基于BLE和UWB的车钥匙、控制方法及可读存储介质与流程

基于ble和uwb的车钥匙、控制方法及可读存储介质
技术领域
1.本发明涉及汽车控制技术领域，具体涉及基于ble和uwb的车钥匙、控制方法及可读存储介质。


背景技术：

2.近年来，随着汽车的普及和发展，人们对汽车的智能化和舒适化要求越来越高，为了满足人们对汽车的这些要求，汽车peps（passive entry passive start ，无钥匙进入和无钥匙启动）系统应运而生。目前，汽车peps系统普遍采用低功耗蓝牙（bluetooth low energy，ble）来实现，ble是蓝牙技术联盟设计和销售的一种个人局域网技术。但是，使用ble方法，定位精度较低，只能达到米级，而且稳定性较差，在复杂的环境下容易被干扰。
3.超宽带（ultra wide band，uwb）技术是一种无线载波通信技术，利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。uwb具备定位精度高、安全性好、传输速率高、功耗低、抗干扰能力强等诸多优势。为此，公开号为cn212890239u的中国专利就公开了《一种基于蓝牙5.0和uwb的车载无钥匙进入和启动系统》，其包括具有蓝牙和uwb功能的便携设备、具有uwb功能的基站模块、具有蓝牙和uwb功能的主基站模块。
4.上述现有方案中的车载无钥匙进入和启动系统通过车端的主基站（具有车载蓝牙模块和车载超宽带模块）和从基站（具有车载超宽带模块）对车钥匙进行uwb定位，进而实现无钥匙进入和启动车辆功能。但申请人发现，传统基于高低频天线通讯的遥控钥匙中，高频模块工作时钥匙电流仅为10ma左右，其它使用状态下电流更低，汽车钥匙的电池寿命能够达到2至3。然而，现有的基于ble和uwb的车钥匙虽然使用效果更好，但其在进行高精度定位时，工作电流将达到160ma左右，导致车钥匙电池的使用寿命很短。因此，如何设计一种能够有效延长车钥匙电池使用寿命的基于ble和uwb的车钥匙设计方案是亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种基于ble和uwb的车钥匙及其控制方法，以能够有效延长车钥匙电池的使用寿命，从而能够兼顾车钥匙的使用效果和使用寿命。
6.为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种基于ble和uwb的车钥匙，包括：运动检测模块，用于获取车钥匙的运动状态信息；蓝牙通信模块，用于与车端进行蓝牙通信；超宽带通信模块，用于与车端进行超宽带连接，获取车钥匙的实际位置信息；处理模块，用于在接收到车钥匙的运动状态信息时，启动蓝牙通信模块与车端进行蓝牙通信；然后在蓝牙通信模块的蓝牙通信连接强度达到预设值时，启动超宽带通信模块获取车钥匙的实际位置信息；最后根据车钥匙的实际位置信息向车端发送对应的解闭锁信号或车辆启动允许信号；
处理模块还用于在预设时间内未接收到车钥匙的运动状态信息时，关闭蓝牙通信模块和超宽带通信模块。
7.优选的，处理模块还用于根据车钥匙的实际位置信息判断车钥匙位于车内还是车外：若车钥匙位于车内，则向车端发送对应的车辆启动允许信号；若车钥匙位于车外，则向车端发送对应的解闭锁信号。
8.优选的，处理模块还用于在向车端发送对应的车辆启动允许信号后，接收车端发送的汽车电源挡位信号：若汽车电源挡位信号由关闭变为启动，则关闭超宽带通信模块；若汽车电源挡位信号由启动变为关闭，则启动超宽带通信模块继续获取车钥匙的实际位置信息。
9.优选的，处理模块还用于在车钥匙位于车外时，判断车钥匙是否从车内运动到车外：若是，则向车端发送对应的闭锁信号；否则，向车端发送对应的解锁信号。
