技术摘要：
一种可连接到访问控制系统的读取器的设备包括天线、超宽带（UWB）前端电路、控制器和通信链路。所述（UWB）前端电路连接到天线，以促进与凭证设备进行UWB通信。控制器连接到UWB前端，并且配置成使用UWB通信对凭证设备执行测距。通信链路配置成与读取器对接。
背景技术：
物理访问控制覆盖了一系列的系统和方法以支配访问，例如由人来支配访问，以 使区域安全或使资产安全。物理访问控制包括对授权的用户和/或设备（例如，车辆、无人机 等）的识别和对用于使区域安全的大门（gate）、门或其他机构的致动或对控制机构（例如， 物理或电子/软件控制机构）的致动，以许可对安全资产的访问。PACS可以包括读取器（例 如，在线或离线读取器），所述读取器持有授权数据，并且可以能够确定凭证（例如，来自凭 证或凭证设备，诸如卡、表链（fob）或诸如移动电话的个人电子设备中的射频识别（RFID）芯 片）是否被授权用于致动器（例如，门锁、门打开器、软件控制机构、关闭警报器等）。在其他 示例中，PACS可以包括主机服务器，读取器和/或致动器（例如，借助于控制器）以集中管理 的配置被连接到所述主机服务器。在集中管理的配置中，读取器可以从凭证或凭证设备中 获得凭证，并将这些凭证传递给PACS主机服务器。主机服务器然后可以确定凭证是否授权 对安全区域的访问，并相应地命令致动器或其他控制机构。 附图说明 更详细的理解可以从下面的描述中得到，所述描述是与下面的附图协同通过示例 的方式呈现的，在所述附图中，相似的附图标记与相似的元件相结合跨所述附图来使用。 图1描绘了根据至少一个实施例的示例场景，在其中可以使用包括示例读取器系 统的物理访问控制系统（PACS）。 图2描绘了根据至少一个实施例的示例通信上下文，图1的PACS可以在其中进行操 作。 图3A和3B描绘了根据至少一个实施例的图1的读取器系统的示例架构。 图4描绘了根据至少一个实施例的图1的读取器系统的示例架构。 图5A-5G共同描绘了根据至少一个实施例的图1的读取器系统的超宽带模块的示 例架构。 图6是示出可以在其上实现一个或多个实施例的机器的示例的框图。
技术实现要素：
本文中所公开的是用于访问控制系统的超宽带（UWB）模块的实施例。尽管本文中 针对物理访问控制系统（PACS）进行了描述，但是UWB模块可以被用于任何其他类型的访问 控制系统。UWB是使用短、低功率、在宽频谱上的脉冲的射频（RF）技术。脉冲每秒可以出现大 约几百万次。给定的UWB实现方式的频谱的宽度通常大于针对给定的UWB实现方式的频谱的 算术中心频率的百分之二十和500兆赫（MHz）这两者中的较小者。 4 CN 111738378 A 说　明　书 2/12 页 UWB可以通过借助于时间调制（例如脉冲位置编码）对数据进行编码而被用于通 信。在此，符号由可用时间单位的集合当中的时间单位的子集上的脉冲来指定。UWB编码的 类型的其他示例包括幅度调制和极性调制。与基于载波的传输技术相比，宽带传输倾向于 对多路衰落（fading）有更强的健壮性。此外，在任何给定频率下的脉冲的较低功率倾向于 降低对基于载波的通信技术的干扰。 图1描绘了根据至少一个实施例的示例场景100，在其中可以使用PACS。如图1中所 示，墙102中设置有门104。在示例情况下，安全区域位于门104的后面，所述门104具有可锁 定手柄106，当处于解锁状态中时，所述手柄106授予对安全区域的访问，而当处于锁定状态 中时，所述手柄106防止对安全区域的访问。 读取器系统108位于接近于门104的手柄106。在一实施例中，手柄106把其默认状 态作为是处于锁定状态中。读取器系统108可操作以响应于被呈现有包含在凭证设备112中 的授权凭证而选择性地将手柄106置于解锁状态中，所述凭证设备112可经由无线接口110 与读取器系统108进行通信。在各种不同实施例中，凭证设备112可以是或包括钥匙卡、表 链、移动设备（例如，智能电话）和/或具有通信能力和凭证的任何其他合适凭证设备，以执 行本公开的实施例。 应当理解，本公开适用于被用于使多种类型的区域和/或其他资源、资产等安全的 多种类型的PACS。图1的场景100纯粹是作为示例而非限制的方式而呈现。 图2描绘了根据至少一个实施例的示例通信上下文200，图1的PACS（包括例如，读 取器系统108）可以在其中进行操作。如图2中所示，读取器系统108可以经由通信链路204与 网络202通信地连接。