【应用】信驰达推出基于CC2340的BLE PEPS数字钥匙解决方案，采用1+3配置，可实现50厘米定位精度

时间： 2023-07-20 来源：信驰达科技公众号

技术问答

近日，TI发布了第四代低功耗蓝牙SoC-CC2340，该产品凝聚了TI 公司20多年的射频经验，在成本、尺寸和性能上做了优化设计，是目前市场上最有价值的低功耗蓝牙SoC之一。

TI CC2340 SoC采用48 MHz ARM Cortex-M0+ MCU，高达512 KB闪存和36 KB内存，提供卓越算力性能，支持OTA升级，可降低后期维护成本。

CC2340支持低功耗蓝牙5.3、Zigbee、专有2.4 GHz，向下兼容支持蓝牙4.2/5.0/5.1，适合用做RSSI/蓝牙AoA定位标签。

CC2340待机电流<0.7 uA(内存保持)，1s BLE连接间隔功耗仅为6 uA，极低的功耗TX输出功率为-20至+8 dBm，RX接收灵敏度-96 dBm@1 Mbps，低功耗和射频性能表现出色，可提高电池续航时间，适合汽车上低待机功耗应用场合。

CC2340尺寸小巧，CC2340R5版本提供5mm×5mm QFN40封装，CC2340R2版本提供4mm×4mm QFN24封装，小巧的外形和集成式平衡-非平衡变压器，有助于部署在空间受限应用中。

CC2340具有-40℃至125℃的工作温度范围，在复杂和恶劣的工作环境下，可提供稳定连接，后续也提供AEC-Q100的车规版本，满足车载应用需求。

CC2340支持AES 128加密硬件加速器，提供高安全性。

深圳市信驰达科技有限公司作为TI的第三方IDH，结合CC2340 SoC的特性，基于CC2340系列蓝牙模块推出BLE PEPS数字钥匙解决方案，利用BLE低功耗蓝牙连接手机APP和汽车可以实现无钥匙进入、无钥匙启动，以及解锁、闭锁、控制后备箱、寻车、授权借车等功能。

图1 信驰达BLE PEPS方案

随着人们生活水平的提高，私家车的数量逐年增加，用户对汽车的要求也越来越丰富，除基本的动力性、舒适性、安全性之外，便利性和交互性等新的需求也被日趋重视。二十一世纪初，无钥匙进入与启动系统(Passive Entry and Passive Start, PEPS)被提出，该技术以高低频双向通信为核心，旨在简化用户在车辆使用过程中繁琐的开锁与启动操作。尽管传统高低频PEPS方案的发展相对成熟，但用户必须配备并随身携带专用的智能钥匙。随着物联网概念的提出，车联网技术以实现人、车、路之间信息交互的特点被国内外汽车制造商重视，以用户的智能终端替代智能钥匙的低功耗蓝牙PEPS技术(Bluetooth Low Energy Passive Entry and Passive Start，BLE PEPS)被提出，成为取代传统高低频PEPS的新兴技术方案。

相较传统高低频PEPS系统，低功耗蓝牙PEPS系统拥有明显的优势：

1、智能手机普及，而智能手机均包含蓝牙模块，有天然的使用条件;

2、蓝牙模块体积小，低功耗蓝牙采用无线通讯的方式摆脱了线缆的限制，因此蓝牙模块的安装位置可以根据厂商车型自行选择，实用性也更高;

3、低功耗蓝牙PEPS系统成本更低，蓝牙模块价格较低;

基于以上优势，BLE PEPS方案能够为物联网时代下的PEPS技术提供具有更智能化和更多延展性的发展前景。

系统方案介绍

BLE PEPS系统包含BLE无钥匙进入和BLE无钥匙启动两个功能。BLE无钥匙进入是指用户通过拉门把手/按压开门按钮，BLE PEPS系统自动在车门一定范围内搜寻蓝牙智能钥匙，若找到合法的蓝牙智能钥匙则自动执行解锁的功能。BLE无钥匙启动是指用户启动车辆时，BLE PEPS系统自动搜索蓝牙智能终端的位置，若判断合法蓝牙智能钥匙在车内，则可启动车辆。

BLE PEPS的定位测距精度在半米级~米级。相对低端的蓝牙PEPS方案采用RSSI测距实现1-5米级的定位精度, 主流蓝牙PEPS方案使用蓝牙AoA技术可以实现半米级的定位。

在蓝牙5.1版本中增加了对于BLE数字钥匙具有意义的AoA(Angle of Arrival 入射角算法)功能，支持更加精确的定位。蓝牙AoA定位方案(如图3)中，发射设备例如手机定期发送特殊的信号，车身蓝牙天线通过一个天线阵列对特殊信号进行接收，并将信息发送给蓝牙主模块计算出发射设备的位置信息，该方案能够较为准确地判断发射设备的位置(距离和方向)，精度可以达到0.5米左右。

图2 蓝牙AoA定位

蓝牙天线的数量跟蓝牙定位精度要求有关系，要求蓝牙精度较高的话，需要的天线数量就越多，例如常规的1+3，主机模块+3蓝牙天线的状态，就是左右门侧各有一个，后备箱有一个，基本上能涵盖车内定位的90%以上。乘用车2022 年开始都在做1+N方案，下图是目前常见乘用车的蓝牙天线配置，如图3所示。

图3 PEPS蓝牙天线配置

系统基于蓝牙定位来计算蓝牙智能钥匙的位置，主要由一个BLE主模块(负责定位算法、与整车通讯、与BLE天线通讯、BLE信号收发等功能)、若干个BLE天线(至少3个以上，与BLE主模块通讯、BLE信号收发等功能)和蓝牙智能钥匙组成。

BLE主模块检测到蓝牙智能钥匙后，主动唤醒BLE天线。BLE天线和蓝牙智能钥匙进行通讯，以获得蓝牙智能钥匙对应的相位差。BLE天线将获得的信息发送给BLE主模块，BLE主模块再根据多个蓝牙智能钥匙对应的相位差计算出蓝牙智能钥匙的位置。

BLE主模块把蓝牙智能钥匙的位置信息给到车身域控制器，车身域控制器根据蓝牙智能钥匙的位置信息再结合用户的操作，对车辆执行解闭锁或者一键启动的操作。

方案使用信驰达科技基于CC2340 SoC的蓝牙模块RF-BM-2340B1作为蓝牙天线，模块具有成本效益、超低功耗和高射频性能，采用1+3配置，可以实现50厘米定位精度，方案优势如下：

1、低功耗，高性能，高安全性;

2、手机即钥匙，用户更省心;

3、APP智能管理汽车，符合现代智能汽车的要求;

4、提供硬件、软件技术支持，缩短开发周期;

随着车联网的发展，BLE由于高普及度、标准统一、生态完善以及相对较低的价格，成为市场上备受关注的技术。BLE PEPS提供了一部智能手机实现无钥匙进入和无钥匙启动的用户需求。将BLE PEPS与传统PEPS相结合，可以实现半米级的定位精度，提供更好的用户体验。随着后续CC2340车规芯片的推出，CC2340在PEPS领域必然大放异彩。

关于信驰达

信驰达科技的研发团队在无线通信模块行业拥有多年的经验和技术积累，致力于为客户提供优质的无线射频解决方案和产品服务。作为美国TI第三方IDH，信驰达科技将持续推动着蓝牙及多协议产品的市场普及和技术进步，对TI的第四代无线SoC----CC2340进行全方位的支持，加速其在市场上的推广和应用。

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