射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用

1、射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,第一章 射頻識別技術(shù)概述1.1 射頻識別技術(shù)發(fā)展射頻識別（Radio Frequency Identification，簡稱 RFID）技術(shù)，是一種利用射頻通信實現(xiàn)的非接觸式自動識別技術(shù)。RFID 標(biāo)簽具有體積小、容量大、壽命長、可重復(fù)使用等特點，支持快速讀寫、非可視識別、移動識別、多目標(biāo)識別、定位及長期跟蹤管理。RFID 技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、通訊等技術(shù)相結(jié)合，可實現(xiàn)全球范圍內(nèi)物品跟蹤與信息共享。RFID技術(shù)應(yīng)

2、用于物流、制造、公共信息服務(wù)等行業(yè)，可大幅提高管理與運作效率，降低成本。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷完善和成熟，RFID 產(chǎn)業(yè)將成為一個新興的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)群，成為國民經(jīng)濟新的增長點。因此，研究 RFID 技術(shù)，發(fā)展 RFID 產(chǎn)業(yè)對提升社會信息化水平、促進(jìn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展、提高人民生活質(zhì)量、增強公共安全與國防安全等方面產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，具有戰(zhàn)略性的重大意義。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,電磁理論是 RFID 技術(shù)的理論基礎(chǔ)，貫穿 RFID 技術(shù)的整個發(fā)展

3、歷程。追溯歷史，早在公元元年，中國古代人民就發(fā)現(xiàn)并開始利用天然磁石，并用磁石制成指南針。近代電磁理論的形成于 18、19 世紀(jì)，1752 年，美國人本杰明·富蘭克林（Benjamin Franklin）做了著名的風(fēng)箏實驗驗證雷電屬于自然放電現(xiàn)象。1846 年英國科學(xué)家米歇爾·法拉（Michael Faraday）發(fā)現(xiàn)了光波與電波均屬于電磁能量。1864 年蘇格蘭科學(xué)家詹姆士·克拉克·麥克斯韋爾（J

4、ames Clerk Maxwell）發(fā)表了他的電磁場理論，建立了著名的麥克斯韋爾方程組。1887 年，德國科學(xué)家亨瑞士·魯?shù)婪?#183;赫茲（Heinrich Rudolf Hertz）證實了麥克斯韋爾的電磁場理論并演示了電磁波以光速傳播并可以被反射，具有類似光的極化特性，赫茲的實驗不久也被俄國科學(xué)家亞力山大·波普重復(fù)。1896 年馬克尼（Guglielmo Marconi）成功地實現(xiàn)了橫越大西洋的越洋電報，由此

5、開創(chuàng)了利用電磁能量為人類服務(wù)的先河。更進(jìn)一步，在 1922 年，誕生了雷達(dá)（Radar）。作為一種識別敵方空間飛行物(飛機)的有效兵器，雷達(dá)在第二次世界大戰(zhàn)中發(fā)揮了重要的作用，同時雷達(dá)技術(shù)也得了極大的發(fā)展。至今，雷達(dá)技術(shù)還在不斷發(fā)展，人們正在研制各種用途的高性能雷達(dá)。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,RFID 技術(shù)是無線電技術(shù)和雷達(dá)技術(shù)的結(jié)合，并由此發(fā)展起來的一種新的自動識別與數(shù)據(jù)采集技術(shù)。1948 年，哈里·斯托克曼（Harry

6、 Stockman）在IRE 發(fā)表的“利用反射功率的通信”奠定了 RFID 的理論基礎(chǔ)，可以看作是當(dāng)今 RFID 理論確立的最早的里程碑。從技術(shù)的整體發(fā)展歷程來看，RFID 技術(shù)的發(fā)展基本可按 10 年期劃分為幾個階段。按照能量供給方式的不同，RFID 標(biāo)簽分為有源、無源和半有源三種；按照工作頻率的不同，RFID 標(biāo)簽分為低頻（LF）、高頻（HF）、超高頻（UHF）和微波頻段（MW）的標(biāo)簽。從分類上看，因為經(jīng)過多年的發(fā)展，13.56MH

7、z 以下的 RFID 技術(shù)已相對成熟，目前業(yè)界最關(guān)注的是位于中高頻段的 RFID 技術(shù)，特別是 860MHz～960MHz(UHF 頻段)的遠(yuǎn)距離 RFID 技術(shù)發(fā)展最快；而 2.45GHz 和 5.8GHz 頻段由于產(chǎn)品擁擠，易受干擾，技術(shù)相對復(fù)雜，其相關(guān)的研究和應(yīng)用仍處于探索的階段。RFID 技術(shù)涉及信息、制造、材料等諸多高技術(shù)領(lǐng)域，涵蓋無線通信、芯片設(shè)計與制造、天線設(shè)計與制造、標(biāo)簽封裝、系統(tǒng)集成、信息安全等技術(shù)。一些國家和國際跨國

