当今的车辆具备了多种连接技术，例如车联网（C-V2X），卫星导航（GNSS）、胎压监测系统（TPMS）、无钥匙进入系统（UWB、BLE） 和蜂窝通信连接（4G、5G）等等。汽车零部件供应商和汽车主机厂的设计人员面临的挑战是在系统集成后确保车辆的最佳通信性能。今天我们就来聊聊目前业内最流行的连接技术话题之一——汽车无钥匙进入系统的UWB和BLE。

下图展示的是大陆集团基于精准定位的智能进入系统，我们可以看到三种不同的技术——UWB、蓝牙和NFC。这三种技术有不同的功能安排，首先蓝牙的作用是唤醒和传输授权，然后UWB在唤醒以后精确定位，NFC可以作为手机没电的情况下备用的无线技术。如果整车厂有需求，可以再另配备一把实体钥匙。

基于精准定位的智能进入系统（图：大陆集团）

超宽带（Ultra Wide Band，简称：UWB）技术是一种以极低功率在短距离内高速传输数据的无线技术。随着通信行业的发展，UWB作为很早以前军方使用的技术，在批准民用后备受关注。汽车行业不断发展和转型，数字化程度日趋变高，促使了UWB在汽车行业的高速发展。

UWB在功耗低和精确定位上有非常大的优势，若一个无线电系统拥有超过中心频率20%的相对带宽，或拥有500MHz以上的绝对带宽，称之为UWB无线电系统，它的最大特点是数据通过极窄的脉冲进行传播，用纳秒级或微纳秒级的脉冲进行数据传输，明显特点就是功耗低，另外还具备精准定位的特点，“UWB的精确度是BLE和WIFI不可比的，因为它主要采用了TOF飞行时间的测距方式，可靠性非常好，可以防止所谓的多径干扰。”大陆集团车联网及信息工程技术中心进入系统亚洲区研发总监李平先生说，“通过UWB的精确定位，可以做多种行业和领域的应用，比如在自动驾驶的场景下，UWB可以和雷达还有摄像头结合起来，给予车辆精确的定位信息。例如在高架桥下面或者车库里面，在没有信号的时候，UWB可以给到定位信息。”

超宽带技术概览（图：大陆集团）

而蓝牙作为汽车行业主要应用的无线网络之一，最近几年发展迅速，在提高道路行驶安全性的同时不断丰富着驾乘体验。ABI Research的研究证实了蓝牙技术在汽车行业的巨大潜力。至2024年，蓝牙车载设备出货量将达到1.09亿台，且87%的新出产车辆中，蓝牙将作为标配的无线技术。

蓝牙汽车市场洞察（图：蓝牙技术联盟）

也许有读者会想到既然大部分厂商都在大力推广UWB，那么蓝牙技术是否可能被替代。目前来看答案是不可能的，大部分OEM和零部件供应商选择蓝牙技术，其实主要有3个原因：

