被动门禁系统中RF设计的考虑事项

引言

被动门禁 (Passive Entry, PE)系统在汽车舒适度和安全性方面正在引领一个新的发展趋势。尽管这种技术几年前就已经问世了，但直到最近才开始快速流行，主要是因为系统集成度不断提高，使系统成本得以大幅度降低。

就完全性而言，遥控无匙门禁(Remote Keyless Entry, RKE)系统是交互式的，即用户必须按下钥匙才能打开车门；而被动门禁系统则是被动式的，也就是说，它们无需用户做出任何交互式动作就可以打开车门。当用户准备进入车辆时，通过拉门柄的动作触发PE系统发射低频Low frequency, LF)信号。几毫秒内密钥卡接收到LF信号，并对接收到的数据包进行加密，然后经由射频(RF)信道把加密信号发送给车辆作确认。

被动门禁系统还可以包含一个被动式引擎发动功能，即被动门禁启动(Passive Entry Go, PEG)。只要系统确认密钥卡在车辆里面，则驾驶员一坐上驾驶席就会触发LF电路。在验证确认并且完成位置测量之后，只需按下启动键就可以发动引擎。

这两种情况都是通过密钥卡来接收纯文本数据，并利用功能强大的硬件加密模块(如AES-28模块)对之进行加密，然后再把加密数据返回给车辆以做验证。

PE密钥卡采用小型锂电池，为数据接收、加密及传输提供电源。被动门禁系统中的密钥卡经专门设计来确保尽可能长的电池寿命。如果电池快将用完，密钥卡就会进入一个紧急模式，通过LF线圈获得足够的磁场能量来实现无电池工作。这时需要把密钥卡放置在车门线圈附近的位置。在这种情况下，系统只会通过LF信道进行通信。

典型的PE系统

一个典型的PE系统是由汽车车内部分和一个密钥卡子系统组成，这两者作为通信对等点，建立有两条通信链路：(1) LF上行链路：车辆到密钥卡，(2) 超高频(UHF)下行链路：密钥卡到车辆 (见图1)。

图1 被动门禁系统的模块示意图

车内部分

当用户拉动汽车门柄时，车辆中的天线驱动器便会产生LF场。这种变化激活中央仪表板的控制器，请求密钥卡启动LF通信。通常每扇车门内都安装有LF天线线圈，由天线驱动器单元驱动 (一个天线驱动器单元可以驱动多个天线线圈，比如，ATA5279就能够驱动多达6个不同的天线线圈)。系统采用一个UHF接收器模块来接收从密钥卡发出的RF数据，以支持RF链路。接收到的数据经加密后再被发送回仪表板控制器，然后通过软件进行解密(AES-128)。