CN201214398Y - 一种汽车发动机智能点火锁芯射频识别信号接收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车发动机的防盗锁止系统，具体说是一种RFID系统的接收模块。它以一款基站芯片为核心，由耦合线圈、滤波电路、反馈电路及电源电路等几个部分构成。该模块与点火智能钥匙之间的通信信号为载波调制信号，是通过钥匙线圈与点火锁芯的线圈之间感应耦合产生的。点火锁芯接收到该载波调制信号后，首先经过滤波电路将载波信号取出，然后通过基站芯片将载波信号解调，恢复成基带数字信号，然后经过曼彻斯特编码，通过LIN总线的串行口输出给位于汽车BCM内的应答器钥匙控制单元。本实用新型可用于一般发动机防盗锁止系统中，作为智能锁芯RFID信号接收器使用，具有实施方便、成本低廉、性能稳定、抗干扰能力强等优点。

Description

一种汽车发动机智能点火锁芯射频识别信号接收装置

技术领域

本实用新型涉及汽车发动机防盗锁止系统，具体地说，是一种汽车发动机智能点火锁芯的射频识别(RFID)系统的接收装置。

背景技术

当今的汽车防盗系统中广泛采用基于RFID技术的汽车发动机防盗锁止系统，这种技术利用应答器线圈和锁芯接收装置线圈的相互耦合作用产生电磁波，将应答器芯片中存储的识别信号经过载波传输到锁芯接收装置中，这种载波频率已经形成标准。

目前国内市场的汽车发动机智能点火锁芯装置产品皆为欧洲和美国的进口产品，一般均采用4层PCB布板，价格昂贵；目前市场上这种产品的一般形式是锁芯线圈与锁芯RFID信号接收处理部分是分离的，中间由导线连接，这样给安装带来不便，且增加了线圈的附加电感，实际中连线容易损坏，增加了故障发生的概率，提高了维护成本；目前该类产品一般将应答器钥匙控制单元也设计在RFID信号接收装置中，增加了底层现场系统的复杂度，没有充分利用车身控制模块(Body Control Module，BCM)的通讯资源；另外由于应答器钥匙控制单元也设计在RFID信号接收装置中，使得装置体积很大，不能够放在发动机点火钥匙孔的锁芯中，只能作为一个独立的汽车电气部件，这样给主机厂的系统设计中增加了新的电气部件，提高了整车成本，并挤占了汽车内部日益敏感的空间资源；这种形式使得锁芯中只有接收线圈，必须通过较长的导线连接到RFID信号处理部分及应答器钥匙控制单元中，使得射频信号的传输容易受到干扰，且增加了线圈的附加电感，削弱了接收装置的精度。

实用新型内容

为克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种体积小巧、低成本的汽车发动机智能点火锁芯RFID信号接收装置，使系统信号传输更加精确稳定，安装更加方便可靠，易于维护。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种汽车发动机智能点火锁芯射频识别信号接收装置，用于当一钥匙插入智能点火锁芯时，从所述钥匙内的应答器芯片中读取一识别信号，所述射频识别信号接收装置设置于锁芯的周围空间，所述装置包括依次连接的锁芯接收线圈、信号滤波电路和基站芯片，所述锁芯接收线圈与钥匙中的应答器线圈耦合感应产生的信号经由信号滤波电路滤波和基站芯片处理，得到所述的识别信号并由基站芯片输出。

进一步地，当钥匙插入智能点火锁芯内时，钥匙中的应答器线圈与所述锁芯接收线圈之间的距离小于6cm。

进一步地，所述基站芯片对所述信号滤波电路输出的信号进行放大和解调后输出。所述基站芯片与一频点稳定补偿电路相配合，以保持信号滤波电路的工作频点动态稳定。

进一步地，所述射频识别信号接收装置还包括串联在信号滤波电路和基站芯片之间的反馈电路，以及向所述基站芯片供电的电源电路，所述电源电路向所述基站芯片提供12V直流电源。

