多波段识别和测距的制作方法_3

文档序号:9582233阅读:来源:国知局
设置为用于给远程基站控制模块502的有源部件供电。举例而言,移动电源能够是蓄电池、太阳能电池、交流发电机、感应场、燃料电池、电容器等,使得主车辆500在没有物理连线(例如,通过电源线)至公用电源的情况下能够正常工作。移动电源具有适于在工作车辆(例如,能够使用钥匙挂扣600载人的车辆)中运送的物理形式(例如尺寸和重量)。
[0043]移动电源用于提供功率,该功率通常未经调整并且具有在7伏特至16伏特(标称为12伏特)的正常电压工作范围。电源550通常为低压差(LD0)电源,其经设置用于给基站控制模块的有源部件供电。电源550的输出电压在汽车电池560的正常工作电压范围内经调整为5伏特。
[0044]图6是示出根据本公开内容的示例性实施例的多波段电子钥匙的框图。一般而言,钥匙挂扣600是包括便携式电源(例如,钮扣电池602)、按钮604、指示器606、被动进入设备610、UHF天线622和三维(3D) LF天线630 (其经设置为用于与被定位和定向以允许精确定位钥匙挂扣600的LF收发器530的每个棒状天线532、534、536和538通信)的电子钥匙。
[0045]便携式电源是一种电源(例如钮扣电池602)并且经设置用于给钥匙挂扣600的电子UHF的有源部件供电。举例而言,便携式电源能够是电池、太阳能电池、交流发电机、感应场、燃料电池、电容器等,使得钥匙挂扣600在没有物理上连线(例如,通过电源线)至公用电源的情况下能够正常工作。便携式电源具有适于由普通人使用钥匙挂扣600携带的物理形式(例如尺寸和重量)。
[0046]按钮604经设置用于提供用户输入使得用户能够选择发送至配对基站控制模块(例如,远程基站控制模块502)的命令。可选择的命令包括“锁定”、“开启”、“应急”等。指示器606经设置为提供钥匙挂扣600的功能的指示。
[0047]被动进入设备610包括UHF唤醒接收器624、高性能UHF收发器626、32位微控制器640、安全加密(加密(crypto))外围设备642、诸如FRAM(铁电RAM)的安全存储器644、三维唤醒接收器646以及三维防盗装置648。被动进入设备610经设置为用于通过UHF发送器620 (和UHF天线622)以及三维LF天线630与远程基站控制模块502通信。
[0048]32位微控制器640经设置为控制并协调被动进入设备610的各个部件并根据需要为各个部件提供处理支持。安全加密外围设备642经设置为执行和/或促进执行用于验证和安全通信的加密指令。安全FRAM 644是用于存储由32位微控制器640和安全加密外围设备642使用的数据和计算机可执行指令的示例性非易失性存储器。
[0049]被动进入设备610包括LF备用信道,其在UHF噪声足够高而阻碍了 UHF唤醒信号的接收的情况下被动进入功能。LF唤醒信号可选地由远程基站控制模块502广播,三维唤醒接收器646响应于LF唤醒信号。能够可选地发送LF唤醒信号(周期性或间歇性地)以响应于对超过阈值的UHF噪声量的测量。类似地,能够可选地周期性发送LF唤醒信号,例如每秒一次,这通常不会产生能够被钥匙挂扣600的用户察觉的延时。能够以交错方式发送LF唤醒信号使得在两个(例如,以其他方式在时间上相继或相邻)LF唤醒信号传输之间发送一个或更多个UHF唤醒信号。
[0050]举例而言,在钥匙挂扣的电池602已经基本上耗光电能的情况下,三维防盗装置648可操作用于向主车辆500提供备用访问功能。当钥匙挂扣600紧密接近(比如小于约10cm)天线(比如棒状天线532、534、536和538中的一个)时,钥匙挂扣从天线产生的LF场接收工作功率(例如,而不是电池的放电功率)。三维防盗装置648在钥匙挂扣600成功验证后允许主车辆500发动机启动(钥匙挂扣600接着由主车辆500供电-供应的功率)。
[0051]唤醒接收器624响应于UHF唤醒信号,此信号使用在300MHz到2.4GHz (UHF)之间的频率范围中的一个或更多个选定频率进行传输。唤醒接收器624经设置为唤醒被动进入设备602的一个或更多个有源部件,该有源部件包括高性能UHF收发器626。唤醒接收器624 (例如,在睡眠模式中)通过扫描用于唤醒模式的接收器输入(当钥匙挂扣600与远程基站控制模块502配对时通常作为存储数据而提供)工作。在示例实施例中,在以128比特每秒工作且时延为242ms时,唤醒接收器624消耗的功率少于1 μ A ;而在以1024比特每秒工作且时延为30.5ms时,唤醒接收器624消耗的功率少于5 μ A。