8、公司都在加速推動 RFID 技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用進(jìn)程。在過去十年間，共產(chǎn)生數(shù)千項關(guān)于RFID 技術(shù)的專利，主要集中在美國、歐洲、日本等國家和地區(qū)。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,目前國際上 RFID 應(yīng)用以 LF 和 HF 標(biāo)簽產(chǎn)品為主；UHF 標(biāo)簽開始規(guī)模生產(chǎn)，由于其具有可遠(yuǎn)距離識別和低成本的優(yōu)勢，有望在未來五年內(nèi)成為主流；MW 標(biāo)簽在部分國家已經(jīng)得到應(yīng)用。中國已掌握 HF 芯片的設(shè)計技術(shù)，并且成功地實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，同時 UHF芯片也已經(jīng)完成

9、開發(fā)。目前 RFID 標(biāo)簽天線制造以蝕刻/沖壓天線為主，其材料一般為鋁或者銅，隨著新型導(dǎo)電油墨的開發(fā)，印刷天線的優(yōu)勢越來越突出。RFID 標(biāo)簽封裝以低溫倒裝鍵合工藝為主，也出現(xiàn)了流體自裝配、振動裝配等新的標(biāo)簽封裝工藝。中國低成本、高可靠性的標(biāo)簽制造裝備和封裝工藝正在研發(fā)中。RFID 讀寫器產(chǎn)品類型較多，部分先進(jìn)產(chǎn)品可以實現(xiàn)多協(xié)議兼容。中國已經(jīng)推出了系列 RFID 讀寫器產(chǎn)品，小功率讀寫模塊已達(dá)到國外同類水平，大功率讀寫模塊和讀寫器片上系

10、統(tǒng)（SoC）尚處于研發(fā)階段。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,在應(yīng)用系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)管理平臺等方面，某些國際組織提出基于 RFID 的應(yīng)用體系架構(gòu)，各大軟件廠商也在其產(chǎn)品中提供了支持 RFID 的服務(wù)及解決方案，相關(guān)的測試和應(yīng)用推廣工作正在進(jìn)行中。中國在 RFID 應(yīng)用架構(gòu)、公共服務(wù)體系、中間件、系統(tǒng)集成以及信息融合和測試工作等方面取得了初步成果，建立國家 RFID 測試中心已經(jīng)被列入科技發(fā)展規(guī)劃。中國已經(jīng)將 R

11、FID 技術(shù)應(yīng)用于鐵路車號識別、身份證和票證管理、動物標(biāo)識、特種設(shè)備與危險品管理、公共交通以及生產(chǎn)過程管理等多個領(lǐng)域。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,1.2 射頻識別技術(shù)系統(tǒng)組成RFID系統(tǒng)主要由標(biāo)簽、閱讀器和天線三部分組成，一般由閱讀器收集到的數(shù)據(jù)信息傳送到后臺系統(tǒng)進(jìn)行處理，下面分別介紹這三部分：1. 標(biāo)簽（Tag）：由耦合元件及芯片組成，每個電子標(biāo)簽都具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識目標(biāo)對象；每個標(biāo)簽都有一個全球唯一的 ID

12、號碼——UID（User Identification，用戶身份證明），其在制作標(biāo)簽芯片時存放在 ROM 中，無法修改，其對物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展有著很重要的影響。2. 閱讀器（Reader）：讀取或?qū)懭霕?biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計為手持式或固定式等多種工作方式。對標(biāo)簽進(jìn)行識別、讀取和寫入操作，一般情況下會將收集到的數(shù)據(jù)信息傳送到后臺系統(tǒng)，由后臺系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)信息。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,3. 天線（Antenna）：用來在標(biāo)簽和閱讀器之間傳遞射

13、頻信號。射頻電路中的天線是聯(lián)系閱讀器和電子標(biāo)簽的橋梁，閱讀器發(fā)送的射頻信號能量，通過天線以電磁波的形式輻射到空間，當(dāng)電子標(biāo)簽的天線進(jìn)入該空間時，接收電磁波能量，但只能接收其很小的一部分。閱讀器和電子標(biāo)簽之間的天線耦合方式有兩種：一種是電感耦合方式，適用于低頻段射頻識別系統(tǒng)；另一種是反向散射耦合模式，適用于超高頻段的射頻識別系統(tǒng)應(yīng)用。天線可視為閱讀器和電子標(biāo)簽的空中接口，是 RFID 系統(tǒng)的一個非常重要的組成部分。RFID 系統(tǒng)接口框圖如