-蓝牙技术可以在不同的场景之下进行应用，无论是车内还是车外具备高可靠和高安全性。

-蓝牙技术具有互通性，无论是手机、数字钥匙、还是车内其他系统在应用时互通性较强。

-蓝牙技术沉淀时间长，具备相关的协议和标准，供应商及OEM可以一起协作来共同研发与蓝牙技术相关的解决方案或产品。

目前市面上基于蓝牙的无钥匙进入系统解决方案已经有两种，第一种主要基于接收信号强度的定位系统，工作原理是通过在汽车部署的定位器以及相关部署在汽车上的传感器来确定驾驶员和汽车的相对位置，并对驾驶员的互动做出反应，比如说包括锁定、开锁、解锁等等。这一基于信号强度的定位系统在2017年推出，可以装载在驾乘者自己的手机上，OEM也可以将它作为一个应用预装在汽车上，所以我们在市场上所看到的现在蓝牙无钥匙进入系统的科技，基本上都是基于接收信号强度的定位系统（RSSI）。第二种是基于寻向功能，主要是通过天线确定到达角和出发角来捕捉相关的数据，以便来进行相关操作，目前这种解决方案寻向功能比较独特，而且相对准确，能够增加精度和准确性（具备厘米级精度）。寻向功能于2019年1月推出，主要由汽车行业相关的OEM厂商以及一些供应商共同研发。“无论是OEM厂商还是其他的供应商之所以选择蓝牙技术解决方案，是因为他们已经意识到蓝牙将会不断创新，并且增加新功能，”蓝牙技术联盟高级战略规划总监夏斌（Chuck Sabin）先生对本刊记者说道，“除了2019年所推出的寻向功能之外，我们预计稍晚时候，在2021年，还将在汽车行业当中推出一个非常重要的功能，也就是安全测距。安全测距能够非常准确地测量一个物体和另外一个物体之间的距离，还能够知道另外一个物体接近到其他物体时候的速度，以便保证应用时的准确性和安全性。”

两种不同的蓝牙无钥匙开锁系统解决方案（图：蓝牙技术联盟）

下面这张图直观地表示出了UWB、BLE及WIFI对比时所表现的显著特点。

UWB、BLE和WIFI对比（图：大陆集团）

大陆集团的基础版智能手机车辆访问系统采用了低功耗蓝牙（BLE）技术，而最新一代的数字密钥系统搭载了超宽带技术，为车主提供更多便利性和新功能。UWB 和 UWB 低功耗蓝牙（UWB-BLE）收发器模块可支持获得授权的智能手机以高度的准确性在车内和车外进行定位。智能设备集成进入解决方案的车载架构还含有一个中央电子计算机装置，其中内置了一个硬件安全模块,它是数字车辆密钥的安全存储区域。只要准确地定位了授权的智能手机，该系统就能够解锁车辆和启动引擎，而无需用户掏出智能手机执行操作（“无钥匙进入”）。在这个过程中，驾驶员可以一直将手机放在口袋中。这种精准定位还能支持运行以用户为中心的新功能，比如通过智能手机远程控制停车操作。除了提高便捷性之外，搭载超宽带技术的智能手机解决方案还能阻止来自中继（中间人）攻击的非法访问操作，避免偷车贼拦截和扩展关键信号以获取访问数据。

驾驶员无需拿起相关设备，即可直接使用自己的智能手机解锁和启动车辆（图：大陆集团）

除了自动解闭锁和启动功能外，海拉蓝牙进入系统首先由于采用了虚拟车钥匙的概念，具有分享性。举个例子，当车主出差在外时，车主就可以通过手机把自己的钥匙通过云端发送给朋友或家人，并可以设定分享的时间段。这样其他人只要带着自己的手机，就可以实现相应授权的功能，自由用车。功能授权更能体现在些特殊的场景 下面， 比如车主想让快递小哥把物品放在车辆后备箱内，但不能进入车辆和启动车辆，车主就可以在发送车钥匙给他的时候只授权开启后备箱门，这样就可以轻松解决车主不在家而又无处安放快递物品的烦恼。其次就是远程的软件更新，俗称FOTA (Flash Over The Air)无论是手机端的APP，还是车机端的主模块及传感器的软件，都可以通过云端把最新的软件推送过来自动更新。海拉历来是传统无钥匙进入系统的领导者，多年的丰富设计经验可以轻松移植到智能进入系统中。再者整个开发团队完全由本地工程师组成，在客户响应速度、开发成本方面都有较大优势。正是如此，使得该套系统已在2020年8月份在长城项目上实现量产，并在11月又成功获取国内一家知名主机厂项目，从而稳固了海拉在智能进入系统上的领先地位。

