开车锁。
目前市场上大部分车辆将RKE系统作为标准或者可选的配件。在美国和日本该系统通常使用315MHz的频段，在欧洲则使用433.92MHz频段。目前国内允许使用315MHz和433.92MHz两个频段。随着车辆的逐渐增多，这两个频段会变得越来越拥挤，停车位周围的汽车都配备了RKE系统，在这样复杂的无线电环境中RKE系统“失灵”现象经常出现。
汽车消费者期望购买到制造精良、可靠、安全的RKE系统。因此，研制高可靠性、高保密性、抗干扰能力强的智能化RKE系统有着重大的现实意义。
发明内容
本发明提供了一种汽车智能遥控钥匙进入方法，解决普通RKE系统经常出现的由于单一频段通信引起的信号干扰问题。
本发明还提供了适应于上述方法的装置，采用多频段射频信号识别和特殊的数据帧结构格式，解决同一车型多把钥匙间的干扰问题。
本发明汽车智能遥控钥匙进入方法的技术解决方案包括：
汽车钥匙发射：由主处理器1设置发射频段、发射功率及编码数据给射频发射模块，通过射频发射模块内设的分数N-PLL合成器产生多频段射频信号，按照主处理1设置的发射功率和发射频段，将编码数据以多频段射频信号形式经射频天线发射；每一频段传送相同的编码数据，并轮流重复发射，编码数据的数据帧中包括引导码、帧同步码、标示码、识别码和信息码，数据帧之间采用加长间隔时间的方法，防止同一车型多把钥匙间的干扰；
汽车钥匙接收：射频接收模块通过天线接收汽车钥匙发射部分发射的编码数据；主处理器2设定射频接收模块为多通道接收模式，射频接收模块将接收到的编码数据经时钟提取电路，确定接收频率；射频接收模块中的基带处理单元对编码数据进行处理，通过开关寄存器判别编码数据是否为有效数据，滤除干扰信息数据，并将符合要求的编码数据存入FIFO存储器中；主处理器2从射频接收模块的FIFO存储器中读取编码数据，并对编码数据进行解析及进行匹配操作，按照信息码内容进行车门控制。
适应于上述方法的装置，其特征在于：由钥匙发射器和钥匙接收器组成；
钥匙发射器包括主处理器1、射频发射模块、发射天线、按键和电池，其中，主处理器1的SPI接口与射频发射模块的SPI接口连接，通过SPI接口设置射频发射模块的发射频段、发射功率及编码数据，射频发射模块的分数N-PLL合成器产生多频段的射频信号，通过功率放大器、射频天线发射；完成多频段车门控制信息的射频发射功能；
所述主处理器1为嵌入式微处理器，完成对按键信息的加密、发射模块的控制和多频段数据传输功能；
钥匙接收器包括主处理器2、射频接收模块、接收天线，其中，主处理器2的SPI接口与射频接收模块的SPI接口连接，通过SPI接口设置射频接收模块为多频段接收模式；射频接收模块中的基带处理单元对接收到的编码数据进行处理，通过开关寄存器判别编码数据的标识符，并将符合要求的信息数据存入FIFO存储器中；主处理器2从射频接收模块的FIFO中读取编码数据进行解析及进行匹配，按照信息码内容发出车门控制信号。
工作过程：
汽车钥匙发射：平时发射器处于休眠状态。发射按键开关与主处理器1的中断口相连，当按下车门上锁或车门开锁键盘时，通过键盘中断信号唤醒主处理器1的休眠模式，系统开始工作。主处理器1的SPI接口与射频发射模块的SPI接口连接，通过SPI接口设置射频发射模块的发射频段、发射功率及传输编码数据，并通过分数N-PLL合成器产生3个不同频段的射频信号，经功率放大器、射频天线发射。射频信号的发射功率可以进行调节。每一频段传送相同的待传编码数据，轮流发射。待传送的数据帧中包括引导码、帧同步码、标示码、识别码和信息码五部分，数据帧之间采用加长间隔时间的方法，防止同一车型多把钥匙间的干扰问题。
汽车钥匙接收：射频接收模块通过天线接收数据。主处理器2的SPI接口与射频接收模块的SPI接口连接。主处理器2设定接收模块为多通道接收模式。当接收到编码数据后，经时钟提取电路，确定接收频率。射频接收模块中的基带处理单元对信号进行处理，通过两个开关寄存器判别接收到数据的标识符，判定是否是有效数据。当出现干扰时，基带处理单元会判别及滤除干扰信息数据，并将符合要求的信息数据存入FIFO存储器中。主处理器2读取FIFO中数据，并对数据进行AES算法解密，并进行匹配操作，匹配成功后按照信息码内容进行车门开/关操作。
本发明的积极效果在于：采用微处理器控制、数字锁相频率选择、多频段通信技术，利用多频段射频信号识别和数据帧结构格式，解决了普通RKE系统单一频段通信引起的信号干扰问题，避免了同一车型多把钥匙间的干扰现象发生，具有结构简单、体积小、功耗低、灵敏度高等特点。
附图说明
图1为本发明汽车钥匙发射器原理框图；
图2为本发明汽车钥匙接收器原理框图。
具体实施方式
实施例1
根据图1所示，发射器由5V纽扣电池供电，主处理器1的电源引脚VDD与射频发射模块(TDK5150)的电源引脚VBAT与电池正极连接。射频发射模块(TDK5150)的SPI控制引脚EN、SDIO、SCK分别与主处理器1的SPI接口引脚EN、SDIO、SCK连接。主处理器1通过SPI通信，设置射频发射模块的发射频段、发射功率，及传输编码数据。射频发射模块(TDK5150)的时钟输入引脚XTAL外接晶振引脚，由外部晶振提供时钟信号；时钟输出引脚CLKOUT与主处理器1的外部时钟输入引脚XTAL连接，为主处理器1提供时钟信号。射频发射模块(TDK5150)的发射输出引脚PAOUT与天线连接，按照主处理1设置的发射功率和发射频段，通过天线将编码数据以多频段射频信号形式发射出去。
