CN103280006B - 智能钥匙检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能钥匙检测系统及方法，本发明利用3D亥姆霍兹线圈分别产生恒定的磁场，待检测智能钥匙中的3D低频接收模块将测量该磁场的强度，根据待检测智能钥匙测量的磁场强度值完成智能钥匙无线测量性能的检测和校准。本发明能够自动快速的检测智能钥匙测量LF信号磁场强度的精确度；同时还能够对智能钥匙无线通信模块性能以及电池电量等诸多方面进行检测，最大限度地保证产品生产下线后的一致性、可靠性和稳定性。

Description

智能钥匙检测系统及方法

技术领域

本发明涉及一种电子产品质量的检测技术，具体涉及汽车智能钥匙的检测技术。

背景技术

人们对车辆舒适性、安全性和便利性需求的不断提高，促使汽车不断向智能化方向发展。智能钥匙系统PEPS（Passive Entry Passive Start）整合了汽车安全、舒适与便利功能，是汽车向智能化方向发展的标志之一。如今，PEPS系统逐渐成为国外高档车型的主流配置，同时也正在快速应用到大部分的普及车型及新车型上。

智能钥匙系统采用无线射频识别（RFID）技术，包括智能钥匙（应答器）和车载基站（阅读器）。为了实现低成本低功耗的双向通信，一般使用两个频率通信：低频LF（一般采用125kHz）用于基站向智能钥匙发送数据；而超高频UHF（315或434MHz）用于智能钥匙向基站发送数据。

为了判断智能钥匙相对于车辆的位置，智能钥匙需要精确测量LF信号磁场强度，实现智能钥匙只有在车内才可以启动发动机，在车外开闭门锁的功能。由于LF信号的方向性问题，智能钥匙必须使用3D低频天线，确保智能钥匙在同一位置各种转向都可以测量到相同的磁场强度。

在智能钥匙批量生产过程中，由于电子元器件的偏差、生产过程中3D低频天线在PCB板上歪斜、元器件损坏等各种因素，造成智能钥匙LF信号磁场强度测量不准确，无线通讯性能下降甚至失效等风险，有可能造成非常恶劣的质量问题。由此对每个智能钥匙的性能进行精确的检测，保证每个智能钥匙的性能稳定可靠是本领域亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术中无法对批量生产的智能钥匙的LF信号磁场强度测量精确度进行精确检测的问题，作为本发明的第一目的，提供一种智能钥匙检测系统。该检测系统能够自动快速的检测智能钥匙测量LF信号磁场强度的精确度；同时该系统还能够对智能钥匙无线通信模块性能以及电池电量等诸多方面进行检测，最大限度地保证产品生产下线后的一致性、可靠性和稳定性。

作为本发明的第二目的，基于上述系统，本发明会提供了一种智能钥匙检测方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

智能钥匙检测系统，所述检测系统通过3D亥姆霍兹线圈产生恒定的磁场，测量校准智能钥匙中3D低频接收模块的磁场强度检测精确度。

在检测系统的优选实例中，所述检测系统包括3D亥姆霍兹线圈、LF通道切换板卡、任意波形发生器以及UHF信号接收解调板卡，所述任意波形发生器产生检测所需的低频载波，并通过LF通道切换板卡选通一路3D亥姆霍兹线圈的某一维线圈，所述3D亥姆霍兹线圈在该维度方向生成恒定的磁场强度；待检测的智能钥匙中对应的3D低频接收模块测量该磁场强度，并通过智能钥匙中UHF发射模块将值传递出来，所述UHF信号接收解调板卡接收并解调智能钥匙发送的UHF信号，从中获得智能钥匙测量到的磁场强度值。

进一步的，所述检测系统还包括构成无干扰信号检测场所的无线屏蔽箱，所述3D亥姆霍兹线圈和待检测智能钥匙设置于无线屏蔽箱中。

进一步的，所述检测系统还包括LF信号发射板卡，所述LF信号发射板卡将数据调制成低频信号发送给待检测的智能钥匙。

进一步的，所述检测系统还包括智能钥匙UHF发射模块测量设备，该测量设备由自动按键设备和频谱分析仪组成，所述自动按键设备与智能钥匙按键相配合，并可按压智能钥匙的按键；所述频谱分析仪，接收和分析智能钥匙中UHF发射模块因按键受压发送的UHF信号。

