摘要：基于线性调频扩频技术提出了一种新型的车辆远程控制方法。给出系统实现方案，系统支持双向通信，通信距离大于300m，实现了远程定位、远程遥控、信息远程交互等车辆远程控制功能。
    随着汽车保有量的增加、消费者对舒适性的追求，对远距离寻车、车辆信息（包括油量、车辆状况等）及时获取等车辆远距离控制功能提出了新的要求，并逐渐得到了各大车厂的关注。目前工作于315/433 MHz频段的遥控系统，因工作距离短、通信速率低、单向通信等特点，不能满足用户这方面的需求。基于GPS全球定位系统定位、3G通信的Telematics车联网系统，在室内停车场、3G无覆盖的区域也无能为力。
    线性调频扩频技术，国内外的研究一直局限在雷达领域，随着美国联邦通信委员会（FCC）制定了民用公共安全、工业、科学与医疗和业余无线电采用扩频通信的标准和规范，目前广泛用于物流管控，工业监测和控制，医疗，安全网络，人员和设备定位，以及汽车自主驾驶的局部定位等领域。
    本文提出的车辆远程控制方案，工作于全球适用的2.4 GHz ISM频段（工业、科学和医用频段），通过线性调频扩频技术，有效控制距离超过300 m，能实现远程遥控、信息交互，结合加速度传感器可以实现包括车辆定位等多种车辆控制功能。

     1  CSS线性调频扩频测距技术
    采用电磁波测距受环境影响小，能全天候工作，而且电磁波还具有通信功能，使系统设计更简洁。基于CSS技术的测距方法，具有测距精度高、不受多径效应的影响、通信稳定性好、抗干扰能力强等优点。
    1.1线性调频信号
    Chirp信号是一种扩频信号，在一个信号周期内表现出线性调频的特性，具有很强的自相关性，在求自相关提取信号时具有很好的抗干扰能力，消除了多径效应的影响。图1为线性调频信号时域图。图1中，横轴是时间，纵轴是频率。接收数据时，利用了脉冲压缩理论，匹配滤波可以在很短的时间内获得很大的能量，接收机通过对能量的捕获能够把数据符号提取出来。图2为线性调频信号经过脉冲压缩之后的窄脉冲信号。



    1.2 2次测距法（TWR， Two Way Ranging）
    当2个节点的时钟不同步时，运用2次测距法（TWR）能精确地测出两者之间的距离。图3为2次测距法的示意图。

    终端A在T0时刻发送一个测距信号给终端B，终端B检测到信号后，经过一段固定的时间Treply后，发送一个测距信号给终端A。终端A检测到测距信号，记下时间T1。可以根据公式（1）得到电磁波一次传播的时间TOF。根据公式（2）获得终端A与终端B之间的距离dab。其中c是电磁波的速度，约等于光速。

    2 远程控制系统设计
    远程控制系统由两部分组成：手持的遥控器和安装在车上的控制器。图4、图5分别是遥控器的系统框图、示意图。遥控器由电源模块、通信模块、显示模块、单片机、按键、加速度计、振动电动机等组成。图6为控制器的系统框图，由电源模块、单片机、通信模块、IO输入输出模块等组成。





    采用Nanotron公司的NA5TR 1作为通信收发芯片，工作于2.4 GHz ISM频段，采用CSS扩频技术，具有测距功能，硬件支持频分多址FDMA，带有3个非叠加频率通道和7个叠加通道，支持125 k～2 Mbps的可配通信速率。

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