CN102182361A - 一种无需人机接口的汽车门控系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无需人机接口的汽车门控系统，包括收发模块以及与其相通讯的接收模块，所述的收发模块包括无线收发芯片，无线收发芯片与收发控制器MCU相连，收发模块上设置至少两个低频接收天线；所述的接收模块包括无线接收芯片，无线接收芯片与接收控制器MCU相连，接收模块上设置至少两个低频发射天线。本发明还公开了一种无需人机接口的汽车门控系统的控制方法。本发明有两个确认过程：收发模块接收到低频信号后要确认接收模块的身份才作出响应；接收模块在接收到射频信号后要确认收发模块的身份才作出响应，遥控信息经过双向认证，无需人工操作，这样可以有效地提高门控系统的保密性和安全性。

Description

一种无需人机接口的汽车门控系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及汽车门锁无线遥控领域，尤其是一种无需人机接口的汽车门控系统及其控制方法。
背景技术
随着科技的进步，无线加密遥控技术目前已普遍应用于汽车的门锁加密控制系统中，现有的汽车遥控器加密技术主要为固定码加密和跳码编码加密技术。
固定码加密无线遥控识别技术，是通过改变编码芯片和与之配对的解码芯片地址位的不同状态来获得不同的钥匙量，为了提高系统的安全性能，一般都采取增大地址位的位数或提高排列组合变量的方法来保密，为此专门为遥控系统设计制造的编码与译码集成电路便应任而生。这类电路大都具备了静态功耗低、外围电路简化、可提供的功能或控制口多等特点。但这类固定码芯片受编码地址位的限制，编码变量少，密码长度仅6～18位，使得保密性很差，目前通过拷贝机拷贝重发、密码扫描器扫描跟踪、电脑预测密码组合等手段即可以将密码数据截获并成功解密，对车主的财产安全有着巨大的隐患。
跳码编码加密技术以其每次编码的唯一性，使保密性能和破解难度较之固定码加密技术大大提高，是目前汽车门控技术市场较为流行的一种加密技术。虽然这类技术安全性有所增强，但是不断有新的锁型被破解，黑市上出现的最新型的“汽车解码器-标准版89位滚动码汽车解码器”，能破解多款汽车原装遥控器，接收遥控信号后直接打开门锁，对其它后加装加密遥控信号也可接收并打开门锁。
发明内容
本发明的首要目的在于提供一种保密性能强、无需人工操作的无需人机接口的汽车门控系统。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种无需人机接口的汽车门控系统，包括收发模块以及与其相通讯的接收模块，所述的收发模块包括无线收发芯片，无线收发芯片与收发控制器MCU相连，收发模块上设置至少两个低频接收天线；所述的接收模块包括无线接收芯片，无线接收芯片与接收控制器MCU相连，接收模块上设置至少两个低频发射天线。
本发明还公开了一种无需人机接口的汽车门控系统的控制方法，该方法包括下列顺序的步骤：
（1）接收模块通过接收控制器MCU、低频发射天线发送查询收发模块身份的低频信息，收发模块通过低频接收天线近距离接收该低频信息；
（2）收发控制器MCU对接收到的低频信息进行处理并判断，若能够确认接收模块的身份，则通过无线收发芯片发射加密控制信息至接收模块，接收控制器MCU通过无线接收芯片接收该加密控制信息，发出控制指令；否则，收发控制器MCU不予回应。
由上述技术方案可知，本发明利用车主的开门动作启动接收模块产生低频信号唤醒收发模块，收发模块被唤醒后，利用跳码编码技术和非线性算法产生包含有前导数据、序列号、同步导引等信息的加密信息码，再通过无线收发芯片发射给接收控制器MCU。可见，本发明有两个确认过程：收发模块接收到低频信号后要确认接收模块的身份才作出响应；接收模块在接收到射频信号后要确认收发模块的身份才作出响应，遥控信息经过双向认证，无需人工操作，这样可以有效地提高门控系统的保密性和安全性。
附图说明
图1是本发明的电路框图；
图2、4均是本发明中接收模块的工作流程图；
图3是本发明中收发模块的工作流程图。
具体实施方式
