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超宽带技术:用手机取代车钥匙

本报记者 甘文嘉
2023/11/19

当手机(作为车主的数字车钥匙)接近车辆时,车辆首先会自动开启迎宾灯;随着距离越来越近,会自动调整座椅位置等;靠近车门时,则自动解锁;远离车辆时,也能够根据位置变化自动锁车。利用手机内置超宽带UWB芯片,在不掏出手机的情况下,解锁车辆,实现用手机取代车钥匙的目标。

最新一代短距离无线连接技术NearLink(星闪)成为华为Mate 60的亮点之一:可以改善蓝牙和WiFi等传统无线连接技术连接不稳定、传输速率慢等痛点,带来更好的用户体验。在NearLink发布之前,各大厂商(如苹果、三星、小米等)都在着重发展与星闪技术相媲美的UWB超宽带技术,一个典型应用场景就是数字车钥匙功能。

数字钥匙三种技术路线

低功耗蓝牙BLE、近场通信NFC、超宽带UWB是数字钥匙的三条主要技术路线。其中,蓝牙BLE钥匙应用相对广泛。

蓝牙BLE钥匙:车主在数字钥匙管理界面添加手机号,下载App创建钥匙后即可使用。蓝牙钥匙通常在空旷场地15米范围内使用,功耗低,技术成熟,但其性能会因使用的手机、环境干扰等因素而有所不同。

NFC钥匙:将带有NFC功能的手机或者移动穿戴设备靠近B柱、外后视镜等车身某个部位刷卡感应区域,无需完全贴合即可感应解锁。和蓝牙钥匙相比,NFC钥匙解锁可以在手机没电的情况正常进行。

目前,主流的手机数字车钥匙都是借助手机上的蓝牙、NFC通信实现连接功能,还不具备定位能力。

UWB钥匙:UWB是一种无线通信技术,它的特点是信号带宽非常宽,可以实现厘米级的高精度定位和距离测量,只需靠近车辆,就能够将车辆布置的多个锚点与合法的手持钥匙或手机相结合,实现车辆近距离精确空间感知。利用车辆空间感知技术,车辆自主判断,实现智能控制。

目前,数字钥匙的技术趋势是结合蓝牙和超宽带,在兼容的移动设备上进行无钥匙访问和引擎启动。

2027年,UWB车钥匙渗透率或超过两成

UWB的技术路线是通过发射和接收超宽带电磁脉冲实现测距和定位。其中,UWB生成关键密码,提供针对硬件或软件攻击的最高级别保护,从而确保将设备定位到车辆的最高安全性。

对于UWB技术的商业化应用,尤其是在汽车行业,手机厂商是至关重要的一环。UWB芯片主要由苹果、恩智浦、Qorvo三家公司供应。其中,恩智浦和Qorvo是手机UWB的主要供应商。苹果手机自iPhone 11开始就一直应用UWB技术,推出数字车钥匙功能,即便将iPhone放在背包或者口袋里,也能实现解锁、锁定或启动车辆等操作。

随着越来越多的智能手机有望在未来几年内支持这一主流技术,包括从上游芯片、协议、标准到下游手机硬件等产业链的逐步成熟,UWB在手机及汽车上的应用将成为新的赛道。恩智浦半导体资深副总裁兼安全汽车门禁总经理Markus Staeblein介绍,现在全球已经有超过10亿个智能终端搭载了UWB技术。近两年,越来越多的汽车厂商也加入了这场技术浪潮,宝马、蔚来、比亚迪等车企开始将UWB技术应用于汽车,以实现更便捷无感的连接体验。

从大陆集团的产品规划来看,中国整车厂商最早将从2023年开始为车辆配备UWB技术,2024年起将会有更多应用。随着恩智浦等行业龙头最新技术的驱动,UWB在汽车等领域渗透率有望加速提升。TSR预测,到2027年,在汽车市场,UWB技术的渗透率将达到23.3%。

用雷达扩展UWB功能

10月24日,恩智浦半导体发布了Trimension NCJ29D6,它是面向汽车市场的下一代单片式汽车超宽带UWB芯片,结合了安全定位和短程雷达功能,并采用集成式MCU,汽车厂商可以利用这一块芯片解决更多场景需求。据透露,主要汽车OEM将会部署该系列器件,预计将在2025年下线的车型中投入使用。

UWB在汽车行业的应用已经成为趋势,如何利用这些新技术,真正提升车辆使用体验,是车企们需要思考的问题。据Markus Staeblein介绍,当下已有超过30个汽车厂商的新平台搭载了UWB技术。“一些小车还在使用NFC门禁,但我们的技术很灵活,可以很容易地把UWB技术结合到新的平台。”

作为业界最广泛的UWB产品组合之一,新系列包括高度集成的NCJ29D6B。这是用于安全汽车门禁的下一代UWB器件,能带来增强的测距性能、更低的系统成本、更高的安全性。

该系列还包括引脚兼容的NCJ29D6A,这是业界首款将测距和短程UWB雷达功能组合在一起的单个芯片。NCJ29D6A通过短程UWB雷达扩展了NCJ29D6B的定位功能。除了安全汽车门禁外,汽车OEM还可以集成用于儿童存在检测和安全带提醒的车内感应、自动开启后备箱的踢踏传感器,以及各种智能手势识别,从而使它们能够最大限度地发挥UWB功能在汽车上应用的价值。

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