解析奔驰车无钥进入系统

陈小满

一、无线射频技术概述无线射频( Rad ioFrequenc yIdentification)简称为RFID，是20世纪90年代兴起的一种非接触式的自动识别技术。一套完整的无线射频系统主要由阅读器(Reader)、电子标签(TAG)又称应答器(Transponder)及应用软件系统三个部分所组成。工作时，阅读器发射一特定频率的无线电波能量给应答器，用以驱动应答器电路将内部的数据送出，此时阅读器便依序接收解读数据，送给应用程序做相应的处理。以RFID卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看，大致上可以分成感应耦合(Inductive Coupling)及后向散射耦合(Backscatter Coupling)两种。一般低频的RFID大都采用第一种方式，而高频大多采用第二种方式。根据使用结构和技术的不同，阅读器可以是读或读/写装置，是无线射频系统信息控制和处理中心。阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。阅读器和应答器之间一般采用半双工通信方式进行信息交换，同时阅读器通过耦合给无源应答器提供能量和时序。在实际应用中，可进一步通过Ethernet或WLAN等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。应答器是无线射频系统的信息载体，目前应答器大多是由耦合原件(线圈、微带天线等)和微芯片组成无源单元。二、无钥进入系统作为领先世界的奔驰汽车，无线射频的应用就更早、更成熟了。现在决大多数奔驰汽车都装备了基于无线射频技术的无钥进入系统。下面以奔驰E280为例，对无钥进入系统加以讲解。首先为了更好地理解无钥进入系统，还得先了解E280的车载网络系统。车载网络系统中的数据总线是一种数据收集线路，几乎连接的所有控制单元都可以使用该线路的数据。E级车数据总线网络主要由以下几部分组成。1.CAN-B网络CAN-B网络连接车内系统的控制单元(例如电动车窗、加热式后车窗)，其结构图如图1所示。2.CAN-C网络CAN-C网络将用于驱动和底盘系统的控制单元联网(例如发动机、变速器控制)，其结构图如图２所示。3.MOST网络MOST网络通过光纤电缆连接音响系统和导航系统的控制单元(如果配备，例如电话、语音控制)，其结构图如图３所示。4.CAN KG网络CANKG网络在执行无钥匙进入和启动时使用，其结构图如图4所示。当即将在车内实行简单的控制和监视任务时，使用LIN总线。 车辆的大部分控制单元均通过数据总线线路相互连接，传感器信号生成相应的信息(数据)，并提供给数据总线系统。信息以信息定向或地址定向的方式发射,并由各自的控制单元进行评估。但如有必要，信息也可由其它控制单元接收和评估，然后这些控制单元会促动相应的促动器。在某些情况下，各种接收到的信息还会在控制单元中结合成新信息，之后还可以在数据总线系统上为其他控制单元提供该新信息。各个系统上的模块不同，对于系统处理数据的速度要求必然不同，而且不同模块在系统中的地位不同，其优先权不同，所以需要网关来裁决，同时网关兼具数据传递的作用。仔细观察以上几图会发现，同时属于两个或者两个以上总线系统的模块主要有收音机、中央网关控制单元、转向柱模块、仪表盘和EIS[EZS]控制单元。这里要注意，收音机或音频网关控制单元是MOST和CAN-B之间数据交换的接口(网关)；中央网关控制单元是CAN-B和CAN-C之间数据相互交换的接口；转向柱模块、仪表盘和EIS[EZS]控制单元连接于CAN-B和CAN-C。然而，它们并不是两个数据总线系统之间的接口(网关)。只是他们有时要同时从2个网络获取信息而已。三、无钥进入系统工作过程奔驰E280无钥进入系统主要有两大作用：无钥匙进入和无钥匙启动。无钥匙启动功能可以在不使用遥控钥匙(A8/1)(需要携带遥控钥匙)的情况下进入并启动车辆。发动机可以通过按换挡杆上的无钥匙启动/驻车按钮来启动或关闭发动机。1.解锁解锁时各网络系统通信示意图如图5所示。 以驾驶员侧车门为例，当携带合法钥匙在驾驶员侧车门区域，轻轻拉动驾驶员侧车门拉手，促动左车门拉手开关，其内部电容传感器将该信号传递给到左后车门无钥匙启动控制模块S17/21。通过CANKG后侧模块无钥匙启动控制模块也知道了该动作。唤醒信号被传输至遥控钥匙(A8/1)，无钥匙启动行李厢天线A2/35、左后无钥匙启动车门控制模块(N69/8)、右后无钥匙启动车门控制模块(N69/9)和乘客舱无钥匙启动控制模块(N103)的天线发射的无线电波能量传递到钥匙。钥匙获知自己的位置，将自己的位置信号和进入许可的信息加载并反射回右侧天线放大器模块，由其将信号传输到后侧模块无钥匙启动控制模块。后侧模块无钥匙启动控制模块对钥匙的有效性进行检查。通过CANKG，后侧模块无钥匙启动控制模块将进入许可代码传输到EIS控制模块(N73)，如果进入许可代码正确，那么EIS会把信号“CL打开”传输到CAN-B上，同时左后车门无钥匙启动控制模块接受到该信号，也会对左前车门辅助电动机执行打开动作。2.启动启动时各网络系统通信示意图如图6所示。 按下换挡杆上的“启动/停止”按钮，唤醒信号被传输至遥控钥匙(A8/1)，无钥匙启动行李厢天线A2/35、左后无钥匙启动车门控制模块(N69/8)、右后无钥匙启动车门控制模块(N69/9)和乘客舱无钥匙启动控制模块(N103)的天线发射的无线电波能量传递到钥匙。钥匙获知自己的位置，将自己的位置信号和进入许可的信息加载并反射回右侧天线放大器模块，由其将信号传输到后侧模块无钥匙启动控制模块。后侧模块无钥匙启动控制模块对钥匙的有效性进行检查。将驾驶认可代码传递到通过CANKG传递到EIS，通过CAN-C、CAN-KG，驾驶认可在EIS，变速器模块，N102车尾模块无钥匙启动系统控制单元之间进行识别。如果测试结果正常，则电路15R和电路15接通(如果尚未接通)，转向锁通过电动转向锁控制单元(N26/5)解锁，且发动机启动，否则，发生的所有故障均通过仪表盘(A1)输出。