鑰匙（應(yīng)答器）模塊的設(shè)計(jì)理念應(yīng)答器（鑰匙）模塊由微控制器、高頻發(fā)射電路、低頻接收電路和開關(guān)按鈕組成，其中最重要的是一個(gè)3軸的接收天線，可以通過模擬前端感應(yīng)出任意方向上的射頻信號(hào)。

由于應(yīng)答器模塊是車主隨身攜帶的，所以該模塊必須以體積小、功耗低為設(shè)計(jì)原則，同時(shí)必須具備一定的安全性。根據(jù)以上特性，微控制器一般選擇微芯公司的PIC16F639。該芯片采用SSOP封裝，體積小，內(nèi)置一個(gè)Keeloq加密模塊和一個(gè)3通道模擬前端，可用于多種低頻檢測(cè)和雙向智能通信。

應(yīng)答器模塊采用3 V紐扣電池供電，采用內(nèi)部4 MHz時(shí)鐘。在沒有低頻激勵(lì)的情況下，應(yīng)答器模塊以標(biāo)準(zhǔn)RKE（Remote Key Entry）模式工作，當(dāng)接收到有效的低頻激勵(lì)報(bào)文時(shí)，微控制器將如同按下一個(gè)虛擬按鍵一樣做出響應(yīng)。4個(gè)按鍵（S1~S4）分別接到微控制器的PORT A口，通過電平的變化喚醒休眠中的PIC16F639，并觸發(fā)中斷，完成相應(yīng)的上鎖、解鎖、報(bào)警等功能。當(dāng)中斷程序完成以后，PIC16F639將重新進(jìn)入休眠模式。

應(yīng)答器對(duì)基站發(fā)送過來的低頻喚醒信號(hào)通過PIC16F639的3通道模擬前端實(shí)現(xiàn)。PIC16F639具有高達(dá)3
mVpp的模擬輸入靈敏度的3個(gè)天線連接引腳（LCX、LCY、LCZ）。通過連接3個(gè)分別指向x軸、y軸、z軸的天線，應(yīng)答器可以隨時(shí)接收來自任何方向的信號(hào)，從而降低由天線的方向性而造成信號(hào)丟失的可能性。

PKE系統(tǒng)的設(shè)計(jì)綜述

低頻發(fā)射模塊和射頻接收模塊是無鑰匙系統(tǒng)的基本通訊鏈路，低頻發(fā)射采用125KHz，為上行鏈路，由車子端發(fā)送至鑰匙端；射頻接收采用315MHz或434MHz，為下行鏈路，由鑰匙端發(fā)送至車子端。

之所以采用125KHz，一方面是為了兼容引擎防盜的相關(guān)技術(shù)，更為重要的是125KHz的信號(hào)對(duì)距離敏感，可以實(shí)現(xiàn)精確的距離檢測(cè)，起到關(guān)鍵的定位作用。射頻則采用傳統(tǒng)RKE的頻段，一方面兼容遙控鑰匙的基本功能，更利用了其通訊速度快的優(yōu)勢(shì)，所謂的通訊速度是指鑰匙跟車子間用于認(rèn)證加密的數(shù)據(jù)傳輸，為保證在較短時(shí)間內(nèi)完成無鑰匙開門或點(diǎn)火的過程，需要采用較高的波特率（一般為8～20kbps），通常不建議采用低端的SAW發(fā)射模塊（1kbps左右），而采用基于鎖相環(huán)技術(shù)的發(fā)射芯片來實(shí)現(xiàn)，例如NXP的PCF7900，其在FSK的模式下最高波特率可達(dá)到20kbps。同樣是為了這個(gè)目的，射頻頻段也有采用更高頻的868MHz或915MHz的趨勢(shì)。

如上圖所示，低頻發(fā)射模塊包括多個(gè)低頻天線，安裝于車門把手內(nèi)用來實(shí)現(xiàn)無鑰匙進(jìn)入（KeylessEntry），安裝于車身內(nèi)部的用來實(shí)現(xiàn)無鑰匙啟動(dòng)（一鍵啟動(dòng)KeylessStart）。

通過上行和下行鏈路，鑰匙跟汽車可以建立起雙向通訊，進(jìn)行復(fù)雜的身份認(rèn)證。最新的一代認(rèn)證技術(shù)稱為交互認(rèn)證技術(shù)（Mutual-Authentication），不僅僅需要汽車來認(rèn)證鑰匙，同時(shí)也需要鑰匙來判斷車子是否合法，任何錯(cuò)誤都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)通訊結(jié)束，以此來保證系統(tǒng)的安全性。通訊距離是由低頻上行鏈路125KHz決定，通常的PKE系統(tǒng)工作有效距離為2.5m左右，而實(shí)際有效開關(guān)門距離為1.5m～2m。除了車內(nèi)外檢測(cè)精度以外，鑰匙端的功耗也是衡量一個(gè)無鑰匙系統(tǒng)好壞的重要指標(biāo)，PCF7952自帶的電源管理模塊可以最大程度的降低整個(gè)系統(tǒng)功耗，一套成熟的無鑰匙系統(tǒng)方案，鑰匙端在一顆2032的3V鋰電池供電的情況下，電池壽命可以長(zhǎng)達(dá)三年。