本文的實(shí)際應(yīng)用示例將說(shuō)明如何運(yùn)用Silicon Labs（芯科科技）EFR32xG24SoC的信道探測(cè)（Channel Sounding）開(kāi)發(fā)板－BRD4198A，進(jìn)一步通過(guò)信道探測(cè)提供的精準(zhǔn)測(cè)距來(lái)達(dá)成基于存在檢測(cè)的PC鎖定功能。主要目標(biāo)是通過(guò)分析用戶的信道探測(cè)距離來(lái)判斷其是否在場(chǎng)。如果檢測(cè)到用戶不在，開(kāi)發(fā)板將通過(guò)低功耗藍(lán)牙HID協(xié)議發(fā)送命令來(lái)鎖定PC。該應(yīng)用支持運(yùn)行Windows或Linux的PC。

什么是信道探測(cè)

藍(lán)牙信道探測(cè)，其前稱(chēng)為高精度距離測(cè)量（HADM），使用基于相位的測(cè)距（PBR）、往返時(shí)間（RTT）或兩者結(jié)合的方式，精確測(cè)量?jī)蓚€(gè)低功耗藍(lán)牙（Bluetooth LE）設(shè)備之間的距離。它支持面向連接的雙向測(cè)距，并支持最多四條天線路徑，從而最小化多路徑效應(yīng)并提高測(cè)量精度。此外，它還具備增強(qiáng)的內(nèi)建安全功能，可降低中間人攻擊或中繼攻擊的風(fēng)險(xiǎn)。

信道探測(cè)通過(guò)在兩個(gè)設(shè)備（發(fā)起方和反射方）之間交換信息來(lái)估算距離。它們?cè)?2個(gè)射頻物理信道上交替發(fā)送和接收信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)精確的距離測(cè)量。該技術(shù)在2.4 GHz頻段上使用PBR、RTT或兩者結(jié)合進(jìn)行協(xié)調(diào)。

RTT（往返時(shí)間）：指信號(hào)從發(fā)起方傳輸?shù)椒瓷浞皆俜祷厮璧臅r(shí)間。通過(guò)評(píng)估飛行時(shí)間（ToF），即數(shù)據(jù)包在兩個(gè)設(shè)備之間往返所需的時(shí)間，可以估算出距離。設(shè)備會(huì)記錄到達(dá)時(shí)間（ToA）和離開(kāi)時(shí)間（ToD），通過(guò)分析這些時(shí)間差來(lái)計(jì)算可靠的距離。由于時(shí)間不可逆，RTT被認(rèn)為具有高度安全性。

PBR（基于相位的測(cè)距）：利用射頻信號(hào)的相位旋轉(zhuǎn)原理來(lái)確定距離。發(fā)起方發(fā)送帶有特定頻率和幅度信息的信號(hào)，反射方測(cè)量接收到信號(hào)的相位后再發(fā)送響應(yīng)。通過(guò)比較兩個(gè)設(shè)備之間信號(hào)的相位差，可以確定相對(duì)距離。與RSSI（接收信號(hào)強(qiáng)度指示器）等方法相比，PBR更難被操控，因此更安全。

基于信道探測(cè)的PC鎖定示例

我們的新項(xiàng)目基于存在檢測(cè)示例，使用信道探測(cè)的距離測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)PC鎖定功能。主要目標(biāo)是通過(guò)分析用戶的信道探測(cè)距離來(lái)判斷其是否在場(chǎng)。

如果檢測(cè)到用戶不在，開(kāi)發(fā)板將通過(guò)低功耗藍(lán)牙HID協(xié)議發(fā)送命令來(lái)鎖定PC。該應(yīng)用支持運(yùn)行Windows或Linux的PC。

連接要求

運(yùn)行該信道探測(cè)示例需要兩個(gè)設(shè)備：

發(fā)起方：運(yùn)行藍(lán)牙信道探測(cè)的PC鎖定示例

反射方：運(yùn)行藍(lán)牙SoC信道探測(cè)反射器示例

用戶需將EFR32xG24信道探測(cè)無(wú)線電板連接到Wireless Pro Kit主板，并通過(guò)USB Type-C連接到筆記本或PC。

技術(shù)背景

應(yīng)用程序會(huì)與反射方建立連接（用戶攜帶未修改的反射器設(shè)備）。然后，應(yīng)用程序在PBR或RTT模式下運(yùn)行信道探測(cè)過(guò)程以估算距離。測(cè)量完成后，應(yīng)用程序?qū)⒕嚯x值與配置的閾值進(jìn)行比較（默認(rèn)值可在config/app_config.h文件中修改）。如果檢測(cè)到用戶離開(kāi)，開(kāi)發(fā)板將通過(guò)BLE HID協(xié)議發(fā)送命令鎖定PC。

該測(cè)量過(guò)程支持兩種算法模式：

移動(dòng)對(duì)象跟蹤模式：每次信道探測(cè)過(guò)程都會(huì)計(jì)算距離。

靜止對(duì)象跟蹤模式：需要多個(gè)信道探測(cè)過(guò)程的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算距離。

實(shí)際運(yùn)行效果

當(dāng)用戶（攜帶反射器設(shè)備）離開(kāi)PC時(shí)，程序會(huì)將測(cè)得的距離與配置的閾值進(jìn)行比較。如果判斷用戶不在場(chǎng)，開(kāi)發(fā)板將通過(guò)BLE HID協(xié)議發(fā)送“Windows + L”組合鍵來(lái)鎖定PC。

我們使用第三方終端工具Tera Term來(lái)接收和查看日志，包括距離閾值、在場(chǎng)狀態(tài)和PC是否被鎖定。如果使用的是BRD4198A信道探測(cè)無(wú)線電板，程序還可以在集成的LCD上顯示距離閾值、在場(chǎng)狀態(tài)和鎖定狀態(tài)，并通過(guò)LED0指示用戶是否在場(chǎng)。