CN101858942A - 一种车用无钥匙门禁系统的低频标定系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车用无钥匙门禁系统低频标定系统和方法，包括三维机械定位仪、固定于三维机械定位仪Y轴上的延长杆、固定于延长杆一端的测量模块、与测量模块和三维机械定位仪相连的工控机以及标定软件，通过标定软件实现测量路径规划，三维机械定位仪实现测量模块的自动连续定位，由三维机械定位仪反馈的定位确认信号触发标定软件存储测量点坐标和相应的测量结果。本发明利用了PEPS系统中智能钥匙所使用的低频接收天线和具备接收信号强度指示功能的集成电路制作测量模块，无需购买昂贵的标准低频接收天线和标准接收机，降低了标定系统的成本，同时，测量结果无需与实际使用的天线对标，可直接表征实际使用中低频接收天线的接收情况，且测量过程实现了自动化，测量效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种射频场强标定系统和方法，尤其涉及车用射频部件的射频场强自动标定系统和方法。
背景技术
无钥匙门禁系统(PKE)在远程无钥匙进入(RKE)基础之上发展起来，作为新一代防盗技术正在逐步发展壮大，目前已经从高档车市场逐步进入中档车市场。PKE不是传统的钥匙，而是一个智能钥匙，类似于智能卡。当驾驶者携带智能钥匙踏进指定范围时，该系统对智能钥匙进行识别判断，如果是合法的智能钥匙则进行自动解锁。上车之后，驾驶者只需要按一个按钮即可点火启动。
在我国专利局已公开的专利中，一种汽车无钥匙系统及其通信加密方法(申请号200910020805.1)和无钥匙被动进入系统(申请号200710145918.5)所设计的无钥匙系统均属于本专利的被测系统。但关于此类系统的标定和测试方法未见任何资料谈及。
车用无钥匙门禁系统的一项关键技术就在于对智能钥匙位置的准确识别，而对位置的准确识别需要通过低频场强标定来实现。现有的场强测试方案必须采用标准接收天线和标准接收机才能实现，不但成本高昂，而且测试结果需要与实际天线对标后才能用于系统标定。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低成本、高效率的汽车无钥匙门禁系统低频自动标定系统和方法。
本发明具体采用以下技术方案：
一种车用无钥匙门禁系统的低频标定系统，所述系统包括：三维机械定位仪，固定于三维机械定位仪Y轴上的非金属非磁性材料延长杆，固定于非金属非磁性材料延长杆远离三维机械定位仪一端的测量模块，与测量模块和三维机械定位仪相连的工控机。
所述测量模块由低频接收天线、带RSSI功能的芯片和数据接口电路三部分组成，低频接收天线通过信号线与带RSSI功能的芯片连接，将接收的低频磁场信号通过带RSSI功能的集成电路转换成数字信号，带RSSI功能的芯片再通过数据接口电路连接工控机，将数字信号传输给工控机，由工控机通过标定软件完成测量数据的实时显示和记录；
所述工控机通过电缆与三维机械定位仪相连，向三维机械定位仪传递定位点位置坐标、步长和行走速度参数，完成行走路径的设置，三维机械定位仪完成定位操作；
三维机械定位仪用于进行自动连续三维定位；三维机械定位仪Y轴上固定有非金属非磁性材料延长杆，以减少金属或磁性材质的三维机械定位仪对电磁场分布的影响，测量模块固定于延长杆远离三维机械定位仪的一端；
所述低频标定系统通过工控机中的标定软件控制三维机械定位仪实现自动连续多点定位，使测量模块连续测量车用无钥匙门禁系统低频发射天线周围空间内的场强，在工控机上实时显示测量模块所在位置的场强，并利用三维机械定位仪输出的定位确认信号触发标定软件按顺序记录测量点的场强数据和坐标。
