CN102587744B

CN102587744B - 应用于pke系统的功耗降低设计方法及系统

Info

Publication number: CN102587744B
Application number: CN201210017073.2A
Authority: CN
Inventors: 龚红波; 曹晶
Original assignee: WUHAN KOTEI TECHNOLOGY Corp
Current assignee: WUHAN KOTEI TECHNOLOGY Corp
Priority date: 2012-01-18
Filing date: 2012-01-18
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2032-01-18
Also published as: CN102587744A

Abstract

本发明提出了一种应用于PKE系统的功耗降低设计方法及系统，系统由电容感应开关和接收该开关信号的基站组成，其包括以下步骤：步骤一、将用来感应人手信号的电容感应开关安装于车的门把手内，并将基站MCU设置为睡眠模式；步骤二、当接近式开关感应到人手的靠近时，发送触发信号将基站MCU从休眠模式中唤醒；步骤三、MCU唤醒之后发射低频信号去查询附近是否有合法钥匙；步骤四、当检测到合法的钥匙时，发送车门解锁信号给门控执行机构进行解锁；步骤五、车主离开之后，MCU继续睡眠，周而复始。采用这种工作方式的PKE系统节省功率消耗80％以上。

Description

应用于PKE系统的功耗降低设计方法及系统

技术领域

本发明涉及PKE（被动式免钥进入）系统，特别涉及一种应用于PKE系统的功耗管理设计的设计方法。

背景技术

随着汽车电子技术的发展，PKE(Passive Keyless Entry)被动式免钥进入系统已成为一种标准配置，这对提高汽车的防盗性、控制性有重要意义。传统的PKE系统以单向通信为特征，用户通过按键进行门控操作；而在新型的智能无匙门控PKE系统中，基站（车身）和收发器（钥匙）可以实现双向通信，不需要人机接口，用户仅需随身携带一个收发器就可以实现免提门控操作。PKE主要由基站和钥匙两大部分组成，基站和钥匙通过低频和高频完成双向通信，现有市场上典型的PKE系统是采用不断发射（或间隔发射）低频信号来扫描是否有钥匙在车辆附近，即使没有用户靠近，也在不断地发射低频信号，这些无效的射频发射所消耗的功率占PKE系统功耗的80%以上。随着汽车上的电子系统越来越复杂，汽车环境对汽车电子的功耗要求也越来越严苛，尤其PKE系统是在汽车没有启动的情况下运行的，有静态电流这一参数的严格限制，现有PKE系统的功耗管理方式已无法满足汽车行业的发展要求。因此，降低功耗，减小静态电流就很有必要。

相关名词解释：

1.PKE

Passive Keyless Entry的简称，被动无钥门控系统。

2.MCU

Micro Control Unit的简称，微控制单元。

3.静态电流

在汽车上所有开关都处在断开状态下，蓄电池的供出电流。

4.CAN

CAN是Controller Area Network的简称，控制器局域网络。

5.I/O

Input/Output的简称，输入输出。

6.LF

Low Frequency的简称，低频发射。

7.RF

Radio Frequency的简称，射频发射。

发明内容

本发明所要解决的问题是：降低现有PKE系统的功耗以及静态电流，使其满足汽车产业日趋严格的功耗要求。

本发明提供的一种应用于PKE系统的功耗降低设计方法，通过基站、钥匙和接近式开关组成PKE系统，其中，基站包括基站MCU、低频发射模块和高频接收模块；钥匙包括钥匙MCU、低频接收模块和高频发射模块；接近式开关负责采集人手信号并通过I/O发送给基站MCU；基站和钥匙之间通过高低频模块进行双向无线通讯，该方法包括以下步骤：

步骤一、PKE系统将基站MCU置为休眠状态；

步骤二、接近式开关判断是否有开门信号，并唤醒MCU执行开门动作；

步骤三、用户离开后，车门锁止，MCU再次进入休眠状态，如此往复。

优选的，上述步骤一具体包括以下步骤：

1.1）将基站的低频发射模块的使能端关闭；

1.2）将高频接收模块的接收端连接到基站MCU的中断I/O，并对该中断口进行配置；

1.3）将接近式开关的输出O连接到基站MCU的中断I/O，并对该中断口进行配置；

1.4）将基站MCU从工作状态转为休眠状态。

优选的，上述步骤二具体包括以下步骤：

2.1）安装在门把手内的电容式开关检测到车主触摸门把手信号或者接收到高频遥控信号；

2.2）基站MCU被唤醒并判断是哪种信号，若是接近式开关信号则转至步骤2.3），若是遥控信号则转至步骤2.5）；

2.3）打开基站低频发射模块的使能端，低频发射模块开始发射125Khz的钥匙查询信号；

2.4）基站判断附近是否存在合法的钥匙，若存在则转至步骤2.5），否则转至步骤2.6）；

2.5）基站通过CAN总线或者I/O信号将车门解锁信号发送给门控执行机构对车门解锁，转至步骤三；

2.6）车门保持锁止，转至步骤1.1）。

优选的，上述系统选用反应速度快的电容感应式芯片以及选用从休眠到唤醒只需要几十个ms的单片机。

优选的，上述系统将采集到的接近式开关信号连接到单片机的中断管脚，只要检测到中断信号单片机立即执行唤醒。

优选的，从用户把手放到门把手上到车门打开，整个过程的时间在500ms内。

本发明还提供了一种PKE系统，由基站、钥匙和接近式开关三部分组成，其特征在于：所述基站包括基站MCU、低频发射模块和高频接收模块；钥匙包括钥匙MCU、低频接收模块和高频发射模块；接近式开关负责采集人手信号并通过I/O发送给基站MCU；基站和钥匙之间通过高低频模块进行双向无线通讯。

