汽车上的PKE无钥匙进入技术应用，汽车无钥匙启动系统的设计

汽车无钥匙进入系统设计期望达到的目标
(1)低功耗：PKE系统钥匙端电池期望可以工作5年以上，所以必须采用一系列措施降低系统功耗，从而延长钥匙端电池的寿命。

可以从器件的选择，系统
的工作方式，电路的设计等角度减少能耗。

(2)设计成本：因为PKE系统只是让车主体验更舒适的行车感觉，所以不能让系统的成本太高，不然会给车主造成额外较多负担，此外如果同样是PKE系统而别的设计者设计的系统成本低，那么就会影响次PKE系统的推广，失去市场的竞争力。

(3)信号传递质量：因为外界各种干扰因素，必然使基站与钥匙端信号的传递受到一定的干扰，我们不能通过提高发送信号的功率来抑制干扰信号，否则有悖于低功耗的原则。

因此只能通过加强接收电路接收信号时候的灵敏度来提高信
号传递的质量。

(4)防盗问题：汽车防盗是问题的重中之重，为了实现防盗功能，系统采用PWM波调制技术，在钥匙端与车载基站端进行双向通信时采用了滚码加密的加密方法，从而实现了汽车无钥匙进入系统很高的安全性，可靠性，微系统的推广提供了可靠的技术保障。

《空⼿到PKE100汽车智能⽆钥匙进⼊安全系统》功能特
点
1：车会认⼈(RFID)
提问：您是否有过提着⼀⼤堆物品来到车前还在到处寻找车钥匙或遥控器开门？
说明：感应⾃动识别车主，⾛近车1.5m车门锁⾃动开启
提问：您是否有过着急办事，离车忘锁车门的时候？
说明：感应⾃动锁车，下车⾛远3m后车门⾃动上锁并进⼊防盗状态
2：⾃动关闭车窗
提问：您是否有停车后未关车窗丢失车内物品的时候？您是否有停车后未关车窗车内进⾬雪的时候？
说明：锁车后未关闭车窗⾃动升起，保障车内物品安全
3：锁车未关门提醒
提问：您是否有忘记关好车门造成车内物品损失的时候？
说明：锁车后检测各个车门状态，如有未关、虚掩车门状态及时提醒
4：⾏车⾃动落锁（选装）
提问：您是否在中途停车时怕被坏⼈侵⼊车辆伤害或盗窃⽪包的顾虑？（特别是⼥⼠）
说明：车辆启动⾏驶后，车门⾃动上锁；熄⽕后，车门锁⾃动开锁
5：超强防盗技术
提问：您是否有过车门被撬的经历？您是否遭遇过明明锁车了还丢失物品？
说明：⾃动/⼿动可选锁定车辆，撬开车门报警，⾮法启动报警，报警锁定车辆；
防⼲扰器及截频器。

PKE系统的防冲突设计PKE系统（Passive Keyless Entry System）是一种无线电频率识别技术，用于汽车等车辆的无钥匙进入和启动。

防冲突设计是PKE系统的一个重要部分，目的是确保每辆车辆的PKE系统不会与其他车辆的系统发生冲突，同时提供安全和可靠的无钥匙进入和启动功能。

本文将讨论PKE系统的防冲突设计。

1.频率分配：PKE系统需要使用一定的无线电频谱进行通信。

为了避免不同车辆的PKE系统使用相同的频率而发生干扰，一种常见的防冲突设计是使用频率分配。

每个PKE系统被分配一个不同的频率范围，以确保不同车辆之间不会发生干扰。

这样可以避免其他车辆的无线信号干扰和干扰自身车辆的信号。

2.编码和解码：PKE系统使用编码和解码算法来确保无线通信的安全性和可靠性。

编码是指将要传输的信息转换为一种特殊的格式，而解码则是将接收到的编码信息恢复为原始信息。

这样可以防止未经授权的车辆窃取PKE系统的信号，并避免与其他车辆的PKE系统发生冲突。

编码和解码的算法可以是对称密钥算法或非对称密钥算法，以提高系统的安全性。

3.双向认证：PKE系统可以采用双向认证来进一步增强安全性。

双向认证是指PKE 系统和车辆之间需要相互验证身份才能进行无线通信。

这样可以防止伪造的PKE系统冒充合法的系统发送信号，并防止其他车辆的PKE系统与自身车辆的系统发生冲突。

双向认证可以使用数字证书、密钥交换协议等技术来实现。

4.时隙分配：PKE系统可以采用时隙分配技术来防止多个车辆的PKE系统在同一时间冲突。

时隙分配是指将时序划分为一定数量的时隙，并为每个车辆分配不同的时隙，以确保不同车辆的PKE系统在同一时间使用不同的时隙进行通信。

这样可以避免PKE系统之间的冲突，提高系统的可靠性。

5.抗干扰设计：PKE系统需要具备一定的抗干扰能力，以应对干扰源的干扰。

干扰源可以是其他车辆的无线设备、电子设备或其他无线通信设备。

为了保证PKE系统的正常工作，可以采用频率跳变、信号加密、信号调制等技术来提高系统的抗干扰能力。

PKE系统加入六路低频驱动芯片的设计，大大提高了防盗与防抢性能前言汽车市场主要的防盗方式包括发动机防盗锁止系统（IMMO）、遥控门锁（RKE）、无钥匙门禁（PKE）、电子转向柱锁、双向智能钥匙和GPS卫星定位等，其中以IMMO和RKE的应用最为广泛。

无钥匙进入系统（PKE）技术是在相当成熟的RKE基础上发展起来，集成了IMMO和RKE功能。

PKE作为新一代防盗技术正在逐步发展壮大，目前已经从奔驰、宝马等高端车市场逐步进入如像福特蒙迪欧、日产的天籁的部分车型等中档车市场。

车内区域检测精度和系统安全是衡量PKE系统性能的重要指标，本文采用Atmel公司的六路低频驱动芯片ATA5279发射低频信号，采用三维全向天线接收的方法实现车内区域精确定位。

PKE系统工作原理PKE系统主要包括三个部分：车身基站、低频天线和电子钥匙。

通过双向交互认证来验证电子钥匙的身份。

车身基站采用主动式的工作方式，其行为不依赖于电子钥匙的指令，结合车身微动开关的触发激活系统认证和区域检测，决定是否打开车锁或其他动作。

低频信号唤醒：用户携带电子钥匙处在低频天线信号覆盖范围内并给予一个触发信号如拉动门把手时，车身主机通过低频天线发送一条编码的低频报文。

电子钥匙通过三维天线接收低频报文，并对该数据信息进行验证。

如果与钥匙内存储的数据匹配，钥匙则会被唤醒。

射频信号验证：钥匙被识别唤醒后，将会分析车身主机发送的认证口令，使用HITAG2算法对数据进行加密并通过射频信号发送回主机。

主机把收到的数据与内部计算的数据进行比较，如果验证匹配通过，就会打开车门锁。

认证过程几十毫秒即可完成，车主并不会感到有迟滞。

用户进入车内后，只需要按一下启动键，汽车发动机便会启动。

启动时验证过程和开门过程大致相同，但启动发动机时系统需要验证携带钥匙的人是否在主驾驶区域，以防止儿童误触发。

系统结构系统总体设计PKE系统结构如图1所示。

车身基站控制单元采用LQFP64封装的8位HCS08-MC9S08DZ60，该MCU内嵌CAN控制器，具有2路SCI、1路SPI外设。

PKE智能钥匙系统工作原理详解随着汽车电子技术的不断发展，传统的无线门禁系统已无法满足广大用户的需求。

免持式被动无钥匙门禁系统PKE（Passive Keyless Entry）正迅速成为汽车远程无钥匙门禁应用的主流，并成为新型汽车的普遍选择。

在汽车装配有PKE 智能钥匙系统的情况下，车主只要靠近车辆或者碰一下车门，车门就能自动打开[1]。

PKE 智能钥匙系统是汽车智能化、信息化、电子化的体现，提高了整车的安全性、可靠性、舒适性，具有极佳的市场前景和巨大的潜在效益。

1系统硬件设计1.1 PKE 系统的工作原理PKE 智能钥匙系统分为基站（车身）和应答器（钥匙）两部分，系统框图如图1 所示。

这两部分之间采取双向通信。

该系统有两种工作方式：第一种是车辆中的基站单元不停地发送一条编码为125 kHz 的低频报文以搜寻并唤醒一定范围内的应答器。

该信号范围内的所有应答器都能够接收到该报文，并对编码的数据字段进行验证。

一旦车主身上的应答器识别成功，它就会自动发送一条频率为433.92 MHz 的射频Keeloq 编码报文，基站单元在收到该报文后对其进行解码，如果识别成功，将控制指令执行机构打开车门。