本发明还公开了一种利用上述车用无钥匙门禁系统的低频标定系统及西宁标定的方法，所述标定方法包括以下步骤：
(1)安放和固定标定系统：在开阔的空间内将三维机械定位仪固定好，将待标定车辆长轴平行于三维机械定位仪X轴停放，将测量模块固定于三维机械定位仪Y轴机械臂延长杆上靠近车辆的一端，使车辆的待标定侧和测量模块之间没有其它阻挡物。其中三维机械定位仪底座长轴为X轴，垂直于地面的机械臂长轴为Z轴，与X轴和Z轴正交的机械臂长轴为Y轴。
(2)给标定系统上电，通过标定软件设置三维机械定位仪的行走路径和测量密度，并启动测量；
(3)三维机械定位仪将测量模块定位至第一个测试点，并输出定位确认信号和当前坐标；
(4)测量模块测量磁场场强，输出场强数据给工控机；
(5)工控机上的标定软件在来自三维机械定位仪的定位确认信号触发下将当前测试点的坐标与测试结果记录至工控机内部存储器，至此完成一个点的测量；
(6)然后三维机械定位仪根据标定软件设置的行走路径和测量密度，自动将测量模块定位至下一个测试点，再从步骤(3)开始输出定位确认信号和当前坐标，如此循环，直至完成对所有待测点的测量。
本发明利用无钥匙门禁系统(PEPS系统)中智能钥匙所使用的低频接收天线和具备接收信号强度指示(RSSI)功能的集成电路制作测量模块，利用运行于工控机上的标定软件实现测量路径规划，利用三维机械定位仪实现测量模块的自动连续定位，缩短标定时间，利用三维机械定位仪反馈的定位确认信号触发标定软件存储测量点坐标和相应的测量结果。
本发明可帮助无钥匙门禁系统的产品设计师了解其产品的低频发射天线安装于整车之后，作用区域的大小和作用区域内的场强分布；当无钥匙门禁系统中具备多个低频发射天线时，可帮助考察多个天线作用区域的边界或交界处场强的分布情况；可帮助设计师了解车窗等没有金属阻隔的特殊区域附近信号场强分布情况，为系统设计中的“车内”、“车外”判别提供参考依据。而且，本发明的测量模块使用了被标定门禁系统中钥匙所用的天线，而非标准天线，测量模块利用被标定门禁系统中钥匙所用集成电路内的磁场接收和信号调理功能，而非使用标准低频接收机或频谱仪，即无需购买昂贵的标准低频接收天线和标准接收机，降低了标定系统的成本，同时，测量结果无需与实际使用的天线对标，可直接表征实际使用中低频接收天线的接收情况，且测量过程实现了自动化，测量效率高。
附图说明
附图1是测量模块示意图。
附图2是工控机示意图。
附图3是三维机械定位仪和非金属非磁性材料延长杆摆放位置示意图。
附图4是标定系统各部分的连接示意图。
附图5是标定系统工作流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。
如图1所示为本发明的测量模块示意图。测量模块由低频接收天线、带RSSI功能的芯片和数据接口电路三部分组成，其可以利用PEPS系统中智能钥匙所使用的低频接收天线和具备接收信号强度指示(RSSI)功能的集成电路制作测量模块(例如NXP半导体公司的PCF7952)，低频接收天线接收的低频磁场信号通过带RSSI功能的集成电路转换成数字信号，通过数据接口电路传输给工控机。
如附图2所示为工控机示意图，该工控机具备RS232接口，其上运行标定软件。工控机通过RS232接收来自测量模块的场强数据，并通过标定软件完成测量数据实时显示和测量数据记录。测量数据以数据库的形式存储。工控机与三维机械定位仪相连，并向其传递定位点位置坐标、步长和行走速度等参数，三维机械定位仪完成定位操作。