14、下圖所示。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,1.3 射頻識別系統(tǒng)的工作流程RFID系統(tǒng)主要包括閱讀器、天線和電子標(biāo)簽三部分，能量和數(shù)字信息在這三個部分之間流通，RFID系統(tǒng)的具體工作流程是：1. 首先是閱讀器通過其發(fā)射天線發(fā)射射頻信號，并產(chǎn)生一個電磁場區(qū)域作為工作區(qū)域；,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,2. 當(dāng)相應(yīng)的電子標(biāo)簽進(jìn)入閱讀器發(fā)射天線產(chǎn)生的磁場區(qū)域時，電子標(biāo)簽就在空間耦合的作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流

15、給自身電路供能，此后電子標(biāo)簽就被激活開始工作；3. 電子標(biāo)簽被激活后，內(nèi)部存儲控制模塊將存儲器中的數(shù)據(jù)信息調(diào)制到載波上并通過標(biāo)簽的發(fā)射天線發(fā)送出去；4. 閱讀器接收天線接收到從電子標(biāo)簽發(fā)送來的含有數(shù)據(jù)信息的載波信號，由天線傳送到閱讀器相關(guān)解調(diào)、解碼等數(shù)據(jù)處理電路，對接收到的信號進(jìn)行解調(diào)、解碼后送到后臺系統(tǒng)進(jìn)行處理；5. 后臺系統(tǒng)首先判斷該標(biāo)簽的合法性，然后根據(jù)預(yù)先的設(shè)定做出相應(yīng)處理和控制，然后發(fā)送指令信號進(jìn)行其他操作。,射頻識別技

16、術(shù)在汽車上的應(yīng)用,1.4 射頻識別技術(shù)的應(yīng)用RFID 技術(shù)的應(yīng)用已趨成熟。在北美、歐洲、大洋洲、亞太地區(qū)及非洲南部都得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。典型的應(yīng)用領(lǐng)域包括：(1)鐵路車號自動識別管理。如：北美鐵路、中國鐵路、瑞士鐵路等。(2)車輛道路交通自動收費管理。如：北美部分收費高速公路的自動收費、中國部分高速公路自動收費管理、東南亞國家部分收費公路的自動收費管理。(3)旅客航空行包的自動識別、分揀、轉(zhuǎn)運管理。如：北美部分機場。(4)車

17、輛出入控制。如：停車場、垃圾場、水泥場車輛出入、稱重管理等。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,(5)校園卡、飯卡、乘車卡、會員卡、駕照卡、健康卡（醫(yī)療卡）等國內(nèi)、國外均有大應(yīng)用。(6)生產(chǎn)線產(chǎn)品加工過程自動控制。主要應(yīng)用在大型工廠的自動化流水作業(yè)線上。(7)動物識別。如：大型養(yǎng)殖廠、家庭牧場、賽鴿比賽。(8)物流、倉儲自動管理。主要應(yīng)用在大型物流、倉儲企業(yè)上。(9)貯氣容器的自動識別管理。(10)汽車遙控門鎖、電子門鎖等。,射頻識

18、別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,目前國內(nèi) RFID 成功的行業(yè)應(yīng)用有中國鐵路的車號自動識別系統(tǒng)。其輻射作用已涉及到鐵路紅外軸溫探測系統(tǒng)的熱軸定位、軌道衡、超偏載檢測系統(tǒng)等。正在計劃推廣的應(yīng)用項目還有電子身份證、電子車牌、鐵路行包自動追蹤管理等。RFID 技術(shù)的發(fā)展，一方面受到應(yīng)用需求的驅(qū)動，另一方面 RFID 的成功應(yīng)用反來又極大地促進(jìn)了應(yīng)用需求的擴展。從技術(shù)角度說，RFID 技術(shù)的發(fā)展體現(xiàn)在若干關(guān)鍵技術(shù)的突破。從應(yīng)用角度來說，RFID 技術(shù)的

19、發(fā)展目的在于不斷滿足日益增漲的應(yīng)用需求。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,1.5 射頻識別技術(shù)未來的發(fā)展RFID 技術(shù)的發(fā)展得益于多項技術(shù)的綜合發(fā)展。所涉及的關(guān)鍵技術(shù)大致包括：芯片技術(shù)、天線技術(shù)、無線收發(fā)技術(shù)、數(shù)據(jù)變換與編碼技術(shù)、電磁傳播特性。RFID 技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)走過 50 余年，在過去的 10 多年里得到了更快的發(fā)展。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，RFID 產(chǎn)品的種類將越來越豐富，應(yīng)用也越來越廣泛?？梢灶A(yù)計，在未來的幾年中，RFID 技術(shù)將

