探究基于RFID技术的汽车无钥匙进入系统设计与安全性

郑保臣

摘要：汽车已经成为人们生活中必不可少的一部分，随着生活水平的提高，人们对汽车的舒适性、便利性以及安全性提出了更高额要求，无钥匙进入及启动系统在汽车设计中的应用，既能够改善汽车的舒适性，又能够提高汽车的安全性，汽车无钥匙进入及启动系统设计研究已经成为社会各界广泛关注的焦点。文章介绍了无钥匙进入系统的概念，探析了汽车无钥匙进入及启动系统的设计，旨在为汽车设计人员提供一定的参考。

关键词：汽车无钥匙进入；启动系统；设计

中图分类号：G56 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）20-0361-01

随着经济与社会的快速发展，我国的汽车持有量不断增加，人们对汽车智能化、舒适性的要求越来越高，无钥匙进入、启动系统作为智能化、舒适性的重要体现，在国外高档汽车中的应用取得了巨大的成功，国内汽车厂商逐渐的开始重视和增强对无钥匙进入与启动系统设计的研究，并降低汽车无钥匙进入与启动系统的费用，使高档、低档汽车都能够使用无钥匙进入和启动系统。因此，文章针对汽车无钥匙进入与启动系统设计的研究具有非常重要的现实意义。

1 无线射频技术（RFID） 简介

无线射频识别技术（Radio Frequency Identification， RFID）是一种非接触的自动识别技术， 其基本原理是利用射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合） 或雷达反射的传输特性， 实现对被识别物体的自动识别。

RFID系统是由读写器（Reader）、电子标签（TAG）（也称应答器）和应用软件系统三个部分组成。

电子标签是射频识别系统的数据载体， 电子标签由标签天线和标签专用芯片组成。

RFID 阅读器（读写器） 用天线与RFID 电子标签进行无线通信， 可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。典型的阅读器包含有高频模块（发送器和接收器）、控制单元以及阅读器天线。数据管理系统主要完成数据信息的存储、管理以及对电子标签进行读写控制。数据管理系统可以是市面上现有的各种大小不一的数据库或供应链系统，用户还可以买到面向特定行业的、高度专业化的库存管理数据库。系统的基本工作流程是：读写器通过发射天线发送出一定频率的射频信号，当附着标签的目标对象进入发射天线工作区域时会产生感应电流，电子标签凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者主动发送某一频率的信号；读写器对接收天线接收到电子标签发送来的载波信号进行解调和解码后，送到数据管理系统进行相关的处理；数据管理系统根据逻辑运算判断该电子标签的合法性，针对不同的设置做出相应的处理和控制。

RFID系统与其它识别手段相比主要有以下几个特点。

1.1 RFID 阅读机透过性强，能透过泥浆、油污、水和蒸汽等非金属材料阅读标签，不一定要与标签直接接触，这使它成为肮脏、潮湿和刺目等环境下的理想选择。

1.2 RFID系统的数据存储容量大，标签上数据可以加密、数据可随时更新，特别适合于储存大量数据或在所需存储的数据经常需要改变的情况下使用。

1.3 RFID系统和条形码系统的主要区别是数据被电子化存储在RFID 标签的存储单元内。采用专用芯片的RFID读卡机能根据每件货物唯一的序列标识号来进行识别，并可以进行密钥认证，保障数据安全。

1.4 与条形码相比，RFID标签没有接触点，实现了“免接触”，不需要直线瞄准扫描操作，读写速度快，读取距离大。

1.5 标签体积小、易封装，外形多样 （如卡状、环状等），可以能隐藏（嵌入）在大多数材料或产品内，使被标记的货品更加美观。可应用于不同场合，使用非常方便。

1.6 使用寿命可长达10年以上，读写10万次，无机械磨损、无机械故障，可在恶劣环境下使用（工作温度：-25℃～+70℃以上）。

2 基于RFID技术的汽车无钥匙进入系统

2.1 系统特点

（1）成本低。除了天线外所有组件皆已做成芯片，可有效降低成本。

（2）车辆识别率高、使用方便。由于采用微波检测技术，检测的有效区域大（检测距离不低于8米）。受干扰小（不受光线，其他物体的影响）。识别率高，车辆的检测、识别、检测通行可以在完全无人控制的情况下完成。

（3）系统安全性高、可靠性好。系统采用的无钥匙进入防伪性能好，安全性高。由于无钥匙进入是0.5 微米以下的超大规模电子芯片，只有少数巨额投资专业芯片制造的厂商才有生产能力，所以基本上杜绝防伪，另外存入无钥匙进入的信息可由特殊算法加密以保证有其他同样设备者也不能存入信息。

（4）系统采用C/S+B/S体系架构设计，可扩充性好。对公司、车辆、卡片等的管理采用B/S架构设计，客户端制卡子系统则采用C/S架构进行设计。

2.2 汽车无钥匙进入系统子系统设计

2.2.1 汽车应答系统

（1）汽车接收机。接收固定频率的询问信号并检波，光电耦合后，送汽车控制系统，进行分析，若需回答，则汽车发射机上电，控制系统输出车牌信息，并由汽车发射机发射回答。若不回答，则不做出反应。

（2）汽车控制系统。汽车控制系统对询问信号分析，询问信号有两种类型，一是必答询问信号，主要用于车库和高速公路管理；一是选择询问信号，城市公路管理，由软件分析做出是否回答的判断。在需要回答时，发射机上电，并输出自己的二进制数车牌信息，控制调制器对车牌信息进行调制，并由发射机发射。

（3）汽车发射机。主要完成车牌信息的发射工作，其工作时间由控制系统系统决定，平时不工作，以免影响检测询问系统的正常工作，其功率要嚴格限制，不得影响城市路口的其它检测询问系统的工作。

（4）车牌信息的数据格式。由32 位二进制数组成，即D31～D0，其中D31～D26共6位可以有64 种组合，用来表示省、直辖市、军、警车牌代码；D25～D21共5 位可以有32 种组合，用来表示省内各市代码，如A，B，C ……Z 等字母；如A，B，C……Z 等字母；D15～D12共4 位可以有16 种组合，用来表示0～9 十个数字中的一个；D11～D8 共4 位可以有16 种组合，用来表示0～9 十个数字中的一个；D7～D4 共4 位有16 种组合，用来表示0～9 十个数字中的一个；D3～D0 共4 位有16 种组合，用来表示0～9 十个数字中的一个。这样，综合起来就可以表示为琼A -A0000～琼A - A9999 等各个车牌。

2.2.2 检测询问系统

主要组成有：发射机，接收机，单片机，信息汇总系统，信息发送系统。一个城市路口由1～8 个检测询问系统组成，每个检测询问系统将收集的信息送信息汇总系统进行初步分析，后由信息发送系统将信息送往联网管理系统，在联网管理系统中对收集的数据进行分析保存。检测询问系统可以是路口固定形式的，也可以是流动形式的。

3 结语

总而言之，我国汽车无钥匙进入及启动系统的设计水平和国际先进水平还存在一定的差距，但是我国汽车厂商不断的加大投资和研发力度，汽车无钥匙进入及启动系统技术逐渐的提高和成熟，汽车无钥匙进入及启动系统的功能不断完善，在提升汽车档次的同时，还能够降低成本。

参考文献

[1]张荣福，.汽车无钥匙进入及启动系统的设计[J].信息技术，2015（4）

[2]魏秋兰.汽车无钥匙进入及一键启动系统的工作原理与故障诊断[J]. 汽车实用技术，2015

[3]翟青林，孙国强，张燕华.汽车无钥匙被动进人和一键启动测试系统[J]. 测控技术，2013