进一步的，所述检测系统还包括智能钥匙电池电量检测设备，所述智能钥匙电池电量检测设备为UHF信号接收解调板卡，所述UHF信号接收解调板卡接收并解调智能钥匙中UHF发射模块发送的UHF信号，从中获得智能钥匙测量到的电池电量信息。

进一步的，所述检测系统中还包括控制系统自动运行的工控机，所述工控机控制连接UHF信号接收解调板卡、频谱分析仪、LF信号发射板卡以及任意波形发生器，所述工控机还通过数据采集卡控制连接LF通道切换板卡和自动按键设备。

基于上述系统，本发明提供的智能钥匙检测方法，该方法利用3D亥姆霍兹线圈分别产生恒定的磁场，待检测智能钥匙中的3D低频接收模块将测量该磁场的强度，根据待检测智能钥匙测量的磁场强度值完成智能钥匙无线测量性能的检测和校准。

在检测方法的优选方案中，所述检测方法中使用自动按键设备自动按压智能钥匙上的按键，使智能钥匙发送UHF信号，并通过频谱仪分析该信号是否符合要求，确保智能钥匙UHF发射模块正常。

进一步的，所述检测方法通过采用无线通信方式让智能钥匙自检电池电量，并通过UHF发送检测数据，再从发送的数据信号中解调出电池电量信息，完成智能钥匙电池电量的检测；所述检测方法还采用无线通信方式在待智能钥匙的EEPROM中写入生产信息。

根据上述方案形成的本发明能够自动快速的检测智能钥匙测量LF信号磁场强度的精确度；同时还能够对智能钥匙无线通信模块性能以及电池电量等诸多方面进行检测，最大限度地保证产品生产下线后的一致性、可靠性和稳定性。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为被测产品智能钥匙结构原理图；

图2为本发明中智能钥匙检测系统的结构原理图。

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。

参见图1，其所示为智能钥匙100的组成结构，智能钥匙100一般包括3D低频天线101、3D低频接收模块102、电源管理模块103、UHF发射模块104、电池105、按键106以及微机107这个几个部分。其中微机107为整个智能钥匙100的控制及处理中，控制其他模块；3D低频接收模块102通过3D低频天线101测量低频磁场的强度，3D低频天线101具有X轴天线、Y轴天线和Z轴天线，能够从三个方向来测量低频磁场的强度，有效保证测量的准确度；UHF发射模块104通过UHF天线108向外发送UHF信号；电源管理模块103控制电池105向智能钥匙100中的其他模块提供稳定的工作电源；按键106通过触控向微机107发送指令。

上述结构的智能钥匙100在生产过程中由于元器件偏差和工艺的影响，为了保证产品质量的可靠性，需要对其测量低频磁场强度的性能、电池电量等性能进行检测。

针对成品的智能钥匙各方面性能的检测，本发明提供对智能钥匙进行自动检测的系统200。

参见图2，其所是为该检测系统的原理框图。该系统主要由3D亥姆霍兹线圈201、自动按键设备202、无线信号屏蔽箱203、频谱分析仪204、任意波形发生器205、UHF信号接收解调板卡206、LF信号发射板卡207、LF通道切换板卡208、数据采集板卡209以及工控机210这几个部分组成。

其中，3D亥姆霍兹线圈201和自动按键设备202分别置于无线信号屏蔽箱203中，构成系统中用于检测智能钥匙100的检测场所。

3D亥姆霍兹线圈201用于在X、Y、Z三个维度方向分别产生恒定的磁场强度，确保智能钥匙100的3D低频接收模块102的X轴天线、Y轴天线和Z轴天线都能准确测量低频磁场强度。