20、持續(xù)保持高速發(fā)展的勢頭。RFID 技術(shù)的發(fā)展將會在電子標(biāo)簽（射頻標(biāo)簽）、閱讀器、系統(tǒng)種類、標(biāo)準(zhǔn)化等方面取得新的進(jìn)展。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,第二章 射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用RFID技術(shù)在汽車上的應(yīng)用大約在20年前就開始了, 比如, 基于RFID技術(shù)的電子熄火器等。RFID在汽車電器方面的應(yīng)用主要有: 無鑰匙系統(tǒng), 輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng) (TPMS) , 汽車生產(chǎn)線, 電子不停車收費系統(tǒng) ( ETC) , 車輛自動識別 ( AVI)

21、等。專家認(rèn)為, 汽車RFID市場最大的增長潛力在于改進(jìn)汽車生產(chǎn)過程, 實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。可以說, RFID對于汽車產(chǎn)業(yè)是商機無限。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,2.1 無鑰匙系統(tǒng)人們對車輛的安全性、舒適性、便利性提出了更高的要不求，現(xiàn)代信息技術(shù)與車輛的結(jié)合已成為不可阻擋的發(fā)展趨勢。1993 年，汽車電子引擎防盜中首次應(yīng)用了無線通信技術(shù)，取代了第一代的機械嚙合防盜技術(shù)，使車輛的安全性與便利性得到了極大的提高，此后，無線通信技術(shù)在車輛上

22、的應(yīng)用就得到了飛速的發(fā)展，出現(xiàn)了基于鑰匙芯片認(rèn)證的第三代防盜技術(shù)。在開啟車門的方式上也發(fā)生了巨大的變化，由傳統(tǒng)的機械式開啟車門，變成了遙控式進(jìn)入。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,但是，遙控式進(jìn)入也存在著極大的安全隱患，越來越多的盜車事件使得車輛的安全性備受爭議。同時，由于這種進(jìn)入方式必須按下遙控按鈕開關(guān)，當(dāng)人們手中握著東西無法拿出鑰匙時，就必須放下手中的東西，否則就打不開車門，這給車主們帶來了不便。因此，為了解決上述問題汽車無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)

23、就應(yīng)運而生了，一般將其簡稱為 PKE（PASSIVE KEYLESS ENTER）。由于 PKE 采用了 RFID無線射頻技術(shù)，實現(xiàn)了雙向射頻識別，等于擁有兩重的防盜保護。同時它還使用了車輛身份自動編碼識別系統(tǒng)，成功地融合了遙控系統(tǒng)和無鑰匙系統(tǒng)，為車主提供了最大限度的便利以及安全。許多國外的中高端汽車制造商已經(jīng)采用了這樣的系統(tǒng)，市場銷售和客戶反饋都非常好，它所帶來的便利和安全已經(jīng)被用戶接受和認(rèn)可。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,2.1.1

24、無鑰匙系統(tǒng)的概念、原理與功能 （1）概念：無鑰匙系統(tǒng)（Keyless System）是指無須拿出鑰匙即可完成開門、落鎖等工作的一種安全門禁系統(tǒng)。汽車無鑰匙系統(tǒng)一般包括兩個部分：無鑰匙進(jìn)入以及無鑰匙啟動。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,（2）原理：無鑰匙系統(tǒng)在硬件上主要由遙控鑰匙與遙控鑰匙控制模塊組成。它是由射頻識別技術(shù)（Radio Frequency Identification，RFID）發(fā)展而來的，RFID 是一種新型的無線自動識

25、別技術(shù)，它能適應(yīng)于各種環(huán)境識別目標(biāo)，并獲取所需的各種信息。RFID 從本質(zhì)上講是一種無線射頻系統(tǒng)，它能應(yīng)用于檢測、控制以及跟蹤物體。系統(tǒng)一般由一個閱讀器（或詢問器）和很多應(yīng)答器（或標(biāo)簽）組成。無鑰匙系統(tǒng)采用的就是射頻識別技術(shù)，它的鑰匙控制模塊相當(dāng)于一個閱讀器，不停地發(fā)出低頻信號，而智能鑰匙就是一個應(yīng)答器，收到信號后，反饋回高頻認(rèn)證信號，從而實現(xiàn)無鑰匙系統(tǒng)的各個功能。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,汽車無鑰匙系

