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汽车汽车 PEPSPEPS 系统方案设计系统方案设计 汽车 PEPS 系统在车辆的无线进入应用中正迅速成为最具代表性的 方案之一，所谓 PEPS，是 Passive Entry & PassiveStart 的缩写，意 为无钥匙进入与无钥匙启动系统，它采用先进的 RFID 无线射频技术和 车辆身份编码识别系统，彻底改变了汽车安全防盗应用领域的发展前 景，并给用户带来了便利、舒适的全新驾车体验 下文将从系统功能、工作原理及系统方案的设计与实现等方面，介 绍分析这一集安全性与舒适性于一身的 PEPS 系统 2.PEPS 系统简介 对于一辆配备 PEPS 系统的汽车而言，驾驶者无需按动智能钥匙上 的遥控按键或是将钥匙插拔锁芯，就可以完成开启车门和启动车辆引擎 的操作，而前提仅是随身携带智能钥匙并按下把手上的触发按键或一键 启动按键即可在车辆的防盗安全方面，智能钥匙与 PEPS 基站间复杂 的双向身份认证过程相比上一代的遥控钥匙进入（RKE）系统也有了本 质的提升深圳橙盒科技提供汽车无钥匙系统方案软件部分技术 0755-82173891 例如 PCF7953 芯片解密技术 3.PEPS 系统的工作原理与认证流程 从系统功能的角度划分，PEPS 系统可分为两大部分，分为 PE 无钥 匙进入部分与 PS 无钥匙启动部分，分别代表了驾驶者在进入车辆前与 进入车辆后的两个阶段。

但若从系统工作原理的角度出发， 两者却是极其相似的 简单来说， 无论是 PE 还是 PS 系统，均是通过低频天线来探测智能钥匙与车身基站 （即 PEPS ECU，下称 ECU）间的相对位置，并通过高、低频信号（高频 433.92MHz，低频 125KHz）在 ECU 与智能钥匙间建立起有效的双向交互 通讯， 根据 ECU 对智能钥匙进行的身份验证结果， 决定是否打开门锁 （PE 系统）或是启动车辆引擎（PS 系统） 在上述智能钥匙与 ECU 间的双向身份验证过程中，低频信号唤醒及 高频信号认证不仅是决定车辆防盗安全性能的关键，更是决定 PEPS 系 统性能优劣的关键元素之一所谓低频信号唤醒，以 PE 系统为例，是 指当驾驶者给予 PEPS 系统一个触发信号时， ECU 会从睡眠状态切换至工 作状态，并通过低频天线向智能钥匙发送一条钥匙唤醒报文，当钥匙通 过自身的低频天线收到此报文后，将通过自身的智能芯片对报文进行验 证，如验证结果与钥匙存储的数据相匹配，智能钥匙则被唤醒；而高频 信号验证则是指在智能钥匙被唤醒后，会将自身的 ID 身份码以高频信 号的形式发送给 ECU，若 ECU 识别出此 ID 号与自身系统的钥匙编码相 匹配时，就会通过低频信号向智能钥匙发送验证码，收到验证码的智能 钥匙会通过特定的跳转码算法，对该验证码进行数据加密，并将加密结 果通过高频信号发回 ECU.后者会将收到的加密数据与自身的计算结果 进行比对，如两者匹配，就会将相应的操作指令通过 CAN 总线发送给 BCM，由后者完成解锁门锁或是打开后备箱的操作。

虽说上述的认证过程非常繁复，但凭借智能芯片的高速运算能力， 整个认证过程在实际应用中仅需耗费几十毫秒，所以对用户而言是不会 产生任何迟滞的感觉的图 1 所示为上述认证过程的工作流程图 4.PEPS 系统的方案设计 本次设计的 PEPS 系统共包含了如下组件：PEPS ECU、BCM、智能钥 匙、电子门把手、低频天线、一键启动按键、电子立柱锁以及后备箱按 键各组件在车身上的安装位置如图 2 所示，下面对各组件的基本功能 及设计原理作一简单的介绍 4.1 PEPS ECU PEPS ECU 是 Electronic ControlUnit 的缩写，意为电子控制单元， 是 PEPS 系统的核心组件，功能是对智能钥匙进行身份识别，若钥匙合 法，则通过 CAN 总线将相应的操作指令发送给 BCM 或 EMS，由两者执行 后续的操作；若钥匙非法，ECU 则会进入睡眠模式，拒绝这把钥匙所发 送的后续操作请求 4.2 BCM BCM 是 Body Control Module 的缩写，意为车身控制单元，是集成 车身灯、门、窗及防盗功能的控制模块在 PEPS 系统中，BCM 通过 CAN 总线与 ECU 相连， 根据后者提供的指令完成对车门、 车窗及车灯的控制。

