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2020/05/20
作者: 德州儀器應用工程師 Vihang Parmar
為了滿足消費者希望以智慧型手機取代車鑰匙的需求，汽車業正在經歷著重大的改革。隨著「手機即鑰匙」技術的普及，你不再需要傳統的汽車鑰匙，使用手機即可操作「被動門禁/被動啟動」(PEPS)系統。低功耗Bluetooth® 技術的領先優勢在於它是一種可以廣泛應用於智慧型手機的多功能技術。
圖1：車內的低功耗藍牙PEPS架構，衛星模組的數量可能會隨系統要求變化。
圖1 所示為車內低功耗藍牙PEPS的典型架構，採用了「手機即鑰匙」技術。該架構中有一個中央智慧鑰匙模組和九個衛星模組，中央智慧鑰匙模組與手機鑰匙進行通訊，衛星模組可被動監控中央模組和智慧型手機之間的低功耗藍牙連接。TI的車用低功耗 Bluetooth® 汽車門禁衛星節點參考設計介紹了如何實現該節點設計。
雖然目前有許多無線技術力求實現「手機即鑰匙」解決方案，但低功耗藍牙技術具備以下優點讓其變成最理想的選擇：
- 低功耗 – 隨著越來越多的電子器材應用於汽車，現代車聯網的功耗預算日益減縮，尤其是點火開關關閉時的功耗。因此，低功耗成為了汽車門禁系統設計的關鍵需求之一。由於汽車門禁系統涉及多個節點，每個節點的功耗對整體系統都有較大的影響。低功耗藍牙技術 (BLE) 憑藉其低功耗特性，成為了此類 always-on 應用的理想選擇。
- 準確性 – 由於汽車門禁系統常常暴露在擁擠的城市和地下車庫等各種射頻環境中，為確保其在這些場所中的可靠與準確性，系統必須對多徑傳播效應有足夠的強健性。汽車門禁系統的多個低功耗藍牙建置的節點可以藉由融合不同的數據，例如:訊號強度指示接收 (RSSI，Received Signal Strength Indication) 、到達角度 (AoA，Angle of Arrival) 和從多個錨點採集的相位測距，來解決這一問題。另外，多個被動建置的節點也增加了測量的可信度。因此，低功耗藍牙技術不僅滿足了射頻環境中所需的準確性，同時也提高了汽車門禁應用的可靠性。
- 廣泛應用 – 設計「手機即鑰匙」解決方案的另一個挑戰是確保汽車門禁系統與各種智慧手機之間的互操作性 (inter-operability)。根據2019年藍牙市場最新資訊，100% 的新型智慧型手機均支持藍牙技術。隨著低功耗藍牙技術在業界的廣泛應用，它已成為智慧型手機即時定位系統（RTLS，Real-time location services）的業界標準。最新藍牙標準推出的測向功能使低功耗藍牙技術得以進一步強化，成為了實現「手機即鑰匙」和PEPS等定位應用的關鍵技術。
低功耗藍牙技術在提升汽車門禁系統用戶體驗方面的潛力是無限的。用戶可以邊走向汽車，邊用智慧型手機鑰匙進行解鎖。汽車可以根據自定義數字配置文件，自動適應用戶的偏好設置，例如：鏡子、座椅、方向盤和抬頭顯示的位置。有了基於低功耗藍牙技術的汽車門禁系統，汽車還可以利用各種安全測距和定位技術對授權的手機進行車內定位，在解鎖車門和發動汽車之前再添加一道保險措施。此外，用戶可以為朋友和家人建立數字鑰匙，為代客停車人員建立臨時數字鑰匙，讓汽車共享更加方便。
借助 TI 的CC2640R2F-Q1無線微控制器，您可以將低功耗藍牙技術應用於汽車門禁系統，以取代傳統的汽車鑰匙。
其他設計資源
- 觀看影片利用藍牙低功耗（BLE）技術進行定位。
- 使用SimpleLink Angle of Arrival BoosterPack評估CC2640R2F的AoA功能。
- 下載底特律技術日的資料低功耗Bluetooth汽車門禁系统 – 技術日。
- 請參閱短篇技術文章在低功耗藍牙PEPS系统中添加CAN節點。