所述发射天线，为环形天线，与发射模块相连，主要功能是实现车门开锁/上锁信息的空间信道传输。
所述按键，包括车门开锁键、车门闭锁键，分别与主处理器的中断口相连。
所述电池，为5V纽扣电池，对主处理器和射频发射模块进行供电。
射频接收模块(TDA5230)、主处理器2的电源引脚VBAT、VDD分别与电源转换模块的输出引脚连接，电源转换模块将12V电源转换成5V电源为系统供电。射频接收模块(TDA5230)的SPI数据输出引脚SDO、数据输入引脚SDI、时钟引脚SCK和选择引脚NCS，分别与主处理器2的SPI接口引脚SDO、SDI、SCK和一个PORT口连接(参见图2)。主处理器2与射频接收模块(TDA5230)通过SPI通信方式，对射频接收模块(TDA5230)的接收通道频段，开关寄存器进行设置。射频接收模块(TDA5230)的中断输出引脚NINT/NSTR与的主处理器2外部中断引脚INTP1连接，当接收到有效数据时，通过中断信号唤醒主处理器2。主处理器2读取通风SPI通信读取FIFO中数据，并进行数据解密、匹配操作。
所述接收天线，为环形天线。
所述电源，为电源转换模块将车载12V电源转换为5V电源，接收器提供电源。

Claims (3)

1.一种汽车智能遥控钥匙进入方法，其特征在于：
汽车钥匙发射部分：由主处理器1设置发射频段、发射功率及传输编码数据给射频发射模块，通过射频发射模块内设的分数N-PLL合成器产生N个不同频段的射频信号，经功率放大器、射频天线发射，按照主处理器1设置的发射功率和发射频段，通过天线将编码数据以多频段射频信号形式发射出去；每一频段传送相同的待传输数据，轮流发射，待传送的数据帧中包括引导码、帧同步码、标示码、识别码和信息码五部分，数据帧之间采用加长间隔时间的方法，防止同一车型多把钥匙间的干扰；
汽车钥匙接收部分：射频接收模块通过天线接收汽车钥匙发射部分发射的数据；主处理器2设定接收模块为多通道接收模式，将接收到的数据经时钟提取电路，确定接收频率；射频接收模块中的基带处理单元对信号进行处理，通过两个开关寄存器判别接收到数据的标识符，判定是否为有效数据；基带处理单元判别及滤除干扰信息数据，并将符合要求的信息数据存入FIFO存储器中；主处理器2从射频接收模块的FIFO中读取数据，并对数据进行AES算法解密，并进行匹配操作，匹配成功后按照信息码内容进行车门开/关操作。
2.根据权利要求1方法制成的装置，其特征在于：由钥匙发射器和钥匙接收器组成；
钥匙发射器包括主处理器1、射频发射模块、发射天线、按键和电池；其中，主处理器1的SPI接口与射频发射模块的SPI接口连接，通过SPI接口设置射频发射模块的发射频段、发射功率及传输编码数据，射频发射模块的分数N-PLL合成器产生N个不同频段的射频信号，通过功率放大器、射频天线发射；射频发射模块内的功率放大器，可以调节射频信号的发射功率，完成多频段车门开锁/闭锁/后备箱信息的射频发射功能；
所述主处理器1为嵌入式微处理器，完成对按键信息的加密、发射模块的控制和多频段数据传输功能；
钥匙接收器包括主处理器2、射频接收模块、接收天线和电池，其中，主处理器2的SPI接口与射频接收模块的SPI接口连接，通过SPI接口设置接收模块为多通道接收模式；射频接收模块中的基带处理单元对信号进行处理，通过两个开关寄存器判别接收到数据的标识符，并将符合要求的信息数据存入FIFO存储器中；主处理器2从射频接收模块的FIFO中读取数据，并对数据进行AES算法解密，并进行匹配操作，匹配成功后按照信息码内容进行车门开/关操作；
所述主处理器2为嵌入式微处理器，完成对多频段接收模块的控制、数据的解密及匹配功能，并控制门锁电机驱动电路实现开锁/闭锁操作；
所述射频接收模块，包含多频段射频信号接收单元、基带信号处理单元、FIFO先进先出存储单元、锁相时钟数据恢复电路，完成多频段射频信息的接收功能。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：在钥匙发射器中的主处理器1的电源引脚VDD与射频发射模块的电源引脚VBAT与电池正极连接，射频发射模块的SPI控制引脚EN、SDIO、SCK分别与主处理器1的SPI接口引脚EN、SDIO、SCK连接；射频发射模块的时钟输入引脚XTAL外接晶振引脚，由外部晶振提供时钟信号；时钟输出引脚CLKOUT与主处理器1的外部时钟输入引脚XTAL连接，为主处理器1提供时钟信号；射频发射模块的发射输出引脚PAOUT与天线连接；
在钥匙接收器中的射频接收模块的SPI数据输出引脚SDO、数据输入引脚SDI、时钟引脚SCK和选择引脚NCS分别与主处理器2的SPI接口引脚SDO、SDI、SCK和一个PORT口连接，通过SPI通信方式对射频接收模块的接收通道频段、开关寄存器进行设置；射频接收模块的中断输出引脚NINT/NSTR与主处理器2的外部中断引脚INTP1连接，当接收到有效数据时，通过中断信号唤醒主处理器2；主处理器2从射频接收模块的FIFO中读取编码数据，并进行数据解密、匹配操作。
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