村田近距離無(wú)線用電感器在汽車數(shù)字鑰匙中的應(yīng)用

汽車行業(yè)已經(jīng)迎來(lái)了百年不遇的大變革，新概念層出不窮——比如會(huì)員共享汽車，又比如具有自動(dòng)駕駛和自動(dòng)緊急呼叫功能的聯(lián)網(wǎng)汽車，等等。汽車訪問(wèn)的方式也隨之迅速改變。其中，實(shí)現(xiàn)共享汽車、具有汽車鑰匙功能、并確保安全的技術(shù)是數(shù)字鑰匙。

數(shù)字鑰匙以什么為工具？在什么系統(tǒng)中使用？數(shù)字鑰匙的特征、與傳統(tǒng)鑰匙的區(qū)別是什么？本文介紹數(shù)字鑰匙使用的通信技術(shù)以及數(shù)字鑰匙帶來(lái)的新的車載應(yīng)用。

什么是數(shù)字鑰匙？

數(shù)字鑰匙的工作原理是使用存儲(chǔ)在智能手機(jī)上的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)代替實(shí)體鑰匙來(lái)鎖定和解鎖門。與實(shí)體鑰匙不同，數(shù)字鑰匙以電子數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，因此可以靈活復(fù)制鑰匙并與家人和朋友共享。此外，還可以記錄和管理鑰匙的使用歷史。

圖1、數(shù)字鑰匙

您也許有些疑惑！現(xiàn)在的汽車很多都在使用無(wú)鑰匙的鑰匙或者智能鑰匙呀 ！數(shù)字鑰匙與這些“傳統(tǒng)”的汽車鑰匙有什么區(qū)別？

圖2、傳統(tǒng)的“無(wú)鑰匙的鑰匙”或“智能鑰匙”

汽車 無(wú)鑰匙的鑰匙 是指通過(guò)按下鑰匙上面的按鈕就可以鎖定和解鎖門的鑰匙。如果要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，則將實(shí)體鑰匙插入鑰匙孔并轉(zhuǎn)動(dòng)。

智能鑰匙 指的是拿著鑰匙走近汽車時(shí)，汽車會(huì)識(shí)別鑰匙發(fā)出的電波，按下按鈕即能鎖定或解鎖車門。即使不插入鑰匙孔，也可以進(jìn)行與插入鑰匙時(shí)相同的操作。要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，則按啟動(dòng)按鈕。大多數(shù)情況下，汽車都配備了被稱為“發(fā)動(dòng)機(jī)防盜鎖止系統(tǒng)”的功能，通過(guò)電子比對(duì)預(yù)防使用指定鑰匙以外的鑰匙啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，可以預(yù)防復(fù)制鑰匙、撬鎖、直接接線等犯罪行為。

智能鑰匙的核心是內(nèi)置的小型電子芯片。芯片上記錄的ID碼與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電腦中記錄的ID碼進(jìn)行電子比對(duì)，僅在一致時(shí)能啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。

數(shù)字鑰匙

數(shù)字鑰匙，不再有鑰匙實(shí)體，而是用智能手機(jī)代替鑰匙。拿上已作為鑰匙認(rèn)證過(guò)的智能手機(jī)接近汽車時(shí)，汽車將該智能手機(jī)識(shí)別為鑰匙。車主數(shù)字鑰匙即可以使用多種服務(wù)，包括啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、顯示汽車狀態(tài)和共享數(shù)字鑰匙等，這是一項(xiàng)有望在智能汽車訪問(wèn)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用的關(guān)鍵技術(shù)。

數(shù)字鑰匙的工作原理

車主通過(guò)將自己的智能手機(jī)與汽車配對(duì)，使自己的智能手機(jī)變?yōu)閿?shù)字鑰匙。配對(duì)使用汽車公司提供的指定工具（應(yīng)用程序）等進(jìn)行。作為數(shù)字鑰匙使用所需要的數(shù)據(jù)被加密并存儲(chǔ)在智能手機(jī)內(nèi)部高度安全的區(qū)域，因此，能預(yù)防非法訪問(wèn)。

