车钥匙防盗芯片的工作原理（汽车钥匙发展及射频识别技术）

随着技术的不断发展，汽车钥匙的形态及功能也都在发生着变化。汽车钥匙大致经历了机械钥匙-集成转发器的机械钥匙-折叠钥匙（遥控钥匙 机械钥匙）-智能钥匙-蓝牙钥匙-NFC钥匙几个阶段，使用更便捷的同时车辆的安全向也得到了巨大的提升

一、射频识别技术（RFID）

射频识别技术是汽车钥匙智能化、便捷化的关键。

射频：可以在空间传播的电磁波频率。频率低于100kHz的电磁波会被地表吸收,不能形成有效的传输,一旦电磁波频率高于100kHz时,电磁波就可以在空气中传播,并经大气层外缘的电离层反射,形成远距离传输能力,这种具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频,英文缩写:RF。

射频信号：经过调制的有一定频率的电磁波

射频识别系统基本组成：

1.电子标签Tag(即射频卡、应答器)：耦合元件及芯片组成，标签含有内置天线，用于和射频天线间进行通信；每个标签具有唯一的电子编码（ID）。

2.阅读器：读取(读卡)标签信息设备；

3.天线：在标签和读取器间传递射频信号，进行数据交换。

下文提到的控制器、电脑、控制单元、模块、控制模块均指车载电脑。

二、机械钥匙

最初的车钥匙是单纯的机械钥匙，也不具备发动机防盗功能，因此车辆的防盗性很低，一旦车门开启就可将车辆开走。

机械钥匙

三、带转发器的机械钥匙——发动机防盗（IMMO）

组成结构：转发器（安装在钥匙内、无电源）、IMMO防盗控制器、EMS发动机控制单元、线圈（一般位于钥匙孔处，工作频率125kHz，用于向转发器供电及发送信号）。

最初的IMMO有独立的IMMO防盗控制模块，当前主流的是集成式IMMO防盗方案，IMMO控制模块也被集成到了其它控制器（如PEPS、BCM），集成式相较独立式成本更低，安全性更高。在此主要介绍独立式的IMMO更有助与我们了解IMMO的原理。转发器不含电源，对于正常匹配过的钥匙，当车辆上ON电线圈中有电流通过会产生电磁场，同时防盗控制器发送信号给钥匙转发器，电磁场对转发器产生激励供能，转发器接收到防盗控制器发出电源信号（转发器供电）和时钟信号（认证时间限制）及一组随机数，然后处理后发送加密数据给防盗控制器进行通信认证。认证通过后防盗控制器IMMO与发动机电脑进行有线通信认证。两步认证在规定时间都认证成功发动机电脑才允许启动发动机。

四、遥控钥匙RKE

遥控钥匙系统包括遥控钥匙和车身控制器BCM。遥控钥匙分为按键、微处理器、RF高频发射器三部分。按动按键后唤醒微控制器，微控制器向钥匙的射频发射器发送数据流，调制载波后通过高频振荡信号发射到空中。接收部分包括RF高频接收器、微处理器。RF高频接收器接收钥匙发出信号，传递给处理器进行解密等操作后转发给相应的控制器执行开闭锁等操作。

遥控钥匙可集成IMMO发动机防盗功能，保证车辆的安全性。但是REK系统自身存在漏洞，车门的开闭属于单向认证，密码复制和同频率干扰的方法可将防盗系统破解。

五、智能钥匙PKE

该系统在人RKE的基础上发展而来，添加了低频认证实现了不同频率的双向通信。同样也具备遥控钥匙的功能。

PKE系统主要涉及智能钥匙、PEPS控制器、发动机电脑EMS、变速箱电脑TCU(或转向柱锁ESCL)、车身控制模块（BCM）之间的相互信息认证。

无钥匙进入功能的实现：驾驶员携带智能钥匙按动门把手微动开关或拉动门把手（不同车型触发方式可能不同）产生触发信号传递给PEPS控制器，PEPS被触发后驱动低频天线搜索可用的钥匙并发送低频信号(包含对钥匙的唤醒数据，与钥匙的通讯数据)，钥匙接收低频信号后进行加密后通过高频发射天线发出，PEPS控制器通过高频接收器接收加密数据后和自身经加密后的数据进行比对，若匹配则与车身控制器通信执行相应的开闭锁动作。

同时PEPS系统还会利用低频信号的对距离的敏感性实现汽车钥匙的定位，钥匙通过测量低频信号的强度并反馈给控制器实现智能钥匙的精确定位，确认钥匙在车内还是在车外。

无钥匙启动功能的实现：进入车辆后车辆处于P挡，对于自动挡车辆踩刹车后会触发车内PEPS控制器通过低频天线进行搜索钥匙，钥匙接受信号后对信号内容进行处理后通过高频天线发送给PEPS控制器进行验证，验证通过则启动按钮给出相应的反馈，此时按下启动按钮PEPS会与发动机电脑EMS进行有线认证，认证通过即可启动发动机。

智能钥匙还要同时包含IMMO功能，当智能钥匙电池电量耗尽，无法驱动钥匙上的RF模块向外界发送高频信号时，使用IMMO认证启动方式来紧急启动车辆。

部分遥控钥匙和智能钥匙还会保留机械钥匙用于紧急开启车门。

智能钥匙 机械钥匙

六、蓝牙钥匙

蓝牙钥匙使用移动设备（手机）来实现，整个系统包含蓝牙门锁端、移动设备、后台管理系统。蓝牙门锁端是数据收发器，同时接入CAN网络实现与其他控制器的交互。移动终端应用选择用户要传递的密钥，将数据加密打包发送到指定的IP服务器，请求后台管理系统实现密钥的传递。

蓝牙门锁中的蓝牙模块接收到移动终端应用的数据，解密发送到蓝牙门锁中的主控模块，主控模块对数据进行校验和格式转化发送到CAN络，相应的控制器执行对应的操作。

蓝牙通信用到跳频技术，抗干扰能力极强。

七、NFC钥匙

NFC即近场通信，由RFID及互连互通技术发展而来的近距离无线通信技术。在单一芯片上集成感应式读卡器、感应式卡片、和点对点通信功能，与之对应的NFC也有读卡器、卡模拟、点对点通信三种工作模式。NFC使用了特殊的信号衰减技术，传输距离一般小于10CM，点对点通信安全性高，能耗低；建立连接快（0.1秒）数据传输速度快。

NFC钥匙

NFC卡片钥匙

当前智能钥匙的应用已经基本普及，数字钥匙的应用也在逐渐占领市场。