恩智浦MCX W72已进入量产阶段,推动安全高精度测距应用发展
在工业物联网(IIoT)环境中,实现精准且可靠的距离测量对于保障系统运行安全至关重要。这类技术被广泛应用于资产追踪、智能仓储、建筑自动化以及门禁控制等多个场景。然而,传统测距手段在精度与安全性方面难以满足日益严苛的行业需求。
恩智浦推出的MCX W72无线微控制器单元(MCU)搭载了先进的蓝牙信道探测技术,通过FRDM-MCXW72和MCXW72-LOC开发板为工业物联网应用提供强大的硬件支持,显著提升了测距解决方案的开发效率与部署灵活性。
蓝牙信道探测技术的核心优势
长期以来,蓝牙测距主要依赖于接收信号强度指示(RSSI)和到达角/离开角(AoA/AoD)等方法。虽然这些技术具备一定的易实现性,但存在精度受限及易受中间人(MITM)攻击等问题。例如,RSSI测量容易受到环境变化和多路径干扰的影响,而AoA/AoD也面临信号伪造的潜在风险。
蓝牙信道探测技术作为Bluetooth 6.0标准的一部分,采用了一种全新的测距方法,融合了往返时间(RTT)与基于相位的测距(PBR)两种互补机制。RTT通过加密并带有时间戳的数据包,实现对距离的初步估计,而PBR则通过分析音调变化中的相位差,实现更精细的测量精度,通常可达到±0.5米。
该技术通过时间戳加密数据包与RTT、PBR的交叉验证,构建了强大的安全防护机制,有效抵御信号中继与放大攻击,适用于智能门禁、无钥匙进入系统、智能家居和楼宇自动化等对测量结果高度依赖安全性的应用场景。
恩智浦MCX W72:面向IIoT的信道探测解决方案
MCX W72是恩智浦基于Bluetooth 6.0信道探测认证开发的无线MCU,专为工业物联网应用设计。该平台支持多协议通信,包括低功耗蓝牙、基于Thread的Matter以及Zigbee等。
MCX W72的核心测距功能由定位计算引擎(LCE)提供,该硬件加速模块可将定位算法处理速度提升至主Arm® Cortex®-M33内核的10倍,大幅降低功耗与响应延迟。对于电池供电的工业设备而言,这一点尤为重要。
此外,MCX W72还集成了EdgeLock®安全区域架构,用以保障关键加密操作,如密钥存储与可信启动流程。其低功耗蓝牙无线单元支持最多24个同步连接,为需要多设备协作与精准测距的复杂工业场景提供了稳定支持。
开发平台支持:助力快速原型设计
为加速蓝牙信道探测技术在实际场景中的应用,恩智浦推出了两款专用开发板,以简化评估流程并加快产品开发。
- FRDM-MCXW72开发平台
基于恩智浦成熟的FRDM平台,该开发板提供了一套完整的无线开发环境。预装的无线演示应用可与恩智浦IoT Toolbox移动应用无缝连接,使开发人员在开箱后几分钟内即可启动基本功能测试。该平台支持Arduino、mikroBUS和Pmod等多种扩展接口,便于快速集成传感器与外设。内置的LPC55S69调试器可省去外部调试工具的需求,同时配备外部闪存、I²C传感器、光传感器、RGB/蓝色LED、CAN接口、PCB天线及uFL连接器等。 - MCXW72-LOC定位评估板
专为信道探测应用设计的MCXW72-LOC评估套件,提供了对低功耗蓝牙、Zigbee、Thread、Matter及CAN通信的全面支持。该开发板采用双天线分集设计,通过射频开关在两个2.4GHz天线之间智能切换,提高了测距精度。用户可通过更换电容来选择SMA天线接口,以支持电缆测量实验。开发板预装了信道探测演示功能,可实现两块板之间的无线测距实验。 - 开发工具与生态系统支持
两款开发板均兼容恩智浦的完整开发生态系统。MCUXpresso SDK提供全面的驱动程序、示例代码和文档支持,而应用代码中心(ACH)则提供专家级的开发参考。扩展板中心(EHB)则连接了恩智浦及其合作伙伴的外设模块。恩智浦还提供专用算法,将原始测量数据转换为精确的距离估计,帮助开发者快速实现应用。
恩智浦KW47:将信道探测技术引入汽车领域
在汽车领域,恩智浦的KW47 MCU将相同的信道探测技术引入车辆系统。作为首款符合AEC-Q100 2级认证的Bluetooth 6.0信道探测车规MCU,KW47支持ASPICE、MISRA软件标准及AUTOSAR CAN通信。
KW47能够实现高精度的数字钥匙与汽车门禁系统,其探测距离可达100米,而在近距离下可提供20至50厘米的测距精度。该MCU与MCX W72共享相同的架构与LCE和EdgeLock安全模块,确保了在工业与汽车应用中的开发一致性与互操作性。其配套的KW47-LOC开发板也提供了与MCXW72-LOC相似的评估能力。
方案已全面量产
目前,恩智浦MCX W72与KW47均已实现量产。相关开发板已正式上市,开发人员可以立即着手原型设计,为产品量产做好充分准备。
作者介绍
Miguel Reyes
系统赋能工程师
Miguel Reyes担任恩智浦半导体的系统赋能工程师,专注于汽车及物联网领域的低功耗蓝牙与物联网技术开发。他主要负责信道探测等高级功能及对IEEE 802.15.4标准协议(如Matter、ZigBee和OpenThread)的支持。拥有近15年行业经验的Miguel在系统架构、应用开发和客户赋能方面积累了丰富经验,为恩智浦无线产品组合的市场拓展与客户参与作出了重要贡献。