基于芯科科技信道探测开发板的PC桌面锁定示例

环贸财神 2025-11-25 4618人围观

本文的实际应用示例将说明如何运用Silicon Labs(芯科科技)EFR32xG24SoC的信道探测(Channel Sounding)开发板-BRD4198A,进一步通过信道探测提供的精准测距来达成基于存在检测的PC锁定功能。主要目标是通过分析用户的信道探测距离来判断其是否在场。如果检测到用户不在,开发板将通过低功耗蓝牙HID协议发送命令来锁定PC。该应用支持运行Windows或Linux的PC。

什么是信道探测

蓝牙信道探测,其前称为高精度距离测量(HADM),使用基于相位的测距(PBR)、往返时间(RTT)或两者结合的方式,精确测量两个低功耗蓝牙(Bluetooth LE)设备之间的距离。它支持面向连接的双向测距,并支持最多四条天线路径,从而最小化多路径效应并提高测量精度。此外,它还具备增强的内建安全功能,可降低中间人攻击或中继攻击的风险。

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信道探测通过在两个设备(发起方和反射方)之间交换信息来估算距离。它们在72个射频物理信道上交替发送和接收信号,从而实现精确的距离测量。该技术在2.4 GHz频段上使用PBR、RTT或两者结合进行协调。

RTT(往返时间):指信号从发起方传输到反射方再返回所需的时间。通过评估飞行时间(ToF),即数据包在两个设备之间往返所需的时间,可以估算出距离。设备会记录到达时间(ToA)和离开时间(ToD),通过分析这些时间差来计算可靠的距离。由于时间不可逆,RTT被认为具有高度安全性。

PBR(基于相位的测距):利用射频信号的相位旋转原理来确定距离。发起方发送带有特定频率和幅度信息的信号,反射方测量接收到信号的相位后再发送响应。通过比较两个设备之间信号的相位差,可以确定相对距离。与RSSI(接收信号强度指示器)等方法相比,PBR更难被操控,因此更安全。

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基于信道探测的PC锁定示例

我们的新项目基于存在检测示例,使用信道探测的距离测量来实现PC锁定功能。主要目标是通过分析用户的信道探测距离来判断其是否在场。

如果检测到用户不在,开发板将通过低功耗蓝牙HID协议发送命令来锁定PC。该应用支持运行Windows或Linux的PC。

连接要求

运行该信道探测示例需要两个设备:

发起方:运行蓝牙信道探测的PC锁定示例

反射方:运行蓝牙SoC信道探测反射器示例

用户需将EFR32xG24信道探测无线电板连接到Wireless Pro Kit主板,并通过USB Type-C连接到笔记本或PC。

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技术背景

应用程序会与反射方建立连接(用户携带未修改的反射器设备)。然后,应用程序在PBR或RTT模式下运行信道探测过程以估算距离。测量完成后,应用程序将距离值与配置的阈值进行比较(默认值可在config/app_config.h文件中修改)。如果检测到用户离开,开发板将通过BLE HID协议发送命令锁定PC。

该测量过程支持两种算法模式:

移动对象跟踪模式:每次信道探测过程都会计算距离。

静止对象跟踪模式:需要多个信道探测过程的数据来计算距离。

实际运行效果

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当用户(携带反射器设备)离开PC时,程序会将测得的距离与配置的阈值进行比较。如果判断用户不在场,开发板将通过BLE HID协议发送“Windows + L”组合键来锁定PC。

我们使用第三方终端工具Tera Term来接收和查看日志,包括距离阈值、在场状态和PC是否被锁定。如果使用的是BRD4198A信道探测无线电板,程序还可以在集成的LCD上显示距离阈值、在场状态和锁定状态,并通过LED0指示用户是否在场。

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