搭载海拉智能蓝牙进入系统的长城量产车型（图：海拉）

除了上文介绍到的无钥匙进入系统领先科技之外，其实该系统的安全也是要重重考虑的。当我们购买了一台智能汽车，它真的安全吗？会不会有一天，我们的设备不再“认识”我？甚至由别人冒充我的身份开走它？要知道，目前顶级的智能汽车都开始探索数字虚拟钥匙的应用，让用户依靠手机等就可以打开车门，甚至启动车辆。因此，信息的安全和连接的稳定就显得格外重要。而小鹏P7则以金融级的信息安全给出了全面的保障。

目前，搭载了数字虚拟钥匙的智能汽车拥有两种主要技术路线，一种是通过在其手机APP中内嵌数字证书，通过这个数字证书与车机交互，让车锁识别确实是车主的APP。如果采用这样的路线，其安全证书只存在于APP层面，车辆通过识别这个APP是否车主登录的，来确定是否安全，而非识别手机和生物特征。甚至在安卓生态，存在很多超级权限的APP，可以干扰其APP的安全可靠性（毕竟APP身份是有可能被伪造的）。同时，为提高安全性，品牌方会为证书设置有效期并定期更新，但证书更新依赖可靠的联网，也依赖云端的管理，只要一者出错则会出事。

小鹏P7带来金融级数字安全保护（图：小鹏汽车）

而小鹏P7的技术方案，则是通过手机出厂前预置的安全证书实现鉴权功能（证书为互联网金融身份认证联盟IIFAA与手机厂商合作的产物，小鹏为联盟内“数字车钥匙”副组长）。该功能基于支付宝安全架构深度研发，达到金融级的安全要求。这样做的优势是：1、更安全：车辆能识别用户手机+车主人脸/指纹，而不仅是APP的验证。2、更可靠：手机内置的证书，不会被篡改，因此也几乎无需更新，加上手机的人脸指纹识别也是不需网络的。因此整套流程在保障高安全情况下，可以完全离线，不依赖网络。不会出现因为联网问题、云端服务器问题、证书过期问题等等，出现钥匙不可用情况。

整体来看，未来智能设备集成进入技术可以取代传统钥匙，使用非常便捷，驾驶员无需拿起相关设备，即可直接使用自己的智能手机安全解锁和启动车辆，但实体汽车钥匙不会突然几年之内就消失，要取决于不同区域的人群应用习惯。为了提供完美的用户体验，大陆集团会积极推动智能设备集成进入系统(CoSmA)的发展，目前，已有3家主流汽车制造商正面向全球市场将大陆CoSmA方案整合到其新一代车型的汽车架构中，并于2021年投入量产。UWB除了应用在无钥匙进入系统上，通过它的精确定位，可以将精准定位的信息用于车辆的其他系统，比如用在V2X或者是驾驶的导航辅助，交通记录及探测等方面。在汽车、出行和智能交通系统中，UWB扮演的角色更为重要，特别在自动驾驶、车内智能网络、中继攻击防御、无钥匙智能进入系统、自动泊车等方面可以带来更高性能、低成本的解决方案。

而蓝牙技术也同样具有多种优势，就蓝牙解决方案而言，目前有AlpsAlpine、TI、Cypress、Broadcom和Bosch等众多供应商都提供了支持蓝牙的数字密钥解决方案，市面上也有上百种解决方案使用蓝牙来支持无钥匙进入汽车的技术。除了无钥匙进入系统，在自动驾驶方面，蓝牙未来短期内会也更多地体现在其在车内传感器系统方面的应用上，例如车辆状态监测和他内部系统连接。面向未来，蓝牙技术会继续保持较高的研发和投资水平，尽管最近两年汽车行业发展放缓，同时疫情对汽车行业也产生了冲击，但拥抱最新的科技，才能捕捉新的市场机会，行业内的蓝牙技术联盟会继续联合会员单位积极推动蓝牙技术的发展，增强市场上的互通性，为未来蓝牙技术发展不断努力。

相信未来，UWB和BLE以及众多技术的配合协作会为未来智能出行带来更多惊喜！