无钥匙系统通信技术

钥匙端的具体框图如图四所示，主芯片是NXP的PCF7952或PCF7953，射频发射芯片采用NXP的PCF7900，相应的在车子端的射频接收芯片是NXP的PQJ7910。PCF7952/53具有低频模拟前端(LF Front End)，用来连接外围3D天线。在无钥匙系统中，钥匙端需要外置3D低频天线，可以接收检测外部空间的3D能量场强，分别为X，Y，Z轴，通过叠加3个方向上的能量，可以保证钥匙在任何角度都能检测到同样的场强。其中的一轴天线还被复用为IMMO的功能，实现无电模式下的引擎启动。通过上行和下行链路，钥匙跟汽车可以建立起双向通讯，进行复杂的身份认证。最新的一代认证技术称为交互认证技术(Mutual-Authentication)，不仅仅需要汽车来认证钥匙，同时也需要钥匙来判断车子是否合法，任何错误都会导致整个通讯结束，以此来保证系统的安全性。通讯距离是由低频上行链路125KHz决定，通常的PKE系统工作有效距离为2.5m左右，而实际有效开关门距离为1.5m～2m。除了车内外检测精度以外，钥匙端的功耗也是衡量一个无钥匙系统好坏的重要指标，PCF7952自带的电源管理模块可以最大程度的降低整个系统功耗，一套成熟的无钥匙系统方案，钥匙端在一颗2032的3V锂电池供电的情况下，电池寿命可以长达三年。

由于该解决方案中涉及通信技术，因此也会涉及包括RFID、NFC(近距离无线通信)和GPS。将这些技术的功能集成在智能钥匙中，智能钥匙就可以与你、汽车、甚至与整个世界进行通信，效果将妙不可言。

主要的通信技术概念

为了不让你停留在一些通信概念的缩写词的悬念中，下面首先简要介绍一下上述三种通信技术：RFID—射频识别。RFID是继无所不在的条形码之后出现的更为智能的技术。RFID 除了收发器之外，还集成了一些计算机内存芯片，因此接收到查询信号后，它所完成的远远不止指出ID号码这一功能。

GPS—全球定位系统。如今，GPS已在高端车型中得到应用，驾驶者可以在存储于CD-ROM并显示在仪表板的地图上确定自己车辆的位置。GPS还应用于汽车后装市场。GPS从围绕地球旋转的卫星接收信号，进行三角测量，得出您汽车的位置。商用汽车系统大约可精确到10米，军用系统就更精确了。

NFC—近距离无线通信。NFC是本文讨论的三种通信技术中最新的一种，它是一种近距离的安全无线技术，可以非常方便地实现个人通信和便携式设备间的连接，恩智浦半导体和索尼等大型企业都支持该标准。2003年11月，NFC已经通过ISO/IEC(国际标准化组织/国际电工委员会)认证。

NFC是一种短距离的通讯方式，工作距离仅有几厘米。就其特点而言，NFC的真正价值在于经过优化，无需用户配置即可在各种设备之间进行直观、简便、安全的通信。用户只需将两台设备互相靠近，即可进行通信。

NFC已经开始应用在相关设备之中，如三星和诺基亚手机。用户可通过NFC手机在进入展会或其它活动时进行注册，这还是早期的一种应用，但十分具有代表性，给人留下深刻的印象。

用户无需填写表格，只要在读卡器前晃动具有NFC功能的手机，所需的用户信息瞬间都会传输到连接读卡器的PC中，相应的入场券即已在旁边打印好。

RFID在汽车中的应用

RFID在汽车中最早的应用是1993至1994年的汽车电子引擎防盗技术。在汽车中集成 RFID 的下一个重要应用是“无钥匙进入”，2003年在恩智浦半导体(当时为飞利浦半导体)的领导下进行。“无钥匙进入”要求驾驶者在汽车附近即可，而不必将钥匙链或智能卡从口袋或钱包中取出。

只要拉动驾驶位的门把手即可激活车内 RFID 收发器中的唤醒模式。此时RFID收发器会扫描周围区域，以识别、寻找钥匙或智能卡中嵌入的RFID芯片的特定ID代码。一旦找到，安全算法会确定该芯片是否合法并决定是否打开车门。

便捷功能由从此开始。一旦车主身份得到确认，系统会验证钥匙是否在车内，如果在的话，只需按一下仪表板上的按钮即可启动车辆。

用户还可通过嵌入式计算机内存和无线通信的结合，在钥匙或卡中存储服务、维修和客户记录，目前这一功能已经可以使用。

在修理厂的服务台添加一个发射器即可轻松传输维修、诊断和里程数据。实际上，即使汽车正在远离服务站的地方行使，某些诊断数据也可通过车内系统传输到芯片。进入修理厂后，维修员可以利用这些信息进行评估，也可利用这些信息自动订购维修所用的部件。

RFID也可应用于其他场所。停车场和收费站不再需要通过另外一台设备，而只需通过钥匙即可无缝监视汽车的进、出和付费情况，用户还可通过汽车信息娱乐系统以新的方式访问和传输内容。

汽车寻找功能

钥匙将来会利用GPS技术来提供所谓的“寻找汽车”的功能。汽车的GPS坐标会自动记录在钥匙中。但是，以南北和东西坐标的形式了解汽车的位置还不足以找到车辆，还需要了解自己的坐标。

用户可以选择在钥匙链中集成GPS芯片，或者利用手机、PDA等其他常用移动设备中集成度不断增长的GPS。在这一领域，NFC将带来更优异的解决方案。

NFC这一距离极短的通信技术还可将手机或PDA上的全部信息连接到钥匙，并进一步连接到汽车本身。在“寻找汽车”的方案中，NFC将用来将汽车坐标发送到PDA。启用了GPS的 PDA可辨认自己的坐标。唯一缺少的是地图，而地图也可以存储在PDA或手机上。

另外值得一提的是，即时驾驶的是租来的汽车，“寻找汽车”的功能也同样有效。首先，它可以有效地帮助用户在出租公司的停车场上寻找租来的汽车。而一旦驾驶者进入汽车，地址即可从PDA传输到车辆，无需现在繁琐的键盘输入方法，如果你正在驾驶，这么做也是不安全的。

把所有这些功能和信息都集成在智能钥匙或智能卡，新的问题又出现了：如果驾驶者遗失钥匙，该怎么办?最显而易见的解决方案是PIN代码，但这不方便。另一种方法是使用生物统计数据来识别钥匙的主人。钥匙链中的发射器所产生的红外线可以与传感器结合使用，来识别指纹的峰和谷。这一红外线还能穿透皮肤，识别人体血液的血色素特征。