探究基于RFID技術的汽車無鑰匙進入系統設計與安全性

鄭保臣

摘要：汽車已經成為人們生活中必不可少的一部分，隨著生活水平的提高，人們對汽車的舒適性、便利性以及安全性提出了更高額要求，無鑰匙進入及啟動系統在汽車設計中的應用，既能夠改善汽車的舒適性，又能夠提高汽車的安全性，汽車無鑰匙進入及啟動系統設計研究已經成為社會各界廣泛關注的焦點。文章介紹了無鑰匙進入系統的概念，探析了汽車無鑰匙進入及啟動系統的設計，旨在為汽車設計人員提供一定的參考。

關鍵詞：汽車無鑰匙進入；啟動系統；設計

中圖分類號：G56 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）20-0361-01

隨著經濟與社會的快速發展，我國的汽車持有量不斷增加，人們對汽車智能化、舒適性的要求越來越高，無鑰匙進入、啟動系統作為智能化、舒適性的重要體現，在國外高檔汽車中的應用取得了巨大的成功，國內汽車廠商逐漸的開始重視和增強對無鑰匙進入與啟動系統設計的研究，并降低汽車無鑰匙進入與啟動系統的費用，使高檔、低檔汽車都能夠使用無鑰匙進入和啟動系統。因此，文章針對汽車無鑰匙進入與啟動系統設計的研究具有非常重要的現實意義。

1 無線射頻技術（RFID） 簡介

無線射頻識別技術（Radio Frequency Identification， RFID）是一種非接觸的自動識別技術， 其基本原理是利用射頻信號和空間耦合（電感或電磁耦合） 或雷達反射的傳輸特性， 實現對被識別物體的自動識別。

RFID系統是由讀寫器（Reader）、電子標簽（TAG）（也稱應答器）和應用軟件系統三個部分組成。

電子標簽是射頻識別系統的數據載體， 電子標簽由標簽天線和標簽專用芯片組成。

RFID 閱讀器（讀寫器） 用天線與RFID 電子標簽進行無線通信， 可以實現對標簽識別碼和內存數據的讀出或寫入操作。典型的閱讀器包含有高頻模塊（發送器和接收器）、控制單元以及閱讀器天線。數據管理系統主要完成數據信息的存儲、管理以及對電子標簽進行讀寫控制。數據管理系統可以是市面上現有的各種大小不一的數據庫或供應鏈系統，用戶還可以買到面向特定行業的、高度專業化的庫存管理數據庫。系統的基本工作流程是：讀寫器通過發射天線發送出一定頻率的射頻信號，當附著標簽的目標對象進入發射天線工作區域時會產生感應電流，電子標簽憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息，或者主動發送某一頻率的信號；讀寫器對接收天線接收到電子標簽發送來的載波信號進行解調和解碼后，送到數據管理系統進行相關的處理；數據管理系統根據邏輯運算判斷該電子標簽的合法性，針對不同的設置做出相應的處理和控制。

RFID系統與其它識別手段相比主要有以下幾個特點。

1.1 RFID 閱讀機透過性強，能透過泥漿、油污、水和蒸汽等非金屬材料閱讀標簽，不一定要與標簽直接接觸，這使它成為骯臟、潮濕和刺目等環境下的理想選擇。

1.2 RFID系統的數據存儲容量大，標簽上數據可以加密、數據可隨時更新，特別適合于儲存大量數據或在所需存儲的數據經常需要改變的情況下使用。

1.3 RFID系統和條形碼系統的主要區別是數據被電子化存儲在RFID 標簽的存儲單元內。采用專用芯片的RFID讀卡機能根據每件貨物唯一的序列標識號來進行識別，并可以進行密鑰認證，保障數據安全。

1.4 與條形碼相比，RFID標簽沒有接觸點，實現了“免接觸”，不需要直線瞄準掃描操作，讀寫速度快，讀取距離大。

1.5 標簽體積小、易封裝，外形多樣 （如卡狀、環狀等），可以能隱藏（嵌入）在大多數材料或產品內，使被標記的貨品更加美觀。可應用于不同場合，使用非常方便。

1.6 使用壽命可長達10年以上，讀寫10萬次，無機械磨損、無機械故障，可在惡劣環境下使用（工作溫度：-25℃～+70℃以上）。

2 基于RFID技術的汽車無鑰匙進入系統

2.1 系統特點

（1）成本低。除了天線外所有組件皆已做成芯片，可有效降低成本。

（2）車輛識別率高、使用方便。由于采用微波檢測技術，檢測的有效區域大（檢測距離不低于8米）。受干擾小（不受光線，其他物體的影響）。識別率高，車輛的檢測、識別、檢測通行可以在完全無人控制的情況下完成。

