东南V3 PKS（电子防盗无钥匙启动系统）设计

胡红兵



东南V3 PKS（电子防盗无钥匙启动系统）设计

胡红兵

东南（福建）汽车工业有限公司研发中心

介绍了东南V3 PKS（电子防盗无钥匙启动系统）防盗系统，详细说明了其在汽车智能防盗系统中的应用工作原理、硬件组成、功能特性。

芯片防盗 无钥匙启动

21世纪随着人们生活水平的不断提高，汽车越来越成为人们生活中不可缺少的一部分。从世界上第一辆T型福特牌轿车被盗开始，偷车已成为现今城市里最常见的犯罪行为之一。汽车数量增多，车辆被盗的数量也逐年上升，这给社会带来极大的不安定因素，担心车辆被盗，成为困扰每一位汽车用户的难题。随着敞篷汽车的流行，汽车门锁已无法成为万无一失的铁将军，使车门锁止系统的概念进一步被淡化，由此汽车防盗器也应运而生。

1 无钥匙电子防盗系统

此系统在电子芯片防盗系统的基础上追加无钥匙进入和无钥匙启动功能，即车主在整个驾驶过程都无须从身上拿出钥匙（但需确保钥匙在身上，因需进行密码识别和认证），现广泛应用于中高级外资品牌的车型上，东南汽车V3 菱悦为国内第一款自主品牌拥有无钥匙电子防盗系统的车型，以下将解析此系统的具体原理：

主要功能为：驾驶员遥控打开车门锁，进入车内后通过开关触发ECU检测识别钥匙ID是否合法，如果合法则无需拿出钥匙也可通过旋钮启动引擎；如果检测到钥匙不合法则无法转动旋钮，转向系统无法解锁，引擎无法启动。

2 系统框图(如图1)

图1 系统组成图

3 系统功能

3.1 防盗报警功能

（1）遥控锁车及防盗设定。按遥控器上的相应按键，4个转向灯闪烁一次，示意驾驶员车门及行李厢已上锁。防盗状态指示灯不停的慢闪，提示驾驶员车已进入了防盗状态。此状态下起动及点火电源均被切断。

（2）遥控开锁及防盗解除。按遥控器上的相应按键，4个转向灯闪烁两次，示意驾驶员车门及行李厢已开锁。防盗状态指示灯熄灭，提示驾驶员车已解除防盗，起动及点火电源电路恢复正常。同时室内灯点亮持续20 s，方便驾驶员及乘员上车。

（3）自动防盗设定。停车后将点火开关转到断开位置，如果任何一车门打开再关上，延迟3 s，4个转向灯持续闪烁5次后，自动进入防盗设定状态。5 s内再次打开车门，则系统停止记时。当又关上全部车门时，系统重新开始记时，4个转向灯又开始闪烁，5 s后再次进入防盗系统设定状态。此间如不用钥匙或遥控器锁车，中央控制门锁不会锁车，以防驾驶员将遥控器忘在车上。

（4）二次防盗设定。如果误触动了遥控器的相应按键，使防盗解除（此时室内灯会自动点亮20 s）；或有意识的解除防盗后，30 s内车门没有打开，系统再次进入防盗设定状态，并将车门自动锁上。

（5）防窃车功能。当点火开关转到行车档，汽车在遥控距离内遭抢或强行开走时，被抢驾驶员按住大键持续3 s，4个转向灯会不停地闪烁。同时车上的喇叭一直鸣叫，以示报警并警告抢车人停车。如果抢车人弃车逃走，车在遥控距离内，驾驶员按下相应的按键可解除转向灯的闪烁和喇叭的鸣叫。如果抢车人将车开走，即使将车停下拔出钥匙，4个转向灯仍一直闪烁，直至将蓄电池的电能耗完；上车再起动，车的起动及点火电源被切断，汽车不能再被开走，若钥匙转至点火位置，车上的喇叭又会开始鸣叫。

（6）防盗系统被触动，自动报警，系统再次进入防盗设定状态

车在防盗设定过程中，未经遥控器解除，强行打开车门及行李厢或强行起动发动机，4个转向灯会自动继续闪烁30 s以示报警。若系统恢复正常，30 s后转向灯自动熄灭，系统再次进入防盗设定状态。若系统未恢复正常，90 s后转向灯自动熄灭，系统再次进入防盗设定状态。

（7）停车自动开锁。停车后，点火开关转到关断位置，中央控制门锁系统自动开锁、室内灯自动点亮20 s，方便驾驶员和乘员下车。

（8）自检功能。防盗设定后，4个转向灯闪烁一次，系统自动进入防盗设定的同时也处于自检状态。即如果任何一车门未关好或出现故障造成车门联动开关短路时，4个转向灯闪烁4次；如果行李厢未关好或行李厢开关出现故障造成开关短路时，4个转向灯闪烁6次，提示驾驶员检查故障点。自检系统还将4个车门及行李厢分为两个检测区。即：4个车门为一个检测区，行李厢是一个独立的检测区。如果其中有一个检测区出现故障不会影响另一个检测区执行防盗功能。

