CN105093171A - 一种定位钥匙的系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明披露了一种定位钥匙的系统及其方法。所述钥匙被配置为通过多个天线与基站通信，所述天线与所述基站耦合。所述方法包括关断多个天线中的每一个，启用多个天线中的一个；测量第一接收信号强度；关断多个天线中的一个和测量第二接收信号强度。如果第一接收信号强度和第二接收信号强度之间的差值大于预置阈值，则允许执行操作。

Description

一种定位钥匙的系统及其方法
技术领域
本发明涉及无线通信技术，特别地，涉及定位钥匙的系统及其方法。
背景技术
无线通信技术被加入许多类型的系统和应用中，例如汽车电子应用和系统。支持无线通信的设备包括无线接收机和天线。通常，在无线接收机中，来自天线的高频无线电信号首先被转换为中频信号(IF信号)，接着IF信号被放大并输入到检波器。在检波器中，执行所需要的信号处理，即检波处理，在检波处理中取出被包含在无线电信号中的信息。在该检波处理中，根据无线电接收机所接收的电波的强度设置无线电信号和IF信号的增益，从而增益的范围可以使检波处理理想地执行。电波或磁波的信号强度通常被称为接收信号强度指示(RSSI)，并且通过RSSI电路系统测量。
无钥匙进入系统至少在汽车工业中变得越来越普遍。无钥匙进入系统首先包括基站和密钥卡(keyfob)。基站与密钥卡无线通信。例如，采用安全码阻止未经认证的通信，基站只响应来自无钥匙进入钥匙的请求，无钥匙进入钥匙被编为与特定基站相关。例如，使用无钥匙进入系统，就不需要机械钥匙来开门。钥匙典型地包括一些预编程的按钮或者可以被编程以发送预编程的指令组到基站以执行特定的运算。例如，可能编程按纽以锁定或开启汽车门或启动发动机。
无钥匙进入系统钥匙典型地包括与密钥卡进行通信的基站。密钥卡包括电子电路，该电子电路发送通信信号到位于汽车内部的基站/从汽车内部的基站接收通信信号。术语汽车是常用的。本文的描述可能也同样应用于其它类型的机械。基站被编程与汽车的控制系统通信以实现来自密钥卡的请求的性能。
在基于汽车的无钥匙系统或被动钥匙系统中，通常简单地需要钥匙在汽车内部用于汽车用户操作汽车。在汽车车厢内部的钥匙检测通常由RSSI测量执行。因此，精确地执行RSSI测量是必须的。
发明内容
发明内容提供了将在具体实施方式中详细说明的简化形式的本发明的理念的选择。发明内容不是为了确定主题的关键特征或必要特征，也不是为了用于限定所主张的主题的范围。
在一个方面，披露了定位钥匙的方法。钥匙被配置为通过多个天线与基站通信，所述天线与所述基站耦合。所述方法包括关断多个天线中的每一个，启用多个天线中的一个，测量第一接收信号强度，关断多个天线中的一个和测量第二接收信号强度。如果第一接收信号强度和第二接收信号强度之间的差值大于预置阈值，则允许执行操作。
在第二个方面，披露了一种系统。系统包括电子钥匙、基站和与基站电耦合的天线。基站被配置为执行接收信号强度测量序列，包括命令电子钥匙测量从天线接收的信号的接收信号强度，关断该天线，和命令电子钥匙测量从信号源接收的信号的接收信号强度，该信号源不同于天线。
在另一个方面，披露了一种电子设备。电子设备包括车辆中的定位模块，该定位模块执行操作以定位钥匙。钥匙被配置为通过多个天线与基站通信，所述天线与所述基站耦合。所述操作包括关断多个天线中的每一个，启用多个天线中的一个，测量第一接收信号强度，关断多个天线中的一个，测量第二接收信号强度，如果第一接收信号强度和第二接收信号强度之间的差值大于预置阈值，则允许执行操作。
附图说明
依据实施例的本发明特定的描述和以上发明内容，可以详细地理解本发明以上所记载的特征的方式，一些实施例在附图中示出。将注意的是，附图只示出了本发明典型的实施例，因此不被认为对范围的限定，因为本发明可能具有其他同样有效的实施例。所主张的主题的优点对于本领域技术人员在阅读本说明书和附图的基础上是显而易见的，附图中的标记数字被用于表示如元件，其中：
图1示出了包括基站和多个天线的系统的示意图；
图2示出了根据本发明的实施例的RSSI测量序列；和
图3示出了根据本发明的一个或更多实施例的测量RSSI的方法。
具体实施方式
钥匙定位是无钥匙启动系统的重要特征，无钥匙启动系统例如是，被动钥匙进入(PKE)和被动钥匙启动(PKG)。例如，一种使用无钥匙启动系统的车辆，不需要物理插入钥匙孔的钥匙用于启动车辆。取而代之的是，执行检测序列以确定钥匙是否在车辆车厢内部从而允许操作车辆。
图1示出了车辆100，车辆100包括基站106和设置在车辆100的乘客车厢内部的多个天线102。在车辆100的乘客车厢的外部还可能设置一个或多个天线104。内部天线102和外部天线104(如果有得话)耦合到基站106，可能轮流耦合到车辆控制系统(未示出)。注意车辆100仅用于举例。本文描述的实施例可以被用于非汽车应用中，其中远程钥匙被用于执行特定的操作。