自动按键设备202根据控制按压待检测智能钥匙100上的按键，触发进行UHF和电池电量的测量。

无线信号屏蔽箱203用于形成无干扰的检测环境，其能够屏蔽外界无线信号对智能钥匙无线性能测量的干扰，保证测量的可靠性。为了将控制信号传至无线信号屏蔽箱内的检测部件和待检测智能钥匙以及将产生的检测信号传出箱外，该无线信号屏蔽箱203由屏蔽箱体203a、第一无线滤波器203b、低频天线203c、UHF接收天线203d、第二无线滤波器203e构成。其中第一无线滤波器203b和低频天线203c用于实现LF信号的输入，第一无线滤波器203b设置在屏蔽箱体203a上，低频天线203c置于箱体内，第一无线滤波器203b的输出端与置于箱体内的低频天线203c和3D亥姆霍兹线圈201相接，第一无线滤波器203b通过输入端接收信号，在对信号进行滤波后传至3D亥姆霍兹线圈201，或通过低频天线203c以无线的方式传至箱体内的待检测智能钥匙100。

第二无线滤波器203e和UHF接收天线203d用于实现UHF信号的输出，第二无线滤波器203e设置在屏蔽箱体203a上，而UHF接收天线203d置于箱体内，并与第二无线滤波器203e输入端相接，UHF接收天线203d接收待检测智能钥匙产生的UHF信号，并传至第二无线滤波器203e对接收的信号进行滤波后传至后方的信号处理部件或模块进行处理。

系统中的任意波形发生器205、LF信号发射板卡207以及LF通道切换板卡208相配合产生系统中的检测信号。

任意波形发生器205用于生成控制3D亥姆霍兹线圈201产生低频磁场的125KHz低频载波，且发射的功率大小可调。

LF通道切换板卡208与无线信号屏蔽箱203内的3D亥姆霍兹线圈201相接，用于将任意波形发生器205发送的125KHz低频载波连接到3D亥姆霍兹线圈的任意一维线圈上。

LF信号发射板卡207与无线信号屏蔽箱203内的低频天线203c相接，其将接收到的数据调制成低频信号，发送给待检测智能钥匙100。

系统中的频谱分析仪204和UHF信号接收解调板卡206用于接收和分析待检测智能钥匙产生的UHF信号。

频谱分析仪204通过同轴电缆与无线信号屏蔽箱203内的UHF接收天线203d相接，用于接收和分析待检测智能钥匙发射的UHF信号，实现对智能钥匙发射的UHF信号的性能参数的测量。

UHF信号接收解调板卡206同样通过同轴电缆与无线信号屏蔽箱203内的UHF接收天线203d相接，用于接收并解调出智能钥匙发送的UHF信号的数据内容。

系统中的工控机210为整个系统的控制及数据处理中心，其自动控制所有系统中所有部件的工作，实现检测过程的自动化。工控机210的数据输入端分别通过RS232连接线连接UHF信号接收解调板卡206，通过网线连接频谱分析仪204，接收两者调解和分析得到的数据；同时工控机210的信号输出端通过RS232连接线控制连接LF信号发射板卡207，通过GPIB总线控制连接任意波形发生器205，通过PCI控制连接数据采集板卡209，再由数据采集板卡分别控制连接LF通道切换板卡208和自动按键设备，由此实现对整个检测过程的自动化处理。

根据需要，本发明还可在系统中设置标签打印机211，其与工控机210相接，用于打印相关信息。

通过上述方案形成的智能钥匙检测系统在进行智能钥匙性能检测过程如下：

一、测量校准智能钥匙3D低频接收模块

测量校准智能钥匙3D低频接收模块涉及设备有：3D亥姆霍兹线圈201，LF通道切换板卡208，任意波形发生器205，LF信号发射板卡207，UHF信号接收解调板卡206，工控机210。

首先，将待检测智能钥100匙放置于无线屏蔽箱203中，工控机210产生相应的测量信号，并通过RS232总线与LF信号发射板卡207进行通信，LF信号发射板卡207将接收到的数据信号调制成低频信号，再通过第一无线滤波器203b和低频天线203c将低频信号发送给待检测智能钥匙100，使智能钥匙进入LF测量校准模式。

