專利名稱：應(yīng)用于pke系統(tǒng)的功耗降低設(shè)計方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及PKE (被動式免鑰進(jìn)入)系統(tǒng)，特別涉及一種應(yīng)用于PKE系統(tǒng)的功耗管理設(shè)計的設(shè)計方法。
背景技術(shù)：
隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展,PKE (Passive Keyless Entry)被動式免鑰進(jìn)入系統(tǒng)已成為一種標(biāo)準(zhǔn)配置，這對提高汽車的防盜性、控制性有重要意義。傳統(tǒng)的PKE系統(tǒng)以單向通信為特征，用戶通過按鍵進(jìn)行門控操作；而在新型的智能無匙門控PKE系統(tǒng)中，基站(車身)和收發(fā)器(鑰匙)可以實(shí)現(xiàn)雙向通信，不需要人機(jī)接口，用戶僅需隨身攜帶一個收發(fā)器就可以實(shí)現(xiàn)免提門控操作。PKE主要由基站和鑰匙兩大部分組成，基站和鑰匙通過低頻和高頻完成雙向通信，現(xiàn)有市場上典型的PKE系統(tǒng)是采用不斷發(fā)射(或間隔發(fā)射)低頻信號來掃描是否有鑰匙在車輛附近，即使沒有用戶靠近，也在不斷地發(fā)射低頻信號，這些無效的射頻發(fā)射所消耗的功率占PKE系統(tǒng)功耗的80%以上。隨著汽車上的電子系統(tǒng)越來越復(fù)雜，汽車環(huán)境對汽車電子的功耗要求也越來越嚴(yán)苛，尤其PKE系統(tǒng)是在汽車沒有啟動的情況下運(yùn)行的，有靜態(tài)電流這一參數(shù)的嚴(yán)格限制，現(xiàn)有PKE系統(tǒng)的功耗管理方式已無法滿足汽車行業(yè)的發(fā)展要求。因此，降低功耗，減小靜態(tài)電流就很有必要。相關(guān)名詞解釋
I. PKE
Passive Keyless Entry的簡稱,被動無鑰門控系統(tǒng)。
2. MCU
Micro Control Unit的簡稱，微控制單元。
3.靜態(tài)電流
在汽車上所有開關(guān)都處在斷開狀態(tài)下，蓄電池的供出電流。
4. CAN
CAN是Controller Area Network的簡稱,控制器局域網(wǎng)絡(luò)。
5. 1/0
Input/Output的簡稱，輸入輸出。
6. LF
Low Frequency的簡稱,低頻發(fā)射。
7. RF
Radio Frequency的簡稱,射頻發(fā)射。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是降低現(xiàn)有PKE系統(tǒng)的功耗以及靜態(tài)電流，使其滿足汽車產(chǎn)業(yè)日趨嚴(yán)格的功耗要求。本發(fā)明提供的一種應(yīng)用于PKE系統(tǒng)的功耗降低設(shè)計方法，通過基站、鑰匙和接近式開關(guān)組成PKE系統(tǒng)，其中，基站包括基站MCU、低頻發(fā)射模塊和高頻接收模塊；鑰匙包括鑰匙MCU、低頻接收模塊和高頻發(fā)射模塊；接近式開關(guān)負(fù)責(zé)采集人手信號并通過I/O發(fā)送給基站MCU ;基站和鑰匙之間通過高低頻模塊進(jìn)行雙向無線通訊，該方法包括以下步驟步驟一、PKE系統(tǒng)將基站MCU置為休眠狀態(tài)；步驟二、接近式開關(guān)判斷是否有開門信號，并喚醒MCU執(zhí)行開門動作；步驟三、用戶離開后,車門鎖止，MCU再次進(jìn)入休眠狀態(tài),如此往復(fù)。