第二种工作方式中基站单元为了降低电流消耗并不会轮询应答器。

基站单元一般处于休眠状态或掉电状态，只有当触发事件发生时才能将其唤醒，该触发事件一般是汽车门把手上的红外信号或者是由汽车门把手装置激活的微动开关。

在第二种工作方式下车主必须碰一下车门才能触发系统，从而打开车门。

1.2 应答器（钥匙）模块设计应答器模块由微控制器、高频发射电路、低频接收电路和开关按钮组成，其电路图如图2 所示。

由于应答器模块是车主随身携带的，所以该模块必须以体积小、功耗低为设计原则，同时必须具备一定的安全性。

根据以上特性，微控制器选择微芯公司的PIC16F639。

该芯片采用SSOP 封装，体积小，内置一个Keeloq 加密模块和一个3 通道模拟前。

汽车PKE无钥匙进入系统简介普通的遥控钥匙进入系统，英文名称是Remotekeylessentry，简称RKE，这需要人主动去操作钥匙从而进行开锁。

而无钥匙进入系统具有无钥匙进入并且启动的功能，英文名称是PassiveKeylessEntry，简称PKE。

该钥匙的被动性（Passive）在英文名称里很好地体现出来了，即不需要主动操作钥匙开锁。

在操作方面，无钥匙进入系统显然比普通的遥控系统更加先进。

PKE无钥匙进入系统技术属于汽车电子系统技术领域，是射频识别系统在汽车门禁领域的一次成功的应用。

在汽车装配有PKE智能钥匙系统的情况下，车主只要靠近车辆或者碰一下车门，车门就能自动打开。

PKE无钥匙进入系统组成PKE的主要组成部分：主机、电子钥匙、天线。

主机（Controller）：系统的大脑，负责与电子钥匙的通信及与设备的互动。

电子钥匙（IDdevice）：由用户随身携带，相当于用户的身份证，用来验证用户的身份。

类似于RKE的遥控器，但比遥控器的体积小。

LF天线：主机与电子钥匙的通信媒介，接收和发送射频信号。

PKE无钥匙进入系统工作方式系统设计有自动开关锁的功能，在汽车门关闭且上锁后，车辆中的基站单元不停地间断发送一条编码为125KHz的低频报文以搜寻并唤醒一定范围内的应答器，如果汽车长时间没能够接收到感应钥匙发回来的响应信号，则进入休眠状态一段时间在发射唤醒信号。

一旦车主身上的应答器识别到合法的唤醒信号，它就会自动发送一条频率为433MHz的射频滚动码编码报文，基站单元在收到该报文后对其进行解码，如果识别成功，将控制指令执行机构打开车门。

在汽车开锁后若未收到应答器的响应信号，如此时汽车门关闭则关锁，如汽车门未关闭则报警提示。

其中滚动码的加密标准采用的是Microchip的Keeloq编码技术，PIC16F639已将该加密算法集成在其内部。

同时，感应钥匙具有传统钥匙的遥控功能，当感应钥匙检测到有按键被按下时，就会通过高频模块将按键信息发送出去，无线收发器收到来自合法感应钥匙的控制信号，就会执行相应的动作，比如说开锁、关锁，开尾箱等功能。

汽车无钥匙进入系统，简称PKE(PASSIVE KEYLESS ENTER)，该产品采用了世界最先进的RFID 无线射频技术和最先进的车辆身份编码识别系统，率先应用小型化、小功率射频天线的开发方案，并成功的融合了遥控系统和无钥匙系统，沿用了传统的整车电路保护，真正的实现双重射频系统，双重防盗保护，为车主最大限度的提供便利和安全。

