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奔馳智能鑰匙
發表時間:2013-8-14[ 閱讀次數:2114 ]
梅賽德斯-奔馳汽車的遙控系統實際不是一個簡簡單單的遙控系統。它叫做進入認可系統與駕駛認可系統,英文是Drive Authorization System簡稱為DAS系統,它確保只有得到認證的含有遙控功能的鑰匙才能打開車門并啟動發動機。專業的解釋就是它是一套對鑰匙的認證系統,通俗的說它就是一套防盜系統。
  總的來說竊賊最常用的盜竊手段有以下幾種方法:
  整車搬運法:使用拖車直接將車輛拖走,或將整車裝入其它運載工具運走。此種盜竊方式所需時間相當短,竊賊能迅速離開現場。
  破壞車體法:竊賊在無人看守的停車地點,直接以工具破壞汽車門鎖或玻璃強行進入車中,以接電方式將車輛駛走。
  復制鑰匙或開鎖高手:將鑰匙復制或用開鎖工具打開車門,直接將車開走。
  竊取車載物件:竊賊拆卸車體外部零件,或砸碎車窗盜竊車內物品。
  竊賊的這些行為會引起車體振動、傾斜等現象,同時還伴有中心波長為9~10μm的紅外輻射等人體生物信息。根據竊賊盜竊汽車所引發的異常現象,選擇恰當的監測器件進行數據采集,并采用適當的數據處理算法,就可以實現準確預警的目的。
  為了能夠提取足夠的信息,實現對監測目標的準確判斷,選擇傳感器應遵循一些基本原則:合理選擇傳感器并加以優化組合,以實現系統高精度、低成本的需求;選用不同種類、不同功能的傳感器,發揮各個傳感器的優勢,信息共享,降低虛報、漏報的可能性;選用多個同種類的傳感器,合理布局,去除監測死角,提高系統的可靠性。基于以上的分析,選用以下傳感器構成防盜系統的監測模塊:
  ①微波多普勒傳感器。利用多普勒效應制成的傳感器可以用來探測人體或物體的移動,該傳感器在人或物體靠近時接收器接收的頻率發生變化,當頻率變化至設定值時,可以判斷為有人或物體進入防盜系統的預警范圍;
  ②振動傳感器。利用加速度檢測器件制成的振動傳感器,能夠對車體特殊頻段的振動進行監測,在車體被外力破壞的情況可以產生警報;
  ③傾角傳感器。傾角傳感器監測車體相對于初始位置是否出現傾角變化,如果這種角度的變化是以特定頻率出現或達到設定的閾值,就可以判斷為汽車整體被搬運。
  ④紅外傳感器。紅外傳感器只對中心波長為9~10μm的紅外線輻射敏感,能夠檢測到人體輻射的紅外信息,可以用作人體入侵車內的監測器件;
  ⑤霍爾開關器件。通過霍爾開關器件可以對汽車的車門、發動機艙蓋及后備箱蓋的非法開啟進行監測。
  以上幾種傳感器監測波頻率的改變、車體振動、車體位態改變和人體生物信息等不同方面,再通過合理的布局去除監測死角,就能夠獲取汽車防盜所需的足夠信息,最大程度地消除信息的不確定性,提高報警的可靠性。還有一些檢測其他種類信號的傳感器也被用在了防盜系統,比如說有玻璃破碎傳感器,它是檢測玻璃破碎時發出的聲波。
  以上所述的是轎車所采用的防盜系統的介紹,下面對奔馳轎車所采用的防盜系統展開說明。
  
  奔馳轎車的防盜系統的發展已經從DAS,DAS1,DAS2,發展到了今天的DAS3。中間也有一些版本的派生。圖一給出的就是從DAS2到DAS3以及商用車的防盜鑰匙。我們從不同的鑰匙外形就可以判斷出每輛車所采用的防盜系統版本,如果是專業人士更能一次說出每一輛車所采用的防盜措施是什么樣的。
  奔馳轎車的防盜系統就是本文的題目進入與駕駛認可系統(DAS)。進入與駕駛認可系統確保只有擁有有效的鑰匙才能合法開啟車鎖,并啟動發動機。以前的系統單純依靠鑰匙齒的形狀作為權屬證明。而奔馳轎車從DAS 2a開始電子防啟動裝置以發送應答器的形式作為的補充。從DAS 3開始,駕駛認可更是只在鑰匙(或無鑰匙啟動芯片卡)和電子點火開關之間進行電子數據的交換。圖二是新款的DAS3遙控鑰匙