圖3、數(shù)字鑰匙的工作原理

此外，車主還可以暫時(shí)向家人和朋友等人發(fā)行/停止數(shù)字鑰匙（好友鑰匙）。車主的使用歷史、好友鑰匙的發(fā)行/停止等信息在各智能手機(jī)制造商的服務(wù)器（云端）上進(jìn)行管理。

使用數(shù)字鑰匙的好處

數(shù)字鑰匙使用存儲(chǔ)在智能手機(jī)上的數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)別合法用戶，并可用于鎖定和解鎖車門以及啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。合法用戶的身份驗(yàn)證是在云端進(jìn)行的，因此對(duì)于預(yù)防非法用戶進(jìn)行非法訪問(wèn)等具有很高的安全性能。

此外，與實(shí)體鑰匙不同，只用復(fù)制智能手機(jī)中存儲(chǔ)的加密數(shù)據(jù)，即可靈活復(fù)制鑰匙并共享汽車，而且復(fù)制的數(shù)字鑰匙的使用時(shí)間也可任意設(shè)定。此外，如果智能手機(jī)丟失或被盜，可以通過(guò)遙控操作立即禁用它作為數(shù)字鑰匙的功能。而且將來(lái)還有望能在智能手機(jī)的畫(huà)面上對(duì)輪胎壓力、電池剩余電量等車輛狀況進(jìn)行監(jiān)控。

圖4、車輛狀況顯示

數(shù)字鑰匙汽車應(yīng)用趨勢(shì)

目前，作為使用數(shù)字鑰匙進(jìn)行的汽車訪問(wèn)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了通過(guò)智能手機(jī)身份驗(yàn)證來(lái)交接租賃汽車的鑰匙，但據(jù)說(shuō)未來(lái)可以實(shí)現(xiàn)以下的新汽車訪問(wèn)。

比如，超出“汽車鑰匙”的功能。

作為智能鑰匙和其他類型的鑰匙沒(méi)有的功能，數(shù)字鑰匙能通過(guò)智能手機(jī)掌握汽車的行駛里程、行駛路線記錄、輪胎壓力、電池電量和維護(hù)信息等。而且，只要持有數(shù)字鑰匙的用戶接近汽車，就能自動(dòng)對(duì)座椅位置、后視鏡角度、音頻設(shè)置等進(jìn)行設(shè)定。

另外，數(shù)字鑰匙還可作為汽車以外的鑰匙的功能。

在住宅中，通過(guò)智能手機(jī)管理門鑰匙的智能鎖正不斷普及。通過(guò)將汽車的鑰匙——數(shù)字車鑰匙和智能鎖的功能集成到智能手機(jī)中，數(shù)字鑰匙也可作為智能鎖使用，有望為日常生活帶來(lái)便利。

總結(jié)來(lái)說(shuō)，數(shù)字鑰匙使汽車不再需要實(shí)體鑰匙，已成為汽車共享不可或缺的技術(shù)。我們認(rèn)為，數(shù)字鑰匙正在向私家車和公司汽車不斷普及，并為家人、朋友和員工之間的汽車共享帶來(lái)了很大的便利。而且，它還可以兼作家庭和辦公室的智能鎖，也是一項(xiàng)給傳統(tǒng)鑰匙的概念帶來(lái)顯著變化的技術(shù)。

數(shù)字鑰匙技術(shù)今后將繼續(xù)發(fā)展，并有望通過(guò)增強(qiáng)安全性和提高兼容性來(lái)獲得眾多用戶的支持。

支持?jǐn)?shù)字鑰匙的通信技術(shù)

數(shù)字鑰匙使用智能手機(jī)，因此互聯(lián)網(wǎng)上通過(guò)4G、5G、Wi-Fi等進(jìn)行通信。那么， 汽車與數(shù)字鑰匙之間是采用什么樣的技術(shù)進(jìn)行通信的呢？ 在此對(duì)用于實(shí)現(xiàn)數(shù)字鑰匙的技術(shù)，即汽車與智能手機(jī)之間進(jìn)行無(wú)線通信的技術(shù)進(jìn)行介紹。

Bluetooth ^?

