CN206436975U - 无钥匙进入与一键启动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了无钥匙进入与一键启动装置，包括控制单元和应答单元；控制单元包括第一微控制器、低频发射模块、高频接收模块及启动模块；启动模块包括指纹识别器和点火电路；应答单元包括第二微控制器、与高频接收模块相对应的高频发射模块及与低频发射模块相对应的低频接收模块，第二微控制器的数据输出端与高频发射模块的输入端相连，第二微控制器的数据接收端与低频接收模块的输出端相连。本实用新型通过两阶段身份验证的设计，不仅提高了驾驶车辆的舒适便捷性，同时，也提高了驾驶车辆的防盗性能。

Description

无钥匙进入与一键启动装置

技术领域

本实用新型涉及一种汽车技术领域，尤其是涉及无钥匙进入与一键启动装置。

背景技术

随着电子科学技术的发展，人们对汽车性能的关注已由最基本的经济性、安全性逐步向更高层次的舒适性、便捷性进行转换。其中，汽车门禁系统作为重要的汽车控制系统之一，它亦是驾驶车辆是否便利、舒适的关键。目前，汽车门禁系统多采用遥控门禁系统，该系统是由钥匙扣发射模块和车内接收模块组成，只需按下钥匙扣上面的按钮就可触发寻车和自动遥控车门的功能。但是该系统存在如下缺点：1、需通过按键的方式才能解除门禁，这样，当驾驶者手中拿着其他东西不便取用并按压钥匙时，遥控车门则会变得不够人性化。2、当钥匙丢失时，任何拿到本汽车的钥匙的人都可以把汽车打开，这样，则降低了汽车的防盗性能。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的上述问题，提供无钥匙进入与一键启动装置，通过两阶段身份验证的设计，不仅提高了驾驶车辆的舒适便捷性，同时，也提高了驾驶车辆的防盗性能。

本实用新型的目的主要通过以下技术方案实现：

无钥匙进入与一键启动装置，包括控制单元和应答单元；

控制单元包括第一微控制器、低频发射模块、高频接收模块及启动模块，第一微控制器的PWM驱动端与低频发射模块的输入端相连，第一微控制器的数据通信端与高频接收模块相连，第一微控制器的数据接收端与启动模块的输出端相连；

启动模块包括指纹识别器和点火电路，点火电路包括信号输入端、第一三极管及继电器，信号输入端通过第一电阻与第一三极管的基极相连，第一三极管的漏极与继电器线圈的一端相连，继电器线圈的另一端连接有电源，继电器线圈的两端还并接有反向设置的第一二级管；

应答单元包括第二微控制器、与高频接收模块相对应的高频发射模块及与低频发射模块相对应的低频接收模块，第二微控制器的数据输出端与高频发射模块的输入端相连，第二微控制器的数据接收端与低频接收模块的输出端相连。

本实用新型中，继电器连接有点火回路，为便于观测点火状态，点火回路上还设置有第二电阻和第二二极管。继电器包括动触点、第一静触点和第二静触点，在继电器未通电时，动触点与第二静触点接触，这时，点火回路均处于接地状态，在继电器通电时，动触点则转向与第一静触点接触，这时，点火回路则接入电源以实现点火工作。

本实用新型应用时，需进行两阶段的身份验证，第一阶段是应答单元与控制单元之间的身份验证。控制单元的低频发射模块持续发射低频信号，当应答单元进入到该低频信号所能覆盖的范围内时，低频接收模块能接收到低频发射模块所发的低频信号，并反馈给第二微处理器，再通过第二微处理器触使高频发射模块发出高频信号，与之对应的高频接收模块则接收到该高频信号，并反馈给第一微控制器，再通过第一微控制器驱动车身控制模块使其能解除门禁。第二阶段是驾驶者与控制单元之间的身份验证。当使用者进入车内后，则需通过指纹识别器的验证核实使用者是否具有驾驶资格。验证时，指纹识别器则会将信号传输给第一微控制器，待验证通过后，第一微控制器则会发出高电平信号，使得第一三极管导通，进而启动继电器，使得其的动触点与第一静触点接通，进而实现点火工作。

