RKE (Remote Keyless Entry)系统对于提高汽车的防盗性、控制性有重要意义。大多数RKE系统具有汽车防盗、报警功能以及用于汽车、行李箱的门禁控制，其中一些系统还包括遥控启动汽车和汽车寻找的功能。RKE系统已经慢慢成为汽车的一种标准配置，成为汽车不可或缺的部分。　　
RKE系统设计中的最大挑战是在RKE发射机和接收机中实现低功耗，同时实现远距离通信与高可靠性，特别作为一种开关门禁系统，有关安全性方面的问题也是至关重要的。本设计提出一种高安全性RKE系统的实现方案，介绍了系统的硬件原理电路、软件流程设计以及实现编码解码的原理。
一、系统总体设计
RKE系统由类似钥匙扣的发射机和安装在车内的接收机构成。通常工作在315～450 MHz的ISM频段。图1为RKE系统的简单框图，由框图可以看出，用户按下钥匙扣上的按钮开关即可触发系统工作，唤醒RKE钥匙扣内部的MCU，MCU则发送数据流到射频(RF)发射机。数据流通常是64～128位长，包括1个前置位、1个命令码和1个滚动码，采用2～20 kHz的发送速率。在车内的RKE射频接收机捕捉射频信号并解调，传送数据流给MCU，由MCU对数据进行译码并发送指令到指令模块。
二、RKE系统硬件电路设计
RKE系统主要由钥匙扣发射模块和车内接收模块组成。
1、RKE钥匙扣发射模块
钥匙扣发射模块由按钮开关、MCU、射频发射器和钮扣电池组成，电路原理如图2所示。模块采用3 V的钮扣电池供电。
发射模块接入3个按钮，分别作为上锁、解锁、寻车功能，分别与MCU的3个外部中断INT0、INT1和INT3相接。按下任一按钮则会将MCU唤醒，并进入相应的中断处理程序中。处理完毕后，重新进入待机模式。3个LED分别显示3个按钮的状态。有按钮按下时，相应的LED会被点亮。　　
MCU的功能是利用其外部中断对按钮进行扫描，并将扫描的结果加密编码，通过I/O口送给发射器的数据端（DATA）。MCU 通过I/O口控制RF发射器U2的使能端（ENABLE）,一旦U2的使能引脚电平有效，仅需250μs便可使PLL和晶振稳定工作并发射数据。U2是VHF/UHF基于锁相环的ASK/OOK的发射器，工作在300～450 MHz频段，支持高速的数据传输(100 kbps的数据速率)，且体积小、功耗低。
2、RKE车内接收模块　　
车内接收模块由RF接收器、MCU和汽车指令执行机构等组成。射频接收器将接收到的调制数据解调为原始数据，MCU将原始数据解码去密得到有效的指令信息，并送给指令执行机构，由指令执行机构完成相应的动作。
U3为RF接收器。该接收器工作在300～450 MHz频段，具有-114 dBm的高灵敏度、高于50 dB的镜像载波抑制。模块在关断模式下电流消耗低于1.5μA，在接收模式电流消耗为5.2 mA。可接收最高达100 kbps的数据速率，从关断模式到有效数据输出的过渡时间小于250 μs。下图为RKE系统接收模块的RF接受前端原理图。
三、RKE系统编码/解码设计
总体上讲，一个RKE系统主要由一个控制端（钥匙扣发射模块）与一个执行端（车内接收模块）组成。其中控制端将控制信息经过编码、调制后发射，执行端则接收、解调、解码并根据控制信息执行相应的操作。RKE系统的安全关键在于编码。早期使用固定密码方式容易受到“无线侦听”，易被破解。这里使用跳变密码技术，可有效地避免“无线侦听”，提高安全性。以下介绍系统编解码设计原理。
编码过程如图4 (a)所示。编码器检测到按键输入，把系统从省电状态中唤醒，同步计数加1，与序列号一起经密匙加密后形成密文数据，并同键值等数据发送出去。由于同步计数值每次发送都不同，即使是同一按键多次按下也不例外。同步计数自动向前滚动，发送的码字不会再发生。滚动范围为216个记数值。传送过程中有新的键按下，则终止当前发送并开始新的传送。否则，不管是不是按键已经松开，完成发送并进入休眠状态。
解码过程如图4(b)所示。解码电路接收到数据包后，将键值与密文分开，并将密文用密匙解密后还原为序列号和同步计数值，并在核对序列号及同步计数值后依照键值驱动相应的执行机构。
结语
该系统在低功耗、收发距离与可靠性以及安全性方面具有明显的优势，可使RKE系统有效控制范围扩大一倍。由我司开发的此款RKE系统具有性能稳定，功耗低，灵敏度高，性价比高等优点，同时系统具有跳变编码功能，大大提高了安全性。