恩智浦MCX W72无线微控制器实现量产,推动高精度测距应用发展

2026-02-05 18:39:25
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恩智浦MCX W72无线微控制器实现量产,推动高精度测距应用发展

作者:Miguel Reyes

在工业物联网(IIoT)环境中,精准且安全的距离测量至关重要,广泛应用于资产安全追踪、自动化仓储、楼宇自动化与门禁控制等领域。然而,传统测距技术在精度与安全方面已难以满足日益增长的需求。

恩智浦最新推出的MCX W72无线微控制器(MCU)集成了蓝牙信道探测技术,并配备FRDM-MCXW72和MCXW72-LOC开发板,为开发者提供了完善的技术与硬件支持,助力快速实现原型设计并推动产品部署。

蓝牙信道探测技术的优势

以往的蓝牙测距方案依赖于接收信号强度指示(RSSI)与到达角/离开角(AoA/AoD)方法。这些方法虽然实现门槛较低,但在实际应用中存在精度偏差与安全漏洞。例如,RSSI容易受到环境干扰和多径效应影响,而AoA/AoD则容易受到中间人攻击,攻击者可通过操控信号强度误导测距结果。

该图展示了蓝牙信道探测技术如何将往返时间(RTT)与相位测距(PBR)相结合。

蓝牙信道探测技术作为Bluetooth 6.0标准的一部分,采用RTT与PBR协同工作,以提升测距的精度与安全性。RTT通过加密、带时间戳的数据包提供初步的粗略距离估算,而PBR则通过测量音调相移实现更精细的距离测量,典型精度可达±0.5米。这种结合方式不仅提升了测量精度,还构建了有效的安全防御机制,防止中间人与信号放大攻击。

该技术特别适合对测距精度与安全性要求较高的场景,例如智能家居门禁、车辆无钥匙进入系统、智能锁具与楼宇自动化控制等。

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恩智浦MCX W72:工业物联网测距解决方案

MCX W72是恩智浦推出的一款通过Bluetooth 6.0信道探测认证的无线MCU,专为工业物联网应用设计。该平台支持多协议连接,包括低功耗蓝牙、基于Thread的Matter协议以及Zigbee。

该图为MCX W72的系统结构框图。

MCX W72测距功能的核心在于其定位计算引擎(LCE),这一专用硬件可将定位算法处理速度提升至主Arm® Cortex®-M33内核的10倍,使算法执行时间减少约45%。这样的优化带来了更低的延迟与功耗,尤其适用于电池供电的IIoT设备。

MCX W72还集成了EdgeLock®安全区域,确保加密操作隔离处理,例如密钥存储与可信启动流程。其低功耗蓝牙无线模块支持24个同步连接,为复杂的工业物联网部署提供了更强的通信能力,满足多个设备协同测距的场景需求。

开发支持:加速测距解决方案原型设计的硬件平台

为帮助工程师快速实现蓝牙信道探测技术的应用,恩智浦推出了专用的硬件平台,缩短了产品评估与上市周期。

  • FRDM-MCXW72开发平台

该开发平台将恩智浦成熟的FRDM系列扩展至无线领域。其经济高效的板载演示可与恩智浦IoT Toolbox应用配合使用,实现开箱即测的基本功能。开发板提供丰富的扩展接口,包括Arduino、mikroBUS和Pmod连接器,便于添加传感器与外设。板上集成的LPC55S69调试器无需额外调试设备,同时支持外部存储、I²C传感器、光感、RGB/蓝光LED、CAN连接、PCB天线以及用于电缆测量的uFL接口。

  • MCXW72-LOC定位评估板

对于聚焦于信道探测的开发项目,MCXW72-LOC提供了专业的评估平台。该套件支持蓝牙、Zigbee、Thread、Matter与CAN协议,全面覆盖工业物联网通信需求。

MCXW72-LOC采用双天线分集设计,通过射频开关在两个2.4GHz天线之间动态切换,相较FRDM-MCXW72的单天线方案,提升了测距精度。通过更换电容,还可选择SMA接口代替天线,从而支持电缆测量实验。

该板预置信道探测演示功能,开发者可使用两块板进行测距演示,并在真实环境中评估系统表现。平台还配备MCU-Link调试器、多种电源与低功耗选项、双CAN收发器、按键与LED指示灯,以及一个用于外设集成的MikroE Click连接器。

  • 开发生态支持

两款开发板均与恩智浦的MCUXpresso SDK无缝兼容,提供驱动、示例代码与完整文档。应用代码中心(ACH)提供了专家编写的代码范例,以提升开发效率。扩展板中心(EHB)则帮助开发者对接恩智浦合作伙伴的附加模块。恩智浦还提供专有算法,将原始信道探测数据转换为精确距离估计,简化了应用层开发。

恩智浦KW47:将信道探测技术引入汽车领域

该图为KW47系统架构。

在汽车领域,恩智浦KW47将同样的信道探测能力引入其中。作为首款车规级Bluetooth 6.0信道探测MCU,KW47符合AEC-Q100 2级认证,并支持ASPICE、MISRA软件标准与AUTOSAR CAN集成。

KW47在数字车钥匙与汽车门禁系统中表现出色,其探测距离可达100米,近距离精度可达20-50厘米。KW47与MCX W72共享相同的平台架构,包括LCE与EdgeLock安全技术,从而在汽车与工业物联网应用间提供统一的开发体验与互操作性。KW47-LOC开发板也为汽车领域开发者提供与MCXW72-LOC相似的功能。

产品已量产

目前,恩智浦MCX W72与KW47均已实现量产,开发板已开始供货,开发者可立即启动原型设计,为产品落地做好准备。

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作者介绍

Miguel Reyes

系统赋能工程师

Miguel Reyes是恩智浦半导体的系统赋能工程师,负责推动汽车与物联网领域的低功耗蓝牙产品开发。他专注于高级蓝牙功能,如信道探测技术,并支持Matter、ZigBee与OpenThread等基于IEEE 802.15.4的协议。

在恩智浦近15年的工作经历中,Miguel在系统、应用及赋能团队中发挥了重要作用,参与多个嵌入式系统与无线连接解决方案的开发。他推动了恩智浦无线产品组合在汽车与物联网领域的客户拓展和市场普及。

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