（3）系統安全性高、可靠性好。系統采用的無鑰匙進入防偽性能好，安全性高。由于無鑰匙進入是0.5 微米以下的超大規模電子芯片，只有少數巨額投資專業芯片制造的廠商才有生產能力，所以基本上杜絕防偽，另外存入無鑰匙進入的信息可由特殊算法加密以保證有其他同樣設備者也不能存入信息。

（4）系統采用C/S+B/S體系架構設計，可擴充性好。對公司、車輛、卡片等的管理采用B/S架構設計，客戶端制卡子系統則采用C/S架構進行設計。

2.2 汽車無鑰匙進入系統子系統設計

2.2.1 汽車應答系統

（1）汽車接收機。接收固定頻率的詢問信號并檢波，光電耦合后，送汽車控制系統，進行分析，若需回答，則汽車發射機上電，控制系統輸出車牌信息，并由汽車發射機發射回答。若不回答，則不做出反應。

（2）汽車控制系統。汽車控制系統對詢問信號分析，詢問信號有兩種類型，一是必答詢問信號，主要用于車庫和高速公路管理；一是選擇詢問信號，城市公路管理，由軟件分析做出是否回答的判斷。在需要回答時，發射機上電，并輸出自己的二進制數車牌信息，控制調制器對車牌信息進行調制，并由發射機發射。

（3）汽車發射機。主要完成車牌信息的發射工作，其工作時間由控制系統系統決定，平時不工作，以免影響檢測詢問系統的正常工作，其功率要嚴格限制，不得影響城市路口的其它檢測詢問系統的工作。

（4）車牌信息的數據格式。由32 位二進制數組成，即D31～D0，其中D31～D26共6位可以有64 種組合，用來表示省、直轄市、軍、警車牌代碼；D25～D21共5 位可以有32 種組合，用來表示省內各市代碼，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 種組合，用來表示0～9 十個數字中的一個；D11～D8 共4 位可以有16 種組合，用來表示0～9 十個數字中的一個；D7～D4 共4 位有16 種組合，用來表示0～9 十個數字中的一個；D3～D0 共4 位有16 種組合，用來表示0～9 十個數字中的一個。這樣，綜合起來就可以表示為瓊A -A0000～瓊A - A9999 等各個車牌。

2.2.2 檢測詢問系統

主要組成有：發射機，接收機，單片機，信息匯總系統，信息發送系統。一個城市路口由1～8 個檢測詢問系統組成，每個檢測詢問系統將收集的信息送信息匯總系統進行初步分析，后由信息發送系統將信息送往聯網管理系統，在聯網管理系統中對收集的數據進行分析保存。檢測詢問系統可以是路口固定形式的，也可以是流動形式的。

3 結語

總而言之，我國汽車無鑰匙進入及啟動系統的設計水平和國際先進水平還存在一定的差距，但是我國汽車廠商不斷的加大投資和研發力度，汽車無鑰匙進入及啟動系統技術逐漸的提高和成熟，汽車無鑰匙進入及啟動系統的功能不斷完善，在提升汽車檔次的同時，還能夠降低成本。

參考文獻

[1]張榮福，.汽車無鑰匙進入及啟動系統的設計[J].信息技術，2015（4）

[2]魏秋蘭.汽車無鑰匙進入及一鍵啟動系統的工作原理與故障診斷[J]. 汽車實用技術，2015

[3]翟青林，孫國強，張燕華.汽車無鑰匙被動進人和一鍵啟動測試系統[J]. 測控技術，2013