探究基于RFID技術(shù)的汽車無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)計與安全性

鄭保臣

摘要：汽車已經(jīng)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(jìn)入及啟動系統(tǒng)在汽車設(shè)計中的應(yīng)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(jìn)入及啟動系統(tǒng)設(shè)計研究已經(jīng)成為社會各界廣泛關(guān)注的焦點。文章介紹了無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)的概念，探析了汽車無鑰匙進(jìn)入及啟動系統(tǒng)的設(shè)計，旨在為汽車設(shè)計人員提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：汽車無鑰匙進(jìn)入；啟動系統(tǒng)；設(shè)計

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

隨著經(jīng)濟(jì)與社會的快速發(fā)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(jìn)入、啟動系統(tǒng)作為智能化、舒適性的重要體現(xiàn)，在國外高檔汽車中的應(yīng)用取得了巨大的成功，國內(nèi)汽車廠商逐漸的開始重視和增強(qiáng)對無鑰匙進(jìn)入與啟動系統(tǒng)設(shè)計的研究，并降低汽車無鑰匙進(jìn)入與啟動系統(tǒng)的費(fèi)用，使高檔、低檔汽車都能夠使用無鑰匙進(jìn)入和啟動系統(tǒng)。因此，文章針對汽車無鑰匙進(jìn)入與啟動系統(tǒng)設(shè)計的研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1 無線射頻技術(shù)（RFID） 簡介

無線射頻識別技術(shù)（Radio Frequency Identification， RFID）是一種非接觸的自動識別技術(shù)， 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(dá)反射的傳輸特性， 實現(xiàn)對被識別物體的自動識別。

RFID系統(tǒng)是由讀寫器（Reader）、電子標(biāo)簽（TAG）（也稱應(yīng)答器）和應(yīng)用軟件系統(tǒng)三個部分組成。

電子標(biāo)簽是射頻識別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體， 電子標(biāo)簽由標(biāo)簽天線和標(biāo)簽專用芯片組成。

RFID 閱讀器（讀寫器） 用天線與RFID 電子標(biāo)簽進(jìn)行無線通信， 可以實現(xiàn)對標(biāo)簽識別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮?。典型的閱讀器包含有高頻模塊（發(fā)送器和接收器）、控制單元以及閱讀器天線。數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)主要完成數(shù)據(jù)信息的存儲、管理以及對電子標(biāo)簽進(jìn)行讀寫控制。數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)可以是市面上現(xiàn)有的各種大小不一的數(shù)據(jù)庫或供應(yīng)鏈系統(tǒng)，用戶還可以買到面向特定行業(yè)的、高度專業(yè)化的庫存管理數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)的基本工作流程是：讀寫器通過發(fā)射天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號，當(dāng)附著標(biāo)簽的目標(biāo)對象進(jìn)入發(fā)射天線工作區(qū)域時會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電子標(biāo)簽憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息，或者主動發(fā)送某一頻率的信號；讀寫器對接收天線接收到電子標(biāo)簽發(fā)送來的載波信號進(jìn)行解調(diào)和解碼后，送到數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的處理；數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷該電子標(biāo)簽的合法性，針對不同的設(shè)置做出相應(yīng)的處理和控制。

RFID系統(tǒng)與其它識別手段相比主要有以下幾個特點。

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

1.2 RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲容量大，標(biāo)簽上數(shù)據(jù)可以加密、數(shù)據(jù)可隨時更新，特別適合于儲存大量數(shù)據(jù)或在所需存儲的數(shù)據(jù)經(jīng)常需要改變的情況下使用。

1.3 RFID系統(tǒng)和條形碼系統(tǒng)的主要區(qū)別是數(shù)據(jù)被電子化存儲在RFID 標(biāo)簽的存儲單元內(nèi)。采用專用芯片的RFID讀卡機(jī)能根據(jù)每件貨物唯一的序列標(biāo)識號來進(jìn)行識別，并可以進(jìn)行密鑰認(rèn)證，保障數(shù)據(jù)安全。

1.4 與條形碼相比，RFID標(biāo)簽沒有接觸點，實現(xiàn)了“免接觸”，不需要直線瞄準(zhǔn)掃描操作，讀寫速度快，讀取距離大。

1.5 標(biāo)簽體積小、易封裝，外形多樣 （如卡狀、環(huán)狀等），可以能隱藏（嵌入）在大多數(shù)材料或產(chǎn)品內(nèi)，使被標(biāo)記的貨品更加美觀。可應(yīng)用于不同場合，使用非常方便。

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

2 基于RFID技術(shù)的汽車無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)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(shù)，檢測的有效區(qū)域大（檢測距離不低于8米）。受干擾?。ú皇芄饩€，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(tǒng)安全性高、可靠性好。系統(tǒng)采用的無鑰匙進(jìn)入防偽性能好，安全性高。由于無鑰匙進(jìn)入是0.5 微米以下的超大規(guī)模電子芯片，只有少數(shù)巨額投資專業(yè)芯片制造的廠商才有生產(chǎn)能力，所以基本上杜絕防偽，另外存入無鑰匙進(jìn)入的信息可由特殊算法加密以保證有其他同樣設(shè)備者也不能存入信息。

（4）系統(tǒng)采用C/S+B/S體系架構(gòu)設(shè)計，可擴(kuò)充性好。對公司、車輛、卡片等的管理采用B/S架構(gòu)設(shè)計，客戶端制卡子系統(tǒng)則采用C/S架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。

2.2 汽車無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)子系統(tǒng)設(shè)計

2.2.1 汽車應(yīng)答系統(tǒng)

（1）汽車接收機(jī)。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(tǒng)，進(jìn)行分析，若需回答，則汽車發(fā)射機(jī)上電，控制系統(tǒng)輸出車牌信息，并由汽車發(fā)射機(jī)發(fā)射回答。若不回答，則不做出反應(yīng)。

（2）汽車控制系統(tǒng)。汽車控制系統(tǒng)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(fā)射機(jī)上電，并輸出自己的二進(jìn)制數(shù)車牌信息，控制調(diào)制器對車牌信息進(jìn)行調(diào)制，并由發(fā)射機(jī)發(fā)射。

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

（4）車牌信息的數(shù)據(jù)格式。由32 位二進(jìn)制數(shù)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(nèi)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(shù)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(shù)字中的一個；D7～D4 共4 位有16 種組合，用來表示0～9 十個數(shù)字中的一個；D3～D0 共4 位有16 種組合，用來表示0～9 十個數(shù)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(tǒng)

主要組成有：發(fā)射機(jī)，接收機(jī)，單片機(jī)，信息匯總系統(tǒng)，信息發(fā)送系統(tǒng)。一個城市路口由1～8 個檢測詢問系統(tǒng)組成，每個檢測詢問系統(tǒng)將收集的信息送信息匯總系統(tǒng)進(jìn)行初步分析，后由信息發(fā)送系統(tǒng)將信息送往聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)，在聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)中對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析保存。檢測詢問系統(tǒng)可以是路口固定形式的，也可以是流動形式的。

3 結(jié)語

總而言之，我國汽車無鑰匙進(jìn)入及啟動系統(tǒng)的設(shè)計水平和國際先進(jìn)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(fā)力度，汽車無鑰匙進(jìn)入及啟動系統(tǒng)技術(shù)逐漸的提高和成熟，汽車無鑰匙進(jìn)入及啟動系統(tǒng)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(xiàn)

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