10.优选的，处理模块还用于在向车端发送对应的解锁信号时，发送对应的迎宾信号。
11.优选的，还包括用于向车端发送遥控车门开关信号的遥控开关模块；处理模块还用于在蓝牙通信模块与车端进行蓝牙通信时，启动遥控开关模块，以能够向车端发送对应的遥控车门开关信号。
12.本发明还公开了基于ble和uwb的车钥匙控制方法，基于本发明的车钥匙实施，包括以下步骤：s1：检测车钥匙是否处于运动状态：若是，则进入步骤s2，否则，进入步骤s5；s2：启动蓝牙通信模块与车端进行蓝牙通信；s3：在蓝牙通信模块的蓝牙通信连接强度达到预设值时，启动超宽带通信模块与车端进行超宽带连接，获取车钥匙的实际位置信息；s4：根据车钥匙的实际位置信息向车端发送对应的解闭锁信号或车辆启动允许信号；s5：若车钥匙在预设时间内一直未处于运动状态，则关闭蓝牙通信模块和超宽带通信模块。
13.优选的，步骤s3中，根据车钥匙的实际位置信息判断车钥匙位于车内还是车外：若车钥匙位于车内，则向车端发送对应的车辆启动允许信号；若车钥匙位于车外，则进一步判断车钥匙是否从车内运动到车外：若是，则向车端发送对应的闭锁信号；否则，向车端发送对应的解锁信号。
14.优选的，步骤s3中，向车端发送对应的车辆启动允许信号后，接收车端发送的汽车电源挡位信号：若汽车电源挡位信号由关闭变为启动，则关闭超宽带通信模块；若汽车电源挡位信号由启动变为关闭，则启动超宽带通信模块继续获取车钥匙的实际位置信息。
15.本发明还公开了一种可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机管理类程序，所述计算机管理类程序被处理器执行时实现本发明的基于ble和uwb的车钥匙控制方法的步骤。
16.本发明中的车钥匙及其控制方法与现有技术相比，具有如下有益效果：本发明在预设时间内未接收到车钥匙的运动状态信息时，能够关闭蓝牙通信模块和超宽带通信模块，使得能够在车钥匙未被使用时尽可能的降低能耗，进而能够有效延长车钥匙电池的使用寿命，从而能够提高车钥匙的实用性。同时，本发明在车钥匙被使用时，
先启动能耗较低的蓝牙通信模块尝试与车端蓝牙通信，当蓝牙通信连接强度达到预设值即车钥匙与车辆的位置接近时，才会启动超宽带通信模块来与车端超宽带连接以获取实际位置信息，进而完成车钥匙及车辆使用状态的判断和相关控制信号（解闭锁信号或车辆启动允许信号）的发送，使得能够在保证车钥匙与车端有效的进行蓝牙通信和超宽带连接的前提下，尽可能的降低车钥匙功耗并延长电池的使用寿命，从而能够兼顾车钥匙的使用效果和使用寿命。
附图说明
17.为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：图1为基于ble和uwb的车钥匙及车端的结构示意图；图2为基于ble和uwb的车钥匙控制方法的逻辑框图。
具体实施方式
18.下面通过具体实施方式进一步详细的说明：实施例一：本实施例中公开了一种基于ble和uwb的车钥匙。
19.如图1所示，基于ble和uwb的车钥匙，包括：运动检测模块（mems），用于获取车钥匙的运动状态信息；本实施例中，运动检测模块的工作电流为2.0 ua左右。
20.蓝牙通信模块（ble），用于与车端进行蓝牙通信；本实施例中，蓝牙通信模块的通信有效距离大于50米，静态电流为40 ua左右，蓝牙后的静态电流为80ua左右。蓝牙通信模块启动后，按照50ms的周期进行蓝牙广播，尝试和车端主基站连接，若30s内未连接到车端主基站，降低蓝牙广播周期到500ms。
21.超宽带通信模块（uwb），用于与车端进行超宽带连接，获取车钥匙的实际位置信息；本实施例中，超宽带通信模块的工作电流为160ma左右。