[0052]高性能UHF收发器526经设置为在主车辆500和配对的钥匙挂扣(例如钥匙挂扣600)之间发送与接收UHF通信。此类通信参考图7描述如下。
[0053]图7是说明根据本公开内容的示例性实施例的多波段识别和测距系统的通信的系统图。一般来说,系统700包括远程基站控制模块502,其已经与钥匙挂扣600配对。
[0054]如上所述,配对的钥匙挂扣600包括适于与远程基站控制模块502通信的发送器与接收器。配对的钥匙挂扣600通常提供有加密钥匙和协议,该钥匙和协议与远程基站控制模块502配对。配对的钥匙挂扣600 (包括任何复制品、备件或可替换钥匙挂扣)经唯一性地提供(例如,由车辆制造厂商或经销商)以便提供与远程基站控制模块502独有的和/或安全的通信。相应地,配对的钥匙挂扣600能够唯一性地通过远程基站模块502进行验证。
[0055]在如图7所示的示例情形中,钥匙挂扣600初始处于睡眠模式,在睡眠模式期间,(例如,电池供电的)钥匙挂扣600的功耗大大减少(例如,以便节约电池电荷)。钥匙挂扣600 —般携带在用户的钱包、口袋或者手中,且经设置为通过接近远程基站控制模块502而被激活,而不管钥匙挂扣600的各种可能的(例如,物理的)朝向。因此,钥匙挂扣600作为被动进入设备使用,通常不需要刻意的用户输入来触发钥匙挂扣600的至少一些功能(比如包括钥匙挂扣600的唤醒功能)。
[0056]当持有钥匙挂扣600的用户接近位于主车辆500中的远程基站控制模块502的天线的约10米或者更多米的范围内的位置时,钥匙挂扣600的唤醒接收器624检测到UHF唤醒信号702,其由远程基站控制模块502的UHF高性能UHF收发器526发送。UHF唤醒信号702通常由UHF唤醒发送器530以连续或者反复的方式发送(例如,以减少主车辆500的汽车电池的功耗)以便减少在唤醒钥匙挂扣600时的延时次数。例如,唤醒信号702能够每秒传输一次,使得钥匙挂扣600的用户在进入主车辆500时不会遇见任何明显的延迟(例如由于在电子解锁主车辆500时遇到的延时)。UHF唤醒发送器经布置成响应于钥匙挂扣600在活动模式(例如,经UHF唤醒信号702唤醒)的指示停止发送UHF唤醒信号702。
[0057]钥匙挂扣600的唤醒接收器624经设置为在超过10米的范围检测UHF唤醒信号702。唤醒接收器624经设置为接收唤醒信号702,而不管其被定向在多个方向上(例如,当处于钱包、口袋或手中)的任何方向。当唤醒接收器624检测到UHF唤醒信号702时,唤醒接收器624指示钥匙挂扣600的一个或更多个部件退出低功率模式(例如,睡眠模式)并进入活动模式(这增加钥匙挂扣600的功耗),其中在该激活模式中,被动进入设备610的有源部件被主动供电。
[0058]当钥匙挂扣600进入活动模式时(例如,当高性能UHF收发器626上电时),钥匙挂扣600发送UHF信号704例如来启动验证程序,用于向远程基站控制模块502验证钥匙挂扣600。UHF信号704的发送是使用至少足够覆盖钥匙挂扣600至主车辆500的当前距离(根据唤醒信号702的范围,能够达到约10米或者更多)的功率。当钥匙挂扣600以UHF信号704提供的认证得到远程基站控制模块502证实时,主车辆500能够执行例如一个或更多个受限的功能,例如“欢迎照明”或其他舒适功能。因为,此时钥匙挂扣600还没有经精确地定位,可供执行的功能能够是有限的(例如,当钥匙挂扣600的位置还没有精确定位时,禁止启动主车辆)。
[0059]为了精确定位钥匙挂扣600,远程基站控制模块502经设置为使用LF信道来确定钥匙挂扣600相对于主车辆500的更加精确的位置。LF收发器530耦合至棒状天线532、534、536和538中的每一个。LF收发器530经设置为通过经由定位程序中使用的每个棒状天线发送一个或更多个信号(例如LF信号706),执行定位程序(例如RSSI例行程序)来确定钥匙挂扣600的相对位置。
[0060]在钥匙挂扣位于很近距离或者中等距离的情况下(比如大约在4米到6米内),使用至少足够覆盖主车辆500到钥匙挂扣600的距离的功率电平发送LF信号706。能够使用更高的功率电平来发送LF信号706以达到范围(例如大约6米至10米或更多米)和/或通过使用用于RSSI测量的更高灵敏度的三维唤醒接收器646来发送LF信号706,这个范围与UHF唤醒信号702的范围基本上接近。尽管使用LF信道所需的功率增加,但是实现了在定位确
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