  
  在數據的傳輸上面,奔馳轎車采用了紅外線和無線電波的雙重數據傳輸。車輛的進入認可系統只需接收到兩種信號之一便可以執行命令。
  紅外線光束是一種電磁輻射,其頻率介乎無線電波和可見光之間。因此,紅外線光束對于肉眼來說是不可見的。紅外線光束利用紅外發光二極管產生,并且通過光電晶體管進行接收。紅外線光束的傳播如同可見光,即象車窗玻璃這樣透明的物體對于紅外線來說也是透明的。不透明的物體則可以象阻斷普通光速一樣阻斷紅外線光束的傳播。紅外線光束會隨著距離的增加而變弱。如果距離增加一倍,照明亮度將降至原有亮度的四分之一。紅外線光束用于進入與駕駛認可系統中的下列場合:
   在遙控鑰匙與進入認可系統之間傳遞進入認可信息。
   在電子鑰匙與電子點火開關之間傳遞駕駛認可信息。
   通過紅外線移動探測器掃描車輛內部。
  紅外線光束會隨著遙控發射器距離的增加而變弱。因此,鑰匙的使用范圍限制在僅有數米遠。如果疊加了其它光源,例如強烈的陽光或熒光燈,使用范圍還會受到進一步限制。


  
  按下遙控鑰匙上的按鍵,指示燈會閃亮,這時遙控鑰匙發出信號,信號為無線電信號和紅外信號。


  
  這是遙控鑰匙發出的紅外信號。
  每秒鐘振動達約10,000次到一萬億次范圍之間的電磁波被稱為無線電波。無線電波可以按照其頻率進行區分。各個頻率可以分成若干種類,通常熟知的無線電波范圍有長波(30   300千赫),中波(300千赫– 3兆赫),短波(3   30兆赫),超短波(30   300兆赫),分米波(300 – 3,000兆赫),厘米波(衛星廣播、雷達3   30京赫)。
  以下頻率用于奔馳轎車防盜系統的無線電傳輸:
  遙控鑰匙發射器:433.92兆赫、315兆赫
  無鑰匙啟動天線(長波): 20千赫、125千赫
  無鑰匙啟動芯片卡發射器: 433.92兆赫、315兆赫
  無線電波可以穿過非金屬材料,強度只略有減弱,但遇金屬部件時卻會發生彎曲并“繞流”。在使用遙控鑰匙時,這意味著鑰匙不必對準車輛,并且無需直接連接。
  無線電波會隨著遙控發射器距離的增加而變弱。因此,鑰匙的使用范圍限制在數米之內。如果與其它發射器的無線電波(例如收音機電臺、發送應答器、鐵路無線電或無線鏈接)發生重疊,可能會進一步限制鑰匙的使用范圍。
  在早期的系統中,認可與否只基于鑰匙桿的形狀。
  自 DAS 2 起,駕駛認可的確認信息來自紅外線遙控器傳輸的滾動編碼。
  自 DAS 2a 起,以發送應答器的形式加入了電子車輛防起動裝置。
  自 DAS 3 起,駕駛認可的確認信息只以電子方式在鑰匙(或無鑰匙起動芯片卡)與電子點火及起動機開關之間傳輸。


  第二代進入與駕駛認可系統DAS 2b中的進入認可通過中央鎖止系統的遙控器進行傳輸。利用鑰匙上的三個按鈕通過無線電波進行數據傳輸。駕駛認可根據鑰匙齒的機械形狀和以發送應答器為基礎的電子防啟動裝置實現。
  發射器鑰匙的按鈕功能(兩種版本的鑰匙)(進入許可)
  1 鎖止 - 按下...1 x (全部鎖止)
  2 解鎖–按下...1 x 選擇性(駕駛員側車門和加油口蓋板)
  ...2 x 選擇性(解鎖所有裝置)
  ...1 x 全部(解鎖所有裝置)
  3 電池測試,從選擇性解鎖切換至全部解鎖,或反之亦然,
  同時按住按鈕1和2達5秒鐘以上,直到電池測試燈閃爍(也用于確認功能切換)。


  