然后，工控机210通过GPIB总线控制任意波形发生器205产生所需发射功率的125KHz低频载波，并通过数据采集卡209向LF通道切换板卡208发送通道切换控制信号，LF通道切换板卡208根据该控制信号选通一路3D亥姆霍兹线圈201的某一维（X/Y/Z）线圈。LF通道切换板卡208将任意波形发生器205产生的125KHz低频载波连接到所选通的3D亥姆霍兹线圈的某一维线圈上。

此时，3D亥姆霍兹线圈210在该维度方向生成了恒定的磁场强度，而待检测智能钥匙对应的3D低频接收模块102测量该磁场强度，并通过UHF发射模块104将值形成UHF信号传递出来。

无线屏蔽箱203中UHF接收天线203d接收到待检测智能钥匙中UHF发射模块104发送的UHF信号，并将该信号通过第二无线滤波器203e和同轴电缆传至UHF信号接收解调板卡206。

UHF信号接收解调板卡206接收解调智能钥匙发送的UHF信号，将智能钥匙测量到的磁场强度值通过RS232总线发送给工控机210。

工控机210根据智能钥匙测量到的磁场强度值来检测该智能钥匙中3D低频接收模块的性能。

根据需要，工控机210分析处理该磁场强度值，然后通过LF信号发射板卡207发送一个测量校准值给智能钥匙（具体过程如上），智能钥匙将该值存入自己的EEPROM中。这样，智能钥匙在正常工作测量磁场强度时，可以使用软件来校准由于元器件生产偏差造成的测量不准确。

另外，由于低频的方向性问题，智能钥匙使用了3D低频接收模块来检测不同方向的低频磁场强度。为了保证智能钥匙3D低频接收模块能工作正常，必须重复上述步骤，使在智能钥匙的3个维度（X/Y/Z）方向上都能测量到一样的磁场强度值。

二、测量智能钥匙UHF发射模块和电池电量信息

通过本系统测量智能钥匙UHF发射模块和电池电量涉及的设备有：自动按键设备202，频谱分析仪204，UHF信号接收解调板卡206，数据采集板卡209以及工控机210。

工控机210通过数据采集板卡209向自动按键设备202发送自动按键控制信号，控制自动按键设备202按压智能钥匙的按键106。

此时，智能钥匙100通过电源管理模块103测量电池105的电量，然后通过智能钥匙UHF发射模块发射UHF信号。

无线屏蔽箱203中UHF接收天线203d接收到待检测智能钥匙中UHF发射模块104发送的UHF信号，并将该信号通过第二无线滤波器203e和同轴电缆传至频谱分析仪204和UHF信号接收解调板卡206。

频谱分析仪204接收UHF信号后，对该信号进行分析，得到UHF的频谱参数如中心频率、功率、带宽等，并将分析得到的数据通过网线传递给工控机。另外，UHF信号接收解调板卡206对接收好的UHF信号进行解调，从智能钥匙发送的UHF信号中解调出电池电量信息，返回给工控机。

工控机210分析处理这些数据，判断智能钥匙是否符合要求。

最后，工控机210通过LF信号发射板卡207将生产信息写入智能钥匙的EEPROM中（具体信号传输过程如上），用于售后追溯。同时，智能钥匙将写入EEPROM的值读出并通过UHF发射模块发射出来，工控机通过UHF信号接收解调板卡接收该值（具体过程如上）进行验证是否写入正确。

通过上述检测实例可知，本发明提供的方案具有如下优点：

1）用专用的仪器仪表在无线屏蔽箱内测量智能钥匙的LF和UHF性能数据，确保最终质量的一致性。

2）通过LF测量并校准的方式，即使智能钥匙3D低频接收模块元器件生产误差较大造成的磁场强度测量偏差较大，也可以通过软件修正的方式进行校准，大大增加了成品率。

3）全自动的下线检测系统，最大限度的规避了由于人为因素造成的偏差，保证产品质量的可靠性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.智能钥匙检测系统，其特征在于，所述检测系统包括：3D亥姆霍兹线圈、LF通道切换板卡、任意波形发生器、UHF信号接收解调板卡、LF信号发射板卡、自动按键设备、频谱分析仪、数据采集板卡以及工控机；