優(yōu)選的，上述步驟一具體包括以下步驟I. I)將基站的低頻發(fā)射|旲塊的使能端關(guān)閉；I. 2)將高頻接收模塊的接收端連接到基站MCU的中斷1/0，并對該中斷口進(jìn)行配置；1.3)將接近式開關(guān)的輸出IO連接到基站MCU的中斷1/0，并對該中斷口進(jìn)行配置；I. 4)將基站MCU從工作狀態(tài)轉(zhuǎn)為休眠狀態(tài)。優(yōu)選的，上述步驟二具體包括以下步驟2. I)安裝在門把手內(nèi)的電容式開關(guān)檢測到車主觸摸門把手信號或者接收到高頻遙控信號；2. 2)基站M⑶被喚醒并判斷是哪種信號，若是接近式開關(guān)信號則轉(zhuǎn)至步驟2. 3)， 若是遙控信號則轉(zhuǎn)至步驟2. 5)；2. 3)打開基站低頻發(fā)射模塊的使能端，低頻發(fā)射模塊開始發(fā)射125Khz的鑰匙查詢信號；2. 4)基站判斷附近是否存在合法的鑰匙，若存在則轉(zhuǎn)至步驟2. 5)，否則轉(zhuǎn)至步驟 2. 6)；2. 5)基站通過CAN總線或者IO信號將車門解鎖信號發(fā)送給門控執(zhí)行機(jī)構(gòu)對車門解鎖，轉(zhuǎn)至步驟三；2. 6)車門保持鎖止，轉(zhuǎn)至步驟I. I)。優(yōu)選的，上述系統(tǒng)選用反應(yīng)速度快的電容感應(yīng)式芯片以及選用從休眠到喚醒只需要幾十個ms的單片機(jī)。優(yōu)選的，上述系統(tǒng)將采集到的接近式開關(guān)信號連接到單片機(jī)的中斷管腳，只要檢測到中斷信號單片機(jī)立即執(zhí)行喚醒。優(yōu)選的，從用戶把手放到門把手上到車門打開，整個過程的時間在500ms內(nèi)。本發(fā)明還提供了一種PKE系統(tǒng)，由基站、鑰匙和接近式開關(guān)三部分組成，其特征在于所述基站包括基站MCU、低頻發(fā)射模塊和高頻接收模塊；鑰匙包括鑰匙MCU、低頻接收模塊和高頻發(fā)射模塊；接近式開關(guān)負(fù)責(zé)采集人手信號并通過I/O發(fā)送給基站MCU ;基站和鑰匙之間通過高低頻模塊進(jìn)行雙向無線通訊。本發(fā)明提出的基于接近式開關(guān)的PKE系統(tǒng)，其特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)為適用于汽車PKE (無鑰進(jìn)入)系統(tǒng)。通過采用接近式開關(guān)主動感應(yīng)用戶的開門信號而不是被動地發(fā)射低頻信號去掃描，采用這種方式后，在用戶沒有要使用汽車的時候，基站一直處于睡眠狀態(tài)，節(jié)省靜態(tài)功耗，延長汽車靜置時間，節(jié)省能量高達(dá)80%。


圖I是本發(fā)明實(shí)施流程圖；圖2是本發(fā)明系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。如圖I所示,為本發(fā)明的操作流程。如圖2所示,采用PKE系統(tǒng),包括接近式感應(yīng)開關(guān)1吳塊、基站主控單片機(jī)MCU、基站低頻發(fā)射電路、鑰匙聞低頻電路等。包括以下步驟I)將基站的低頻發(fā)射模塊的使能端關(guān)閉，低頻發(fā)射模塊發(fā)射信號時消耗的功率占系統(tǒng)功率的一大半，在沒有開門信號時將其關(guān)閉可以極大地降低功耗；2)將高頻接收模塊的接收端連接到基站MCU的中斷管腳，并對該中斷口進(jìn)行配置，使其可以在MCU休眠時工作；3)將接近式開關(guān)的輸出管腳連接到基站MCU的中斷管腳，并對該中斷口進(jìn)行配置，使其可以在MCU休眠時工作；4)將基站MCU從工作狀態(tài)轉(zhuǎn)為休眠狀態(tài)，休眠狀態(tài)下單片機(jī)靜態(tài)電流只有nA級；5)安裝在門把手內(nèi)的電容式開關(guān)模塊檢測到車主觸摸門把手信號并通過POUT管腳輸出一個跳變信號給基站MCU的中斷管腳INT或者是高頻模塊接收到來自鑰匙的高頻開鎖信號并通過輸出到MCU的中斷管腳；6)基站MCU不管接收到哪種中斷都從睡眠模式中被喚醒，喚醒之后判斷是哪種信號，若是接近式開關(guān)信號則轉(zhuǎn)至步驟7)，若是遙控信號則轉(zhuǎn)至步驟9)；7)基站打開低頻發(fā)射模塊的使能端，低頻模塊開始發(fā)射125Khz的加密信號掃描附近是否有鑰匙；8)基站通過收到的高頻回應(yīng)信號來判斷附近是否有合法的鑰匙，若存在則轉(zhuǎn)至步驟9)，否則轉(zhuǎn)至步驟10)；9)基站通過CAN總線或者IO信號將車門解鎖信號發(fā)送給門控執(zhí)行機(jī)構(gòu)對車門解鎖，轉(zhuǎn)至步驟11)；10)車門保持鎖止，轉(zhuǎn)至步驟I)；11)用戶離開后，車門鎖止，MCU再次進(jìn)入休眠狀態(tài)，直到下一次門把手感應(yīng)到用戶手的靠近時再將單片機(jī)喚醒，如此往復(fù)。為了保證給用戶良好的體驗(yàn)，整個過程需控制在O. 5s內(nèi)，用戶才不會感覺到延遲。為了達(dá)到此要求，本系統(tǒng)在三個方面都采取了措施第一，選用反應(yīng)速度快的電容開關(guān)芯片；第二，將采集到的接近式開關(guān)信號連接到單片機(jī)的中斷管腳，只要檢測到中斷信號單片機(jī)立即執(zhí)行喚醒；第三，選用從休眠到喚醒只需要幾十個ms的單片機(jī)。通過以上三個措施，保證了從用戶將手放到車門把手上到開門的時間控制在人感覺不到延遲的時間內(nèi)。以上所述，僅是用以說明本發(fā)明的具體實(shí)施案例而已，并非用以限定本發(fā)明的可實(shí)施范圍，舉凡本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員在未脫離本發(fā)明所指示的精神與原理下所完成的一切等效改變或修飾，仍應(yīng)由本發(fā)明權(quán)利要求的范圍所覆蓋。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于PKE系統(tǒng)的功耗降低設(shè)計方法，通過基站、鑰匙和接近式開關(guān)組成PKE系統(tǒng)，其中，基站包括基站MCU、低頻發(fā)射模塊和高頻接收模塊；鑰匙包括鑰匙MCU、低頻接收模塊和高頻發(fā)射模塊；接近式開關(guān)負(fù)責(zé)采集人手信號并通過I/O發(fā)送給基站MCU ;基站和鑰匙之間通過高低頻模塊進(jìn)行雙向無線通訊，其特征在于，該方法包括以下步驟步驟一、PKE系統(tǒng)將基站MCU置為休眠狀態(tài)；步驟二、接近式開關(guān)判斷是否有開門信號，并喚醒MCU執(zhí)行開門動作；步驟三、用戶離開后，車門鎖止，MCU再次進(jìn)入休眠狀態(tài)，如此往復(fù)。
2.如權(quán)利要求I所述的應(yīng)用于PKE系統(tǒng)的功耗降低設(shè)計方法，其特征在于所述步驟一具體包括以下步驟1.1)將基站的低頻發(fā)射模塊的使能端關(guān)閉；I. 2)將高頻接收模塊的接收端連接到基站MCU的中斷1/0，并對該中斷口進(jìn)行配置；I. 3)將接近式開關(guān)的輸出IO連接到基站MCU的中斷1/0，并對該中斷口進(jìn)行配置；1.4)將基站MCU從工作狀態(tài)轉(zhuǎn)為休眠狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于PKE系統(tǒng)的功耗降低設(shè)計方法，其特征在于所述步驟二具體包括以下步驟2.I)安裝在門把手內(nèi)的電容式開關(guān)檢測到車主觸摸門把手信號或者接收到高頻遙控信號;2.2)基站MCU被喚醒并判斷是哪種信號，若是接近式開關(guān)信號則轉(zhuǎn)至步驟2. 