此外，服务器206可以经由通信链路208与网络202通信地连接。在本公 开中，通信链路可以包括一个或多个无线通信链路和/或一个或多个有线通信链路，并且可 以包括一个或多个中间设备，诸如访问点、网络访问服务器、交换机、路由器、桥等。此外，网 络202可以是或包括数据通信网络，诸如因特网协议（IP）网络和/或任何其他类型的一个或 多个通信网络。 服务器206可以为读取器系统108执行一个或多个功能，诸如授权、鉴别等。在一些 实施例中，读取器系统108本地执行这样的功能，其可能作为独立单元，可能涉及例如经由 局域网（LAN）与一个或多个其他设备、系统、服务器等通信。服务器206可以包括通信接口、 处理器和包含由处理器可执行的指令的数据存储设备，以用于执行服务器206的功能。 图3A描绘了根据至少一个实施例的读取器系统108的示例架构300。如图3A中所 示，读取器系统108可以包括经由通信链路306与彼此通信连接的读取器302和UWB模块304。 通信链路306可以是有线的或无线的。在一个示例中，通信链路306是BLE通信链路。在一些 实施例中，读取器302被配备和配置成使用无线通信，诸如NFC和/或蓝牙（例如，蓝牙低能量 （BLE））来执行与凭证设备的通信，并且响应于被呈现有包含在凭证设备（例如，凭证设备 112）中的授权凭证，选择性地将手柄106置于解锁状态中。 读取器302可以包括用于根据NFC、BLE等进行通信的无线通信接口，并且还可以包 括用于根据通用串行总线（USB）连接、以太网连接等进行通信的有线通信接口。读取器302 还可以包括处理器和数据存储设备，所述数据存储设备包含由处理器可执行的指令，以用 于执行读取器302的功能。 在一些实施例中，读取器302是在UWB模块304作为附加（add-on）模块被连接之前 5 CN 111738378 A 说　明　书 3/12 页 被安装和处于使用中的。在其他实施例中，读取器302和UWB模块304被安装在一起作为读取 器系统108（或作为其至少一部分）。UWB模块304可以经由通信链路306连接到读取器302的 现有硬件端口（或扩展端口、扩展槽等）。在一些实施例中，通信链路306是或包括数据线缆。 以下结合图5A至图5G提供了关于UWB模块304的示例架构的进一步细节。 在一示例中，携带凭证设备的用户可以靠近读取器系统108。当凭证设备进入到读 取器系统108的阈值范围中时，可以使用低能量无线协议交换凭证，所述协议例如诸如蓝牙 低能量（BLE）。例如，可以使用读取器302来协调此凭证交换。读取器302然后可以与凭证设 备建立保密，诸如加扰时间戳（STS），以便于使用UWB通信进行测距。例如，可以使用UWB模块 304来执行UWB测距。这可以在从读取器302接收到数据时发生。数据可以包括诸如PACS  ID 的凭证的识别符、STS等。使用测距，读取器302或UWB模块304中的一个或多个可以被用于导 出用户的意图，以便识别意图触发。一旦识别出意图触发，读取器302就可以释放凭证以允 许对用户的访问。 UWB模块可以包括电池308或其他类型的本地功率源，其包括能量采集器、电容器 等。电池308可被用于为UWB模块304提供功率，使得所述UWB模块304不必从读取器系统108、 门锁电池或任何其他外部功率源接收功率。这可以节省用于读取器系统108的功率，并且可 能是有利的，因为与读取器系统108中的任何其他电池相比，替换可移除的UWB模块304中的 电池可能会更容易。 图3B描绘了根据至少一个实施例的读取器系统108的另一示例架构350。如图3B中 所示，读取器系统108可以包括读取器352，其自身可以包括（例如，作为板载模块、组件等） UWB模块354，所述UWB模块354包括电池356。在一实施例中，UWB模块354被实现为插入到读 取器352的板（例如，主要主板）中的集成电路（IC）。 作为一般内容，读取器352可以类似于图3A的读取器302，因此在此不再详细描述。 如同以上结合图3A描述的架构300一样，在图4的架构350的情况下，读取器352可以是在UWB 模块354被随后附加的情况下的先前安装的读取器，或者可能的情况是读取器352和UWB模 块354相关联于作为读取器系统108（或作为其至少一部分）的共同并发安装。 图4描绘了用于读取器系统108的另一个示例架构400。