进一步地，所述基站芯片采用曼彻斯特编码输出所述识别信号，并通过一本地互联网络(LIN)总线输出该曼彻斯特编码。

本实用新型可用于绝大多数应用RFID技术进行发动机点火认证的汽车发动机点火系统中，并与具有应答器钥匙控制单元的BCM控制器联合使用。采用锁芯接收线圈和RFID信号接收装置一体化的设计思想，克服了由于长导线引起的附加电感对线圈部分的电感量的不良影响；充分利用了锁芯内部周围的空间，嵌入简单的现场RFID信号接收装置，该接收装置输出的曼彻斯特编码的数字信号经过LIN总线传输至BCM控制器中的应答器钥匙控制单元，由于数字信号具有较好的抗干扰性特性，因此这种设计使得信号传输更加精确稳定，减小了ID信息认证误判的概率；这种一体化构件设计有利于系统的安装固定，减少了无谓的汽车电气零散部件，节约了成本，并使得系统易于维护；采用锁芯RFID信号接收装置与应答器钥匙控制单元分离的方式，合理利用了发动机锁芯周围的空间，简化了现场电气系统的复杂度，使得整体电气系统更加稳定可靠，将应答器钥匙控制单元嵌入到原有的BCM控制器中，合理利用了BCM部件剩余的空间，不增加额外的汽车电气部件单元，有利于主机厂汽车电气设计中对成本的控制要求。RFID信号接收装置与应答器钥匙控制单元的分离，还使得两者电路的复杂程度降低，增加了各自的工作可靠性，同时一定程度上有利于电路板系统的散热，并使得危险分散，有利于快速检测并确定系统工作异常的部分。

附图说明

图1是本实用新型具体实施例的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图详述本实用新型。

本实用新型的汽车发动机智能点火锁芯射频识别信号接收装置安装于锁芯的周围空间，如图1所示，该装置1包括依次连接的锁芯接收线圈11、信号滤波电路12和基站芯片14，所述装置1可采用一个或多个信号滤波电路12，于本实施例中采用了两个并联连接的信号滤波电路12，较佳的，该信号滤波电路12与基站芯片14之间还串联有反馈电路13，此外，该装置还包括一电源电路15，向基站芯片14供电。该智能点火锁芯RFID信号接收装置1与智能钥匙间的信号传递通过线圈间的感应电磁波的载波信号来进行，与车身控制模块(BCM)2中的应答器钥匙控制单元(未图示)间的通信通过单根本地互联网络(LIN)总线16来完成。

本实用新型的具体工作原理如下：

当带有应答器芯片标签的智能钥匙插入发动机点火锁芯中时，钥匙中的应答器线圈与RFID信号接收装置1的锁芯接收线圈11处于有效的通讯距离之内(两者之间小于6cm即在有效通讯距离之内)，两个线圈相互耦合感应，彼此可通过射频载波进行信号传输，点火锁芯RFID信号接收装置1首先通过信号滤波电路12接收来自钥匙应答器芯片的射频载波，为了使信号滤波电路12的工作频点保持动态稳定，所述基站芯片14还可以与一频点稳定补偿电路(未图示)相配合，从而有利于射频信号的通信稳定。滤波得到的载波信号经过基站芯片14放大、解调等处理，得到来自应答器芯片中存储的基带ID数字信号，该信号通过曼彻斯特差分编码传递给位于BCM 2中的应答器钥匙控制单元中。应答器钥匙控制单元对该曼彻斯特编码信号进行解码获得钥匙芯片中的ID信息，将此信息与预先存储在系统中的钥匙ID信息相比对，以做出是否给引擎管理系统(EMS)3发出点火指令的判断。

实际使用中，当带应答器芯片的智能点火钥匙插入点火锁的时候，除了机械上锁和钥匙要匹配外，由于点火钥匙中应答器芯片中的感应线圈和锁芯中的RFID接收装置1中的线圈11距离在有效感应范围之内，因此两个线圈之间彼此发生电磁感应，并产生电磁波，应答器芯片系统是一个完整的片上系统，内部存储有登记注册的汽车点火钥匙ID信息，通过线圈的彼此电磁感应，应答器芯片系统获得电源，并启动工作，将ID信息通过两个线圈间的载波信号传输到智能点火锁芯RFID信号接收装置1中，该RFID信号接收装置1解调载波信号，恢复成基带信号，并用曼彻斯特编码的数字信号方式传输至BCM 2中的应答器钥匙控制单元中，该控制单元首先对接收的信号进行曼彻斯特解码，然后进行ID信息码的比较鉴定，如果与预先存储的ID信息相符，则通过BCM 2与EMS3系统间的通讯接口，将点火指令发送给EMS 3系统，使得汽车发动机正常点火启动，如果ID信息不相符，即使钥匙和锁芯物理上相匹配，也拒绝启动发动机系统。