密钥卡108被配置为使能用户启动车辆100。密钥卡108包括应答器(未示出)。然而，在一个实施例中，车辆100被配置为只有当密钥卡108物理地存在于乘客车厢内部时允许用户启动车辆。为了确定密钥卡108是否在乘客车厢的内部，密钥卡108和基站106被配置为使用多个内部天线102执行接收信号强度指示(RSSI)测量。通常，基于所测得的RSSI值确定密钥卡108的位置。密钥卡108和基站106是预校准的从而是RSSI值而不是预选值将指示密钥卡108物理地位于车辆100的乘客车厢的内部。第二RSSI阈值可能包括低于第一预选的阈值RSSI值但高于第二预选的阈值的RSSI值。该第二阈值可能用于确定钥匙是否在乘客车厢的外部但非常接近乘客车厢。在一个实施例中，如果所测得的RSSI值高于第二阈值RSSI但低于第一预选的阈值，那么车辆100的门可能被允许打开，反之，如果所测得的RSSI值高于第一预选的阈值，那么可能允许启动车辆100的发动机。
通常，在密钥卡108处根据测量序列执行RSSI测量。为了找到密钥卡108的近似位置，每个内部天线102和每个外部天线104(如果有得话)根据配置在基站106内部的测量序列被连续使用。在一些实施例中，每个天线102、104可能包括3D线圈以确定密钥卡108的x、y和z轴。3D线圈(未示出)帮助确定密钥卡108的空间定位。注意，密钥卡108在RSSI测量期间可能具有任意方向。因此，3DLF天线可能需要测量所有场分量。应该注意的是在图1中示出的三个内部天线102和一个外部天线104仅作为举例。在一个实施例中，天线102被置于车辆100的乘客车厢的内部以覆盖密钥卡108的主要公共位置，例如座位、杂物箱、等等。通常，三个天线102足以检测密钥卡108的位置。
在标准RSSI测量序列期间，基站108经由天线102、104(如果有得话)发射恒定载波。天线的该恒定载波的场强度由RSSI序列测量。通常，基于所测得的信号强度可以确定密钥卡108的位置。然而，由于干扰(一定的频率、振幅和带宽)的存在可能影响这些RSSI测量结果。在一些方案中，与未受干扰的测量相比，干扰的存在可能导致更高的或更低的RSSI结果，这取决于干扰的频率和相位。这种测量中的不精确可能导致不想要的结果，例如当密钥卡108不在车辆100的乘客车厢中时，第三人可能可以启动车辆100。
图2示出了示例性的RSSI测量序列150。在一个实施例中，基站106被配置为执行RSSI测量序列150。在其它实施例中，RSSI测量序列150可能由车辆100的中央控制单元控制和执行。在RSSI测量序列150开始时，所有的天线102、104被关断。注意车辆100可能包括不与密钥卡108通信的其它类型的天线。在执行RSSI测量序列150之前，这些其它的天线不被关断。在预选的间隔处可能重复执行RSSI测量序列150。然而，在一些实施例中，只有当车辆100的发动机关断时执行RSSI测量序列150。
在RSSI测量序列150的初始阶段，多个天线102、104中的天线1被启用(而多个天线102、104中的所有其它的天线被关断)。基站106发送信号到密钥卡108以测量RSSI(读数1)。接着天线1被关断和命令密钥卡108再一次测量RSSI(读数2)。重复该过程用于多个天线102、104中的其它天线，一次一个天线。在一个实施例中，只有在RSSI测量序列150期间执行读数2。
在一个实施例中，密钥卡108被配置将读数1和读数2发送回基站106。在另一个实施例中，密钥卡108被配置对于每个天线将读数1减去读数2并将减后的结果发送回基站106。
显然地，读数2首先捕获由于外部噪声导致的RSSI，因为当测量读数2时没有天线102、104被启用。因此，读数1减去读数2的结果提供精确的RSSI读数用于密钥卡108。
在一个实施例中，在RSSI测量序列150的结尾，基站106比较每个天线的净RSSI测量值(读数1-读数2)。天线的RSSI测量值最高时，密钥卡108被确定为最接近该天线。天线产生的磁场覆盖车辆100的乘客车厢和邻近车辆100的外部区域。基于为提供最高的净RSSI测量值的天线预置阈值RSSI值，可以确定密钥卡108是否在车辆108的乘客车厢内部或外部。注意预置阈值RSSI通常由密钥卡108校准步骤确定和在基站106中配置。通常，该阈值RSSI值是当密钥卡108位于靠近车辆100的乘客车厢的外部周边时RSSI的测量值。
图3是根据本发明的一个或更多实施例的测量RSSI的示例性方法200。因此，在步骤202，只有当一个天线102启用时，由密钥卡108执行RSSI测量。接着，该天线被关断，在步骤204中，由密钥卡108执行另一个RSSI测量。在步骤206中，密钥卡108发送两个值到基站106。可替换地，密钥卡108从启用的天线测得的RSSI值减去关断的天线测得的RSSI值，并将减后的结果发送到基站106。如果密钥卡108发送两个值到基站106，那么在步骤208中，由基站106通过所接收值的减法计算所补偿的RSSI值。
应该注意的是由硬件配置、测量计算、误校准等等引入的测量误差可能存在于个别RSSI测量中。然而，由于这里描述的实施例使用连续测量值的减法，一个测量用启用的天线，另一个测量由于外部噪声导致的RSSI值，因此这些误差不会对密钥卡的位置确定的最后结果产生重要作用。
