蓝牙让汽车访问控制系统更智能

时间:2020-07-30 14:49来源:ZLG立功科技·致远电子

摘要:多年来,蓝牙技术作为汽车和驾驶员之间连接的纽带,在提高道路行驶安全性的同时不断丰富着驾乘体验,蓝牙免提通话和音频播放功能帮助司机在驾驶时减少分心并且更加安全地观察道路状况。如今,蓝牙技术再次改变了汽车和驾驶员之间的关系,成为汽车免钥匙进入的新标准。

一、智能手机成为车钥匙
面向大众的汽车无钥匙开锁也为人们的日常生活带来了极大的实用性和便利性。比如当您提满物品,无法腾出自己的双手时,您只要靠近汽车就可以进入,而在离开时汽车就会上锁,在确保财产安全的同时帮您省却了许多烦恼。但是传统的无钥匙进入系统仍然搭载的是实体的钥匙。当车主忘记带实体钥匙时,又该怎么办呢?

近期,蓝牙技术在智能手机中的用途进一步增加,可将智能手机变成车钥匙,当车主接近汽车并打开车门时,汽车能够主动识别车主身份。得益于蓝牙技术,将智能手机用作密钥卡已成为日渐流行的趋势。智能手机成为车钥匙的发展变化如图1所示。从简单的NFC到NFC+BLE的无感进入再到NFC+UWB+BLE的精确定位无感进入,智能手机正在不断的更新迭代中。

不仅如此,这项技术还超越了简单的访问控制,可支持高度灵活的自定义应用方式。例如您可以将智能手机编程为“仅打开/解锁经常使用的车门/行李厢门”,而无需解锁其他车门。如果您经常需要双手提着东西走到车边,那么这项识别车主自动开门的功能会很有帮助。

同时,由于智能手机是一种动态设备,因此您可以将汽车甚至房屋的临时访问权限安全地转让给其他人。如果您有留宿的客人或者需要将汽车借给朋友,无需您重新编程门锁或车门,手机就能成为一种简单而高效的安全访问控制方式。我们可能会忘带钥匙,但不太可能会忘带手机。


 
图 1 系统架构变化
 
二、基于GFSK的汽车进入系统
如图2所示,是基于GFSK的汽车进入系统的框图,从图中我们可以了解到,车身端需要一个蓝牙主机加N个蓝牙从机,主机负责和外部设备通讯,从机负责监听,并将部分数据通过CAN/LIN总线反馈给主机做逻辑算法,主机经过算法后将外部设备的定位信息,操作信息等通过CAN反馈给BCM,从而实现对车辆的控制。KW3X系列成员本身支持8个主/从机任意组合的连接,也就构成了一个强大的防中继攻击的单链路/多链路监听方案。

方案特性:
l 部署在从节点,从机与设备之间不需要连接;
l 不需要BLE协议栈;
l 完全控制RF;
l 快速响应,软件架构简单;
l 强身份认证和抗干扰能力;
l 易部署;


 
图 2基于GFSK的汽车进入系统
 
三、不止是免钥匙进入
诸如此类的用例正在推动汽车免钥匙进入这一趋势的增长,并提升了汽车对无线传感器配备的需求。汽车制造商正在为汽车设计更多传感器阵列来支持车载信息娱乐系统、免钥匙进入、轮胎压力监测、状态警报等丰富的用例。在此趋势的推动下,据ABI Research等权威机构预测,至2024年,路上行驶的所有汽车中,三分之二将采用蓝牙技术,并且预计未来每辆汽车中都会部署4至6个蓝牙传感器。

四、业界首批集成(CAN FD)的车规级且兼容蓝牙5的无线微控制器
恩智浦半导体宣布KW3x微控制器(MCU)系列推出新MCU产品
KW39/38/37。KW39/38/37增加了对蓝牙5.0长距离传输和蓝牙广播信道扩展等功能。在支持低功耗蓝牙5.0全部新功能的同时,实现与前代产品KW34/35/36在硬件、软件和工具兼容性方面的无缝迁移。

如图3所示,KW39/38/37系列具有一流射频性能和优异的接收灵敏度,可以实现远距离的低功耗蓝牙连接。例如,凭借105 dBm的接收灵敏度和速率为125 kbits/s LE编码模式,可以实现恶劣环境和更长距离的蓝牙连接。此外,RF可以同时轻松支持任何主/从组合的8个安全连接,允许多个被授权用户与设备通信。该系列MCU的数据流缓冲区创新性地实现了无需暂停处理器或DMA,就可以捕捉射频参数,使距离和角度估算所需的高精度测量成为可能。

五、KW39/38/37功能特性一览
1. 丰富的内存空间(包含ECC校验机制)
l 256K PFlash+256K FlexNVM(KW38/KW39 Only);
l 512K PFlash(KW37);
l 8KB EEPROM(KW38/39 Only);
l 64KB SRAM;

2. KW39/38/37无线MCU具有支持低功耗蓝牙版本5.0协议和通用FSK功能的射频外设,FLexCAN模块(KW38仅有,CAN FD支持3.2Mbit/s波特率),更高的速率(2M PHY),广告拓展,高占空比无连接广告,具备远距离数据通信能力,符合AEC-Q100 2级标准和工业认证,具备强调安全的应用所需的出色耐用性和高性能

3. 射频发射功率和接收灵敏度的性能增强,包括:
l -95.5 dBm低功耗蓝牙接收灵敏度(典型值,在速率为2 Mbit/s时);
l -98 dBm低功耗蓝牙接收灵敏度(典型值,在速率为1 Mbit/s时);
l -101 dBm通用FSK接收灵敏度(典型值,在速率为250 kbit/s时);
l -105 dBm低功耗蓝牙接收灵敏度(典型值,在速率为125 kbit/s时);
l 可编程发射功率:-30dBm to +5dBm,+5 dBm最大发射输出功率, 提供更高的链路预算,有助于确保长距离通信和高抗扰性;

4. AES-128加速器:快速加/解密真随机数生成器,用于所支持的网络协议的入网和数据传输所需的算法运算


 
图 3 KW39/38/37 芯片架构
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