UWB 厘米级定位技术全新升级汽车数字钥匙,NXP NCJ29D5 将助力手机无感进出

传统的汽车钥匙基于 PKE/RKE 的技术,同时会存在中继攻击的隐患,手机蓝牙定位精度也还没做得够好,本文将介绍基于 NXP UWB 技术的汽车数字钥匙方案,具备更高的定位精度,支持手机操作无钥匙进入、一键启动,让手机解锁成为可能。 

NXP NCJ29D5 是新一代超宽带(UWB) IC 系列的第一款产品,专用于满足全球汽车业的连接和功能安全需求。UWB IC 使汽车能够知道用户的确切位置,定位误差精确到厘米级别。基于智能手机的汽车接入首次提供与一流的遥控钥匙相同的便利性。用户将手机放在口袋或包中便能够打开和启动汽车,并通过智能手机享受安全的远程泊车服务。此外,新的 UWB IC 可最大限度地防止通过中继攻击盗车风险。

 

UWB 芯片 NCJ29D5 具有以下特点:

  • 符合 IEEE 802.15.4 HRP UWB PHY 标准
  • 支持中心频率从 6.5 GHz 到 8.0 GHz(AES-128 和 AES-256)
  • 低功耗,Hard Power Down State 可达 nA 级别
  • 内置可配置限流器,针对纽扣电池供电的应用
  • 支持窄带干扰消除(NBIC),具有出色的同频干扰抑制能力
  • ARM®Cortex-M33 32 位处理器 55.2 MHz
  • ARM®AHB-Lite 总线矩阵和双主控 NS-DMA,可实现快速数据传输
  • 集成温度传感器,用于晶体温度漂移补偿
  • 支持高精度外部温度传感器,可实现精确的晶体温度漂移补偿


世平集团 UWB 汽车方案介绍:

  • 该方案主要分为 5 部分:钥匙端、车身锚点、车内锚点、基站蓝牙和 BCM,每个部分的组成如下:
  • 钥匙端:BLE KW38 + UWB NCJ29D5
  • 4 x 车身锚点:4 x (MCU S32K144 + UWB NCJ29D5)
  • 车内锚点:1 x(MCU S32K144 + UWB NCJ29D5)
  • 基站蓝牙:KW38
  • BCM:S32K144

  

UWB 方案工作原理:

  • BCM 作为总体调度 ECU
  • 运动传感器唤醒 BLE 广播
  • BLE 做前期连接配置 UWB,以及低功耗管理
  • Keyfob 端的 UWB 与各个 UWB 锚点开始测距
  • BCM 根据各个锚点的测量结果计算定位结果
  • BCM 计算 Keyfob 的位置后做出对应动作


                 图 1  UWB 方案工作原理示意图


UWB
方案测试布置:

Keyfob 可以是手机 or 车钥匙,包括 BLE 和 UWB 功能,车身基站端共 5 个锚点,车内定位锚点 A1 位于中控台附近,车外定位锚点 A2~A5 位于车辆四个边角,而基站 BLE 位于中控台,BCM 通过 CAN 跟基站 BLE 以及 UWB 锚点通讯。


             图 2  UWB 方案测试布置示意图

 

最后再配合上位机软件可直观看到钥匙精准定位,GUI 标志了迎宾区、解锁区、车内启动区,还可以显示钥匙位于车身外位置(前后左右)。


                                                                          图 3  UWB 方案上位机软件效果图

场景应用图

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展示版照片

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方案方块图

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UWB 汽车方案更多应用场景图

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核心技术优势

 UWB 是无载波信号,利用纳秒级的窄脉冲传输数据,带宽达到 500MHz  定位精确,可实现厘米级定位  系统复杂度低,发射信号功率谱密度低  频率范围:3.1GHz~10.6GHz,可与 Wi-Fi/Bluetooth 等信号共存  对信道衰落不敏感,多径分辨能力强

方案规格

 符合 IEEE 802.15.4Z HRP UWB PHY 标准  支持中心频率从 6.5 GHz 到 8.0 GHz(AES-128 和 AES-256)  车身多锚点定位方案(BLE+UWB)  可防中继攻击,对定位数据加密

技术文档

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