  發送應答器(駕駛許可)
  發送應答器可以用作駕駛認可系統DAS 2a和DAS 2b中的傳遞媒介。當開啟點火開關時,點火開關板下面的感應線圈被激活。發出的感應波被鑰匙中的發送應答器線圈接收并為鑰匙中的發送應答器提供能量。發送應答器啟用后,作為感應波通過同一線圈發送駕駛認可系統代碼。代碼被感應線圈接收,同時傳遞至駕駛認可系統進行評估。固定編碼和可變編碼均作為編碼方法。
  固定編碼被用于商用汽車的駕駛認可系統的某種發送應答器系統 。如果采用了固定編碼,進入及駕駛認可的確認信息將通過不變編碼傳輸。對于可變編碼的系統,鑰匙將其編碼發送給接收器。一旦接收器確認此編碼為合法,將發送一個新的編碼至鑰匙。鑰匙存儲此新編碼,以供下次使用。近來帶有發送應答器的駕駛認可系統多采用可變編碼的方式。
  還有一種編碼方式叫滾動編碼,是用于中央門鎖遙控器。滾動編碼利用編碼的改變確保傳輸命令的安全性。遙控發射器和車輛的進入認可系統利用一個相同的編碼表。每次命令的傳輸都按順序逐個選擇編碼。如果發射器曾在使用范圍以外被啟用過,其編碼則會與接收器的當前編碼不同,前者的編碼在表中的位置更靠后。因此,接收器也能夠接收更靠后的編碼,這種功能叫做二次同步。
  從DAS 3開始,使用電子鑰匙,可以完全按照電子的方式確定進入認可和駕駛認可。在 DAS 3 中,散列編碼被應用于電子鑰匙與電子點火及起動機開關之間的數據交換。 在利用散列編碼的系統中,每次傳輸的編碼號是預先計算出來的。這個計算過程是利用相同的計算規則,在發射器和接收器中同時進行的。散列編碼的計算規則是非常安全的,即使掌握了多個編碼號,也無法推測出下個編碼號以及計算規則的公式。
  DAS 3利用紅外線和無線電信號,通過中央鎖止系統的遙控器可以傳輸進入認可。利用傳遞至電子點火開關(EIS)的紅外線數據可以傳送駕駛認可。此系統完全獨立于進入認可系統。它不需要遙控發射器電池,因為它由EIS通過感應線圈供給能量。即使在發射器電池沒電的情況下也可以啟動發動機。機械鑰匙位于側面,可以用作緊急鑰匙,這樣即使在發射器電池沒電的情況下,仍可以進入車輛。機械鑰匙也可以用于鎖止手套箱和行李箱。


  下面講述一下進入許可系統,中控鎖系統是進入許可系統,它屬于車身防盜。中央鎖系統用于中央鎖止或解鎖車輛。在沒有遙控器的汽車內,通過轉動任一前車門或行李箱蓋內的鎖頭操縱中央鎖止。如果汽車裝有遙控器,按下遙控鑰匙上相應的按鈕可以操縱中央鎖止。有以下兩種不同的解鎖模式:選擇性解鎖和全部解鎖。選擇“選擇性”將解鎖駕駛員側車門和加油口蓋板,而選擇“全部”則解鎖所有車門、行李箱和加油口蓋板。可以在鑰匙中對這些選項進行編程。
  對于DAS3系統在駕駛員側車門拉手和后備箱蓋上有相應的開鎖和解鎖功能一體的按鈕。按下車門拉手內或行李箱蓋鎖旁相應的按鈕,無鑰匙啟動可以操縱中控鎖。利用車內中央鎖止開關,中控鎖可以鎖止或解鎖。在這種情況下,選擇性解鎖和全部解鎖沒有區別。車內中央鎖止開關僅在從車外鎖止車輛之后才起作用。
  從車外解鎖車輛之后,在行駛速度達到15公里/小時時,汽車將自動鎖止。如果從車內開啟了車門,中控鎖將解鎖所有車鎖。此功能可由客戶或服務中心取消。
  在發生事故時,一個來自氣囊控制裝置的信號可以使所有車鎖解鎖。條件是達到安全帶緊急拉緊卷收器的觸發閾值。如果出現翻車,電器管理模塊或氣泵單元中的傳感器將解鎖中控鎖。
  在車內照明設定為車門觸點控制時,解鎖車輛時車內照明就會亮起。根據不同的車型系列,可以將鎖止及解鎖擴展為包括便捷關閉和夏季開啟功能。


  防盜警報系統在中控鎖鎖止10秒鐘后自動啟用。它監測以下位置:
   所有車門
   行李箱蓋
   發動機罩
   連到警笛的電源和數據
   手套箱和中央控制臺(折合式敞篷車)
   牽引傳感器(部分選裝)
   車內保護系統(選裝)
   后車窗和后座側車窗(T型)
  對于未關閉的蓋板和車門是不受到系統監測的,自動啟用的系統只監測關閉的蓋板和車門,沒有關閉的蓋板和車門只有在被關閉10秒鐘之后才能受到系統監測。


  對于防盜系統,奔馳轎車采用了車內保護系統。車內保護系統是為了識別從車窗非法進入車內而設計的。根據不同的工作原理,有各種不同的系統可以完成這個任務。
  紅外線車內保護系統:A級,B級,C級,E級
  紅外線移動探測器識別紅外線光束的反射變化,尤其是通過車窗的反射。
  紅外線移動探測器的工作方式:


  
  發射器產生短脈沖光束,接收器接收反射光束,控制單元記錄反射光束的情況。


  
  如果發生了非法侵入,反射光束就會發生變化。此時控制單元就會觸發警報,防盜喇叭響起,危險警告燈閃爍。


  超聲波車內保護系統:S級,CL級
  超聲波移動探測器是紅外線移動探測器的升級產品,它識別超聲波回波的變化,從而監視車廂內物體的移動。
  超聲波移動探測器的工作方式:
  超聲波探測器發出一個40MHz的超聲波,人聽不到高于20MHz的聲波。接收器接收回波,控制單元記錄回波狀況。


