基于NXP NCJ29D5 可 UWB 厘米級定位的汽車數(shù)字鑰匙方案
傳統(tǒng)的汽車鑰匙基于 PKE/RKE 的技術(shù),同時會存在中繼攻擊的隱患,手機藍牙定位精度也還沒做得夠好,本文將介紹基于 NXP UWB 技術(shù)的汽車數(shù)字鑰匙方案,具備更高的定位精度,支持手機操作無鑰匙進入、一鍵啟動,讓手機解鎖成為可能。
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/202205/434680.htmNXP NCJ29D5 是新一代超寬帶(UWB) IC 系列的第一款產(chǎn)品,專用于滿足全球汽車業(yè)的連接和功能安全需求。UWB IC 使汽車能夠知道用戶的確切位置,定位誤差精確到厘米級別?;谥悄苁謾C的汽車接入首次提供與一流的遙控鑰匙相同的便利性。用戶將手機放在口袋或包中便能夠打開和啟動汽車,并通過智能手機享受安全的遠程泊車服務。此外,新的 UWB IC 可最大限度地防止通過中繼攻擊盜車風險。
UWB 芯片 NCJ29D5 具有以下特點:
● 符合 IEEE 802.15.4 HRP UWB PHY 標準
● 支持中心頻率從 6.5 GHz 到 8.0 GHz(AES-128 和 AES-256)
● 低功耗,Hard Power Down State 可達 nA 級別
● 內(nèi)置可配置限流器,針對紐扣電池供電的應用
● 支持窄帶干擾消除(NBIC),具有出色的同頻干擾抑制能力
● ARM Cortex-M33 32 位處理器 55.2 MHz
● ARM AHB-Lite 總線矩陣和雙主控 NS-DMA,可實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)傳輸
● 集成溫度傳感器,用于晶體溫度漂移補償
● 支持高精度外部溫度傳感器,可實現(xiàn)精確的晶體溫度漂移補償
世平集團 UWB 汽車方案介紹
該方案主要分為 5 部分:鑰匙端、車身錨點、車內(nèi)錨點、基站藍牙和 BCM,每個部分的組成如下:
● 鑰匙端:BLE KW38 + UWB NCJ29D5
● 4 x 車身錨點:4 x (MCU S32K144 + UWB NCJ29D5)
● 車內(nèi)錨點:1 x(MCU S32K144 + UWB NCJ29D5)
● 基站藍牙:KW38
● BCM:S32K144
UWB 方案工作原理:
● BCM 作為總體調(diào)度 ECU
● 運動傳感器喚醒 BLE 廣播
● BLE 做前期連接配置 UWB,以及低功耗管理
● Keyfob 端的 UWB 與各個 UWB 錨點開始測距
● BCM 根據(jù)各個錨點的測量結(jié)果計算定位結(jié)果
● BCM 計算 Keyfob 的位置后做出對應動作
圖 1 UWB 方案工作原理示意圖
UWB 方案測試布置
Keyfob 可以是手機 or 車鑰匙,包括 BLE 和 UWB 功能,車身基站端共 5 個錨點,車內(nèi)定位錨點 A1 位于中控臺附近,車外定位錨點 A2~A5 位于車輛四個邊角,而基站 BLE 位于中控臺,BCM 通過 CAN 跟基站 BLE 以及 UWB 錨點通訊。
圖 2 UWB 方案測試布置示意圖
最后再配合上位機軟件可直觀看到鑰匙精準定位,GUI 標志了迎賓區(qū)、解鎖區(qū)、車內(nèi)啟動區(qū),還可以顯示鑰匙位于車身外位置(前后左右)。
圖 3 UWB 方案上位機軟件效果圖
場景應用圖
展示版照片
方案方塊圖
核心技術(shù)優(yōu)勢
● UWB 是無載波信號,利用納秒級的窄脈沖傳輸數(shù)據(jù),帶寬達到 500MHz
● 定位精確,可實現(xiàn)厘米級定位
● 系統(tǒng)復雜度低,發(fā)射信號功率譜密度低
● 頻率范圍:3.1GHz~10.6GHz,可與 Wi-Fi/Bluetooth 等信號共存
● 對信道衰落不敏感,多徑分辨能力強
方案規(guī)格
● 符合 IEEE 802.15.4Z HRP UWB PHY 標準
● 支持中心頻率從 6.5 GHz 到 8.0 GHz(AES-128 和 AES-256)
● 車身多錨點定位方案(BLE+UWB)
● 可防中繼攻擊,對定位數(shù)據(jù)加密
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