産業用IoT（IIoT）環境では、正確かつ安全な距離測定が不可欠です。その用途は、安全な資産追跡、自動倉庫システム、ビルオートメーション、入退室管理システムなど多岐にわたります。しかし、一般的な測距方法では、現代の産業用IoTアプリケーションに求められる高い精度と安全性の基準を満たすことは困難です。

NXPのMCX W72ワイヤレスマイクロコントローラ（MCU）は、Bluetoothチャネルサウンディング技術を統合し、FRDM-MCXW72およびMCXW72-LOC開発ボードによるハードウェアサポートを提供することで、これらの課題に的確に対応し、迅速なプロトタイピングと展開を支援します。

長年にわたり、Bluetooth測距は主に受信信号強度インジケータ（RSSI）と到来角/出射角（AoA/AoD）技術に依存してきました。これらの方法は実装が容易ですが、精度の限界やセキュリティ上の脆弱性といった問題があります。例えば、RSSI測定は環境要因やマルチパス干渉の影響を非常に受けやすく、また両方式とも中間者（MITM）攻撃に対して脆弱であり、攻撃者は信号強度を操作して距離測定結果を偽装することが可能です。

これは、Bluetoothチャネルサウンディング技術が往復時間と位相ベースの測距方法をどのように組み合わせるかを示しています。

Bluetoothチャネルサウンディング技術は、Bluetooth 6.0規格の一部であり、往復時間（RTT）と位相ベース測距（PBR）という2つの相補的な技術を組み合わせた、まったく異なる測距方式を採用しています。RTTは、暗号化されタイムスタンプ付きのパケットを使用してセキュアでおおまかな距離推定を提供します。これらのパケットは攻撃者によって複製されることはありません。続いてPBRは、交換されるトーン内の位相シフトを測定することで、細かい粒度の精度を実現し、一般的な開放環境では±0.5メートルの標準的な精度を達成します。

チャネルサウンディング技術は、タイムスタンプ付きの暗号化パケットを使用し、RTTとPBRの測定結果を相互検証することで、強固な防御体制を構築し、リレー攻撃や増幅攻撃に効果的に対抗します。この技術は、安全性に直接影響を与える正確で精度の高い距離測定が必要なアプリケーション分野、例えばスマートロック、入退室管理システム、キーレス車両エントリー、デジタルホームドア、ビルオートメーションシステムなどに最適です。

先進のBluetoothチャネルサウンディングと位置計算エンジンを活用して、IoTプロジェクトを設計しましょう。次のプロジェクトのためにFRDM-MCXW72開発ボードをご注文ください。

NXP MCX W72：産業用IoTアプリケーション向けチャネルサウンディングソリューション

MCX W72は、Bluetooth 6.0チャネルサウンディング認証を受けたNXPのワイヤレスMCUで、産業用IoTアプリケーション向けに設計されています。このプラットフォームは、Bluetooth Low Energy、ThreadベースのMatter、Zigbeeを含むマルチプロトコル接続をサポートしています。

MCX W72のブロック図

MCX W72の測距機能の中核は、専用の位置計算エンジン（LCE）です。この専用ハードウェアは、位置アルゴリズムの演算速度をメインのArm® Cortex®-M33コアの最大10倍に高速化し、アルゴリズムの実行時間を約45%短縮します。その結果、レイテンシが低減され、消費電力も削減されます。これはバッテリ駆動の産業用IoTデバイスにとって極めて重要です。

NXP MCX W72は、統合されたEdgeLock®セキュアエリアコアプロファイルにより情報セキュリティを確保し、鍵の保存や信頼できるブートプロセスなど、機密性の高い暗号化操作を隔離できます。さらに、その先進的な低消費電力Bluetoothワイヤレスユニットは最大24の同期接続をサポートしており、複数のデバイスが通信と測距操作の調整を必要とする複雑な産業用IoT展開に強力な接続性を提供します。

ハードウェアサポート：迅速なプロトタイピングのための開発ボード

開発者がBluetoothチャネルサウンディング技術を実際のシナリオに適用できるよう、NXPはプロトタイピングを加速する専用のハードウェアプラットフォームを提供しています。この開発ボードシリーズは評価プロセスを簡素化し、製品化を加速するとともに、安全で精度の高い測距ソリューションを構築するための柔軟な選択肢を提供します。