26、統(tǒng)是由射頻識別技術(shù)、無線編碼技術(shù)等發(fā)展起來的，所以它的工作原理為：當(dāng)搖控鑰匙的攜帶者進(jìn)入到距離車輛一定范圍內(nèi)，或者是按下車門上的觸動開關(guān)，即可喚醒遙控鑰匙控制模塊。此時，遙控鑰匙控制模塊發(fā)射出低頻信號，喚醒遙控鑰匙。接著，遙控鑰匙上的高頻模塊開始工作，發(fā)送出高頻解碼信號給接收天線，天線收到信號后傳送給鑰匙控制模塊，微控制器首先查看密鑰信息，如果正確就對鑰匙進(jìn)行區(qū)域檢測，判斷鑰匙的位置，從而做出相應(yīng)的動作，如制車門的開、閉鎖等。如果密鑰不

27、正確，則不做任何動作。其基本結(jié)構(gòu)如下圖所示：,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,（3）功能：目前，汽車電子系統(tǒng)已經(jīng)占汽車制造成本的百分之三十左右了，它有多個不同的電子系統(tǒng)，每個都比較復(fù)雜，而這多個電子系統(tǒng)是相互關(guān)聯(lián)的，無鑰匙系統(tǒng)還須與行車電腦、車身控制模塊等配合，才能實現(xiàn)它的各種功能。下圖為無鑰匙系統(tǒng)系統(tǒng)圖： 由下圖可知，系統(tǒng)處理器通過總線與電子轉(zhuǎn)向鎖、ABS（防抱死制動系統(tǒng)）、EMS（引擎管理系統(tǒng)）、組合儀表

28、以及 BCM（車身控制系統(tǒng)）等進(jìn)行通信。獲取車身狀態(tài)、車速、發(fā)動機狀態(tài)、前后門信息以及制動開關(guān)等情況的信息。通過這些信息，無鑰匙系統(tǒng)才能順利實現(xiàn)智能進(jìn)入、智能啟動等功能。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,汽車無鑰匙系統(tǒng)是針對汽車便利性與安全性而設(shè)計的，它除了自動門禁功能外，針對車輛安全問題，它還能實現(xiàn)以下功能：1、自動落鎖，當(dāng)車主進(jìn)入車內(nèi)啟動車輛后，在車輛行駛前，各車門、車窗將會自動落鎖，關(guān)閉好車門、車窗，這

29、樣可以防止一些意外情況的發(fā)生。2、自動辨識身份，車輛能自動辨識智能鑰匙，車門打開，但智能鑰匙卻不在車內(nèi)，車輛是無法啟動的，如果此時有人試圖啟動車輛，車輛將馬上報警。3、無線加密功能，由于采用了最新的射頻識別芯片，完全做到了雙向識別、動態(tài)密匙，解決了遙控式鑰匙遙控信號容易被破解的問題。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,4、整車防盜功能，無鑰匙系統(tǒng)對油路、電路以及啟動這三個點都進(jìn)行了鎖定，其中任何一點的防盜器在沒有正確密鑰的情況下被拆除，車

30、輛都將被鎖死而無法啟動。5、防誤報功能，無鑰匙系統(tǒng)中采用了防沖突技術(shù)，使系統(tǒng)在工作過程中更可靠，具備了較高的可靠性，有效地減少了警報系統(tǒng)的誤報。6、自動閉窗功能，如果車主離開車輛后忘記了關(guān)閉車窗，無鑰匙系統(tǒng)會自動升起車窗。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,2.1.2無鑰匙系統(tǒng)的組成無鑰匙系統(tǒng)主要由兩部分組成，一是鑰匙，二是鑰匙控制模塊。其中鑰匙控制模塊主要包括：控制器、門把手和傳感器、電子轉(zhuǎn)向鎖、開始／按鈕（START）、低頻天線等零

31、部件組成。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,（1）智能鑰匙智能鑰匙內(nèi)有低頻接收天線，一般設(shè)計為環(huán)狀，以確保在不同的方向接收到鑰匙控制模塊發(fā)射出的低頻信號。當(dāng)鑰匙接收到車輛發(fā)出的 125KHZ 低頻信號后，就會被激發(fā)出一組 433.92MHZ 的特高頻信號。智能鑰匙一般有 3 個功能鍵，它具有以下功能。1、密鑰發(fā)射功能。鑰匙能自動產(chǎn)生一組唯一的動態(tài)密鑰，在得到正確的低頻信號后，可以激發(fā)高頻電路，將這組動態(tài)密鑰發(fā)射出去。2、提供射頻鏈接。

32、鑰匙能將車內(nèi)的發(fā)射器與用戶的接收器，以及車內(nèi)的接收天線與用戶發(fā)射器間提供一個可靠的射頻鏈接。3、檢測功能。鑰匙本身能有一定的檢測功能，如信號異常報警、電池電壓低等檢測服務(wù)功能。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,4、區(qū)域檢測功能。鑰匙發(fā)出的信息，被接收天線接收到后，通過 RSSI 定位技術(shù)，能得到鑰匙的精確位置，從而實現(xiàn)鑰匙的位置檢測。（2）控制器鑰匙控制模塊核心就是控制器，它包括一系列的電子元器件，可以產(chǎn)生和發(fā)送低頻125KHZ 信號