22.处理模块，用于在接收到车钥匙的运动状态信息时，启动蓝牙通信模块与车端进行蓝牙通信；然后在蓝牙通信模块的蓝牙通信连接强度(rssi)达到预设值(根据准确度的需求设置)时，启动超宽带通信模块获取车钥匙的实际位置信息；最后根据车钥匙的实际位置信息向车端发送对应的解闭锁信号或车辆启动允许信号；处理模块还用于在预设时间（本实施例设置为60秒）内未接收到车钥匙的运动状态信息时，关闭蓝牙通信模块和超宽带通信模块。
23.需要说明的是，在实际应用时，与本发明的车钥匙配套使用的车辆在车端设置有主基站模块和多个从基站模块（可根据定位需求设置）。其中，主基站模块设置有能够与车钥匙的处理模块通信的微控制器（mcu），以及能够与车钥匙进行蓝牙通信和超宽带连接的车载蓝牙模块（ble）和车载超宽带模块（uwb）；从基站模块设置有能够与车钥匙的处理模块通信的微控制器（mcu），以及能够与车钥匙进行超宽带连接的车载超宽带模块（uwb）。车钥匙的蓝牙通信模块与主基站模块的车载蓝牙模块实现蓝牙通信，超宽带通信模块与主基站模块和从基站模块的车载超宽带模块进行超宽带连接以获取车钥匙（相对车辆的）的实际
位置信息。主基站模块和从基站模块的微控制器能够接收处理模块的解闭锁信号、迎宾信号和车辆启动允许信号，也能够向处理模块发送各种车端信号，例如汽车电源挡位信号。
24.本发明在预设时间内未接收到车钥匙的运动状态信息时，能够关闭蓝牙通信模块和超宽带通信模块，使得能够在车钥匙未被使用时尽可能的降低能耗，进而能够有效延长车钥匙电池的使用寿命，从而能够提高车钥匙的实用性。同时，本发明在车钥匙被使用时，先启动能耗较低的蓝牙通信模块尝试与车端蓝牙通信，当蓝牙通信连接强度达到预设值即车钥匙与车辆的位置接近时，才会启动超宽带通信模块来与车端超宽带连接以获取实际位置信息，进而完成车钥匙及车辆使用状态的判断和相关控制信号（解闭锁信号或车辆启动允许信号）的发送，使得能够在保证车钥匙与车端有效的进行蓝牙通信和超宽带连接的前提下，尽可能的降低车钥匙功耗并延长电池的使用寿命，从而能够兼顾车钥匙的使用效果和使用寿命。
25.具体实施过程中，处理模块还用于根据车钥匙的实际位置信息判断车钥匙位于车内还是车外：若车钥匙位于车内，则向车端发送对应的车辆启动允许信号（用于允许整车上电和发动）；若车钥匙位于车外，则向车端发送对应的解闭锁信号。
26.具体的：处理模块还用于在向车端发送对应的车辆启动允许信号后，接收车端发送的汽车电源挡位信号：若汽车电源挡位信号由关闭（off）变为启动（on），则关闭超宽带通信模块；若汽车电源挡位信号由启动（on）变为关闭（off），则启动超宽带通信模块继续获取车钥匙的实际位置信息。本实施例中，车端主基站的微处理器能够检测can总线上车辆电源挡位信号并发送给车钥匙。
27.处理模块还用于在车钥匙位于车外时，判断车钥匙是否从车内运动到车外：若是，则向车端发送对应的闭锁信号；否则，向车端发送对应的解锁信号。本实施例中，处理模块还用于在向车端发送对应的解锁信号时，发送对应的迎宾信号；迎宾信号包括灯光和音效，用于提高用户对车钥匙的使用体验。
28.本发明通过车钥匙的实际位置信息判断车钥匙位于车内还是车外，进而实现车钥匙及车辆使用状态的判断和相关控制信号（解闭锁信号或车辆启动允许信号）的发送，使得能够在用户准备上车时解锁车辆，能够在用户上车时做好启动车辆的准备，能够在用户下车离开时锁定车辆，从而能够提高车钥匙的实用性和使用效果，并保证用户对车钥匙的使用体验。同时，本发明能够在用户启动车辆后及时关闭超宽带通信模块，从而能够更好的降低车钥匙功耗并延长电池的使用寿命。