Bluetooth ^? 是無(wú)線通信的代表性通用標(biāo)準(zhǔn)，也是目前智能鑰匙中使用得非常普遍的通信方法。Bluetooth ^? 有很多版本，但大致可分為3.0之前的版本和4.0以后的版本。在4.0以后的版本中使用被稱為Bluetooth ^? Low Energy（BLE）的通信方式，可實(shí)現(xiàn)低功耗通信。 BLE在智能鑰匙中被大量使用，具有幾十米的通信范圍 ，因此在一般的停車場(chǎng)中已經(jīng)足夠。

另一方面，由于只用建立通信就可以鎖定和解鎖車門并啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，因此有人指出其存在通過(guò) 中繼攻擊 進(jìn)行汽車盜竊的危險(xiǎn)性——也就是通過(guò)中繼智能鑰匙不斷發(fā)射的微弱電波來(lái)遠(yuǎn)程鎖定/解鎖車門甚至并啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車盜竊方法。

UWB（Ultra Wide Band）

UWB是一種將超寬帶用于頻帶寬度的無(wú)線通信方式。

過(guò)測(cè)量從發(fā)送到接收的時(shí)間，即所謂的ToF（Time of Flight），可以確定準(zhǔn)確的距離和位置，因此，它也被作為一種針對(duì)中繼攻擊的有效防范技術(shù)而受到關(guān)注。此外，它還有一個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)低噪聲通信，因此不容易對(duì)其他通信造成干擾且功耗低。

另一方面，與NFC和Bluetooth ^? 相比，它在汽車上還未被普遍使用，在智能手機(jī)上的使用也僅限于少數(shù)機(jī)型。但是，由于UWB具有較高的安全性并能實(shí)現(xiàn)大容量通信，因有望在數(shù)字鑰匙領(lǐng)域得到普及。

NFC

NFC ( Near Field Communication) 是一種短距離無(wú)線通信技術(shù)，通信可能距離約為10厘米。利用它可以提供將鑰匙在門上的接收器上掃描來(lái)鎖定和解鎖門。

接收器使用電磁感應(yīng)方式與IC芯片通信，因此鑰匙不需要電池等電源。這意味著不必?fù)?dān)心像智能手機(jī)和智能鑰匙那樣因電池沒(méi)電而引起問(wèn)題。

但是，Bluetooth ^? 和UWB可以實(shí)現(xiàn)免提汽車訪問(wèn)，而NFC的通信距離較短，因此需要進(jìn)行“掃描”的動(dòng)作。此外，NFC的通信容量較小，不適合用于大量信息交換。

NFC用電感器

近距離無(wú)線（NFC）電路中，電感器用做除去NFC-IC高頻波的低通濾波器。此應(yīng)用中的的電感器要具有應(yīng)對(duì)NFC獨(dú)特需求的性能。 村田制作所的近距離無(wú)線用電感器 通過(guò)適合這些需求的性能，有助于NFC電路的效率化、小型化。了解詳情，請(qǐng)點(diǎn)擊以下圖片：

點(diǎn)擊圖片了解 村田的近距離無(wú)線用電感器 詳情

總 結(jié)

數(shù)字鑰匙使汽車不再需要實(shí)體鑰匙，已成為汽車共享不可或缺的技術(shù)。我們認(rèn)為，數(shù)字鑰匙正在向私家車和公司汽車不斷普及，并為家人、朋友和員工之間的汽車共享帶來(lái)了很大的便利。而且，它還可以兼作家庭和辦公室的智能鎖，也是一項(xiàng)給傳統(tǒng)鑰匙的概念帶來(lái)顯著變化的技術(shù)。數(shù)字鑰匙技術(shù)今后將繼續(xù)發(fā)展，并有望通過(guò)增強(qiáng)安全性和提高兼容性來(lái)獲得眾多用戶的支持。