33、，能夠接收高頻響應(yīng)信號，并且對高頻信號進(jìn)行比對。它除了 MCU 外，還包括 CAN 總線、發(fā)動機防盜模塊、電源模塊等。無鑰匙系統(tǒng)主控制器有以下幾個方面的功能。1、發(fā)射低頻信號給鑰匙，從而提供汽車與鑰匙之間的低頻鏈接。2、實現(xiàn)門禁功能，識別從駕駛位門把手傳感器上傳來的信號，通過驗證后，實現(xiàn)無鑰匙進(jìn)入。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,3、實現(xiàn)防盜認(rèn)證功能，當(dāng)用戶進(jìn)入到駕駛位后，按下啟動/停止按鈕時，識別信號的位置、內(nèi)容，從而開始無鑰匙啟動

34、，進(jìn)一步判別鑰匙真?zhèn)危瑢崿F(xiàn)發(fā)動機的防盜認(rèn)證。4、實現(xiàn)解鎖、上鎖功能，鑰匙進(jìn)入和退出過程中，當(dāng)鑰匙發(fā)出信號后，車身控制模塊 (BCM，Body Control Module)會控制門鎖電動機，進(jìn)行車門的上鎖和解鎖。（3）電子轉(zhuǎn)向鎖電子轉(zhuǎn)向鎖與繼電器相連后，接到電源管理模塊上，它能采用兩種不同的電源，即功率電源和系統(tǒng)電源。電子轉(zhuǎn)向鎖的主要功能是提取車速等信息，以便安全駕駛。它通過總線與各 ECU 通信。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,（

35、4）啟動/停止開關(guān)顧名思義，啟動或停止開關(guān)它的功能就是實現(xiàn)啟動或者停止的開關(guān)。這個開關(guān)在用戶踏下第一腳制動后，電路開始通電，實現(xiàn)啟動服務(wù)。在用戶停車按下開關(guān)后，實現(xiàn)自動斷電，它有一定的自我保護功能，如為預(yù)防智能鑰匙在低電壓的情況下，與控制器進(jìn)行通信，它采用帶 IMMO（發(fā)動機防盜）線圈。同時為預(yù)防啟動或停止開關(guān)損壞或故障，導(dǎo)致整車無法啟動或停止，它還采用了兩路聯(lián)動開關(guān)，當(dāng)一個開關(guān)或線束出現(xiàn)故障時，控制器還可利用另一路開關(guān)信號對車輛進(jìn)行

36、控制。（5）門把手傳感器車輛四個門的門把手內(nèi)都有觸感傳感器或者電容傳感器，它的作用就是將用戶觸動門把手的動作轉(zhuǎn)化成電氣信號，從而傳送給 MCU，讓其了解四個門的狀態(tài)。（6）接收天線主要作用是接收高頻信號，用以核對密鑰，并同時提供區(qū)域檢測所需的 RSSI 信息。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,2.2 輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng) (TPMS)輪胎胎壓不足, 導(dǎo)致行車意外發(fā)生的事故經(jīng)常發(fā)生。基于RFID技術(shù)的TPMS已逐漸為各大輪胎廠商和汽車制

37、造廠商所采用, 成為汽車出廠的標(biāo)準(zhǔn)配備。其示意圖如圖所示。除利用RFID和傳感器結(jié)合來實時監(jiān)測胎壓和溫度外, 此標(biāo)簽存儲的制造日期、產(chǎn)地、購買日期等信息, 還同時可以用于輪胎的生命周期管理、倉儲管理、供應(yīng)鏈管理、產(chǎn)品追溯管理、產(chǎn)品召回等。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,輪胎壓力監(jiān)測模塊由5個部分組成: ①具有壓力、溫度、加速度、電壓檢測和后信號處理ASIC芯片組合的智能傳感器SOC; ②4～8位單片機 (MCU);③RF射頻發(fā)射芯片; ④

38、鋰亞電池; ⑤天線。如圖所示。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,基于RFID技術(shù)的TPMS主要由兩部分組成: 安裝在汽車輪胎里的遠(yuǎn)程輪胎壓力監(jiān)測模塊 (RemoteTire Pressure Monitoring) 和安裝在汽車駕駛臺上的中央監(jiān)視器 (LCD顯示器) 。RTPM模塊直接安裝在每個輪胎里測量輪胎壓力和溫度, 將測量得到的信號調(diào)制后通過高頻無線電波 (RF) 發(fā)射出去。一個TPMS系統(tǒng)有4個或5個 ( 包括備用胎) RTPM模塊

