密钥卡

在任何PE系统中，密钥卡都必须能够测量LF信号在三个正交轴(X、Y和Z方向)上的强度，并能利用UHF发射器，通过RF信道把这一信息发回给车辆，以确定密钥卡的位置。这种信号强度信息 (也被称为远程信号强度指示器，即RSSI) 由与3D LF接收器相连接的三个正交天线线圈收集。任何数字数据，比如唤醒数据模式(前导码，ID)、系统命令或作为协议载荷的纯文本数据口令，将会被接收并传送给密钥卡中的微控制器(MCU)处理(返回信息包，加密)。为了节能，LF接收器带有一个专用的控制逻辑，能够以极低功耗来分析和检测唤醒信号，故无需全面唤醒整个系统，这样可以大大延长密钥卡的电池寿命。密钥卡数据流量的进出可通过一个小型8位超低功耗MCU(如ATtiny44)来控制。接收到的数据可以通过软件进行加密，也可以通过带有功能强大的加密功能的硬件加密模块(如AES-128)进行加密。为提高安全性，一个加密机制会同时用在硬件内部和嵌入在MCU上。加密后的数据被传送到UHF发射器，并以很高的波特率向车辆发射。

在电池完全耗尽的情况下，发射应答器可以作为一个无电池的无源设备进行工作，这时被称为紧急模式工作。在此模式下，正交线圈中只有一个与LF磁场耦合，从中获得足够的能量，并以电荷的形式存储在外部电容器里。发射应答器通过LF链路与基站通信来打开车门，并被用作一个防盗锁止装置，可阻止发动引擎(参见图1，其中X轴线圈相当于一个3D LF接收器线圈和一个紧急/防盗锁止收发器天线)。模拟前端(AFE)模块被用于LF通信，而功率管理(PM)模块用来管理场电源，即存储在外部电容器Cbuf上的电荷。在紧急模式下，RSSI测量、3D LF数据接收和RF发射都被禁用。

表1：PE系统密钥卡的基本参数

图3 RSSI定位测量

接收LF信号

载波频率为125kHz左右的低频场可以有以下作用：(1) 低波特率发射数据的数据通信链路；(2) 计算3个轴向上RSSI值定位信息的媒介；(3) 短距发射电能的无接触式电磁媒介。不过，每一类应用及其发射质量都与发射器和接收器天线的耦合程度密切相关。这种耦合程度又取决于众多物理参数和电气参数，比如天线电感、电阻、线圈之间的距离、谐振调谐程度等等因素。耦合因子越大，通信链路越强大(亦即从线圈传输到线圈的能量增加)。

发射器线圈天线发射的LF电磁波信号沿着磁场强度最大的方向角传播，并随着远离中心而逐渐衰减。要获得最佳天线耦合性能，发射器必须直接面向接收器天线。通过采用三个按X、Y和Z轴向正交放置的接收器天线，单个发射器天线的方向性问题就得以解决。反之，多个正交放置的接收器天线可以接收到来自不同天线线圈的任何方向的信号。

图4 RSSI分辨率

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