4.3 智能钥匙 智能钥匙在工作时会与 E C U 建立起高、低频双向通讯，在通过一 系列的身份认证后，就可以解锁车门或启动引擎在整个过程中，驾驶 者无需对钥匙进行任何操作而只需随身携带即可，这也是无钥匙系统的 命名由来 4.4 电子门把手 电子门把手内置低频天线及微动（或感应）开关，天线用来探测钥 匙位置，开关用来唤醒 PEPS 系统，令其从睡眠模式切换到工作模式 4.5 低频天线 低频天线能向以自身为中心，半径为 1.5m 的球形空间内发送 125KHz 的低频信号，用来探测智能钥匙与各低频天线间的相对位置，并 将测得的钥匙坐标传送给 ECU.后者会根据钥匙的当前坐标值， 判定是否 执行开启车门以及启动车辆引擎的后续操作 4.6 一键启动按键 通过按键动作并配合刹车（自动档）或离合器（手动档）的当前工 作状态，将点火装置在 ACC、ON、START 及 OFF 四档间循环切换一键 启动按键可以免去驾驶者将钥匙插入点火锁芯，再扭转钥匙启动引擎， 极大地简化了驾驶者的操作 4.7 电子立柱锁 电子立柱锁通过内置的小型电机驱动锁舌的伸缩动作，实现转向管 柱的闭锁/解锁功能由于控制锁舌运动的小型电机是由 PEPS 系统统筹 控制的，所以在安全性上电子立柱锁较传统的机械立柱锁更为安全可 靠。

4.8 后备箱按键 按动后备箱按键，装配在后保险杠位置上的低频天线将探测智能钥 匙的当前位置，如满足解锁条件，PEPS ECU 会命令 BCM 解锁后备箱，简 化了驾驶者插拔钥匙解锁的操作 5.PEPS 系统的区域探测与钥匙定位技术的实现 PEPS 系统共有三个检测判断区域，分别为灰色的车外区域，红色的 车内区域以及灰白色的主驾区域，如图 3 所示 灰色的车外区域共有三个部分， 分为主驾、 副驾和后备箱探测区域 当驾驶者携带智能钥匙进入这些区域并给予触发信号时，ECU 会与智能 钥匙建立高、低频双向通讯，通过低频信号的场强检测，判断出智能钥 匙的当前位置，再通过钥匙反馈的高频信号验证钥匙身份，来决定是否 解锁车门或后备箱；红色的车内探测区域则是整个 PEPS 系统设计的重 点与难点，这是因为 PEPS 系统需要精确地判断出智能钥匙是否在车内， 来判定车门的锁止状态是否正确并决定引擎是否可以启动，两者都是与 行车安全息息相关的重中之重，所以该区域的表现会直接影响 PEPS 系 统的性能优劣；而在大部分中、高级车型中，PEPS 系统还会检测灰白色 的主驾区域，冗余判断钥匙是否有效、主驾位置是否有人，以避免诸如 儿童误操作等所导致的安全隐患。

综上所述，我们可以发现在汽车 PEPS 系统中，区域检测是一个非 常重要且区别于以往汽车安防的技术，其钥匙位置的检测精度就成为衡 量一个 PEPS 系统优良与否的重要参数之一目前，市场上主要有两种 技术方案用来提升钥匙位置的检测精度，其一是通过调节低频信号的灵 敏度对智能钥匙的位置进行模糊判断，其特点是精度有限但实现方便； 深圳橙盒科技提供汽车无钥匙系统方案软件部分技术0755-82173891例 如 PCF7953 芯片解密技术其二是根据低频信号的强弱程度来计算智能 钥匙与车内低频天线的相对距离，再通过多根低频天线的交叉覆盖，精 确定位出智能钥匙的具体位置，称为 RSSI（Received SignalStrength Indication）技术，本次设计的 PEPS 系统就是采用了上述第二种方法， 故在车内内置了两根低频天线用以交叉定位钥匙的精确位置。