可见，本实用新型通过两阶段身份验证的设计，不仅提高了驾驶车辆的便捷性，同时，也提高了驾驶车辆的防盗性能。

为实现低频发射模块的信号发射工作，进一步地，所述低频发射模块包括电流放大器、与电流放大器输出端相连的LC串联谐振电路，LC串联谐振电路的输出端依次连接有低频滤波电路、放大电路及整形电路，整形电路的输出端与所述第一微控制器的比较输入端相连。

本实用新型中，LC串联谐振电路可包括依次串联的第一电感、第六电容及第七电容，第一电感与电流放大器的输出端相连，第七电容与放大电路的输入端相连。应用时，电流放大器用于接收第一微控制器的PWM驱动信号，并放大该信号功率，再通过LC串联谐振电路将前述信号由方波信号转变为正弦波信号，以实现无线发射。其中，第一电感作为低频方波信号的输出天线。

低频滤波电路包括第三二极管和第八电容，它用于检测第一电感两端电压的变化，这样，可反馈应答单元接收低频信号的状态。放大电路和整形电路则对前述电压变化进行进一步地有效增益滤波处理，解调后则输出到第一微控制器的比较输入引脚对该脉冲进行整形。

进一步地，所述电流放大器选用TC4422；所述放大电路和所述整形电路的主控芯片选用MCP6002/SN。

为增强低频发射模块与低频接收模块之间的无线通信，进一步地，所述低频发射模块还包括若干个低频天线。

进一步地，所述低频接收模块包括三个LC并联谐振电路，三个LC并联谐振电路的一端分别接入所述第二微控制器的通信端，三个LC并联谐振电路的另一端并接接入所述第二微控制器的共同电位端，该共同电位端与地之前还连接有第五电容。本实用新型中，LC并联谐振电路包括相并联的第二电感和第九电容。

进一步地，所述高频发射模块包括发射器和与发射器相连的高频天线，发射器包括振荡器和功率放大器。

本实用新型中，高频发射模块包括PWM输入端、第二三极管、振荡器及第三电感；PWM输入端通过第三电阻与第二三极管的基极相连，振荡器连接在第三电阻与第二三极管之间，第二三极管的发射极通过第四电阻接地，第三电感的一端与第二三极管的集电极相连，第三电感的另一端通过第一电容接地，第二三极管与第三电感的公共端依次串联有第二电容和第三电容，第三电容接地。其中，第二三极管作为功率放大器，第三电感作为高频天线。应用时，当第二微控制器向第二三极管的基极输出高电平信号时，则触发第二三极管导通，发射高频信号；当第二微控制器向第二三极管的基极输出低电平信号时，第二三极管则处于截止状态。

进一步地，所述第一微控制器选用PIC18F4680；所述高频接收模块选用GW-R5C1。

进一步地，所述第二微控制器选用PIC16F639。

进一步地，所述控制单元还包括供电模块，供电模块包括第一供电电路和与第一供电电路电压输出端相连的第二供电电路；第一供电电路的主控芯片为TLE4263GS；第二供电电路的主控芯片为ST662。

应用时，车身电源通常选用蓄电池供电，但是蓄电池供电并不稳定，而且有的芯片需要稳定的5V供电，而有的电子元器件需要稳定的12V电压。本实用新型选用TLE4263GS可将蓄电池的电压转换成稳定的5V电压，再通过ST662可将该5V电压升压并稳压到12V。

