Une mesure de distance précise et sécurisée est essentielle pour lenvironnement de lInternet industriel des objets (IIoT). Ses applications couvrent la traçabilité sécurisée des actifs, les systèmes de stockage automatisés, lautomatisation des bâtiments et les systèmes de contrôle daccès. Cependant, les méthodes de télémétrie ordinaires peinent à répondre aux exigences élevées de précision et de sécurité des applications modernes de lIIoT.

Le microcontrôleur sans fil (MCU) MCX W72 de NXP intègre la technologie de sondage de canal Bluetooth, et est pris en charge par les cartes de développement FRDM-MCXW72 et MCXW72-LOC, permettant ainsi de relever ces défis et de faciliter le prototypage et le déploiement rapides.

Pendant des années, la télémétrie Bluetooth sest principalement appuyée sur lindicateur de force du signal reçu (RSSI) et les technologies dangle darrivée/angle de départ (AoA/AoD). Bien que ces méthodes soient faciles à mettre en œuvre, elles présentent des limitations en termes de précision et des vulnérabilités de sécurité. Par exemple, les mesures RSSI sont très sensibles aux facteurs environnementaux et aux interférences multitrajets, et les deux méthodes sont vulnérables aux attaques de lhomme du milieu (MITM), où un attaquant peut manipuler la force du signal pour falsifier les mesures de distance.

Ceci montre comment la technologie de sondage de canal Bluetooth combine le temps aller-retour avec des méthodes de télémétrie basées sur la phase.

La technologie de sondage de canal Bluetooth, qui fait partie de la norme Bluetooth 6.0, adopte une approche de télémétrie radicalement différente, combinant deux techniques complémentaires : le temps aller-retour (RTT) et la télémétrie basée sur la phase (PBR). Le RTT fournit une estimation de distance sécurisée et grossière via des paquets de données chiffrés et horodatés qui ne peuvent pas être reproduits par un attaquant. Ensuite, la PBR atteint une précision fine en mesurant le déphasage dans les tonalités échangées, offrant généralement une précision typique de ±0,5 mètre en environnement extérieur.

La technologie de sondage de canal utilise des paquets de données chiffrés et horodatés, et effectue une validation croisée des mesures RTT et PBR, construisant ainsi une défense robuste contre les attaques de type "relais" et damplification. Cette technologie est idéale pour les applications nécessitant des mesures de distance précises et exactes, où ces mesures impactent directement la sécurité, comme les serrures intelligentes, les systèmes de contrôle daccès, lentrée sans clé des véhicules, les portes dentrée numériques pour la maison et les systèmes dautomatisation des bâtiments.

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NXP MCX W72 : Une solution de sondage de canal pour les applications IIoT

Le MCX W72 est le MCU sans fil de NXP certifié pour le sondage de canal Bluetooth 6.0, conçu pour les applications IIoT. Cette plateforme prend en charge la connectivité multiprotocole, y compris Bluetooth Low Energy, Matter basé sur Thread, et Zigbee.

Diagramme structurel du MCX W72

Au cœur des capacités de télémétrie du MCX W72 se trouve un moteur de calcul de localisation (LCE) dédié. Ce matériel spécialisé peut accélérer les algorithmes de localisation jusquà 10 fois par rapport au cœur principal Arm® Cortex®-M33, réduisant ainsi le temps dexécution des algorithmes de près de 45 %. Il en résulte une latence plus faible et une consommation dénergie réduite, ce qui est crucial pour les appareils IIoT alimentés par batterie.

Le MCX W72 de NXP assure la sécurité des informations grâce au profil de zone de sécurité EdgeLock® intégré, capable disoler les opérations cryptographiques sensibles, telles que le stockage des clés et les processus de démarrage de confiance. De plus, son émetteur-récepteur Bluetooth Low Energy avancé prend en charge jusquà 24 connexions simultanées, offrant une connectivité robuste pour les déploiements IIoT complexes, adaptée aux scénarios où plusieurs appareils doivent communiquer et coordonner les opérations de télémétrie.

Support matériel : Cartes de développement pour un prototypage rapide

Pour aider les développeurs à appliquer la technologie de sondage de canal Bluetooth dans des scénarios réels, NXP fournit des plateformes matérielles dédiées pour accélérer le prototypage. Cette série de cartes de développement simplifie le processus dévaluation, accélère la mise sur le marché et offre des options flexibles pour construire des solutions de télémétrie sécurisées et précises.