读取器系统108包括配置成 通过通信链路404进行通信的UWB模块402和读取器400。通信链路可以是有线的或无线的。 例如，读取器400可以配置成使用BLE与UWB模块402进行通信。读取器400包括控制器406、天 线408a-408c、安全元件410、NFC  IC  412、RFID  IC  414、传感器416、闪速存储器418、键盘 420以及接口422和424。控制器406可以是BLE  SoC微控制器或任何其他类型的控制电路。控 制器406能够通过NFC  IC  412和天线408a进行NFC通信。控制器可以能够使用天线408b进行 BLE通信，并且可以能够通过RFID  IC  414和天线408c进行RFID通信。接口422和424可以是 Wiegand接口和RS485接口，或者任何其他接口类型。安全元件410可以配置成缓存安全数 据，诸如STS、PACS  ID等。读取器400的组件可以被收集在第一壳体内。 UWB模块402包括控制器426、天线428a和428b、电池430、安全元件432和UWB前端 434。控制器426也可以是BLE  SoC微控制器或任何其他类型的控制电路。电池430可被用于 为UWB模块402提供功率，使得UWB模块不需要由读取器电源、锁定电源或任何其他功率源来 供电。控制器426可以能够通过UWB前端434进行UWB通信，所述UWB前端434可以是配置成封 装和接收UWB消息以通过天线428a和428b进行传输和接收的任何电路。安全元件432可以配 6 CN 111738378 A 说　明　书 4/12 页 置成缓存安全数据，诸如STS、PACS  ID等。UWB模块402的组件可以参考以下的图5A-5G进一 步详细描述。UWB模块402的组件可以被收集在与读取器400分离的第二壳体内。 在一示例中，携带凭证设备的用户可以靠近读取器400。当凭证设备进入到读取器 系统108的阈值范围中时，控制器406可以使用BLE通过天线408b与凭证设备交换凭证。控制 器406然后可以与凭证设备建立保密，诸如加扰时间戳（STS），以便于使用UWB通信进行测 距。例如，UWB测距可以由UWB模块402的控制器426来执行。这可以在从控制器406接收到数 据时发生。数据可以包括诸如PACS  ID的凭证的识别符、STS等。使用测距，控制器406和426 中的一个或多个可以被用于导出用户的意图，以便识别意图触发（诸如移动到特定位置）。 一旦识别出意图触发，控制器406就可以释放凭证以允许对用户的访问。 图5A至图5G共同描绘了根据至少一个实施例的UWB模块的示例UWB模块架构500 （例如，图3A的UWB模块304、图3B的图3B的UWB模块354、图4的UWB模块402等）。在一实施例 中，UWB模块架构500被实现为一个或多个电路板，所述组件中的一个或多个驻留在其上。在 其他实施例中，可以使用分布式架构。此外，注意的是，在结合图5A至图5G描绘和描述的架 构500中的特定布置中呈现了多个特定组件、连接等。应当理解，这是以示例而非限制的方 式。在各种实施例中，不同的组件和/或不同的连接可以被用在不同的布置中，并且在一些 实施例中可以省略一些组件。此外，可以组合一些组件。附加地或作为替代，一个或多个组 件的功能可以跨多个组件来分布或以不同方式来组合。在不同的实施例中可以使用各种不 同的输入电压、晶体振荡器、连接器、集成电路等。从一些实施例中可以省略与调试相关的 各种组件。 图5A描绘了根据至少一个实施例的示例UWB模块架构500的第一部分500A。第一部 分500A包括电压布置501，其包括电压Vinext、Vin、Vinreader和Vusb。还包括的是电压调节器布置 502，其包括第一降压调节器（4-17V至3V3）、低噪声调节器（3V3至1V8）和第二降压调节器 （4-17V至1V8）。第一降压调节器在第一连接处连接到Vin和第二降压调节器，并在第二连接 处连接到输入电压3V3。低噪声调节器连接在输入电压3V3和1V8RF之间。第二降压调节器连 接在V i n和1 V 8之间。第一降压调节器和第二降压调节器都可以是由总部位于 Massachusetts，Norwood的Analog  Devices  ® 制造的LT ® 8607。低噪声调节器可以是来自 Analog  Devices  ®的LT ® 3045。 