所述3D亥姆霍兹线圈和自动按键设备构成系统中用于检测待检测智能钥匙的检测场所；3D亥姆霍兹线圈用于在X、Y、Z三个维度方向分别产生恒定的磁场强度，确保待检测智能钥匙的3D低频接收模块的X轴天线、Y轴天线和Z轴天线都能准确测量低频磁场强度；自动按键设备根据工控机控制按压待检测智能钥匙上的按键，触发进行UHF信号和电池电量的测量；

所述任意波形发生器产生检测所需的低频载波，并通过LF通道切换板卡选通一路3D亥姆霍兹线圈的某一维线圈，所述3D亥姆霍兹线圈在该维度方向生成恒定的磁场强度；待检测智能钥匙中对应的3D低频接收模块测量该磁场强度，并通过待检测智能钥匙中UHF发射模块将值传递出来；

所述频谱分析仪用于接收和分析待检测智能钥匙发射的UHF信号，对待检测智能钥匙发射的UHF信号的性能参数的测量；

所述UHF信号接收解调板卡接收并解调待检测智能钥匙发送的UHF信号，从中获得待检测智能钥匙测量到的磁场强度值；

所述工控机的数据输入端分别连接UHF信号接收解调板卡和频谱分析仪，接收两者调解和分析得到的数据；同时工控机的信号输出端分别连接LF信号发射板卡、任意波形发生器和数据采集板卡，数据采集板卡分别控制连接LF通道切换板卡和自动按键设备，由此实现对整个检测过程的自动化处理。

2.根据权利要求1所述的智能钥匙检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括构成无干扰信号检测场所的无线屏蔽箱，所述3D亥姆霍兹线圈和待检测智能钥匙设置于无线屏蔽箱中。

3.根据权利要求1所述的智能钥匙检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括待检测智能钥匙电池电量检测设备，所述待检测智能钥匙电池电量检测设备为UHF信号接收解调板卡，所述UHF信号接收解调板卡接收并解调待检测智能钥匙中UHF发射模块发送的UHF信号，从中获得待检测智能钥匙测量到的电池电量信息。

4.智能钥匙检测方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1-3中任一项所述的智能钥匙检测系统实现，包括如下步骤：

首先，将待检测智能钥匙放置于无线屏蔽箱中，工控机产生相应的测量信号，并与LF信号发射板卡进行通信，LF信号发射板卡将接收到的数据信号调制成低频信号，将低频信号发送给待检测智能钥匙，使待检测智能钥匙进入LF测量校准模式；

然后，工控机通过控制任意波形发生器产生所需发射功率的125KHz低频载波，并通过数据采集板卡向LF通道切换板卡发送通道切换控制信号，LF通道切换板卡根据该控制信号选通一路3D亥姆霍兹线圈的某一维线圈；LF通道切换板卡将任意波形发生器产生的125KHz低频载波连接到所选通的3D亥姆霍兹线圈的某一维线圈上；

此时，3D亥姆霍兹线圈在该维度方向生成了恒定的磁场强度，而待检测智能钥匙对应的3D低频接收模块测量该磁场强度，并通过UHF发射模块将值形成UHF信号传递出来；

UHF信号接收解调板卡接收解调待检测智能钥匙发送的UHF信号，将待检测智能钥匙测量到的磁场强度值发送给工控机；

工控机根据待检测智能钥匙测量到的磁场强度值来检测该待检测智能钥匙中3D低频接收模块的性能。

5.根据权利要求4所述的智能钥匙检测方法，其特征在于，所述检测方法中使用自动按键设备自动按压待检测智能钥匙上的按键，使待检测智能钥匙发送UHF信号，并通过频谱分析仪分析该信号是否符合要求，确保待检测智能钥匙UHF发射模块正常。

6.根据权利要求4所述的智能钥匙检测方法，其特征在于，所述检测方法通过采用无线通信方式让待检测智能钥匙自检电池电量，并通过待检测智能钥匙中UHF发射模块发送检测数据，再从发送的数据信号中解调出电池电量信息，完成待检测智能钥匙电池电量的检测；所述检测方法还采用无线通信方式在待检测智能钥匙的EEPROM中写入生产信息。