浅谈汽车无钥匙进入系统的发展历程
从最基本的无线遥控无钥匙进入 (RKE) 系统开始，到功能更强大的被动式进入系统 (PEK)和被动进入/被动启动(PEPS)，再到被动式安全进入系统 (PASE)。无钥匙进入系统在过去 40 年 ... ...
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| 从最基本的无线遥控无钥匙进入 (RKE) 系统开始，到功能更强大的被动式进入系统 (PEK)和被动进入/被动启动(PEPS)，再到被动式安全进入系统 (PASE)。无钥匙进入系统在过去 40 年里得到了迅猛发展。 1 前言 无线遥控钥匙在 20 世纪 80 年代问世后，无钥匙进入技术在过去 40 年里得到了迅猛发展。通过利用车辆周围的众多无线发射器和接收器与用户设备进行无线通信，可以实现无钥匙进入。从最基本的无线遥控无钥匙进入 (RKE) 系统开始，到功能更强大的被动式进入系统 (PEK)，再到被动式安全进入系统 (PASE)。它从一种技术跳到另一种技术，从简单的 ASK、FSK 调制到蓝牙低功耗（BLE）系统中的编码跳频扩频，再到超宽带（UWB）调制。同样，在安全领域，从简单的无编码数字技术到编码数字技术、滚动编码和高级加密标准（AES）的实施，使这项技术达到了更高的安全水平。 2 发展历程 遥控无钥匙进入（RKE） 20 世纪 90 年代末，一些高端车型逐步采用了遥控无钥匙进入（RKE）系统，这是早期基于低频 RFID（125KHz）的 IMMO（防盗器）解决方案的进化版。作为 PEPS 的前身，RKE 通过钥匙扣向与汽车 BCM（车身控制模块）相连的射频接收器发射 UHF（超高频）信号，以验证用户身份。一旦身份得到验证，系统将执行由 BCM 驱动的开门/关门动作。如图所示，这种单向验证机制可以验证预设密码。如果密码正确，他或她就会被允许进入。  RKE 解决方案采用的频段为 315 MHz（美国、中国和日本等）、433.92 MHz（欧洲、中国）和 868MHz（欧洲）。在信号调制方面，大多数国家采用 ASK（幅度移动键控）模式，而日本则采用 FSK（频率移动键控）模式。Silicon Labs、Maxim、Microchip 和 NXP 等IC供应商都有这方面的产品。 被动无钥匙进入（PKE） 到 21 世纪初，人们将 RKE 的单向验证机制升级为称为 PKE（被动式无钥匙进入）系统的双向机制，验证不再由钥匙持有者（即驾驶员）启动，而是由车上连接到 BCM 的低频发射器启动。车门关闭并上锁后，车内的无线模块将持续发射低频（125KHz）信号，寻找一定范围内的应答器（内置在钥匙扣中）。当模块找到应答器时，其代码将唤醒应答器。如果模块的低频部分长时间没有收到反馈信号，它就会进入睡眠模式，以降低功耗。每当钥匙扣中的应答器接收到唤醒信号时，它就会通过高频（即 433MHz）信号发送滚动编码数据报。内置模块解码并理解数据报后，将指示汽车执行某些操作。由此可见，与 RKE 相比，PKE 采用的验证机制是双向的。  被动进入和被动启动（PEPS） PEPS 是一种安全的无线通信系统，可使驾驶员在不使用钥匙的情况下进入汽车，解锁汽车并启动发动机。该系统使用射频信号，通过在汽车和钥匙之间发送信号来验证钥匙。PEPS 系统使用低频无线电波（通常为 125 千赫或 134 千赫）和超高频（UHF）无线电波（通常为 1 千兆赫以下的信号）进行双向通信，在钥匙和汽车之间交换唯一的钥匙访问代码。一旦交换的代码符合预期值，且钥匙在汽车附近，汽车就会允许驾驶员进入。 系统还会测量汽车与钥匙之间的距离，以确定钥匙是在车内还是车外。这一信息可用于为驾驶员提供不同类型的访问权限。例如，如果钥匙在车外，则只允许进入车内，但发动机启动功能将不起作用。 如今，智能手机已成为我们日常生活中最方便的身份验证工具。因此，汽车制造商将智能手机引入了 PEPS 方案。于是，就有了我们今天看到的 PEPS。 当代 PEPS 解决方案集成了哪些功能？基本上，目前主流的 PEPS 都已集成了 NFC 和蓝牙功能。驾驶员可将 NFC 手机放在汽车 B 柱附近，然后进入车内。这消除了将钥匙扣和智能手机都放进口袋的麻烦。但将蓝牙引入 PEPS 则更具革命性。蓝牙的高频率、跳频机制和强化的安全机制与 UHF/LF 的保证机制相比，提供了更多的安全保证。此外，蓝牙的测距和定位功能对掌握开关门的时机大有帮助。蓝牙还方便车主使用应用程序授权他人进入或使用汽车，使家庭成员和朋友之间的远程汽车共享成为可能。这种机制还有助于汽车租赁服务和大规模自驾车共享服务。 蓝牙测距和定位的精度可达半米或一米。它包括 RSSI 方法和 AoA 方法。前者精度较低，可达到 1 至 5 米的精度水平。后者精度更高，精度可达半米。 被动安全进入 (PASE) 使用 PASE，无需手持钥匙即可进入车辆并启动发动机。车辆系统在接近时自动识别匹配的 PASE 钥匙，自动启动系统，调整个性化车辆设置，如加热、音频、后视镜、仪表盘、导航和音乐，并打开车辆。对于驾驶员而言，这意味着最大程度的便利性；只需上车，然后驶离。 大陆集团的 PASE 系统于 1998 年首次推出，目前正在不断发展之中。最新的创新是集成了 UWB 无线电技术。根据驾驶员与车辆的距离启动不同的功能。根据移动类型或距离，车辆 "知道 "需要做什么，以尽可能方便驾驶员进入汽车。 从迎宾灯开始。当车辆检测到有效钥匙时，迎宾灯会自动打开。接下来是接近解锁。座椅位置、空调和娱乐功能等个人车辆设置在此区域启动。如果驾驶员离开车辆，车门会自动上锁。后备箱/行李箱在接近时自动打开，无需额外的传感器，为驾驶员提供更多便利。  根据用户在车辆周围的位置自动执行车辆操作，如迎宾灯、步行上锁、自动打开后备箱，甚至是用于智能停车和自动代客泊车的远程驾驶界面。 数字钥匙 在汽车中引入无钥匙进入和发动机启动功能后，随之而来的是自动身份验证。随后，又出现了车辆状态监控和启动功能，下一代无钥匙进入系统的功能将远远超过我们想象。  随着智能手机等用户设备具备互联网连接功能，并通过定制的专用接口与车辆连接，数字钥匙自然成为现实。下一代汽车门禁系统就是使用虚拟钥匙。钥匙即服务（KaaS）使汽车制造商能够让驾驶员通过智能手机进入车辆。汽车制造商还利用灵活的数字钥匙管理和动态无线（OTA）钥匙发放，使用户更容易管理钥匙权限。 |
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