该智能点火锁芯RFID信号接收装置1与BCM 2中的钥匙应答器控制单元的通讯采用单线LIN总线16的传输方式，且本实用新型系统为Slave通讯节点模式；与智能钥匙中的应答器芯片间的通讯为射频载波通讯方式，载波频率为125KHz；本实用新型系统工作电压为车载12VDC。此外，本实用新型的工作温度为-40℃～+125℃。

本实用新型中的信号滤波电路12由电容、电感、电阻等分离元器件实现，基站芯片14的片外反馈电路13由分离元器件构成，反馈电路13分别侦测滤波后载波信号的频率变化，该载波信号经片外反馈电路13处理形成反馈信号，进入基站芯片14中处理，由基站芯片14平衡载波信号的工作频率，使其稳定工作在125KHz的频点上。基站芯片14的电源由来自BCM 2的应答器钥匙控制单元的电源统一供电，本实用新型系统内部有针对这个12VDC的电源电路15。本实用新型系统中的所有元器件均选用汽车级元器件。BCM 2与EMS 3之间通过CAN总线通讯。

综上所述，本实用新型满足了整车市场对发动机RFID电子认证点火系统中RFID射频接收模块的低成本需求。由于电路结构简单，可以设计成低成本的2层PCB布板结构，布局结构紧凑，同时充分考虑射频电路的电磁干扰(EMI)、电磁兼容(EMC)等因素，采用2层全铺覆铜的PCB设计方法，可以达到与4层PCB板性能相当的实际效果。

Claims (9)

1、一种汽车发动机智能点火锁芯射频识别信号接收装置，用于当一钥匙插入智能点火锁芯时，从所述钥匙内的应答器芯片中读取一识别信号，其特征在于：所述射频识别信号接收装置设置于锁芯的周围空间，所述装置包括依次连接的锁芯接收线圈、信号滤波电路和基站芯片，所述锁芯接收线圈与钥匙中的应答器线圈耦合感应产生的信号经由信号滤波电路滤波和基站芯片处理，得到所述的识别信号并由基站芯片输出。

2、按照权利要求1所述的一种汽车发动机智能点火锁芯射频识别信号接收装置，其特征在于：当钥匙插入智能点火锁芯内时，钥匙中的应答器线圈与所述锁芯接收线圈之间的距离小于6cm。

3、按照权利要求1所述的一种汽车发动机智能点火锁芯射频识别信号接收装置，其特征在于：所述基站芯片对所述信号滤波电路输出的信号进行放大和解调后输出。

4、按照权利要求1所述的一种汽车发动机智能点火锁芯射频识别信号接收装置，其特征在于：所述基站芯片与一频点稳定补偿电路相配合，以保持信号滤波电路的工作频点动态稳定。

5、按照权利要求1所述的一种汽车发动机智能点火锁芯射频识别信号接收装置，其特征在于：所述射频识别信号接收装置还包括串联在信号滤波电路和基站芯片之间的反馈电路。

6、按照权利要求1所述的一种汽车发动机智能点火锁芯射频识别信号接收装置，其特征在于：还包括一电源电路向所述基站芯片供电。

7、按照权利要求6所述的一种汽车发动机智能点火锁芯射频识别信号接收装置器，其特征在于：所述电源电路向所述基站芯片提供12V直流电源。

8、按照权利要求1所述的一种汽车发动机智能点火锁芯射频识别信号接收装置，其特征在于：所述基站芯片采用曼彻斯特编码输出所述识别信号。

9、按照权利要求8所述的一种汽车发动机智能点火锁芯射频识别信号接收装置，其特征在于：所述基站芯片通过一本地互联网络总线输出该曼彻斯特编码。

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