地点：深圳会展中心9号馆9D10 时间：2014-04-10 10:45:00 至 2014-04-10 11:15:00
大家好，我来自大联大的任大帅，感谢前面嘉宾的精彩演讲，他们为我们分享了汽车电子发展的史，还要重要性，下面我讲讲具体方面的应用。
今天跟大家讲就是NXP的无钥匙门禁系统，首先看看汽车电子，汽车安全与防盗电子化的足迹。最早1994年由NXP为我们推出IMMO方案，详细方案后面会有详细的解说，后面还有RKE的方案，IMMO与RKE方案进行融合组成新方案，2003年NXP推出新一代的防盗方案——PKE方案，在不久的未来我们使用比较多就是FutureKEY方案，最后是我们的备选方案——高频双向通讯方案。
图1 汽车安全与防盗电子化的足迹
我们看看第一项，最早NXP是第一家把电子标签技术应用到汽车电子引擎琐的半导体公司，原理是汽车与钥匙间的123KHZ无线通讯然后实现电子身份识别，来判断是否启动汽车引擎。1994年之前大多数的汽车都是使用机械钥匙的方式，但失盗率非常高，在IMMO方案推出之后短短几年之内，成为欧洲汽车标配，汽车防盗率在短短几年之内下降到90%多。
大家可以看看下图，这是低频125KHZ进行双向通讯，我们有自己研发的方案，这个方案当中有保留的IMMO功能。大家可以看看这张图，这是在1994年最原始的电子网络，这一边是主控MCU，下面是用来通讯的低频电线，这边是机械结构的锁加电子标签，原来的电子标签非常小，可以直接做在钥匙里面，这本身是一把机械钥匙，在这个位置，电子标签进行电子的身份认证。
这是怎样一个工作原理呢？当转动这个钥匙的时候会触发这边MCU，唤醒这边MCU，MCU被唤醒之后，这边的低频天线跟这边进行一个通信，如果通信认证成功那么这个引擎就会发动，如何保证通信成功呢？每个环节都有一个身份ID号，这是全球唯一标定，不会有一个重复的ID号，所以在最开始的时候ID号可以写在MCU里面，再验证的时候会进行一个单纯的ID号验证，这是最原始，所以安全方面还是比较有欠缺，没有进行加密措施。
后面就发展到RKE，大家都有汽车，汽车标配都有RKE的功能，按远程遥控车，按一下车门钥匙就会打开，然后按一下就会关闭，长按就会后备厢就会打开，这是大家常用功能。RKE使用433.92的通讯，RF信号，RF会带来特别好的用户体验，满足了人民对于便利性及舒适性的要求，但有一个缺点这是一个单向通信，既然是单向通信就没有办法保证汽车端是否收到钥匙的信号。如果说在现在通信比较多，在汽车周围有一个干扰器，正好干扰到了433.3赫兹信号可能就会打不开车或者琐不上车，所以安全性在当时按现在来看不是特别高。
第二代RKE的框图我们一起看看，目前我们做RKE一般是NXPPCF7921或者PCF7922，这边是汽车的基站端，右边钥匙端，这里面是机械钥匙，里面三个按键，按键下面是小电路板，通过433.9赫兹单向通讯，给汽车端发一个信号，原来验证方式是滚码加一个钥匙ID号，这只是一个进行滚码和ID号的验证，但没有对这些信号进行加密，如果这个信号被截取，别人就可能就知道这个密码是什么，汽车密码很容易被破译，所以第二代的安全性也不太高。
后来NXP推出一个方案就是COMBI，COMBI简单来说就是把前面两种方案（Immo、RKE）进行简单的融合，把原来两种功能放在一个钥匙上，但只是把两种功能单纯融合在一起，没有做一个安全性上面的提高。
下面我们看看主推，市场会比较热，我们很多客户也一直在使用的PKE方案。在2003年NXP推出PKE方案，或者说PEPS，彻底改变汽车领域的发展前景，给用户带来了全新舒适与便利体验。有什么体验呢？在整个过程当中，车主不需要掏出钥匙，只需要随时携带钥匙就可以进行开车操作，一键启动汽车操作。原来Immo你需要把钥匙掏出来，把钥匙插在这个钥匙里面，需要有一个掏钥匙的动作，然后RKE你需要掏钥匙按一下，打开车门，PKE整个过程当中开车门、启动引擎都不需要把钥匙掏出来，只要随时装钥匙就好，特别方便。
有一种情况就是这边一个年轻妈妈买菜，抱小孩要进车，但她现在掏钥匙就会非常不方便，怎么办？这个情况下PKE方案就会非常方便了。年轻妈妈只要靠近车门，拉一下门把手，PKE就可以被触发，车门就会打开，妈妈就可以直接进入车内。目前PKE在高端车都有应用，现在电视上有一些广告，国内车也会逐渐采用PKE这一方案。
来看看PKE的原理，这边的车我们姑且命名为红色法拉利，有三个区域，这三个区域就有三个低频天线，低频天线的通信区域，左边是一把钥匙，这个钥匙可以做得非常炫，可以做卡片形式等等各种各样形式。原理就是当这位姑娘拿着钥匙，拿着随身携带的钥匙走在灰色区域，灰色区域其实就是这边在门把手有低频天线，这是有效通信区域，在有效通信区域内进行触发门把手，然后触摸门把手后会触发PKE的操作，PKE的操作被触发之后就跟钥匙进行通信，如果通信成功这边的车门就会打开，后面车门也是如此。