为实现指纹识别器的身份验证工作，进一步地，所述指纹识别器包括中央处理器和与中央处理器相连的指纹传感器；中央处理器选用PIC16C78X；指纹传感器的主控芯片为FPC1011F。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型应用时，需进行两阶段的身份验证方可启动驾驶车辆，其中，第一阶段是应答单元与控制单元之间的身份验证，它可通过第一微控制器驱动车身控制模块使其解除门禁；第二阶段是驾驶者与控制单元之间的身份验证，它可通过指纹识别器的验证核实实现点火工作。可见，本实用新型通过两阶段身份验证的设计，不仅提高了驾驶车辆的便捷性，同时，也提高了驾驶车辆的防盗性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施例，下面将对描述本实用新型实施例中所需要用到的附图作简单的说明。显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据下面的附图，得到其它附图。

图1为本实用新型所述的无钥匙进入与一键启动装置一个具体实施例的结构框图；

图2为本实用新型所述的无钥匙进入与一键启动装置中点火电路的电路图；

图3为本实用新型所述的无钥匙进入与一键启动装置中低频发射模块的电路图；

图4为本实用新型所述的无钥匙进入与一键启动装置中高频发射模块的电路图。

其中，附图标记对应的零部件名称如下：1、控制单元，2、应答单元，3、第一微控制器，4、低频发射模块，5、高频接收模块，6、启动模块，7、第二微控制器，8、高频发射模块，9、低频接收模块，10、指纹识别器，11、第一供电电路，12、第二供电电路，13、低频天线，14、指纹传感器，15、中央处理器，16、低频滤波器，17、放大电路，18、整形电路。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型，下面将结合本实用新型实施例中的附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显而易见的，下面所述的实施例仅仅是本实用新型实施例中的一部分，而不是全部。基于本实用新型记载的实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下得到的其它所有实施例，均在本实用新型保护的范围内。

实施例1

如图1至图2所示，无钥匙进入与一键启动装置，包括控制单元1和应答单元2；

控制单元1包括第一微控制器3、低频发射模块4、高频接收模块5及启动模块6，第一微控制器3的PWM驱动端与低频发射模块4的输入端相连，第一微控制器3的数据通信端与高频接收模块5相连，第一微控制器3的数据接收端与启动模块6的输出端相连；

启动模块6包括指纹识别器10和点火电路，点火电路包括信号输入端IN1、第一三极管T1及继电器K，信号输入端IN通过第一电阻R1与第一三极管T1的基极相连，第一三极管T1的漏极与继电器K线圈的一端相连，继电器K线圈的另一端连接有电源，继电器K线圈的两端还并接有反向设置的第一二级管D1；

应答单元2包括第二微控制器7、与高频接收模块5相对应的高频发射模块8及与低频发射模块4相对应的低频接收模块9，第二微控制器7的数据输出端与高频发射模块8的输入端相连，第二微控制器7的数据接收端与低频接收模块9的输出端相连。

本实施例中，继电器K连接有点火回路，为便于观测点火状态，点火回路上还设置有第二电阻R2和第二二极管D2。继电器K包括动触点、第一静触点和第二静触点，在继电器K未通电时，动触点与第二静触点接触，这时，点火回路均处于接地状态，在继电器K通电时，动触点则转向与第一静触点接触，这时，点火回路则接入电源以实现点火工作。

本实施例应用时，需进行两阶段的身份验证，第一阶段是应答单元2与控制单元1之间的身份验证。控制单元1的低频发射模块4持续发射低频信号，当应答单元2进入到该低频信号所能覆盖的范围内时，低频接收模块9能接收到低频发射模块4所发的低频信号，并反馈给第二微处理器7，再通过第二微处理器7触使高频发射模块8发出高频信号，与之对应的高频接收模块5则接收到该高频信号，并反馈给第一微控制器3，再通过第一微控制器3驱动车身控制模块使其能解除门禁。第二阶段是驾驶者与控制单元1之间的身份验证。当使用者进入车内后，则需通过指纹识别器10的验证核实使用者是否具有驾驶资格。验证时，指纹识别器10则会将信号传输给第一微控制器3，待验证通过后，第一微控制器3则会发出高电平信号，使得第一三极管T1导通，进而启动继电器K，使得其的动触点与第一静触点接通，进而实现点火工作。