如附图3所示为三维机械定位仪和非金属非磁性材料延长杆A摆放位置示意图，三维机械定位仪底座长轴为X轴，垂直于地面的机械臂长轴为Z轴，与X轴和Z轴正交的机械臂长轴为Y轴。在开阔的空间内将三维机械定位仪固定好，待标定车辆长轴平行于三维机械定位仪X轴停放，使车辆的待标定侧和固定于机械臂延长杆A上的测量模块之间没有其它阻挡物。安装时应确保牢固，在测量过程中，三维机械定位仪的底座不能出现移动。延长杆A分直线型和L型两种，L型延长杆可用于测量车体内部直线型延长杆无法探测的区域。测量模块固定于延长杆靠近车体的一端。
附图4所示为本标定系统各部分的连接示意图。系统由工控机上运行的标定软件控制。工控机通过电缆，将控制信号发送至三维机械定位仪，同时接收三维机械定位仪反馈的定位确认信号和当前点的坐标；测量模块通过RS232接口将测量结果连续发送至工控机，工控机上运行的标定软件在三维机械定位仪定位确认信号的触发下记录当前测试点的位置坐标和场强数据。
如附图5所示为标定系统工作流程。系统上电后，通过标定软件设置三维机械定位仪的行走路径和测量密度，并启动测量；三维机械定位仪将测量模块定位至第一个测试点，并输出定位确认信号和当前坐标，测量模块测量磁场场强，输出场强数据给工控机，工控机上的标定软件在来自三维机械定位仪的定位确认信号触发下将当前测试点的坐标与测试结果记录至工控机内部存储器，至此完成一个点的测量。然后三维机械定位仪根据标定软件设置的行走路径和测量密度，自动将测量模块定位至下一个测试点，开始测量，如此循环，直至完成对所有待测点的测量。
Claims (2)
1.一种车用无钥匙门禁系统的低频标定系统，所述低频标定系统包括三维机械定位仪、固定于三维机械定位仪Y轴上的非金属非磁性材料延长杆、固定于非金属非磁性材料延长杆远离三维机械定位仪一端、且靠近待测车辆一端的测量模块、与测量模块和三维机械定位仪相连的工控机、以及运行于工控机上的标定软件；其特征在于：
所述测量模块由低频接收天线、带RSSI功能的芯片和数据接口电路三部分组成，低频接收天线通过信号线与带RSSI功能的芯片连接，将接收的低频磁场信号通过带RSSI功能的集成电路转换成数字信号，带RSSI功能的芯片再通过数据接口电路连接工控机，将数字信号传输给工控机，由工控机通过标定软件完成测量数据的实时显示和记录；
所述工控机通过电缆与三维机械定位仪相连，向三维机械定位仪传递定位点位置坐标、步长和行走速度参数；
三维机械定位仪用于进行自动连续三维定位，完成定位操作；
所述低频标定系统通过工控机中的标定软件控制三维机械定位仪实现自动连续多点定位，使测量模块连续测量车用无钥匙门禁系统低频发射天线周围空间内的场强，在工控机上实时显示测量模块所在位置的场强，并利用三维机械定位仪输出的定位确认信号触发标定软件按顺序记录测量点的场强数据和坐标。
2.利用权利要求1所述的车用无钥匙门禁系统的低频标定系统进行低频标定的方法，其特征在于，所述标定方法包括以下步骤：
(1)安放和固定标定系统：在开阔的空间内将三维机械定位仪固定好，将待标定车辆长轴平行于三维机械定位仪X轴停放，将测量模块固定于三维机械定位仪Y轴机械臂延长杆上靠近车辆的一端，使车辆的待标定侧和测量模块之间没有其它阻挡物；
(2)给标定系统上电，通过标定软件设置三维机械定位仪的行走路径和测量密度，并启动测量；
(3)三维机械定位仪将测量模块定位至第一个测试点，并输出定位确认信号和当前坐标；
(4)测量模块测量磁场场强，输出场强数据给工控机；
(5)工控机上的标定软件在来自三维机械定位仪的定位确认信号触发下将当前测试点的坐标与测试结果记录至工控机内部存储器，至此完成一个点的测量；
(6)然后三维机械定位仪根据标定软件设置的行走路径和测量密度，自动将测量模块定位至下一个测试点，再从步骤(3)开始输出定位确认信号和当前坐标，如此循环，直至完成对所有待测点的测量。
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