39、。中央監(jiān)視器接收RTPM模塊發(fā)射的信號, 將各個輪胎的壓力和溫度數(shù)據(jù)顯示在屏幕上, 供駕駛者參考。如果輪胎的壓力或溫度出現(xiàn)異常, 中央監(jiān)視器根據(jù)異常情況, 發(fā)出不同的報警信號, 提醒駕駛者采取必要的措施。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,中央監(jiān)視器 (即TPMS接收器) 主要由UHFASK/FSK RF接收IC和信號處理MCU、鍵盤、LCD顯示器組成。RF接收IC和信號處理MCU安裝在一個盒子里, 可安裝在汽車儀表箱內(nèi), 帶控制鍵盤的LCD

40、顯示器可安裝在駕駛臺上, LCD顯示器能實時顯示每個輪胎的壓力、溫度和每一個輪胎的ID識別碼以及聲光報警。數(shù)據(jù)采集發(fā)送模塊和接收、控制模塊如圖所示。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,2.3 車牌、重要零部件防偽在防偽領(lǐng)域, 射頻主要應(yīng)用于各類電子票證、身份證明、特殊商品 ( 煙酒等) 、車牌防偽等。形形色色的假車牌、克隆車牌現(xiàn)象一直屢禁不止, 長期困擾著交警、交通稽查人員。利用快速、安全、高效、方便的高科技手段來管理車輛, 成為管理部門迫

41、切需要解決的問題。將射頻技術(shù)應(yīng)用在防偽領(lǐng)域有它自身的技術(shù)優(yōu)勢。防偽技術(shù)要求成本低, 且難以偽造。射頻防偽技術(shù)利用了射頻技術(shù)的非接觸性、存儲性、壽命長、難仿制、難讀取、高保密性、操作方便等優(yōu)點。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,如圖所示, 基本原理是將車牌號、發(fā)動機號、車輛類型、顏色、車主信息、駕駛證號、發(fā)證機關(guān)、年審情況等基本信息保存在射頻芯片中, 可以使用驗證器 ( 讀寫器) 讀出這些數(shù)據(jù), 通過核對這些信息, 以驗證車輛、車主及車牌的身

42、份。此芯片不斷發(fā)射車輛的ID號碼, 在任何天氣和車速下均可識別, 撞擊、油污或者破壞均不影響車牌工作,并且不能從一輛車拆下而放到另一輛車。通過核對這些信息, 來判斷車輛、車主、車牌的真?zhèn)魏筒轵炣囕v違規(guī)違紀(jì)、年檢的狀況。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,2.4 電子不停車收費系統(tǒng)電子不停車收費系統(tǒng) (Electronic Toll Collection,簡稱ETC) 是一種用于公路、大橋和隧道的電子自動收費系統(tǒng)。其示意圖如圖所示。它應(yīng)用RF

43、ID技術(shù), 通過路側(cè)天線與車載電子標(biāo)簽之間的專用短程通訊, 在不需要駕駛員停車和其他收費人員采取任何操作的情況下, 自動完成收費處理全過程。通過應(yīng)用不停車收費系統(tǒng)可以提高通過效率, 是緩解收費站交通堵塞的有效手段。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,ETC系統(tǒng)的工作流程如下。a. 存儲有車型、車號、金額、有效期等信息的射頻電子標(biāo)簽卡被安裝在汽車前方擋風(fēng)玻璃內(nèi)側(cè)的左下角, 以不遮擋駕駛員視線為準(zhǔn), 當(dāng)持卡車輛進(jìn)入不停車收費車道時, 讀寫器讀取

44、該車SENSE- 9520系列射頻電子標(biāo)簽卡上的信息 ( 車型、車號、剩余金額和有效期等)。b. 從車載射頻電子標(biāo)簽卡讀取的信息、所采集到的數(shù)據(jù)均被送到車道控制計算機內(nèi)進(jìn)行分析比較, 進(jìn)行收費等一系列處理。c. 如來車所持射頻電子標(biāo)簽卡為有效卡, 則通行。d. 如來車所持射頻電子標(biāo)簽卡為無效卡, 則通行信號燈、自動欄桿關(guān)閉; 轉(zhuǎn)到人工收費進(jìn)行處理。e. 射頻電子標(biāo)簽卡的銷售和費用結(jié)算均在收費中心進(jìn)行,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,

