PCF7952无钥匙门禁系统设计应用笔记.pdfVIP

广州周立功单片机发展有限公司 3.2 基于RSSI 的内部/外部检测 在汽车PKE 系统中，ID 电子标签方位的检测是这些应用中的主要难题之一。 辨别特殊电子标签是在汽车内部还是外部是必需的。仅当（至少一个）私人电子标签在 汽车外部时，PKE 对汽车的访问才可接受。之后该电子标签会被认证，加密验证成功后， 汽车就解锁。位于汽车内的电子标签则不能接受并进行PKE 访问。通常情况下，方位检测 是基于磁场强度的测量，磁场由若干个低频 （LF ）线圈产生。一部分线圈附加在汽车外部， 一部分附加在汽车内部。线圈数对场强分布有影响，而线圈的位置对汽车内和外部的磁场强 度的分布有着很大的影响。通过测量和处理内部天线和/或外部天线产生的场强值，就能确 定电子标签的确切位置。同时必须保证：在不考虑生产偏差、温度和所有相关部件老化的情 况下，检测功能正常运行。此外，检测操作必须能抵抗金属的影响以及 （弱的）外部干扰。 介绍完建议的系统结构之后，将讨论两种实现外部/ 内部探测的方法。第一种概念不考 虑RSSI 信号链中各部件的生产偏差。第二个概念 考虑生产偏差，并建议一个方法来校准 和补偿偏差对方位检测精确度的影响。因此，第二种概念非常适用于对方位检测有高精确要 求的PKE 系统而设计。 3.2.1 典型的系统结构 实现方位检测功能的方法是：磁场强度的绝对测量，该磁场只能由汽车内部的天线产生。 天线结构如下图所示： 图 7 绝对场测量时LF 天线的排布 H ：内置天线A 产生的磁场强度，在汽车外测量； I,OUT I H ：内置天线A 产生的磁场强度，在汽车内测量。 I,IN I 安装在驾驶室外的天线 （A01 ，A02 ）决不用于方位检测。 PCF7952 的RSSI 单元测量由车内 （A ）LF 天线产生的场强。 果测量的绝对场强H I I 大于固定阈值 H ，电子标签就被假设在驾驶室内部。在这种情况下，电子标签将进入钝化 T 状态。之后，电子标签不执行防冲突和认证。 无钥匙门禁系统的设计 2008 Guangzhou ZLGMCU Development CO., LTD. 1010 广州周立功单片机发展有限公司 图 8 基于RSSI 的PKE 电子标签的方位检测 对于一个实际的PKE 系统而言，检测的精确度极限已确定，不能在极限内进行方位探 测。精确度极限通常会在用户说明中给出，以距离的形式表示，该距离是驾驶室边界到汽车 旁的一定距离 （例如：+5cm）。在探测极限内探测方位将出现错误的结果。探测极限同样还 可以确定方位探测中允许的总错误。 在驾驶室的内边界上，由内部天线产生的最小磁场强度可通过测量或模拟获取：min （HI,IN ）。用同样的方法，还可以确定在探测极限外的由内部天线产生的最大磁场强度：max （HI,OUT ）。 等式6：max （HI,OUT ）+ ΔH= min （HI,IN ） 在图 8 中我们可以很明显的发现：等式6 必须是有效的并且安全裕度ΔH 必须为正才 能实现绝对的方位检测。系统的安全裕度直接确定了使用绝对方位测量方法时允许的最大总 错误： H min(Hi, in) max(Hi, out ) 等式7 ：(TOT, MAX) 2 2 通过对车内LF 天线的布局和磁场特性进行优化可提高安全裕度ΔH 。由于它对探测的 精确度和系统的坚固性的影响很大，因此不可低估该优化。应以实现在汽车内表面的磁场强 度几乎恒定为目的。换句话说就是，汽车内部表面应当处于理想状态下—一个等势面。这个 标准是非常重要的，这是因为一个次优磁场分布可降低安全裕度和容许的磁场测量错误。第 二个优化标准就是将检测极限内的场强落差最大化。