一款針對汽車PEPS系統(tǒng)的方案設(shè)計與實現(xiàn)

　　1.引言

　　汽車PEPS系統(tǒng)在車輛的無線進(jìn)入應(yīng)用中正迅速成為最具代表性的方案之一，所謂PEPS，是 Passive Entry & PassiveStart的縮寫，意為無鑰匙進(jìn)入與無鑰匙啟動系統(tǒng)，它采用先進(jìn)的RFID無線射頻技術(shù)和車輛身份編碼識別系統(tǒng)，徹底改變了汽車安全防盜應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展前景，并給用戶帶來了便利、舒適的全新駕車體驗。

　　下文將從系統(tǒng)功能、工作原理及系統(tǒng)方案的設(shè)計與實現(xiàn)等方面，介紹分析這一集安全性與舒適性于一身的PEPS系統(tǒng)。

　　2.PEPS系統(tǒng)簡介

　　對于一輛配備PEPS系統(tǒng)的汽車而言，駕駛者無需按動智能鑰匙上的遙控按鍵或是將鑰匙插拔鎖芯，就可以完成開啟車門和啟動車輛引擎的操作，而前提僅是隨身攜帶智能鑰匙并按下把手上的觸發(fā)按鍵或一鍵啟動按鍵即可。在車輛的防盜安全方面，智能鑰匙與 PEPS基站間復(fù)雜的雙向身份認(rèn)證過程相比上一代的遙控鑰匙進(jìn)入（RKE）系統(tǒng)也有了本質(zhì)的提升。

　　3.PEPS系統(tǒng)的工作原理與認(rèn)證流程

　　從系統(tǒng)功能的角度劃分，PEPS系統(tǒng)可分為兩大部分，分為PE無鑰匙進(jìn)入部分與PS無鑰匙啟動部分，分別代表了駕駛者在進(jìn)入車輛前與進(jìn)入車輛后的兩個階段。

　　但若從系統(tǒng)工作原理的角度出發(fā)，兩者卻是極其相似的。簡單來說，無論是PE還是PS系統(tǒng)，均是通過低頻天線來探測智能鑰匙與車身基站（即PEPS ECU，下稱ECU）間的相對位置，并通過高、低頻信號（高頻433.92MHz，低頻125KHz）在ECU與智能鑰匙間建立起有效的雙向交互通訊，根據(jù)ECU對智能鑰匙進(jìn)行的身份驗證結(jié)果，決定是否打開門鎖（PE系統(tǒng)）或是啟動車輛引擎（PS系統(tǒng)）。

　　在上述智能鑰匙與ECU間的雙向身份驗證過程中，低頻信號喚醒及高頻信號認(rèn)證不僅是決定車輛防盜安全性能的關(guān)鍵，更是決定PEPS系統(tǒng)性能優(yōu)劣的關(guān)鍵元素之一。所謂低頻信號喚醒，以PE系統(tǒng)為例，是指當(dāng)駕駛者給予PEPS系統(tǒng)一個觸發(fā)信號時，ECU會從睡眠狀態(tài)切換至工作狀態(tài)，并通過低頻天線向智能鑰匙發(fā)送一條鑰匙喚醒報文，當(dāng)鑰匙通過自身的低頻天線收到此報文后，將通過自身的智能芯片對報文進(jìn)行驗證，如驗證結(jié)果與鑰匙存儲的數(shù)據(jù)相匹配，智能鑰匙則被喚醒；而高頻信號驗證則是指在智能鑰匙被喚醒后，會將自身的ID身份碼以高頻信號的形式發(fā)送給 ECU，若ECU識別出此ID號與自身系統(tǒng)的鑰匙編碼相匹配時，就會通過低頻信號向智能鑰匙發(fā)送驗證碼，收到驗證碼的智能鑰匙會通過特定的跳轉(zhuǎn)碼算法，對該驗證碼進(jìn)行數(shù)據(jù)加密，并將加密結(jié)果通過高頻信號發(fā)回ECU.后者會將收到的加密數(shù)據(jù)與自身的計算結(jié)果進(jìn)行比對，如兩者匹配，就會將相應(yīng)的操作指令通過 CAN總線發(fā)送給BCM，由后者完成解鎖門鎖或是打開后備箱的操作。

　　雖說上述的認(rèn)證過程非常繁復(fù)，但憑借智能芯片的高速運算能力，整個認(rèn)證過程在實際應(yīng)用中僅需耗費幾十毫秒，所以對用戶而言是不會產(chǎn)生任何遲滯的感覺的。圖1所示為上述認(rèn)證過程的工作流程圖。

　　4.PEPS系統(tǒng)的方案設(shè)計

　　本次設(shè)計的PEPS系統(tǒng)共包含了如下組件：PEPS ECU、BCM、智能鑰匙、電子門把手、低頻天線、一鍵啟動按鍵、電子立柱鎖以及后備箱按鍵。各組件在車身上的安裝位置如圖2所示，下面對各組件的基本功能及設(shè)計原理作一簡單的介紹。