"汽车无钥匙系统"不是传统的钥匙，而是一个智能钥匙，或者说智能卡。

如果你的车是高端车型，你打开车门时用的正是这种钥匙。

1.PKE汽车无钥匙进入系统是什么普通的遥控钥匙进入系统，英文名称是Remotekeylessentry，简称RKE，这需要人主动去操作钥匙从而进行开锁。

而无钥匙进入系统具有无钥匙进入并且启动的功能，英文名称是PassiveKeylessEntry，简称PKE。

该钥匙的被动性（Passive）在英文名称里很好地体现出来了，即不需要主动操作钥匙开锁。

在操作方面，无钥匙进入系统显然比普通的遥控系统更加先进。

2.汽车无钥匙进入系统工作原理通过在点火钥匙中内装有芯片，每个芯片内都装有固定的ID，只有钥匙芯片的ID与发动机的ID相匹配时，汽车才能启动。

如果不一致，发动机无法启动。

当车主转动钥匙发动车辆时，基站发射低频信号开始认证过程。

钥匙端应答器工作能量由基站低频信号提供，在认证过程中，置于钥匙中的应答器首先发送自身的ID号，通过基站芯片的验证，基站会发出一串随机数和MAC地址，同时应答器作出回应。

为了提高安全性，每次发送的信号都是经过加密的数据。

IMMO主要通过引擎控制单元ECU来控制发动机，整个方案包括低频收发器、MCU、稳压器和通信接口芯片(例如CAN、LIN收发器)。

在尺寸的限制下，NXP推出新一代的单芯片解决方案{ABIC2}，将这些芯片用一块专用IC来实现。

它包括了LIN收发器、稳压器及数字逻辑单元，实现了单芯片的远程ECU通讯，只需要三根线(Power、GND和LIN)就可以实现IMMO功能。

被动无钥门禁（PKE）参考设计用户手册 2006 Microchip Technology Inc.DS21986A_CNDS21986A_CN 第ii 页 2006 Microchip Technology Inc.提供本文档的中文版本仅为了便于理解。

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AmpLab 、FilterLab 、Migratable Memory 、MXDEV 、MXLAB 、SEEVAL 、SmartSensor 和The Embedded Control Solutions Company 均为Microchip Technology Inc .在美国的注册商标。

远程防盗汽车PKE系统设计摘要针对目前汽车PKE系统无远程防盗功能的问题，提出了一种基于STC单片机的具有远程防盗功能的汽车PKE系统设计方案。

设计了钥匙模块的高频发射与低频唤醒接收电路，车载模块的高频接收与低频发射电路，以及车载模块与GSM模块的通信连接。

分析了滚动码加解密过程以及钥匙模块与车载模块之间的通信协议。

此设计方案完善了PKE防盗功能，能够满足实际应用中的防盗和通信要求。

关键词远程防盗；滚动码；GSM模块；低频唤醒20世纪90年代以来，电子信息技术普遍应用于汽车防盗系统，促进了汽车防盗技术的智能化和功能多样化。

免开启门禁系统(Passive Keyless Entry，PKE)正迅速成为汽车门禁系统应用的主流，并成为新型汽车的普遍选择。

文中提出的远程防盗汽车PKE系统设计方案融合了网络技术、高低频双向通信等相关技术。

携带钥匙的车主只需靠近车门，车门将自动打开。

另外，在传统的PKE功能基础上，应用了全球移动通信系统(G1obal System for Mobile Communications，GSM)模块，弥补了现有汽车PKE系统不能实现远程防盗功能的缺陷。

在国外，PKE系统已成为高档车型的主流配置，同时应用于中、低档车型上。

目前该系统仍被国外的企业垄断，然而国内在此方面的研究才刚起步。

随着国内汽车市场的迅速扩大，研究设计具有网络防盗功能的汽车PKE系统具有较大的实用价值。

1 PKE系统框架整个系统由钥匙模块和车载模块两部分组成。

车载模块MCU(Micro Control Unit)每间隔一定时间通过编程自动发射125 kHz低频信号，当钥匙模块的低频唤醒芯片探测到该有效低频信号时，就唤醒钥匙模块MCU去控制高频发射模块将加密信号以315 MHz高频发送出去；车载模块接收到该315 MHz高频信息后，将其传输给车载MCU，由其负责对数据进行接收、解码、判别和相应处理，完成相应动作。

当车主离开车后，只。