Suchen

Kfz-Zugangskontrollsysteme: Die Möglichkeiten mit Bluetooth Low Energy

| Autor/ Redakteur: Vihang Parmar* / Benjamin Kirchbeck

Mit Bluetooth Low Energy ergeben sich diverse Möglichkeiten, die Nutzererfahrung von Kfz-Zugangskontrollsystemen aufzuwerten. Welche das sind und was dabei beachten werden muss, lesen Sie in diesem Beitrag.

Firmen zum Thema

Eine Herausforderung beim Design eines Phone-as-a-Key-Systems ist das Sicherstellen der Interoperabilität des Kfz-Zugangskontrollsystems.
Eine Herausforderung beim Design eines Phone-as-a-Key-Systems ist das Sicherstellen der Interoperabilität des Kfz-Zugangskontrollsystems.
(Bild: Clipdealer)

Mit der Phone-as-a-Key-Technik wird es möglich, bei PEPS-Systemen (Passive Entry Passive Start) ohne den bisher erforderlichen Schlüsselanhänger auszukommen. Bluetooth Low Energy ist eine führende Technik für diese Anwendung, denn sie ist nicht nur vielseitig, sondern ist außerdem in Smartphones in großem Umfang verbreitet.

In nachfolgenden Bild ist die typische Architektur eines Systems zu sehen, das die Phone-as-a-Key-Technik nutzt. Ein Bestandteil dieses Systems ist ein Smart-Key-Modul, das mit dem als Schlüssel fungierenden Telefon und mehreren Satellitenmodulen kommuniziert, die die Bluetooth Low-Energy-Verbindung zwischen dem Zentralmodul und dem Smartphone passiv überwachen. Ein Referenzdesign veranschaulicht die Implementierung eines solchen Knotens.

PEPS-Architektur in einem Auto. Die Zahl der Satellitenmodule variiert abhängig von den Systemanforderungen.
PEPS-Architektur in einem Auto. Die Zahl der Satellitenmodule variiert abhängig von den Systemanforderungen.
(Bild: TI)

Tatsächlich kommen mehrere Funktechniken für die Phone-as-a-Key-Lösung in Frage. Verschiedene Eigenschaften machen jedoch Bluetooth Low Energy zu der hierfür am besten geeignete Technik.

Geringer Stromverbrauch

Das Energiebudget moderner vernetzter Autos wird – besonders bei ausgeschalteter Zündung – immer knapper, denn die Fahrzeuge enthalten immer mehr Elektronik. Die Folge ist, dass ein geringer Stromverbrauch im Betrieb zu den wichtigsten Anforderungen an ein Kfz-Zugangskontrollsystem gehören kann. Da ein solches System aus mehreren Knoten besteht, zahlt es sich gleich mehrfach aus, wenn der Stromverbrauch eines Knotens gesenkt wird. Bluetooth Low Energy mit seiner niedrigen Leistungsaufnahme bietet sich besonders für Always-On-Anwendungen dieser Art an.

Präzision

Ein Kfz-Zugangskontrollsystem muss zuverlässig und präzise arbeiten, und zwar in den unterschiedlichsten Funk-Umgebungen wie etwa belebten Innenstädten oder Tiefgaragen. Stets muss gewährleistet sein, dass es zu keiner Multipath-Ausbreitung kommt. Mehrere Bluetooth Low Energy-Anker in einem Kfz-Zugangskontrollsystem können dieses Problem lösen, indem sie Daten wie die Stärke des empfangenen Signals (Received Signal Strength Indication, RSSI), den Winkel der ankommenden Signale (Angle of Arrival, AoA) und eine von mehreren Ankern erfasste phasenbasierte Entfernungsbestimmung berücksichtigen. Mehrere passive Anker (bzw. Knoten) stärken außerdem das Vertrauen in die Messungen. Folglich bietet Bluetooth Low Energy die dringend benötigte Genauigkeit in reflexionsträchtigen Umgebungen, während gleichzeitig die Betriebssicherheit des Kfz-Zugangskontrollsystems gesteigert wird.

Große Verbreitung

Eine weitere Herausforderung beim Design eines Phone-as-a-Key-Systems ist das Sicherstellen der Interoperabilität des Kfz-Zugangskontrollsystems mit der Vielzahl der in Gebrauch befindlichen Smartphones. Wie dem Bluetooth Market Update Report 2019 zu entnehmen ist, sind inzwischen 100 % aller neu ausgelieferten Smartphones mit Bluetooth-Technik ausgestattet. Infolge dieser lückenlosen Verbreitung ist Bluetooth Low Energy zum De-facto-Standard für Real-Time Location Services (RTLS) auf der Basis von Smartphones geworden. Die Aufnahme von Peilfunktionen in den neuesten Bluetooth-Standard untermauert zusätzlich die Eignung von Bluetooth als Schlüsseltechnologie für Ortungs-Anwendungen wie Phone-as-a-Key und PEPS.

Mit Bluetooth Low Energy ergeben sich grenzenlose Möglichkeiten, die Nutzererfahrung von Kfz-Zugangskontrollsystemen aufzuwerten. Zum Beispiel braucht sich der Anwender dem Fahrzeug nur zu nähern, um es mithilfe seines als Schlüssel dienenden Smartphones zu entriegeln, woraufhin das Fahrzeug seine Einstellungen mithilfe entsprechend hinterlegter Nutzerprofile automatisch an die Vorlieben des Fahrers anpasst (z. B. Spiegel- und Lenkradeinstellung, Sitzposition und Head-up-Display).

Kfz-Zugangskontrollsysteme auf der Basis von Bluetooth Low Energy geben dem Fahrzeug ferner die Möglichkeit, verschiedene Entfernungsbestimmungs- und Ortungsfunktionen zu nutzen, um das autorisierte Telefon im Auto zu lokalisieren, wodurch eine zusätzliche Sicherheitsmaßnahme genutzt wird, bevor die Türen entriegelt werden und der Motor gestartet wird. Abgesehen davon kann jeder Anwender digitale Schlüssel für seine Freunde und Familienangehörige erstellen, ebenso wie temporäre Schlüssel für das Valet Parking. Carsharing wird hierdurch in jedem Fall deutlich komfortabler.

* Vihang Parmar ist als Applications Engineer für Texas Instruments tätig

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de (ID: 46257702)