藍牙讓汽車(chē)訪(fǎng)問(wèn)控制系統更智能

如今，藍牙技術(shù)再次改變了汽車(chē)和駕駛員之間的關(guān)系，成為汽車(chē)免鑰匙進(jìn)入的新標準。

一、智能手機成為車(chē)鑰匙

面向大眾的汽車(chē)無(wú)鑰匙開(kāi)鎖也為人們的日常生活帶來(lái)了極大的實(shí)用性和便利性。比如當您提滿(mǎn)物品，無(wú)法騰出自己的雙手時(shí)，您只要靠近汽車(chē)就可以進(jìn)入，而在離開(kāi)時(shí)汽車(chē)就會(huì )上鎖，在確保財產(chǎn)安全的同時(shí)幫您省卻了許多煩惱。但是傳統的無(wú)鑰匙進(jìn)入系統仍然搭載的是實(shí)體的鑰匙。當車(chē)主忘記帶實(shí)體鑰匙時(shí)，又該怎么辦呢？

近期，藍牙技術(shù)在智能手機中的用途進(jìn)一步增加，可將智能手機變成車(chē)鑰匙，當車(chē)主接近汽車(chē)并打開(kāi)車(chē)門(mén)時(shí)，汽車(chē)能夠主動(dòng)識別車(chē)主身份。得益于藍牙技術(shù)，將智能手機用作密鑰卡已成為日漸流行的趨勢。智能手機成為車(chē)鑰匙的發(fā)展變化如圖1所示。從簡(jiǎn)單的NFC到NFC+BLE的無(wú)感進(jìn)入再到NFC+UWB+BLE的精確定位無(wú)感進(jìn)入，智能手機正在不斷的更新迭代中。

不僅如此，這項技術(shù)還超越了簡(jiǎn)單的訪(fǎng)問(wèn)控制，可支持高度靈活的自定義應用方式。例如您可以將智能手機編程為“僅打開(kāi)/解鎖經(jīng)常使用的車(chē)門(mén)/行李廂門(mén)”，而無(wú)需解鎖其他車(chē)門(mén)。如果您經(jīng)常需要雙手提著(zhù)東西走到車(chē)邊，那么這項識別車(chē)主自動(dòng)開(kāi)門(mén)的功能會(huì )很有幫助。

同時(shí)，由于智能手機是一種動(dòng)態(tài)設備，因此您可以將汽車(chē)甚至房屋的臨時(shí)訪(fǎng)問(wèn)權限安全地轉讓給其他人。如果您有留宿的客人或者需要將汽車(chē)借給朋友，無(wú)需您重新編程門(mén)鎖或車(chē)門(mén)，手機就能成為一種簡(jiǎn)單而高效的安全訪(fǎng)問(wèn)控制方式。我們可能會(huì )忘帶鑰匙，但不太可能會(huì )忘帶手機。

二、基于GFSK的汽車(chē)進(jìn)入系統

如圖2所示，是基于GFSK的汽車(chē)進(jìn)入系統的框圖，從圖中我們可以了解到，車(chē)身端需要一個(gè)藍牙主機加N個(gè)藍牙從機，主機負責和外部設備通訊，從機負責監聽(tīng)，并將部分數據通過(guò)CAN/LIN總線(xiàn)反饋給主機做邏輯算法，主機經(jīng)過(guò)算法后將外部設備的定位信息，操作信息等通過(guò)CAN反饋給BCM，從而實(shí)現對車(chē)輛的控制。KW3X系列成員本身支持8個(gè)主/從機任意組合的連接，也就構成了一個(gè)強大的防中繼攻擊的單鏈路/多鏈路監聽(tīng)方案。