现在很多人就会听说一个方案叫做脚踢车门，脚在后备厢这边抬脚，后备厢就有一个感应车门自动打开，这也可以用PKE方案来做，在这边做一个传感器，汽车的后备厢做一个传感器，传感器被触发之后，然后进行一个PKE的通信，然后自动打开这也是非常简单的操作。
车内的一键启动，白色区域就是一键启动的通讯区域，车主进入汽车之后只需要按动红色按钮，一键启动按钮然后就会检测钥匙是否在汽车内，如果说钥匙在汽车内这边的引擎就会成功发动，如果检测不到钥匙在汽车内引擎就不会发动的。
下面整体是一个整体概括PKE的原理，低频天线我们一般用15K，最远通讯区域可以达到
图4 整体概括PKE的原理
钥匙如果正常使用寿命还是很长2032的3V锂离子电池可以用到3年，如果经常用车的话大概就是一年，现在大家汽车钥匙基本上都用这种2030的3V锂离子电池。PKE这是协议的基本流程，我把这一部分分成两部分讲，因为这边是低频与高频，这是一次通讯，低频发过来，高频又发过去，这又是一次通讯，我就分成两次讲。
左边是红色法拉利，右边是我的钥匙，作为基站端，也就是我们所说的钥匙端，第一次通信是车主携带钥匙进入车门的有效检测区域，然后低频天线进入检测区域之后触摸一下门把手，低频天线就会被触发，然后向外发出一侦数据唤醒钥匙，然后就会维持一段时间场强供钥匙检测当前场强的RSSI值，这个RSSI值其实是钥匙受到的磁强程度，钥匙这一端在检测到低频天线长强强度之后会通过这边高频天线，有一个电路板有一个代装天线在这里面。
会通过一个高频天线往这边回发数据，回应RSSI值，这一步操作是为下一步做准备，如果回馈的RSSI值比较小或者说信号比较弱，就可以定义当前通信失败，如果RSSI值比较大的话，这个数字比较正常就可以下一步的通信，就会进入这边的第二步。
第二步会发一侦数据，这一侦数据包含钥匙的ID号，还有随机码，这些数据都会经过加密，PKE都会经过加密，我们还有一个数位是48位加密，但目前48位很多人可以破，后面我们主推用一个96位的加密，加密位达到96位，所以说安全程度会更高。加密之后把数据通过低频天线发到钥匙端，然后钥匙端再经过解密，解秘之后把这些数据进行处理，然后将数据进行处理，再将随机数、ID号等数据经过加密之后再回应给基站端，如果基站端收到这些数据，经过检验是一致那么PKE就算通讯成功，车门打开了。整个过程讲起来比较复杂，但在实际过程当中，但这些数数据通信时间在100多毫秒，你在手拉门把手一瞬间车门就打开了，整体体验还是很好，只是目前里面的算法讲起来会比较多。
这张图是完整方案，这是BSMCU，这是NXP的7992，PKE通讯，这是低频天线驱动，至少带动3根，汽车里面用到3根，但最多可以带动8根低频天线。这边是高频接受基站端的高频接受；右边这是钥匙端，钥匙端分为两部分7992、7993，高频发射就是7992，这一套方案IMMO、RKE、PKE所有功能都包含在这里面，如果说客户有需要我们可以从中进行功能的删减。
这是我们做的一个案例，这边是MCU版，这是高频接收版，这是驱动多根低频天线的板子这是进行IMMO、PKE操作板子，这是IMMO天线，这三根天线就类似于汽车，刚才红色法拉利汽车的左前门，右前门，后备厢三个天线，这是一个钥匙。
最后稍微所说未来的Futurn key，未来的Futurn key图中可以看到我们会用到一个经常通信，还有手机GPS等等，如果这一套系统真正应用起来，我们可以实现很多功能，一个就是查询车辆状态，门窗状态，邮箱油量，车内温度钥匙配合GPS导航帮你快车找到停车地点，轻松制定出行路线，将电脑前将选定的出行路线存入钥匙里面，进入汽车之后钥匙跟汽车导航进行通信一下，把出行信息导入到车载导航里面，最后就是可以进行车辆维护，车辆出厂记录，维修记录等全部都可以存在钥匙里面。 最后稍微提提关于芯片的东西，我们这一套方案第一项我们用MCU就是NXP的LPCIIU24FBD40/301；32-bit Cortex-Mo，主频达到48mhz。基站是7992，有一个125k的低频通信，有spi和lin的接口；低频天线TPic84125；高频的接收端PQJ7911，这边也是多个通讯频段都会支持，而且大家平时知道的通讯模式、方式亦可支持。控制器区域网络收发器TJA1042T；钥匙端MCU有两颗，一就是PCF7952，一个就是PCF7953，区别就是7953比7952有一个支持更高的加密模式，另外他们有更多的资源可以使用，有更多IO口，如果大家做的系统比较复杂7953可能会比较适合。最后是高频发射板，钥匙端PCF7900，也是多频段都会支持，而且还有ASK/FSK的模式都会支持。
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