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面临机遇与挑战的汽车无线电技术
shadowind | 2008-07-26 13:01:53    阅读:604   发布文章

因为在使用和效用上相当明显,免提蓝牙可能的确在汽车无线电中最受重视。但是,其它无线电技术也被广泛用于改善汽车防盗性能和提高安全性,这包括遥控和被动无钥进入系统、遥控启动、防盗系统及胎压监测等等。

汽车无线电不仅仅将消费者个人电子连接到车载信息娱乐系统,而且与车内安全功能连接在一起,包括无钥进入系统和防盗系统及胎压监测系统(图中未示意)。

“设计工程师被FCC规定的带宽和频率搞得瞻前顾后,”TI汽车RFID总监Klaus Seiberts说,例如,RKE(遥控无钥进入)采用免费短距离应用的350MHz频带,随着车库开门系统也采用这个频率,该频段正在变得越来越拥挤。最终面临的挑战可能是:围绕停车位的所有汽车都配备了胎压监测系统,驾驶员就是要在这样复杂的无线电环境中进入和锁上他们的汽车,更不要说还有某些外来噪声信号了。

“在频带内从340到360 MHz跳频可能在一定程度上缓解了问题,”Seiberts说,“我们也在寻找发射两个频率的方案(同一内容发两次),例如上下偏离1MHz(再设置一个发射频点)以确保指令或信息被正确地接收。或者,你可以采用双向通信以确保信息可靠收发,并在链路弱的时候切换频率。”调制方式包括幅移键控或频移键控(对高/低位),类似于广播收音机中的幅度和频率调制。

电源管理

任何无线通信系统—如胎压监测系统—都面临最小化功耗以延长电池寿命的挑战。电源管理下一步的工作是:在需要的时候,利用汽车发出的有效电磁场信号为传感器或关键的无源元件供电,Seiberts补充说,这样就可以对信号解码并上电开始工作。

为安装在轮胎中的胎压监测传感器供电可能相对来说是容易的,因为,它总是距离信号源1到2米范围内。对于驾驶员手持或口袋里的钥匙来说,从作用距离上看可能问题比较大。在此,就需要对天线和灵敏度进行巧妙的设计。对于天线,Seiberts认为材料和安装方法很重要。

“采用三正交天线可以管理天线的方向性”,Microchip公司汽车防盗、微控制器和技术部的技术职员工程师Youbok Lee说:“提高电路的灵敏度可能将钥匙的作用距离增加到3米。”但是,TI公司的 Seiberts说,为了减少功耗,接收距离可能受到限制,高灵敏度的小型硅器件容易产生较大的漏电流。

 

根据Seiberts的研究,设计工程师在开发无源无钥设备中面临的最大挑战在于金属材料的影响。不仅仅是汽车结构中的金属,更重要的是驾驶员口袋中的金属物体,“它们使应用环境难以预料,并改变着产品的性能和特性。”在这样的环境下,设计工程师可以考虑的技术包括用软件在系统被初始化后实时调整谐振电路,从而让接收器适配发射器。

此外,非技术的挑战还有人本身。Seiberts说,很少有模拟工程师能够将系统设计要求转换为对芯片设计的要求,“半导体器件越来越小,对于数字设计是好事,但是,对模拟设计就未必。将来,越来越多由模拟电路实现的功能将转由数字电路实现,但是,这要求模拟设计工程师把它们设计到数字电路之中,别无蹊径。”他总结说。

最后,Seiberts补充道,对消费者进行无线电系统使用上的培训将有助于无线电技术的应用。他距离说,有些驾驶员采用无源系统就不能肯定车门是否已经锁上,因为每一次她去检查车门是否关好的时候,车门都理所当然地会被打开。经销商建议把钥匙放远一点距离,然后,启动汽车来确认门是否锁好。

Rick DeMeis

EETimes汽车电子系统设计网站编辑

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