可见，本实施例通过两阶段身份验证的设计，不仅提高了驾驶车辆的便捷性，同时，也提高了驾驶车辆的防盗性能。

实施例2

为实现低频发射模块4的信号发射工作，本实施例在实施例1的基础上作出了如下进一步限定：所述低频发射模块4包括电流放大器TC、与电流放大器TC输出端相连的LC串联谐振电路，LC串联谐振电路的输出端依次连接有低频滤波电路16、放大电路17及整形电路18，整形电路18的输出端与所述第一微控制器3的比较输入端相连。

本实施例中，LC串联谐振电路可包括依次串联的第一电感L1、第六电容C6及第七电容C7，第一电感L1与电流放大器TC的输出端相连，第七电容C7与放大电路17的输入端相连。应用时，电流放大器TC用于接收第一微控制器3的PWM驱动信号，并放大该信号功率，再通过LC串联谐振电路将前述信号由方波信号转变为正弦波信号，以实现无线发射。其中，第一电感L1作为低频方波信号的输出天线。

低频滤波电路16包括第三二极管D3和第八电容C8，它用于检测第一电感L1两端电压的变化，这样，可反馈应答单元2接收低频信号的状态。放大电路17和整形电路18则对前述电压变化进行进一步地有效增益滤波处理，解调后则输出到第一微控制器3的比较输入引脚对该脉冲进行整形。

优选地，所述电流放大器TC选用TC4422；所述放大电路17和所述整形电路18的主控芯片选用MCP6002/SN。

为增强低频发射模块4与低频接收模块9之间的无线通信，优选地，所述低频发射模块4还包括若干个低频天线13。多个低频天线13可分别放置于汽车的车把手、后备箱等处。

实施例3

本实施例在实施例1的基础上作出了如下进一步限定：所述低频接收模块9包括三个LC并联谐振电路，三个LC并联谐振电路的一端分别接入所述第二微控制器7的通信端，三个LC并联谐振电路的另一端并接接入所述第二微控制器7的共同电位端，该共同电位端与地之前还连接有第五电容C5。本实施例中，LC并联谐振电路包括相并联的第二电感L2和第九电容C9。

实施例4

本实施例在实施例1的基础上作出了如下进一步限定：所述高频发射模块8包括发射器和与发射器相连的高频天线，发射器包括振荡器OSC和功率放大器T2。

本实施例中，高频发射模块8包括PWM输入端IN2、第二三极管T2、振荡器OSC及第三电感L3；PWM输入端IN2通过第三电阻R3与第二三极管T2的基极相连，振荡器OSC连接在第三电阻R3与第二三极管T2之间，第二三极管T2的发射极通过第四电阻R4接地，第三电感L3的一端与第二三极管T2的集电极相连，第三电感L3的另一端通过第一电容C1接地，第二三极管T2与第三电感L3的公共端依次串联有第二电容C2和第三电容C3，第三电容C3接地，第三电感与第一电容的公共端通过第五电阻与电池相连。其中，第二三极管T2作为功率放大器，第三电感L3作为高频天线。应用时，当第二微控制器7向第二三极管T2的基极输出高电平信号时，则触发第二三极管T2导通，发射高频信号；当第二微控制器7向第二三极管T2的基极输出低电平信号时，第二三极管T2则处于截止状态。

优选地，所述第一微控制器3选用PIC18F4680；所述高频接收模块5选用GW-R5C1。

优选地，所述第二微控制器7选用PIC16F639。

实施例5

本实施例在实施例1~4中任意一项实施例的基础上作出了如下进一步限定：所述控制单元1还包括供电模块，供电模块包括第一供电电路11和与第一供电电路11电压输出端相连的第二供电电路12；第一供电电路11的主控芯片为TLE4263GS；第二供电电路12的主控芯片为ST662。

应用时，车身电源通常选用蓄电池供电，但是蓄电池供电并不稳定，而且有的芯片需要稳定的5V供电，而有的电子元器件需要稳定的12V电压。本实施例选用TLE4263GS可将蓄电池的电压转换成稳定的5V电压，再通过ST662可将该5V电压升压并稳压到12V。