（9）防盗被触动，自动记忆、自动显示。在防盗设定时间，系统中任一部位被触动过，在防盗解除时，状态指示灯将快闪，以提示驾驶员注意。

（10）防盗系统解除。如果防盗系统发生故障、遥控器电池没电或汽车需要维修时，须将防盗系统解除，系统中遥控中央门锁的功能仍可正常使用。其方法为：将点火开关转到行车档，将解除开关闭合，4个转向灯闪烁一次，状态指示灯闪烁一次后熄灭，表示防盗系统进入解除状态（防盗系统不能使用）。

（11）防盗系统的恢复。将点火开关转到行车档，将解除开关断开，4个转向灯闪烁3次，状态指示灯闪烁3次后熄灭，表示防盗系统可以正常使用。

3.2 智能钥匙低电量提示（如图2）

A、低电量界定

图2 智能钥匙工作状态与电池电压关系图

当电池的电量下降到一定程度时，电池的内阻会增大，输出到负载端的电压会下降，从而导致负载无法正常工作。因此，定义一个电压阀值（例如2.4 V），系统在工作时检测电池电压，当电池电压偶尔或持续达到这个阀值，智能钥匙将发出低电量警告信号。

B、警告方式

操作智能钥匙任意键，钥匙上的LED绿灯亮表示电池电量充足；钥匙上的LED红灯亮表示电池电量低，提示用户注意更换电池。

3.3 无钥匙启动功能

4 无钥匙启动动作流程

4.1 动作过程说明（如图3）

遥控开启车门锁→进入车内感应区→①推动触发开关→②主机输出134.2 kHz低频载波指令信号→③通过低频发射天线唤醒智能钥匙→④智能钥匙解码后回应加密数据通过高频天线发射→⑤主机高频天线接收后解码→⑥主机发出加密指令要求SHL解锁→⑦SHL单元收到指令解密后输出开锁信号→⑧电磁铁执行开锁动作后，才允许车主转动旋钮发动引擎。

图3 无钥匙启动系统动作示意图

4.2 低频发射天线安装位置及信号感应区域（如图4）

图4 天线信号覆盖范围及安装位置示意图

本系统仅用一只条形低频发射天线，应注意条形发射天线的信号覆盖范围呈椭圆型，信号覆盖范围跟天线的摆放位置有很大关系，由于不同的车型空间、钢板厚度不同，对低频信号的衰减有不同，应当确保天线跟周围金属板材的距离在3 cm以上。通过电路调整发射功率，使信号覆盖在合适的安全范围之内。

5 通讯系统接口

5.1 防盗主机与智能钥匙之间（无线传输）（如图5）

图5 通讯模型示意图

5.2 防盗主机与解码单元（SHL UNIT）之间（有线串行传输）

表1 接口规格

6 主机到智能钥匙的通讯数据（LF DATA）格式

①载波频率： 134.2 kHz

②数据调制方式： PPM调制（相位调制）方式，逻辑位格式如图15所示

③通讯速率（平均）： 1.94 kbps

7 智能钥匙到主机的通讯数据（UHF DATA）格式

①载波频率： 315.5MHz

②数据调制方式： 曼彻斯特调制

③通讯速率： 1.25 kbps

④智能钥匙到主机的数据（UHF DATA）格式由2部分组成：帧头部分（UHF HEADER）和数据部分（SN＋INFO＋SYNC）。

完整帧格式如图6所示

图6 UHF DATA一帧完整数据格式

数据部分采用曼彻斯特编码方式。

8 主机与SHL控制单元之间的通讯数据

①数据编码方式： 曼彻斯特码

② 通讯速率： 2.5 kbps

③主机到SHL的数据（UHF DATA）格式由两部分组成：帧头部分（UHF HEADER）和数据部分（SN＋INFO＋SYNC）。

[1] 郭兆正. 单片机遥控防盗报警系统[J]. 锦州师范学院学报:自然科学版.

[2] 李虎山,潘牟. 防盗报警系统的设计与实现[J]. 电子工程师.

[3] 张伟光. 远程、智能汽车防盗报警系统[J]. 哈尔滨师范大学自然科学学报.

Design of Electronic Anti-theft Passive Keyless Start System (V3 PKS）

Hu Hongbing

(Southeast (Fujian) Automobile Industry Co., Ltd., Fuzhou 350119, China)

The design of electronic anti-theft passive keyless start system developed in V3 (V3 PKS) is described. The application of V3 PKS in smart automobile antitheft system, the hardware composition and functions of V3 PKS of the automobile antitheft system are discussed.

antitheft of RFID; passive keyless start