45、2.5 汽車生產(chǎn)線上的應(yīng)用將射頻技術(shù)用在汽車生產(chǎn)流水線上, 實現(xiàn)自動控制、監(jiān)視, 提高生產(chǎn)率, 改進(jìn)生產(chǎn)方式, 節(jié)約了成本, 使生產(chǎn)流程更加合理。如圖所示。目前國外一些汽車生產(chǎn)廠在焊接、噴漆和裝配等生產(chǎn)線上, 都采用了RFID技術(shù)來監(jiān)控生產(chǎn)過程, 比較早的是豐田汽車南非廠、大眾、福特。國內(nèi)汽車制造廠也逐步認(rèn)識到該技術(shù)的優(yōu)勢, 有采用的傾向和行動。如上汽集團下屬的上海汽車制動系統(tǒng)有限公司在制動器生產(chǎn)流水線上已經(jīng)采用了RFID技術(shù)。據(jù)悉,

46、 通過對電子標(biāo)簽讀取信息, 再與生產(chǎn)計劃、排程排序相結(jié)合, 對生產(chǎn)線上的車體等給出一個獨立的識別編號, 實現(xiàn)對車輛跟蹤; 在焊接生產(chǎn)線上,采用耐高溫、防粉塵 /金屬、防磁場、可重復(fù)使用的有源封裝RFID標(biāo)簽, 通過自動識別作業(yè)件來監(jiān)控焊接生產(chǎn)作業(yè); 在噴漆車間采用防水、防漆RFID標(biāo)簽, 對汽車零部件和整車進(jìn)行監(jiān)控, 根據(jù)排程安排完成噴漆作業(yè), 同時減少污染; 在裝配生產(chǎn)線上,根據(jù)有供應(yīng)鏈計劃器編排出的生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)排程與排序, 通過識

47、別RFID標(biāo)簽中的信息, 完成混流生產(chǎn)。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,本設(shè)計希望通過射頻識別技術(shù)，乘客上車進(jìn)行射頻掃描，該系統(tǒng)能對生活中一些常見物品進(jìn)行識別，列如手機、電腦、銀行卡、身份證等，因此需要對射頻設(shè)別的方式進(jìn)行深入研究。設(shè)計一種能對手機、電腦、銀行卡、身份證等無源標(biāo)簽的射頻識別系統(tǒng)，該系統(tǒng)能提取無源標(biāo)簽的信息，將此信息進(jìn)行存儲。乘客下車時，再對其進(jìn)行射頻掃描，提取信息，對比乘客上下車的信息。如果發(fā)

48、現(xiàn)信息前后不一致，則進(jìn)行相應(yīng)的提示，告訴乘客或司機的物品遺留，到達(dá)提示的目的。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,第三章 物品遺留汽車提示系統(tǒng)的探討3.1 主要問題 人們在乘坐汽車后，經(jīng)常會遺留物品在汽車上，這帶來了極大的不便。希望通過設(shè)計一個汽車內(nèi)的提示系統(tǒng)，達(dá)到對乘客離開時，有對特定的物品的提示，使得乘客能及時帶好物品，給生活帶來極大的便利。 射頻識別，就是通過射頻的手段識別物體的身份、特性等信息，其概念與IC卡相似,

49、但克服了IC卡讀寫距離短、操作時間長、易磨損、只能一個方向插入等缺點。同時大規(guī)模集成電路的發(fā)展也使得RFID芯片的成本迅速降低，使高性能、低成本的RFID產(chǎn)品將在交通、物流、商貿(mào)、計費、防偽、防盜、生產(chǎn)自動化等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,3.2關(guān)鍵技術(shù)（1）識別進(jìn)入車內(nèi)系統(tǒng)的物品；（2）處理物品產(chǎn)生的信號，并進(jìn)行分析；（3）建立物品數(shù)據(jù)庫，比對進(jìn)入車內(nèi)系統(tǒng)的物品；（4）臨時存儲進(jìn)入車內(nèi)系統(tǒng)的物品；（5）識

50、別離開車內(nèi)系統(tǒng)的物品；（6）對比進(jìn)入和離開的物品，如缺少則進(jìn)行提示，反之不予提示。3.3解決方案（1）物品進(jìn)入和離開車內(nèi)系統(tǒng)時都采用射頻識別技術(shù)，對攜帶的物品進(jìn)行識別。（2）進(jìn)入物品可以設(shè)置標(biāo)簽，方便識別，或者尋找物品本身所具有的一些特征作為標(biāo)簽進(jìn)行識別。（3）建立在物品進(jìn)入和離開的對比分析基礎(chǔ)上的提示系統(tǒng)。,射頻識別技術(shù)在汽車上的應(yīng)用,3.4需要解決的技術(shù)問題（1）如何設(shè)置標(biāo)簽？若利用物品本身的特性作為標(biāo)簽，如何進(jìn)行信號的