29.具体实施过程中，还包括用于向车端发送遥控车门开关信号的遥控开关模块；处理模块还用于在蓝牙通信模块与车端进行蓝牙通信时，启动遥控开关模块，以能够向车端发送对应的遥控车门开关信号。
30.本发明能够在蓝牙通信模块与车端进行蓝牙通信时启动遥控开关模块，使得用户能够通过遥控开关模块向车端发送对应的遥控车门开关信号以完成车辆解锁，从而能够提高用户对车钥匙的使用体验。
31.实施例二：本实施例中公开了一种基于ble和uwb的车钥匙控制方法。
32.如图2所示，基于ble和uwb的车钥匙控制方法，包括以下步骤：
s1：检测车钥匙是否处于运动状态：若是，则进入步骤s2，否则，进入步骤s5；s2：启动蓝牙通信模块与车端进行蓝牙通信；s3：在蓝牙通信模块的蓝牙通信连接强度达到预设值时，启动超宽带通信模块与车端进行超宽带连接，获取车钥匙的实际位置信息；s4：根据车钥匙的实际位置信息向车端发送对应的解闭锁信号或车辆启动允许信号；s5：若车钥匙在预设时间内一直未处于运动状态，则关闭蓝牙通信模块和超宽带通信模块。
33.需要说明的是，本发明的基于ble和uwb的车钥匙控制方法可通过程序编程的方式生对应的成软件代码或软件服务，进而能够在服务器和计算机上运行和实施。
34.本发明在车钥匙被使用时，先启动能耗较低的蓝牙通信模块尝试与车端蓝牙通信，当蓝牙通信连接强度达到预设值即车钥匙与车辆的位置接近时，才会启动超宽带通信模块来与车端超宽带连接以获取实际位置信息，进而完成车钥匙及车辆使用状态的判断和相关控制信号（解闭锁信号或车辆启动允许信号）的发送，使得能够在保证车钥匙与车端有效的进行蓝牙通信和超宽带连接的前提下，尽可能的降低车钥匙功耗并延长电池的使用寿命，从而能够兼顾车钥匙的使用效果和使用寿命。同时，本发明在预设时间内未接收到车钥匙的运动状态信息时，能够关闭蓝牙通信模块和超宽带通信模块，使得能够在车钥匙未被使用时尽可能的降低能耗，进而能够有效延长车钥匙电池的使用寿命，从而能够提高车钥匙的实用性。
35.具体实施过程中，步骤s3中，根据车钥匙的实际位置信息判断车钥匙位于车内还是车外：若车钥匙位于车内，则向车端发送对应的车辆启动允许信号；若车钥匙位于车外，则进一步判断车钥匙是否从车内运动到车外：若是，则向车端发送对应的闭锁信号；否则，向车端发送对应的解锁信号。
36.具体实施过程中，步骤s3中，向车端发送对应的车辆启动允许信号后，接收车端发送的汽车电源挡位信号：若汽车电源挡位信号由关闭变为启动，则关闭超宽带通信模块；若汽车电源挡位信号由启动变为关闭，则启动超宽带通信模块继续获取车钥匙的实际位置信息。
37.本发明通过车钥匙的实际位置信息判断车钥匙位于车内还是车外，进而实现车钥匙及车辆使用状态的判断和相关控制信号（解闭锁信号或车辆启动允许信号）的发送，使得能够在用户准备上车时解锁车辆，能够在用户上车时做好启动车辆的准备，能够在用户下车离开时锁定车辆，从而能够提高车钥匙的实用性和使用效果，并保证用户对车钥匙的使用体验。同时，本发明能够在用户启动车辆后及时关闭超宽带通信模块，从而能够更好的降低车钥匙功耗并延长电池的使用寿命。
38.实施例三：本实施例中公开了一种可读存储介质。
39.一种可读存储介质，其上存储有计算机管理类程序，所述计算机管理类程序被处理器执行时本发明的基于ble和uwb的车钥匙控制方法的步骤。可读存储介质可以是u盘或计算机等具有可读存储功能的设备。
40.最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方
案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。