车钥匙的消亡史，正在上演

安富利 2020-09-24 00:00

【应用手册】TI 全新MCU及C29内核的能源设施应用方案 【有奖直播】精密半导体参数测试解决方案

如果你有幸穿越到了未来，看到未来人驾驶的汽车忍不住想体验一把，而且他们也很乐意满足你的愿望，当你伸手向他们索要车钥匙的时候，未来人很可能会一脸茫然地反过来问你：“‘车钥匙’是个什么鬼？”——这是因为，在未来车钥匙的消失应该是个大概率事件。

你别不信，在今年6月举办的苹果全球开发者大会（WWDC）上，苹果就正式宣布将在iOS 14中支持Car Key数字汽车钥匙功能，基于该功能，用户可以在不使用物理实体钥匙的情况下，通过iPhone或Apple Watch去锁定、解锁、启动和驾驶汽车，并且能够将这把虚拟钥匙分享给别人。2021年款的宝马5系新车将成为第一个尝鲜的车型，支持Car Key。

按照苹果对Car Key的描述，我们不难给出一个所谓数字车钥匙的定义：这就是通过无线通信技术，赋予智能手机和可穿戴设备以“车钥匙”的功能，由此用户就可以摆脱对实体车钥匙的依赖，以更便捷、安全的方式打开车门、操控汽车。

图1，苹果宣布将在iOS 14中支持Car Key数字汽车钥匙功能（图源：网络）

车钥匙发展史

其实伴随着汽车百年的历史，车钥匙的进化也经历了好几代。最初的汽车在发动时需要将一个“大摇把”插入车头，用蛮力摇动才能行，是个不折不扣的力气活儿。后来到了1949年，才由克莱斯勒引入了与家用钥匙相似的机械形态的车钥匙。

但是这种机械钥匙太容易被“破解”，所以后来人们将防盗芯片技术植入到车钥匙中，只有经过芯片验证，才能解锁和启动汽车。到了上个世纪90年代，遥控技术也被引入到车钥匙中，用户只需一摁按钮，爱车就会“嘟”的一声解锁/上锁，这一技术的应用直到今天仍然有很高的市场占比。

但人们对于这样的体验仍然不满意，于是被动无钥匙进入系统（PKE）诞生了——只要是车钥匙在身上，用户无需掏出它，而只需触摸门把手即可开启车门；在驾舱内也不必插入钥匙点火，而是按下一个按钮车辆就启动了。

总之可以看出，车钥匙从刀片机械钥匙，到芯片/遥控钥匙，再到后来的PKE，一路走来都是为了让用户更省心、省事，而其结果则是“车钥匙”越来越不像钥匙。而到了今天的数字车钥匙，就干脆连钥匙这个“物理存在”都省去了，成了一个内置在手机和其他设备中的“虚拟钥匙”。

如果我们深究这一变化会发现，它除了会让车门的上锁/解锁，以及驾驶认可和车辆启动的功能更便捷之外，还会给未来汽车增添不少新体验。比如：

钥匙的数字化和虚拟化，让车钥匙的分享和分发变得更简便和高效——无需实体钥匙的移交，任何通过云端获取了数字车钥匙的用户，都会被授权开启和使用指定的车辆。这种便利性不仅有利于汽车使用权在家庭成员和熟人朋友间的转移，对于汽车租赁和共享汽车等新业态的发展，也大有裨益。
数字车钥匙更便于与特定用户“绑定”在一起，进而和整车的数据更好地融合并被加以利用，汽车及其背后的车企和服务机构，可以据此根据用户偏好提供更精准的服务。

这些新体验关乎整个汽车行业是否能够从用户身上挖掘出更大的价值，因此大家对数字车钥匙趋之若鹜当然就不难理解了。

技术和标准

数字车钥匙虽然看起来“真香”，但这个idea想要成功颠覆以往人们所熟悉且成熟的方案，还需要有一个无线通信技术能够在用户和车辆之间进行“对话”，完成身份认证等操作，提供一个无缝而安全的体验。

目前在开发者的“工具箱”中有几个候选无线技术可供选择，首当其冲的就是蓝牙，因为它在通信距离、安全性和低功耗等方面都能够满足数字车钥匙应用场景的要求。更为关键的是在诸多无线技术中，蓝牙的应用最为广泛——目前所有智能手机中都会标配蓝牙；而在汽车端，根据蓝牙技术联盟（SIG）的预测，到2024年蓝牙车载设备出货量为1.09亿台，在87%的新出产车辆中，都将标配蓝牙，这也意味着可选的符合车规的蓝牙硬件资源也会更丰富。

不过未来数字车钥匙市场蛋糕，蓝牙也不会一“人”独享， NFC技术已经在对其发起冲击，这个近场无线通信技术允许在几厘米的范围内进行数据交换，在汽车门禁上提供“一触即开”的体验，且信息不易被窃取，安全性方面也得到了金融级应用的验证。而且NFC支持从主设备取电的模式，因此即使在手机息屏、电量少甚至是关机的状态下，也可实现解闭锁、启动车辆等操作，这与蓝牙相比是一个差异化的卖点。据悉，苹果就将在其Car Key应用中使用NFC技术，这也势必会产生示范作用。

图2，安富利开发的基于NFC的数字车钥匙方案（图源：安富利）

除了蓝牙和NFC，另一种无线技术也在数字车钥匙的应用中悄然兴起，这就是 UWB超宽带技术。UWB是在宽频带上使用短脉冲传输数据，该技术可通过测量无线电波的ToF飞行时间和到达角来实现准确定位，定位精度可以达到厘米级，能够精准地感知用户已经接近车门。这个特性使得利用UWB实现基于数据钥匙的PKE成为可能——只要你随身携带了支持UWB、内置数字钥匙的手机或者可穿戴设备，接近爱车时车门就会自动解锁，你甚至不用抬手做任何动作。而且有别于其他利用信号强度感知距离的无线技术，UWB的信号中都标记有时间戳，可以有效防止中继攻击复制信号，令安全性大为增强。目前很多车企都启动了UWB数字钥匙的计划，苹果也在去年推出的iPhone 11中率先集成了UWB，显然是在提前布局和卡位。