还包括的是第三降压调节器（6-17V至5V），其连接在Vin和5Vwi-fi之间。第三降压调 节器可以在由于功率不足而通过USB供电时被禁用。第三降压调节器可以是来自Analog  Devices  ®的LT ® 8607，并且在至少一个实施例中，仅当借助于外部电源供应UWB模块时才 被激活。 作为一般内容，UWB模块可以通过外部电源电压或USB来供电。在USB被用作为功率 源的一些实例中，板载5V调节（即，第三降压调节器，在一些实施例中被用于外部Wi-fi模 块）被停用，因为电流消耗将潜在地超过USB规范。因此，在至少一些实施例中，使用Wi-fi扩 展模块或任何其他5V-供应的扩展板将保证使用外部电源。 第一部分500A还包括微型USB元件504，所述微型USB元件504连接到输入电压Vusb 和接地，并且其还连接到数据链路505。在一实施例中，Wi-fi功能性不是由USB供电的，而 USB只为BLE和UWB电路供电。 图5B描绘了根据至少一个实施例的示例UWB-模块架构500的第二部分500B。在所 7 CN 111738378 A 说　明　书 5/12 页 描绘的实施例中，第二部分500B包括BLE片上系统（SoC）506、RevE扩展调试插针头 （pinheader）517、RevE扩展连接器519、通用调试插针头520和ESP32  WROOM扩展连接器522。 在一实施例中，RevE指的是诸如由总部位于Texas，Austin的HID ® 全球公司制造的iCLASS  SE读取器之类的读取器的硬件版本。 作为一示例，ESP32  WROOM扩展连接器522可以将连接选项提供到为Wi-fi连接性 而设计的ESP32模块，并且可以配置成在5V下以高达500mA的电流要求进行操作。ESP32  WROOM扩展模块可以为RevE读取器提供Wi-fi能力，使该读取器成为Wi-fi上的透明读取器， 并且可以包括ESP32  WROOM模块和到RevE扩展连接器（例如，Hirose连接器）的适配器板。编 程适配器（例如，经由FTDI到Hirose连接器的VCOM）可以使加载固件更容易。Wi-fi模块可以 被插入到这个编程适配器。 BLE  SoC  506可能是由总部位于挪威，Trondheim的Nordic  Semiconductors ® 制 造的NRF52840。在一实施例中，BLE  SoC  506包括至少一个板载天线。在至少一个实施例中， BLE  SoC  506是用于具有示例架构500的UWB模块的核心微控制器。在一些实施例中，读取器 和UWB模块（也叫作平台）两者都使用Nordic  NRF52840作为它们各自的核心微控制器。在本 公开的UWB模块的实施例中，Nordic  NRF52840不仅充当UWB模块的核心控制器，而且还用作 用于建立安全UWB测距会话的BLE接口。 BLE  SoC  506被连接到输入电压3V3和32MHz晶体振荡器两者，并且还连接到数据 链路505，以及数据链路507、数据链路508、数据链路509、数据链路510、数据链路511、数据 链路512、数据链路513、数据链路514、数据链路515和数据链路516。数据链路507既连接到 可选的显示器，又连接到RevE扩展调试插针头517，其又经由数据链路518连接到RevE扩展 连接器519。在UWB模块被用作到读取器的附加模块的实施例中，UWB模块可以借助于RevE扩 展连接器519被供电。在某些实例中，UWB模块借助于专用功率连接器被供电。数据链路508 连接到通用调试插针头520，其又经由数据链路521连接到ESP32  Wroom扩展连接器522。 RevE扩展连接器519连接到输入电压Vinreader和接地，而ESP32  Wroom扩展连接器522连接到 输入电压5Vwi-fi和接地两者。 图5C描绘了根据至少一个实施例的示例UWB-模块架构500的第三部分500C。在所 描绘的实施例中，第三部分500C包括模式选择器523，所述模式选择器523可以是或包括低 剖面（profile）DIP开关，并且可以是或包括双开关，其允许开发者识别和/或定义具有示例 UWB-模块架构500的UWB模块的多个（例如，4个）不同操作模式。作为示例，不同操作模式可 以包括RevE扩展模式、独立模式、Wi-fi模式和调试模式。