3)，若是遙控信號則轉(zhuǎn)至步驟2. 5)；2.3)打開基站低頻發(fā)射模塊的使能端，低頻發(fā)射模塊開始發(fā)射125Khz的鑰匙查詢信號;2.4)基站判斷附近是否存在合法的鑰匙，若存在則轉(zhuǎn)至步驟2. 5)，否則轉(zhuǎn)至步驟2.6)；2.5)基站通過CAN總線或者IO信號將車門解鎖信號發(fā)送給門控執(zhí)行機(jī)構(gòu)對車門解鎖， 轉(zhuǎn)至步驟三；2.6)車門保持鎖止，轉(zhuǎn)至步驟I. I)。
4.如權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于PKE系統(tǒng)的功耗降低設(shè)計方法，其特征在于所述系統(tǒng)選用反應(yīng)速度快的電容感應(yīng)式芯片以及選用從休眠到喚醒只需要幾十個ms的單片機(jī)。
5.如權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于PKE系統(tǒng)的功耗降低設(shè)計方法，其特征在于所述系統(tǒng)將采集到的接近式開關(guān)信號連接到單片機(jī)的中斷管腳，只要檢測到中斷信號單片機(jī)立即執(zhí)行喚醒。
6.如權(quán)利要求1-5之一所述的應(yīng)用于PKE系統(tǒng)的功耗降低設(shè)計方法，其特征在于從用戶把手放到門把手上到車門打開，整個過程的時間在500ms內(nèi)。
7.一種用如權(quán)利要求1-6所述的方法設(shè)計的PKE系統(tǒng)，由基站、鑰匙和接近式開關(guān)三部分組成，其特征在于所述基站包括基站MCU、低頻發(fā)射模塊和高頻接收模塊；鑰匙包括鑰匙MCU、低頻接收模塊和高頻發(fā)射模塊；接近式開關(guān)負(fù)責(zé)采集人手信號并通過I/O發(fā)送給基站MCU ;基站和鑰匙之間通過高低頻模塊進(jìn)行雙向無線通訊。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種應(yīng)用于PKE系統(tǒng)的功耗降低設(shè)計方法及系統(tǒng)，系統(tǒng)由電容感應(yīng)開關(guān)和接收該開關(guān)信號的基站組成，其包括以下步驟步驟一、將用來感應(yīng)人手信號的電容感應(yīng)開關(guān)安裝于車的門把手內(nèi)，并將基站MCU設(shè)置為睡眠模式；步驟二、當(dāng)接近式開關(guān)感應(yīng)到人手的靠近時，發(fā)送觸發(fā)信號將基站MCU從休眠模式中喚醒；步驟三、MCU喚醒之后發(fā)射低頻信號去查詢附近是否有合法鑰匙；步驟四、當(dāng)檢測到合法的鑰匙時，發(fā)送車門解鎖信號給門控執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行解鎖；步驟五、車主離開之后，MCU繼續(xù)睡眠，周而復(fù)始。采用這種工作方式的PKE系統(tǒng)節(jié)省功率消耗80％以上。
文檔編號G08C17/02GK102587744SQ20121001707
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者曹晶, 龔紅波 申請人:武漢光庭科技有限公司