苹果Airtag之所以能给用户提供差异性服务，与其他蓝牙定位的tag最大区别，是其使用的UWB（超宽带）技术实现精确定位。那么依靠苹果强大的生态示范效应，是否能将其从“星星之火”烧成“燎原之势”？
UWB加速部署背后的强大力量
1、标准的制定和联盟的推动
目前全球有FiRa和UWB联盟两大组织致力于积极拓展UWB生态系统。两者之间的区别在于UWB联盟的重点是保护/加强UWB在监管方面的权利(FCC/ETSI)，努力实现一个开放的标准。然而FIRA却致力于定义关于免提访问控制、室内位置服务和“设备到设备”等应用的用例，在MAC和应用层(与BT SiG相同的模式)上开发互操作性规范、运行认证计划，并确保UWB的技术优势得到推广。
2、UWB技术本身的安全性和高精确性
“安全性是UWB的关键独特属性之一。我们相信，UWB的安全访问应用将成为其所有市场中提升采用率的主要推动力。”Todd Gillenwater告诉《电子工程专辑》，除了通过标准AES提供的加密功能外，UWB的独特功能还在于它能够保证设备在空中交换数据时的物理存在，也被称之为距离边界协议或“安全气泡”。
UWB的技术关键是允许设备精确定位彼此在现实世界中的位置。从目前市面上的UWB产品来看看，UWB设备可以检测到10厘米以内的位置，当然市面上也会有一部分说精度可以到5个毫米，从技术本身而言这个也不是不可能，只要能够把UWB的收发设备间的时间精度提高到皮秒级别确实就可以做到。但是关键是能提高到皮秒级别么？
这项技术的工作原理是使用无线电信号的总往返飞行时间（以光速移动的无线电波的纳秒为单位）来计算设备的距离，即TOF。这是一个重要的安全特性，因为其他无线技术（如蓝牙）倾向于通过测量无线信号的强度来估计距离，而不是计算两个物品之间的距离。这样会导致一种潜在的可能，比如伪造一个信号，提高它的功率，当你不在的时候，欺骗蓝牙设备以为你就在附近。这个安全漏洞比较严重的，可以导致Mac电脑被入侵或车被偷走。
光的速度和往返信号允许精确测量距离，但是UWB还可以通过测量接收来自多个天线的信号时所产生的相移来确定无线电信号的到达角。把距离和角度放在一起，你就有了难以置信的精度。
3、消费电子加速UWB应用的部署和拓展
如果说最近数码圈什么产品最火，来自苹果的AirTag可谓当仁不让。AirTag是一个蓝牙UWB两用追踪器，把这个小玩意挂在一个物品上，物品丢失后，它就会通过蓝牙向周围苹果设备发送位置信息，然后这个位置信息会被上传到苹果的云服务iCloud上，这时用户就能看到自己物品的下落了。而且，如果你的iPhone支持UWB技术那么你就可以使用Airtag里面的U1芯片进行更加精确的位置锁定。
作为苹果在海外的首要竞争对手，三星也终于发售了一款从功能到原理上和AirTag相匹配的产品——三星Galaxy SmartTag+。三星Galaxy SmartTag+同样支持蓝牙定位，也会利用三星Galaxy Note20 Ultra 5G、Galaxy S21+ 5G和Galaxy S21 Ultra 5G手机内置的UWB技术实现更加精确的定位，甚至是AR寻物导航。
图1 UWB部署行业应用
UWB实现数字化钥匙的布局
对汽车钥匙而言，蓝牙的安全隐患实在太大，所以，UWB有助于刺激汽车制造商摆脱蓝牙采用更安全的解决方案。苹果和谷歌都是汽车连接联盟的成员，该联盟应该能够使支持UWB的设备安全地取代蓝牙汽车遥控器。
当然，许多功能需要在大多数智能手机都支持超宽带的情况下才能实现。目前苹果，三星，小米等都陆续发布了UWB技术的手机，而国内其他手机厂商OPPO，VIVO，华为也都在技术预研中，随着Airtag的发布，也一定会加快国内手机厂商的步伐。并且随着CCC联盟标准的制定，手机和车端UWB打通，UWB在车端的普及将会进一步加快进程。
当然UWB手机和车端的连通，并不仅限于汽车钥匙的作用，在未来，我们对于UWB在汽车上也会有更多的想象空间，例如无感支付，Carplay投屏，数据传输，车辆租赁等等。
MAC版本车规级UWB芯片
为了加快用户对于手机和车端UWB的打通，NXP为此特意推出了MAC版本的NCJ29D5D芯片，用户无需自行开发基于CCC标准的协议，通过对函数接口调用，配置相关信息即可轻松上手实现车端UWB基站和手机的交互。
如图2，芯片的内部示意图和特性如下：
符合IEEE 802.15.4 HRP UWB PHY标准；
专用的MAC固件，按照汽车连接联盟(CCC)的规定操作，简化UWB测距设置和会话控制，实现与汽车接入生态系统的互操作性。
支持从6.0 GHz到8.5 GHz的SHF UWB频段，中心频率从6.5 GHz到8.0 GHz；
低功耗，Hard Power Down State可达nA级别；
内置可配置限流器，针对纽扣电池供电的应用；
支持窄带干扰消除（NBIC），具有出色的同频干扰抑制能力；
ARM®Cortex-M33 32位处理器55.2 MHz；
ARM®AHB-Lite总线矩阵和双主控NS-DMA，可实现快速数据传输；
支持AES-128和AES-256；
集成温度传感器，用于晶体温度漂移补偿；
支持高精度外部温度传感器，可实现精确的晶体温度漂移补偿。
图2 NCJ29D5内部框图示意图
ZLG方案概述
1、系统总体框图如图3所示
BCM采用S32K142
各个锚点方案为S32K+NCJ29D5
手持端为NCJ29D5+KW36A方案
基站蓝牙为KW36A
图3系统总体框图
2、ZLG UWB方案优势
缩短了系统测距响应时间
BCM统一调度测距过程
优化了锚点功耗
通过蓝牙调度策略改进，优化了手持端功耗
增加手持端运动状态和电量监控
手持端可充电方案设计
多种工况测试
改进滤波和定位算法
上位机实时监测各个锚点数据，钥匙坐标，钥匙状态，灵活配置算法标定参数，根据车型和演示需要，调整迎宾、解锁和车内范围区域
可视化图形界面实时显示钥匙位置，移动轨迹
图4 上位机界面图示
3、台架测试
蓝牙性能测试
BCM与UWB锚点通信测试，
功耗测试，
手持端与锚点的UWB通信功能测试
耐久测试
4、实车测试
ZLG内部实车蓝牙性能测试
ZLG内部实车UWB性能测试
ZLG内部实车UWB车内外定位功能测试
各种停车场合工况测试(旁边不同数量停车位)
根据各个工况结果优化数据滤波和定位算法
车内覆盖区域测试和标定
车外覆盖区域测试和标定
5、ZLG UWB 其他系统设计资源
支持系统CAN总线设计与测试分析
可以支持车厂要求的诊断服务
可以支持BOOTLOADER等功能
可使用USBCAN、CAN OE和ZLG相关工具完成诊断测试及在线升级
ZLG已经加入Car Connective Consortium联盟
完成了UWB手机和CCC规范UWB锚点的联动
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注：文章转载自 ZLG立功科技