一种无需人机接口的汽车门控系统，包括收发模块1以及与其相通讯的接收模块2，所述的收发模块1包括无线收发芯片3，无线收发芯片3与收发控制器MCU 4相连，收发模块1上设置至少两个低频接收天线；所述的接收模块2包括无线接收芯片 6，无线接收芯片 6与接收控制器MCU 7相连，接收模块2上设置至少两个低频发射天线，如图1所示。接收模块2上设置的两个低频发射天线的线圈安装在每扇车门内，由一个天线驱动器单元驱动，当车主拉动汽车车门手柄时，车辆中的天线驱动器便会产生低频磁场，这一变化激活接收控制器MCU 7产生并发送查询收发模块1身份的低频信息，同时不断搜索有效范围内收发模块1发出的低频信号。
如图1所示，所述的无线收发芯片3、无线接收芯片 6均采用无线芯片Si4432,所述的收发模块1上设置三个低频接收天线相连，低频接收天线能及时准确地探测出低频信号在X、Y、Z方向上的信号强度，低频信号中所包含的任何数字数据，比如唤醒数据模式、前导码、种子码、系统命令，将会被接收并传送给收发控制器MCU 4处理，收发控制器MCU 4在确认后利用跳码编码技术和非线性算法生成加密的射频数据信息，并以很高的波特率进行回馈发射。
如图1所示，无线芯片Si4432这款高集成度、低功耗、多频段的EZRadioPRO系列无线收发芯片3，其工作电压为1.9～3.6 V，20引脚QFN封装，可工作在315／433／868／915 MHz四个频段，性能出众，功能强大。它具有极高灵敏度，最大输出功率可以达到+20dBm，且其无线功能的高度集成，集成了低噪声放大器、可编程增益放大器、自动增益控制电路，而可编程增益放大器的输出信号被内部ADC转化为数字信号，后续的信号处理均采用数字信号处理技术实现，保证了芯片工作的可靠性。要发送的数据经过数字调制器调制后，由内建的功率放大器发射出去，无线芯片Si4432实现了数字调制解调器的功能，芯片内部还集成了电池电压检测器、温度传感器以及一个可供用户使用的8位ADC。
如图1所示，所述的收发控制器MCU 4的输出端分别与报警提示电路 5、发动机锁止装置相连，所述的接收控制器MCU 7的输出端与输出驱动电路 8相连，所述的接收模块2安装在车上。收发模块1采用多极天线增大通讯覆盖范围，通过选择使用无线芯片Si4432内的天线分集的寄存器，采用天线分集算法减弱方向极化和方向性效应的影响，扩展通信范围，提高收发模块1的接收灵敏度和可靠性。
如图1、2、3、4所示，在工作时，接收模块2通过接收控制器MCU 7、低频发射天线发送查询收发模块1身份的低频信息，收发模块1通过低频接收天线近距离接收该低频信息；收发控制器MCU 4对接收到的低频信息进行处理并判断，若能够确认接收模块2的身份，则通过无线收发芯片3发射加密控制信息至接收模块2，接收控制器MCU 7通过无线接收芯片 6接收该加密控制信息，发出控制指令；否则，收发控制器MCU 4不予回应。所述的收发模块1和接收模块2在装车前都必须对无线芯片Si4432进行初始化、程序调试及配对，使得彼此都熟悉对方的身份和跳码编码规律，装车后收发模块1和接收模块2均处于睡眠工作模式，以降低无谓的功耗。
如图2、4所示，所述的接收模块2感应开门动作，通过低频发射天线产生低频磁场，激活接收控制器MCU 7产生并发送查询收发模块1身份的低频信息，收发模块1通过低频接收天线近距离接收该低频信息。收发控制器MCU 4对接收到的低频信息进行处理并判断，若能够确认接收模块2的身份，则通过无线收发芯片3发射加密控制信息至接收模块2，接收控制器MCU 7接收、处理、确认收发控制器MCU 4发射的加密控制信息，则发出相应的控制指令至输出驱动电路 8开启汽车门锁；若接收控制器MCU 7发射的查询收发模块1身份的信息得不到响应，或响应信息被判定身份错误，则不开启汽车门锁，锁止发动机引擎，并向收发模块1发出特定的射频报警信息，收发控制器MCU 4接收该射频报警信息，通过报警提示电路 5向车主报警。收发控制器MCU 4同时发出信号启动发动机锁止装置，阻止发动引擎。当接收控制器MCU 7接收到加密控制信息后通过识别数据信息包里的前导数据、序列号、同步导引等信息，对车主的身份进行再确认，最后才根据所接收到的控制信令，驱动输出驱动电路 8执行开门或发动引擎等控制操作。