方案特性：

●   部署在從節點(diǎn)，從機與設備之間不需要連接；

●   不需要BLE協(xié)議棧；

●   完全控制RF；

●   快速響應，軟件架構簡(jiǎn)單；

●   強身份認證和抗干擾能力；

●   易部署；

圖 1 系統架構變化

三、不止是免鑰匙進(jìn)入

諸如此類(lèi)的用例正在推動(dòng)汽車(chē)免鑰匙進(jìn)入這一趨勢的增長(cháng)，并提升了汽車(chē)對無(wú)線(xiàn)傳感器配備的需求。汽車(chē)制造商正在為汽車(chē)設計更多傳感器陣列來(lái)支持車(chē)載信息娛樂(lè )系統、免鑰匙進(jìn)入、輪胎壓力監測、狀態(tài)警報等豐富的用例。在此趨勢的推動(dòng)下，據ABI Research等權威機構預測，至2024年，路上行駛的所有汽車(chē)中，三分之二將采用藍牙技術(shù)，并且預計未來(lái)每輛汽車(chē)中都會(huì )部署4至6個(gè)藍牙傳感器。

圖2 基于GFSK的汽車(chē)進(jìn)入系統

四、業(yè)界首批集成（CAN FD）的車(chē)規級且兼容藍牙5的無(wú)線(xiàn)微控制器

恩智浦半導體宣布KW3x微控制器（MCU）系列推出新MCU產(chǎn)品KW39/38/37。KW39/38/37增加了對藍牙5.0長(cháng)距離傳輸和藍牙廣播信道擴展等功能。在支持低功耗藍牙5.0全部新功能的同時(shí)，實(shí)現與前代產(chǎn)品KW34/35/36在硬件、軟件和工具兼容性方面的無(wú)縫遷移。

如圖3所示，KW39/38/37系列具有一流射頻性能和優(yōu)異的接收靈敏度，可以實(shí)現遠距離的低功耗藍牙連接。例如，憑借105 dBm的接收靈敏度和速率為125 kbits/s LE編碼模式，可以實(shí)現惡劣環(huán)境和更長(cháng)距離的藍牙連接。此外，RF可以同時(shí)輕松支持任何主/從組合的8個(gè)安全連接，允許多個(gè)被授權用戶(hù)與設備通信。該系列MCU的數據流緩沖區創(chuàng )新性地實(shí)現了無(wú)需暫停處理器或DMA，就可以捕捉射頻參數，使距離和角度估算所需的高精度測量成為可能。

圖 3 KW39/38/37 芯片架構

五、KW39/38/37功能特性一覽

1.   豐富的內存空間(包含ECC校驗機制)

●   256K PFlash+256K FlexNVM（KW38/KW39 Only）；

●   512K PFlash（KW37）；

●   8KB EEPROM（KW38/39 Only）；

●   64KB SRAM；

2.   KW39/38/37無(wú)線(xiàn)MCU具有支持低功耗藍牙版本5.0協(xié)議和通用FSK功能的射頻外設，FLexCAN模塊（KW38僅有，CAN FD支持3.2Mbit/s波特率），更高的速率（2M PHY），廣告拓展，高占空比無(wú)連接廣告，具備遠距離數據通信能力，符合AEC-Q100 2級標準和工業(yè)認證，具備強調安全的應用所需的出色耐用性和高性能

3.   射頻發(fā)射功率和接收靈敏度的性能增強，包括：

●   -95.5 dBm低功耗藍牙接收靈敏度（典型值，在速率為2 Mbit/s時(shí)）；

●   -98 dBm低功耗藍牙接收靈敏度（典型值，在速率為1 Mbit/s時(shí)）；

●   -101 dBm通用FSK接收靈敏度（典型值，在速率為250 kbit/s時(shí)）；

●   -105 dBm低功耗藍牙接收靈敏度（典型值，在速率為125 kbit/s時(shí)）；

●   可編程發(fā)射功率：-30dBm to +5dBm，+5 dBm最大發(fā)射輸出功率， 提供更高的鏈路預算，有助于確保長(cháng)距離通信和高抗擾性；

4.   AES-128加速器：快速加/解密真隨機數生成器，用于所支持的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議的入網(wǎng)和數據傳輸所需的算法運算