【方案】车规级芯片助力PKE，实现汽车智能感应与无线遥控！

时间： 2017-04-10 来源：世强作者：木木

【摘要】世强提供的无钥匙门禁系统（PKE）方案中，车身基站由MLX74190+MLX73290完美搭配，钥匙端应答器由MLX73290以及主控MCU R5F1096E来实现。车规级芯片保证产品的可靠性，提供一致的接口匹配。其低功耗特性以及电池耗尽模式下的无源通信，进一步保障产品的可靠性，提升了产品档次。

无钥匙门禁系统（Passive Keyless Entry，简称PKE）作为新一代汽车防盗技术正在逐步发展壮大，目前已经从高档车市场逐步进入中档车市场。现在不仅奔驰、宝马等高端汽车制造商广泛采用了PKE，本土车厂华晨、奇瑞、比亚迪等也都开始配装该类产品。

无钥匙门禁系统的核心技术可以分为两大类：智能感应和无线遥控。该系统除了能够支持远程遥控开门、寻车之外，当驾驶员距离车门一定范围时，其能智能感应车门钥匙，如果判断是车主则进行自动遥控开门，并实现一键启动的功能。那么，如何实现PKE的智能感应和远程遥控技术？世强将为你带来合适的解决方案，下面介绍世强提供的PKE方案实现原理。

简单地说，PKE的工作原理就是无线射频技术进行信号交换与认证的过程。图1为世强提供的PKE系统框图和解决方案，该系统由车身基站和钥匙端应答器组成。车身基站包含125kHz低频（LF）发射模块和高频（UHF）接收模块，由 MELEXIS公司的MLX74190+MLX73290来实现；而钥匙端应答器由MLX73290来集成125kHz低频（LF）接收模块和高频（UHF）发射模块以及三相天线。通常情况下主MCU应处于低功耗模式以节省电量，因此，可选择瑞萨车规级RL78/F12系列R5F1096E芯片，其特有的低功耗功能可将功耗降至0.57uA。

图1：PKE系统框图和解决方案

车身和钥匙这两部分之间采取双向通信的方式，基本框图如图2所示。车身端的MLX74190 LF驱动会不停地发送一条编码为125kHz的低频报文，以搜寻并唤醒一定范围内的钥匙应答器。当车钥匙端系统中的 MLX73290的3D低频天线在有效范围内接收到该报文，则唤醒车钥匙主MCU，钥匙端识别低频125kHz 报文成功并应答，即代表成功地实现了智能感应功能。此时，钥匙端主控MCU R5F1096E通过SPI控制MLX73290发送一条高频段报文来控制车门打开，车身端在收到该报文后对其进行解码，如果识别成功，将控制打开车门，从而完成了智能感应到远程遥控的过程。

图2：汽车端与钥匙端的双向通信框图

在这个PKE系统解决方案中，MLX74190 LF驱动和MLX73290能够完美地搭配，实现在钥匙端电池耗尽的情况下进行无源RFID的通信，即在一定范围内仍能够实现遥控车门的功能。此时，由于电池耗尽，钥匙端的主控MCU通过MLX73290接收到的MLX74190无线电供电，并快速驱动MLX73290发送电池耗尽的LF报文并传送给汽车端的MLX74190，MLX74190支持LF FSK和ASK解码，将信息解码给汽车端，此时高频UHF可不工作。

因此，MLX74190和MLX73290能够完美搭配，应用在PKE系统，乃至TPMS等场合。车规级芯片保证产品的可靠性，提供一致的接口匹配。其低功耗特性以及电池耗尽模式下的无源通信，进一步保障产品的可靠性，提升了产品档次。

MLX74190的主要特性：

• 内部集成两个低频驱动器，且都可以用来编程产生正弦波电流（最大峰值1A）或方形波电流（最大峰值2.5A）

• 频率范围： 109kHz~140kHz

• 输出振幅强度：0.25V ~32V峰-峰值

• 允许支持多种编码模式

• 可以支持幅移键控（ASK）和频移键控调制（FSK），以确保无源RFID进行通信

• MLX74190的诊断模式使其能够检测与LF天线各种形式的误接

• 采用紧凑的48引脚TQFP封装

• 车规级芯片，工作温度范围：-40℃~105℃

MLX73290的主要特性：

• RF支持300MHz至960MHz的Sub-GHz频段

• 支持3D LF天线接口，具有自动和全可编程的扫描模式

• RF输出功率范围为-20dBm至13dBm，LF接收灵敏度可达到-120dBm

• 最大数据速率为250kbps，支持OOK、FSK、MSK、GMSK和GFSK等调制方案

• 睡眠模式下的电流仅为400Na，LF轮询电流仅4uA

获取更多方案或产品信息可联系世强。

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