在电池完全耗尽的情况下，收发控制器MCU 4可以进入紧急工作模式，即可以作为一个无电池的无源设备进行工作。在此模式下，正交线圈中只有一个与低频磁场耦合，从中获得足够的能量，并以电荷的形式存储在外部电容器里。收发模块1通过低频链路与基站通信来打开车门，并被用作一个防盗锁止装置，可阻止发动引擎。
如图3所示，所述的无线收发芯片3通过三个相互正交的低频接收天线，近距离接收查询身份的低频信息，采用天线分集算法运算后传给收发控制器MCU 4进行信息处理和确认，收发控制器MCU 4对接收到的信息中所包含的数字数据进行译码、运算，与存储的信息比较、鉴别，若确认了接收模块2的身份，收发控制器MCU 4产生并发射加密的控制信息，对接收控制器MCU 7作出回应。在待机状态下，接收控制器MCU 7可以被随时唤醒和激活，接收和处理车辆发送来的警报信息，并适时向车主做报警提示。

Claims (10)

1.一种无需人机接口的汽车门控系统，其特征在于：包括收发模块以及与其相通讯的接收模块，所述的收发模块包括无线收发芯片，无线收发芯片与收发控制器MCU相连，收发模块上设置至少两个低频接收天线；所述的接收模块包括无线接收芯片，无线接收芯片与接收控制器MCU相连，接收模块上设置至少两个低频发射天线。
2.根据权利要求1所述的无需人机接口的汽车门控系统，其特征在于：所述的无线收发芯片、无线接收芯片均采用无线芯片Si4432,所述的收发模块上设置三个低频接收天线，所述的接收模块上设置两个低频发射天线。
3.根据权利要求1所述的无需人机接口的汽车门控系统，其特征在于：所述的收发控制器MCU的输出端分别与报警提示电路、发动机锁止装置相连，所述的接收控制器MCU的输出端与输出驱动电路相连。
4.根据权利要求1所述的无需人机接口的汽车门控系统，其特征在于：所述的接收模块安装在车上。
5.根据权利要求1所述的无需人机接口的汽车门控系统的控制方法，该方法包括下列顺序的步骤：
（1）接收模块通过接收控制器MCU、低频发射天线发送查询收发模块身份的低频信息，收发模块通过低频接收天线近距离接收该低频信息；
（2）收发控制器MCU对接收到的低频信息进行处理并判断，若能够确认接收模块的身份，则通过无线收发芯片发射加密控制信息至接收模块，接收控制器MCU通过无线接收芯片接收该加密控制信息，发出控制指令；否则，收发控制器MCU不予回应。
6.根据权利要求5所述的无需人机接口的汽车门控系统的控制方法，其特征在于：所述的无线收发芯片、无线接收芯片均采用无线芯片Si4432, 所述的收发模块上设置三个低频接收天线，所述的接收模块上设置两个低频发射天线，所述的收发控制器MCU的输出端分别与报警提示电路、发动机锁止装置相连，所述的接收控制器MCU的输出端与输出驱动电路相连，所述的收发模块由车主随身携带，所述的接收模块安装在车上。
7.根据权利要求5所述的无需人机接口的汽车门控系统的控制方法，其特征在于：所述的接收模块感应开门动作，通过低频发射天线产生低频磁场，激活接收控制器MCU产生并发送查询收发模块身份的低频信息，收发模块通过低频接收天线近距离接收该低频信息。
8.根据权利要求5所述的无需人机接口的汽车门控系统的控制方法，其特征在于：若接收控制器MCU接收、处理、确认收发控制器MCU发射的加密控制信息，则发出相应的控制指令至输出驱动电路开启汽车门锁；若接收控制器MCU发射的查询收发模块身份的信息得不到响应，或响应信息被判定身份错误，则不开启汽车门锁，锁止发动机引擎，并向收发模块发出特定的射频报警信息，收发控制器MCU接收该射频报警信息，通过报警提示电路向车主报警。
9.根据权利要求5所述的无需人机接口的汽车门控系统的控制方法，其特征在于：所述的无线收发芯片通过三个相互正交的低频接收天线，近距离接收查询身份的低频信息，采用天线分集算法运算后传给收发控制器MCU进行信息处理和确认，收发控制器MCU对接收到的信息中所包含的数字数据进行译码、运算，与存储的信息比较、鉴别，若确认了接收模块的身份，收发控制器MCU产生并发射加密的控制信息，对接收控制器MCU作出回应。
10.根据权利要求5所述的无需人机接口的汽车门控系统的控制方法，其特征在于：在待机状态下，接收控制器MCU可以被随时唤醒和激活，接收和处理车辆发送来的警报信息，并适时向车主做报警提示。
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