FRDM-MCXW72開発プラットフォーム

FRDM-MCXW72は、NXPの実績あるFRDMプラットフォームをワイヤレス開発に導入します。このコスト効率の高い開発ボードにはワイヤレスデモがプリインストールされており、NXP IoT Toolboxモバイルアプリとすぐに連携できるため、開発者は開封後数分で基本機能を評価できます。このボードは、Arduinoコネクタ、mikroBUS、ペリフェラルモジュール（Pmod）コネクタなど、複数の拡張オプションを提供し、特定のアプリケーションのプロトタイピングにセンサやペリフェラルを追加するのに便利です。LPC55S69ベースのオンボードMCULinkデバッガにより、外部デバッグツールの必要性も排除されます。その他の機能には、外部フラッシュメモリ、I²Cセンサ、光センサ、RGBおよび青色LED、CAN接続、PCBアンテナ、伝導（ケーブル）測定用のuFLコネクタが含まれます。

MCXW72-LOC位置決めボード

チャネルサウンディングアプリケーションに特化した開発者向けに、MCXW72-LOCは専用の評価プラットフォームを提供します。この産業用IoT評価キットは、MCX W72のマルチプロトコルワイヤレスサポート（Bluetooth Low Energy、Zigbee、Thread、Matter、CAN接続を含む）に対する詳細なテスト機能を提供します。

MCXW72-LOCは、デュアルアンテナダイバーシティシステムを採用し、RFスイッチを介して2つの2.4GHzアンテナを動的に選択することで、FRDM-MCXW72ボードのシングルアンテナと比較して測距精度を向上させています。コンデンサの再ハンダ付けにより、アンテナの代わりにSMAコネクタを選択することもでき、伝導（ケーブル）測定実験をサポートします。

MCXW72-LOCボードには、チャネルサウンディングデモがプリインストールされています。開発者は2台のMCXW72-LOCボードをペアリングすることで、ワイヤレス測距セッションをシームレスにデモンストレーションし、実際の条件下での性能を評価できます。このプラットフォームは、高度なMCU-Linkハードウェアデバッガ、複数の電源と低消費電力オプション、デュアルCANトランシーバ、ボタン、スイッチ、LED、そしてセンサを簡単に統合するためのMikroE Clickコネクタも提供します。

開発エコシステムのサポート

両ボードとも、NXPの開発エコシステムと完全に互換性があります。MCUXpressoソフトウェア開発キット（SDK）は、ドライバ、サンプルコード、包括的なドキュメントを提供します。さらに、アプリケーションコードハブ（ACH）は、開発を加速するために専門家が作成したコード例を提供し、拡張ボードハブ（EHB）は、開発者とNXPおよびそのエコシステムパートナーの互換性のあるアドオンボードとの架け橋となります。NXPのプロプライエタリなアルゴリズムは、生のチャネルサウンディング測定データを正確な距離推定値に変換し、アプリケーション開発者から複雑な数学的計算を抽象化します。

NXP KW47：チャネルサウンディング技術を自動車システムへ

KW47アーキテクチャ

MCX W72が主に産業用IoT向けであるのに対し、NXPのKW47は同じチャネルサウンディング機能を自動車アプリケーションに持ち込みます。NXP初の車載グレードBluetooth 6.0チャネルサウンディングMCUであるKW47は、AEC-Q100 2級認証要件を満たし、ASPICE、MISRAソフトウェア規格、統合CAN通信を備えたAUTOSARをサポートしています。

NXP KW47は、セキュアなデジタルキーシステムと自動車入退室アプリケーションを実現し、その検出範囲は最大100メートル離れた場所からドライバーを検出し、近距離では20～50センチメートルの精度を提供するという印象的な性能を誇ります。KW47はMCX W72と同じプラットフォームアーキテクチャ（同じLCEとEdgeLockセキュリティ技術を含む）を採用しており、自動車用アプリケーションと産業用IoTアプリケーション間で一貫した開発体験と相互運用性を確保しています。KW47-LOC開発ボードは、産業用IoTアプリケーション向けのMCXW72-LOCと同様の評価ツールを自動車開発者にも提供しています。

ソリューションは量産済み

NXP MCX W72およびKW47は量産済みです。開発ボードは現在販売中であり、開発者はこれらのボードを使用してすぐにプロトタイピングを開始し、製品の量産に備えることができます。無限の可能性を切り拓きます。