模式选择器523连接到数据链路 509。模式选择器523可以允许为这些和其他多个操作模式开发单个固件图像。在一实施例 中，模式选择器523是由California，Torance的NIDEC ® Copal  Electronics制造的CVS- 02TB。 在所描绘的实施例中，第三部分500C还包括安全元件524、嵌入式视频引擎526、背 光驱动器530和显示器连接器528。如由板/印刷电路板（PCB）边界525所指示的，安全元件 524可以是或可以驻留在与UWB-模块架构500的主要板分离的PCB上。数据链路510连接到安 全元件524和嵌入式视频引擎526两者。安全元件524可以是或包括安全访问模块（SAM）。在 一实施例中，安全元件524是由总部位于瑞士，Geneva的STMicroelectronics ® 制造的ST33  ARM  SC300安全微控制器。 8 CN 111738378 A 说　明　书 6/12 页 嵌入式视频引擎526可以是由总部位于联合王国中的苏格兰，Glasgow的Future  Technology  Devices  International ® 有限公司制造的FT811嵌入式视频引擎（EVE）。在至 少一个实施例中，板上的嵌入式视频引擎526的存在有助于卸载主要微控制器（即，BLE  SoC  506）。嵌入式视频引擎526可以是有线的，以在RGB模式下驱动外部显示器，并控制背光驱动 器530。嵌入式视频引擎526连接到输入电压3V3，并且还通过数据链路529连接到背光驱动 器530，并且通过数据链路527连接到显示器控制器528。背光驱动器530通过数据链路531连 接到显示器控制器528。在所描述的实施例中，背光驱动器530是FAN5333，所述FAN5333是专 用的LCD控制器，其由总部位于Phoenix  Arizona的ON  Semiconductor ® 的子公司 Fairchild  Semiconductor ® 制造。在一实施例中，背光驱动器530被用于控制显示器背光。 在一实施例中，背光驱动器530的关闭插针由嵌入式视频引擎526借助于脉宽调制（PWM）来 控制，以允许灯光管制（dimming）。 显示器连接器528还连接到输入电压3V3，并经由数据链路532与BLE  SoC  506连 接。显示器连接器528可以与Displaytech ® DT024  CTFT和DT024CTFT-TS显示器兼容，所述 显示器的后者支持触摸控制。这些是目前公开的UWB-模块架构被设计成支持的外部薄膜晶 体管（TFT）显示器的示例，尽管其他显示器也可以被代替使用。显示器连接器528可以是专 用扁平柔性连接器（FFC）。在一实施例中，支持的显示器是以2.4”尺寸具有320×240像素分 辨率。支持的显示器可以使用来自中国台湾的ILI  Technolody ®公司的ILI9341控制器。 图5D描绘了根据至少一个实施例的示例UWB-模块架构500的第四部分500D。在所 描绘的实施例中，第四部分500D包括Arduino兼容扩展头535的组，并且还包括连接到数据 链路516的联合测试行动组（JTAG）连接器533，以及连接到数据链路515还有连接到输入电 压3V3的闪速存储器534。在一实施例中，闪速存储器534可以是由总部位于中国台湾的 Macronix ®国际有限公司制造的MX25L闪速存储器模块。在一实施例中，所使用的特定部件 是MX25L1606EXCI-12G。闪速存储器534可以被用于存储固件图像或其他数据。作为一示例， 闪速存储器534的容量可以是2MB。在一实施例中，在本UWB模块被可操作地连接到的读取器 中使用了类似的闪速存储器模块。读取器中的闪速存储器534和/或闪速存储器模块可以连 接到排队串行外围接口（QSPI），以启用闪速访问，同时仍然维持通用安全外围接口（SPI）接 口的使用。 JTAG连接器533可以是由总部位于Indiana，New  Albany的Samtec ® 公司制造的 FTSH-105-01-F-DV-K。JTAG连接器533可以配置成在串行线（SW）模式下进行操作，所述模式 是用于JTAG端口的操作模式，其中仅有两个插针TCLK和TMS被用于通信。第三插针可以可选 地用于追踪数据。JTAG插针和SW插针是共享的。