为实现指纹识别器10的身份验证工作，优选地，所述指纹识别器10包括中央处理器15和与中央处理器15相连的指纹传感器14；中央处理器15选用PIC16C78X；指纹传感器14的主控芯片为FPC1011F。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.无钥匙进入与一键启动装置，其特征在于：包括控制单元（1）和应答单元（2）；

控制单元（1）包括第一微控制器（3）、低频发射模块（4）、高频接收模块（5）及启动模块（6），第一微控制器（3）的PWM驱动端与低频发射模块（4）的输入端相连，第一微控制器（3）的数据通信端与高频接收模块（5）相连，第一微控制器（3）的数据接收端与启动模块（6）的输出端相连；

启动模块（6）包括指纹识别器（10）和点火电路，点火电路包括信号输入端（IN1）、第一三极管（T1）及继电器（K），信号输入端（IN）通过第一电阻（R1）与第一三极管（T1）的基极相连，第一三极管（T1）的漏极与继电器（K）线圈的一端相连，继电器（K）线圈的另一端连接有电源，继电器（K）线圈的两端还并接有反向设置的第一二级管（D1）；

应答单元（2）包括第二微控制器（7）、与高频接收模块（5）相对应的高频发射模块（8）及与低频发射模块（4）相对应的低频接收模块（9），第二微控制器（7）的数据输出端与高频发射模块（8）的输入端相连，第二微控制器（7）的数据接收端与低频接收模块（9）的输出端相连。

2.根据权利要求1所述的无钥匙进入与一键启动装置，其特征在于：所述低频发射模块（4）包括电流放大器（TC）、与电流放大器（TC）输出端相连的LC串联谐振电路，LC串联谐振电路的输出端依次连接有低频滤波电路（16）、放大电路（17）及整形电路（18），整形电路（18）的输出端与所述第一微控制器（3）的比较输入端相连。

3.根据权利要求2所述的无钥匙进入与一键启动装置，其特征在于：所述电流放大器（TC）选用TC4422；所述放大电路（17）和所述整形电路（18）的主控芯片选用MCP6002/SN。

4.根据权利要求2所述的无钥匙进入与一键启动装置，其特征在于：所述低频发射模块（4）还包括若干个低频天线（13）。

5.根据权利要求1所述的无钥匙进入与一键启动装置，其特征在于：所述低频接收模块（9）包括三个LC并联谐振电路，三个LC并联谐振电路的一端分别接入所述第二微控制器（7）的通信端，三个LC并联谐振电路的另一端并接接入所述第二微控制器（7）的共同电位端，该共同电位端与地之前还连接有第五电容（C5）。

6.根据权利要求1所述的无钥匙进入与一键启动装置，其特征在于：所述高频发射模块（8）包括发射器和与发射器相连的高频天线，发射器包括振荡器（OSC）和功率放大器（T2）。

7.根据权利要求1所述的无钥匙进入与一键启动装置，其特征在于：所述第一微控制器（3）选用PIC18F4680；所述高频接收模块（5）选用GW-R5C1。

8.根据权利要求1所述的无钥匙进入与一键启动装置，其特征在于：所述第二微控制器（7）选用PIC16F639。

9.根据权利要求1~7中任意一项所述的无钥匙进入与一键启动装置，其特征在于：所述控制单元（1）还包括供电模块，供电模块包括第一供电电路（11）和与第一供电电路（11）电压输出端相连的第二供电电路（12）；第一供电电路（11）的主控芯片为TLE4263GS；第二供电电路（12）的主控芯片为ST662。

10.根据权利要求9所述的无钥匙进入与一键启动装置，其特征在于：所述指纹识别器（10）包括中央处理器（15）和与中央处理器（15）相连的指纹传感器（14）；中央处理器（15）选用PIC16C78X；指纹传感器（14）的主控芯片为FPC1011F。