文中描述主题的“一个”和“这个”和类似的术语(特别是权利要求中)被认为涵盖单数和复数，除非另有指出或在上下文中明确反驳。这里记载的数值范围只是用于表示落入该范围中的离散值的便捷方法，除非另有指出，每个离散值被包括在说明书中，就像分别记载一样。另外，上文的描述只是实施例，并不是为了限制，保护范围由权利要求限定。这里提供的任何和所有的实施例，或举例的术语(如“例如”)的使用，只是为了更好地说明主题，除非另有主张，这不是对主题的范围的限制。在权利要求和说明书中记载的术语“基于”和其它类似短语的使用表示用于产生结果的条件，并不是为了排除产生该结果的其它任何条件。在说明书中的任何术语不被认为表示作为本发明所主张的实施的必要不主张的元素。
这里记载了优选的实施例。当然，那些优选实施例的变化对本领域技术人员在本文记载内容的基础上是显而易见的。本领域技术人员适当地使用这些变化，以及发明人打算以这里所特别记载的不同方式实施所主张的权利要求。因此，所主张的主题包括权利要求所记载的主题的所有修改及其相当是其适用法律允许的。另外，除非特别指出或本文明确反驳，本文涵盖在所有可能的变化中的以上描述的元素的组合。

Claims (13)

1.一种定位钥匙的方法，其特征在于，所述钥匙被配置为通过多个天线与基站通信，所述天线与所述基站耦合，所述方法包括：
关断多个天线中的每一个；
启用多个天线中的一个；
测量第一接收信号强度；
关断所述多个天线中的一个；
测量第二接收信号强度；和
如果第一接收信号强度和第二接收信号强度之间的差值大于预置阈值，则允许执行操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
关断多个天线中的每一个；
启用多个天线中的第二天线；
测量第三接收信号强度；和
确定第三接收信号强度和第二接收信号强度之间的差值是否大于第一接收信号强度和第二接收信号强度之间的差值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
如果第一接收信号强度和第二接收信号强度之间的差值大于第二预置阈值但小于预置阈值，那么允许执行不同于所述操作的第二操作。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，如果第一接收信号强度和第二接收信号强度之间的差值大于第三接收信号强度与第二接收信号强度之间的差值，那么断定钥匙更接近第二天线。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预置阈值通过钥匙校准步骤确定并存储在基站中。
6.一种系统，其特征在于，包括：
电子钥匙；
基站；和
电耦合到基站的天线，其中基站被配置为执行接收信号强度测量序列，包括命令电子钥匙测量从天线接收的信号的接收信号强度，关断天线，和命令电子钥匙测量从信号源接收的信号的接收信号强度，所述信号源不同于所述天线。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，电子钥匙被配置为在两个接收信号强度值之间作减法。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，电子钥匙被配置为将减去后的结果发送到基站。
9.一种电子设备，其特征在于，包括在车辆中的定位模块，所述定位模块执行操作以定位钥匙，所述钥匙被配置为通过多个天线与基站通信，所述天线与所述基站耦合，所述操作包括：
关断多个天线中的每一个；
启用多个天线中的一个；
测量第一接收信号强度；
关断所述多个天线中的一个；
测量第二接收信号强度；和
如果第一接收信号强度和第二接收信号强度之间的差值大于预置阈值，则允许执行操作。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述操作还包括：
关断多个天线中的每一个；
启用多个天线中的第二天线；
测量第三接收信号强度；和
确定第三接收信号强度和第二接收信号强度之间的差值是否高于第一接收信号强度和第二接收信号强度之间的差值。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述操作还包括：
如果第一接收信号强度和第二接收信号强度之间的差值大于第二预置阈值但小于预置阈值，那么允许执行不同于所述操作的第二操作。
12.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，如果第一接收信号强度和第二接收信号强度之间的差值大于第三接收信号强度和第二接收信号强度之间的差值，那么断定钥匙更接近第二天线。
13.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，预置阈值通过钥匙校准步骤确定和被存储在基站中。
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