在一实施例中，关于JTAG连接器533的插针， TCLK是SWCLK（串行线时钟），TMS是SWDIO（串行线调试数据输入/输出），TDO是SWO（串行线追 踪输出），并且TDI是NC。多个JTAG连接器可以被用在具有本文中描述的示例架构500的UWB 模块的板上。 图5E描绘了根据至少一个实施例的示例UWB-模块架构500的第五部分500E。在所 描绘的实施例中，第五部分500E包括第一电平移位器536、第二电平移位器539、UWB集成电 路芯片调试插针头538、安全元件（SE）SPI插针头543、SE调试插针头541和SE  542。 第一电平移位器536可以是由总部位于Texas，Dallas的Texas  Instruments ® 公 司制造的TXB0108  8位双向电压电平转换器。在至少一个实施例中，TXB0108被用于通用I/O 9 CN 111738378 A 说　明　书 7/12 页 和SPI通信。在一实施例中，TXB0108的核心复位信号被用于控制第一电平移位器536的输出 启用。作为示例，这考虑到了要连接到外部电路的SE  542和以下描述的图5F的UWB  IC  551 两者，如果核心复位线被拉低，则其可以借助于BLE  SoC  EX06或借助于插针头来进行。第一 电平移位器536连接到数据链路514和数据链路537，所述数据链路537又连接到调试连接器 538。在一实施例中，数据链路537包括使用统一配置接口（UCI）命令的SPI总线，以用于不安 全测距和UWB  IC配置。 第二电平移位器539可以包括TXB0108  8位双向电压电平转换器以及同样由Texas  Instruments ®公司制造的PCA9306DCUR双向电压电平转换器。PCA9306DCUR是专用的2位双 向I2C电平移位器。在一实施例中，PCA9306DCUR被用于到SE  542的I2C接口。第二电平移位器 539连接到数据链路513以及还连接到数据链路540，所述数据链路540又连接到NXP  SE调试 连接器541和NXP  安全元件（SE）  542两者。在一实施例中，NXP  SE调试连接器541可用于外 部设备连接，以更新NXP小程序（例如，安全元件管理服务（SEMS）代理）。 在一实施例中，使用了第一电平移位器536和第二电平移位器539，因为以下描述 的图5F的UWB  IC  551被设计用于移动设备，并且因此仅具有有限的电源电压支持，特别是 仅对于1.8V。由于该原因，到本公开中的UWB  IC  551的接口经历了电压电平移位。在一备选 方法中，可以使用在1.8V下进行操作的主机控制器，或者主机处理器的I/O电压可以被供应 以1.8V电压。所描绘架构的优点在于，它使得与外部设备进行对接更容易。此外，BLE  SoC  506（在使用nRF52840的实施例中）的交叉切换（cross-switch）能力导致在任何外部接口上 的灵活外围设备分配，这使得对那些插针来使用电平移位器是不太有利的。 SE  542经由数据链路544连接到SE  SPI插针头543，所述插针头543自身也连接到 输入电压1V8和接地。除了经由数据链路544连接到SE  SPI插针头543以及经由数据链路540 连接到第二电平移位器539和NXP  SE调试连接器541两者之外，SE  542还连接到输入电压 3V3、输入电压1V8和数据链路545。在一实施例中，SE  542支持安全测距。SE  542可以是具有 NFC前端的Java卡SE。在至少一个实施例中，SE  542是SN110U，它是由总部位于荷兰， Eindhoven的NXP  Semiconductors ® N.V制造的单芯片安全元件和NFC控制器。在一实施例 中，NFC控制器被设计用于与NFC研讨会、EMVCo和ETSI/SWP相适应的移动设备中的集成。 图5F描绘了根据至少一个实施例的示例UWB-模块架构500的第六部分500F。在所 描绘的实施例中，第六部分500F包括上述UWB  IC  551，以及第一匹配电路553、雷达端口 555、第一RF开关558、第一表面声波（SAW）带通滤波器560、第二匹配电路562、第一天线端口 564、第二RF开关567、第二SAW带通滤波器569、第三匹配电路571、第二天线端口574、第四匹 配电路546、第三天线端口548和BLE天线550。 