本发明提出的基于接近式开关的PKE系统，其特点和优点为：适用于汽车PKE（无钥进入）系统。通过采用接近式开关主动感应用户的开门信号而不是被动地发射低频信号去扫描，采用这种方式后，在用户没有要使用汽车的时候，基站一直处于睡眠状态，节省静态功耗，延长汽车静置时间，节省能量高达80%。

附图说明

图1是本发明实施流程图；

图2是本发明系统硬件结构框图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1所示，为本发明的操作流程。如图2所示，采用PKE系统，包括：接近式感应开关模块、基站主控单片机MCU、基站低频发射电路、钥匙高低频电路等。包括以下步骤：

1）将基站的低频发射模块的使能端关闭，低频发射模块发射信号时消耗的功率占系统功率的一大半，在没有开门信号时将其关闭可以极大地降低功耗；

2）将高频接收模块的接收端连接到基站MCU的中断管脚，并对该中断口进行配置，使其可以在MCU休眠时工作；

3）将接近式开关的输出管脚连接到基站MCU的中断管脚，并对该中断口进行配置，使其可以在MCU休眠时工作；

4）将基站MCU从工作状态转为休眠状态，休眠状态下单片机静态电流只有nA级；

5）安装在门把手内的电容式开关模块检测到车主触摸门把手信号并通过POUT管脚输出一个跳变信号给基站MCU的中断管脚INT或者是高频模块接收到来自钥匙的高频开锁信号并通过输出到MCU的中断管脚；

6）基站MCU不管接收到哪种中断都从睡眠模式中被唤醒，唤醒之后判断是哪种信号，若是接近式开关信号则转至步骤7），若是遥控信号则转至步骤9）；

7）基站打开低频发射模块的使能端，低频模块开始发射125Khz的加密信号扫描附近是否有钥匙；

8）基站通过收到的高频回应信号来判断附近是否有合法的钥匙，若存在则转至步骤9），否则转至步骤10）；

9）基站通过CAN总线或者I/O信号将车门解锁信号发送给门控执行机构对车门解锁，转至步骤11）；

10）车门保持锁止，转至步骤1）；

11）用户离开后，车门锁止，MCU再次进入休眠状态，直到下一次门把手感应到用户手的靠近时再将单片机唤醒，如此往复。

为了保证给用户良好的体验，整个过程需控制在0.5s内，用户才不会感觉到延迟。为了达到此要求，本系统在三个方面都采取了措施：第一，选用反应速度快的电容开关芯片；第二，将采集到的接近式开关信号连接到单片机的中断管脚，只要检测到中断信号单片机立即执行唤醒；第三，选用从休眠到唤醒只需要几十个ms的单片机。通过以上三个措施，保证了从用户将手放到车门把手上到开门的时间控制在人感觉不到延迟的时间内。

以上所述，仅是用以说明本发明的具体实施案例而已，并非用以限定本发明的可实施范围，举凡本领域熟练技术人员在未脱离本发明所指示的精神与原理下所完成的一切等效改变或修饰，仍应由本发明权利要求的范围所覆盖。

Claims

1.一种应用于PKE系统的功耗降低设计方法，通过基站、钥匙和接近式开关组成PKE系统，其中，基站包括基站MCU、低频发射模块和高频接收模块；钥匙包括钥匙MCU、低频接收模块和高频发射模块；安装在门把手内的接近式开关负责采集人手触摸门把手信号并通过I/O发送给基站MCU；基站和钥匙之间通过高低频模块进行双向无线通讯，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、PKE系统将基站MCU置为休眠状态；

步骤二、接近式开关判断是否有人手触摸门把手信号或钥匙发射高频遥控信号，并唤醒基站MCU执行开门动作；

步骤三、用户离开后，车门锁止，基站MCU再次进入休眠状态，如此往复。

2.如权利要求1所述的应用于PKE系统的功耗降低设计方法，其特征在于所述步骤一具体包括以下步骤：

1.1）将基站的低频发射模块的使能端关闭；

1.2）将高频接收模块的接收端连接到基站MCU的中断I/O，并对该中断I/O进行配置；

1.3）将接近式开关的输出端连接到基站MCU的中断I/O，并对该中断I/O进行配置；

1.4）将基站MCU从工作状态转为休眠状态。

3.如权利要求2所述的应用于PKE系统的功耗降低设计方法，其特征在于所述步骤二具体包括以下步骤：

2.1）安装在门把手内的接近式开关检测到人手触摸门把手信号；

2.2）基站MCU被唤醒并判断是哪种信号，若是接近式开关检测到人手触摸门把手信号则转至步骤2.3），若是高频遥控信号则转至步骤2.5）；

2.6）车门保持锁止，转至步骤1.1）。

4.如权利要求3所述的应用于PKE系统的功耗降低设计方法，其特征在于：所述基站MCU选用反应速度快的电容感应式芯片以及选用从休眠到唤醒只需要几十个ms的单片机。

5.如权利要求4所述的应用于PKE系统的功耗降低设计方法，其特征在于：所述系统将采集到的接近式开关检测到人手触摸门把手信号连接到单片机的中断管脚，只要检测到中断信号单片机立即执行唤醒。

6.如权利要求5所述的应用于PKE系统的功耗降低设计方法，其特征在于：从用户把手放到门把手上到车门打开，整个过程的时间在500ms内。

7.一种用如权利要求1-6所述的方法设计的PKE系统，由基站、钥匙和接近式开关三部分组成，其特征在于：所述基站包括基站MCU、低频发射模块和高频接收模块；钥匙包括钥匙MCU、低频接收模块和高频发射模块；接近式开关负责采集人手触摸门把手信号并通过I/O发送给基站MCU；基站和钥匙之间通过高低频模块进行双向无线通讯。