 
  如果發生非法侵入,回波就會發生變化,此時控制電腦檢測到信號并觸發警報。超聲波監測比紅外線監測更可靠。(


  


  玻璃破損傳感器 :
  旅行車中的載物艙車窗受到玻璃破損傳感器的額外監視。
  玻璃破損傳感器的工作方式:
  車窗玻璃內埋入導電薄膜


  
  車窗玻璃破碎時就會斷路,使得電流中斷觸發警報。


  
  音頻車內保護系統 :M級
  音頻車內保護系統利用一個安裝在車載計算機系統上的麥克風監視車廂內的噪音。


  
  正常的聲音波形


  
  玻璃破碎的響亮的高頻聲音會被控制單元識別并觸發警報。


  
  當防盜警報系統在其中一個位置記錄了非法侵入或偷盜企圖時,就會發出聲音警報。轉向信號燈閃爍,車內照明亮起并且警笛鳴響。在某些國家,大燈也會亮起。轉向信號燈閃爍的速率和音調順序依國家具體情況而定。


  對于防盜系統還有一種選裝設備,就是防拖車系統。在防拖車系統中安裝有側傾傳感器,側傾傳感器中含有一個液體裝置,它會根據車輛停放的位置角度在車輛停放后初始化,并把數據記錄在控制單元內,并在防盜系統啟用后以此數據為參考數據。(


  
  當車輛的位置角度發生變化時,側傾傳感器中的液體裝置的液面位置發生變化,并跟初始值對比,控制單元監測到數據的變化后觸發警報。


  


  奔馳轎車不僅采用了車身防盜系統還采用了發動機防盜系統,它屬于駕駛認可系統。從DAS3開始已不用機械鑰匙開啟點火開關。鑰匙一插入點火開關,點火開關線圈就為鑰匙提供能量,并通過紅外線傳輸數據,數據形式為散列編碼,是通過一個不可追蹤的計算方程式生成的。數據通過發動機電腦認證后點火開關方能被旋轉,方向盤鎖被打開。且在數據交換時是在點火開關模塊內部進行的,數據不會散發出去,數據也就無法被盜取。(
  


  從新的S級轎車開始,在發動機防盜系統里附加了一項新的防盜項目。之前如果盜賊在車主攜帶鑰匙短時間離開車而沒有關閉發動機的時候(對于帶有無鑰匙啟動的車輛)盜取了車輛,在離開鑰匙的無線電信號覆蓋的范圍內,儀表板上會出現一條警告信息告知認證的鑰匙不在車內。盜賊可以開著車到他有可能獲取鑰匙的地方通過不正當手段得到鑰匙,或換掉有關防盜的模塊,即使中間停車,只要不關閉發動機就沒有問題。可是現在就不一樣了,如果還發生了這樣的情況,只要盜賊駕車行駛了超過二十公里,只要他一停車,不用盜賊關閉發動機,發動機也會自動熄火(這種設置是適合國外地廣人稀的特點的)。發動機在沒有監測到合法鑰匙的時候采用了速度傳感器的信號,只要車輛一經停車,即使發動機之前是運轉的,只要駕駛認可系統檢測到車速信號為零,發動機就會自動熄火,使車輛進入防盜狀態。


  每一輛車內都設置了八個鑰匙軌道(,每一個鑰匙軌道都分別有三個數據段,每一個數據段可存在一把鑰匙,但同一個鑰匙軌上的三個數據段不能同時存在三把鑰匙,只能存在一把鑰匙,也就是說在車輛使用壽命中可以先后使用24把鑰匙。在把車輛交到顧客手里時隨車會帶有兩把鑰匙。如果有一把鑰匙丟失或失效,我們可以為客戶訂購另外六把鑰匙軌道中的任意一把,這六把鑰匙我們稱之為附加鑰匙。以上所說到的八把鑰匙,通常為每個鑰匙軌上的第一個數據段的鑰匙。我們還可以為客戶訂購同一個鑰匙軌上的另外兩把鑰匙中的一把,我們稱之為替代鑰匙。如果客戶的一把鑰匙暫時找不到了,我們可以為客戶訂購了一把附加鑰匙,在四S店里可以用奔馳的專用診斷儀Star-Diagnosis把那把找不到了的鑰匙的軌道封閉起來,如果日后找到還可以把軌道打開啟用。如果我們為客戶訂購的是一把替代鑰匙的話,那么就要把所丟鑰匙在車輛上占有的數據段刪除,這樣所丟失的鑰匙就會失去作用,就不能被心懷不軌的人應用,即使日后找到了,也不能夠象附加鑰匙一樣被恢復功能。

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