Plateforme de développement FRDM-MCXW72

Le FRDM-MCXW72 introduit la plateforme FRDM éprouvée de NXP dans le développement sans fil. Cette carte de développement économique est préchargée avec une démonstration sans fil qui fonctionne immédiatement avec lapplication mobile NXP IoT Toolbox, permettant aux développeurs dévaluer les fonctionnalités de base en quelques minutes après le déballage. La carte offre plusieurs options dextension, notamment des connecteurs Arduino, mikroBUS et des modules périphériques (Pmod), facilitant lajout de capteurs et de périphériques pour le prototypage dapplications spécifiques. Le débogueur MCULink intégré basé sur LPC55S69 élimine également le besoin doutils de débogage externes. Dautres fonctionnalités incluent une mémoire flash externe, un capteur I²C, un capteur de lumière, des LED RGB et bleues, une connexion CAN, une antenne PCB et un connecteur uFL pour les mesures conductives (par câble).

Carte de localisation MCXW72-LOC

Pour les développeurs se concentrant spécifiquement sur les applications de sondage de canal, le MCXW72-LOC offre une plateforme dévaluation dédiée. Ce kit dévaluation IIoT fournit des capacités de test approfondies pour le support sans fil multiprotocole du MCX W72, incluant Bluetooth Low Energy, Zigbee, Thread, Matter et la connexion CAN.

Le MCXW72-LOC utilise un système de diversité dantennes doubles, sélectionnant dynamiquement entre deux antennes 2,4 GHz via un commutateur RF, améliorant ainsi la précision de la télémétrie par rapport à lantenne unique de la carte FRDM-MCXW72. En ressoudant les condensateurs, il est possible de sélectionner des connecteurs SMA à la place des antennes, permettant ainsi des expériences de mesure conductives (par câble).

La carte MCXW72-LOC est préchargée avec une démonstration de sondage de canal. Les développeurs peuvent appairer deux cartes MCXW72-LOC pour démontrer de manière transparente une session de télémétrie sans fil et évaluer les performances dans des conditions réelles. La plateforme propose également un débogueur matériel MCU-Link avancé, plusieurs options dalimentation et de faible consommation, deux émetteurs-récepteurs CAN, des boutons, des interrupteurs, des LED et un connecteur MikroE Click pour faciliter lintégration de capteurs.

Support de lécosystème de développement

Les deux cartes sont entièrement compatibles avec lécosystème de développement de NXP. Le kit de développement logiciel (SDK) MCUXpresso fournit des pilotes, des exemples et une documentation complète. De plus, le Centre de code dapplication (ACH) propose des exemples de code rédigés par des experts pour accélérer le développement, tandis que le Centre de cartes dextension (EHB) fait le pont entre les développeurs et les cartes additionnelles compatibles de NXP et de ses partenaires de lécosystème. Les algorithmes propriétaires de NXP convertissent les données brutes de mesure de sondage de canal en estimations de distance précises, abstraisant ainsi les calculs mathématiques complexes pour les développeurs dapplications.

NXP KW47 : Introduction du sondage de canal dans les systèmes automobiles

Architecture du KW47

Alors que le MCX W72 est principalement destiné à lIIoT, le KW47 de NXP apporte les mêmes capacités de sondage de canal dans le domaine automobile. En tant que premier MCU de NXP certifié pour le sondage de canal Bluetooth 6.0 de qualité automobile, le KW47 répond aux exigences de certification AEC-Q100 niveau 2 et prend en charge les normes logicielles ASPICE, MISRA et AUTOSAR avec communication CAN intégrée.

Le KW47 de NXP permet de réaliser des systèmes de clés numériques sécurisés et des applications daccès automobile, avec une portée impressionnante – capable de détecter un conducteur jusquà 100 mètres et offrant une précision de 20 à 50 cm à courte portée. Le KW47 partage la même architecture de plateforme que le MCX W72 (incluant le même LCE et la même technologie de sécurité EdgeLock), garantissant une expérience de développement cohérente et une interopérabilité entre les applications automobiles et IIoT. La carte de développement KW47-LOC offre également aux développeurs automobiles un outil dévaluation similaire au MCXW72-LOC destiné aux applications IIoT.

Solutions en production de masse

Les NXP MCX W72 et KW47 sont en production de masse. Les cartes de développement sont désormais disponibles, et les développeurs peuvent immédiatement commencer le prototypage avec ces cartes, prêtes pour la production en série.Des possibilités infinies souvrent.