在至少一个实施例中，UWB  551可以是SR100T，所述SR100T是安全的精密测距芯片 集，相似于可被用作SE  542的SN110U，其由NXP  Semiconductors ® N.V制造。在一实施例中， SR100T是完全集成的单芯片脉冲无线电超宽带（IR-UWB）低能量收发器IC，其与IEEE  802 .15 .4  HRP  UWB  PHY相适应。它是为移动环境中的安全测距应用而设计的。它支持从 6.0GHz到8.5GHz的超高频（SHF）UWB频带，以供全球使用。它具有高达12dBm的可编程传输器 输出功率，以及用于最大范围和精度的全相干接收器。它集成了所有相关的RF组件（例如， 匹配网络、平衡-不平衡变压器（balun）），并且它符合于FCC＆ETSI  UWB谱屏蔽。它使用1.8V /-7%的电源电压。 10 CN 111738378 A 说　明　书 8/12 页 SR100T还支持到达角（AoA）测量，并已集成了I/Q相位和幅度失配补偿。其形状因 子为具有0.35mm节距的3.8mm×3.1mm  68-插针晶圆级别芯片级封装（WLCSP）。它包括ARM ®  Cortex-M33  32位处理器，所述处理器具有128kB代码RAM、128kB数据RAM、64kB  ROM以及ARM ®  TrustZone技术和S-DMA，以用于安全性。SR100T还具有BSP32  CoolFlux子系统，所述子 系统具有200MHz时钟、32kB代码RAM和2×16kB数据RAM。SR100T还具有用于第一接收数据链 路566、第二接收数据链路556和传输数据链路552的硬连线的DSP；250MHz、500MHz和 1000MHz的操作频率；用于通道估计器的2×4kB  RAM以及用于RF数据日志的4×32kB  RAM。 如图5F中所描绘，UWB  551连接到输入电压1V8RF、输入电压1V8、第一晶体振荡器 （37.768kHz）、第二晶体振荡器（38.4MHz）、数据链路537、数据链路545、数据链路547、传输 数据链路552、第一接收数据链路566、第二接收数据链路556、数据链路557和数据链路565。 UWB  IC  551可以被认为连接到两个RF流水线：第一RF流水线和第二RF流水线。第 一RF流水线包括第一RF开关558、第一SAW带通滤波器560、第二匹配电路562和第一天线端 口564。第二RF流水线包括第二RF开关567、第二SAW带通滤波器569、第三匹配电路571和第 二天线端口574。 在所描绘的实施例中，UWB  IC  551经由传输数据链路552连接到第一匹配电路 553，所述传输数据链路552还将UWB  IC  551与第一RF开关558连接。第一匹配电路553又经 由数据链路554连接到雷达端口555，其对应于可以结合各种实施例使用的雷达接口。UWB可 以被用于雷达操作，从而提供几十厘米级上（on  the  scale  of  tens  of  centimeters）的 定位精度。由于脉冲中的不同频率的可能变化的吸收和反射，可以检测到对象的表面和被 阻挡（例如，被覆盖）特征两者。在某些情况下，除了距离之外，定位还提供了入射角。 如所述的，在第一RF流水线中，UWB  IC  551经由传输数据链路552连接到第一RF开 关558。UWB  IC  551还经由第二接收数据链路556和数据链路557连接到第一RF开关558。还 连接到输入电压1V8RF的第一RF开关558可以是由总部位于日本，Kyoto的Murata ® 制造有限 公司制造的XMSSJR6G0BA。第一RF开关558又经由数据链路559连接到第一SAW带通滤波器 560，所述第一SAW带通滤波器560又经由数据链路561连接到第二匹配电路562。第二匹配电 路562又经由数据链路563连接到第一天线端口563，在至少一个实施例中，所述第一天线端 口563又连接到第一外部UWB天线。 在第二RF流水线中，UWB  IC  551经由数据链路565并且还经由第一接收数据链路 566连接到第二RF开关567。UWB  IC  551也连接到输入电压1V8RF和接地。第二RF开关也可以 是XMSSJR6G0BA。第二RF开关567又经由数据链路568连接到第二SAW带通滤波器569，所述第 二SAW带通滤波器569又经由数据链路570连接到第三匹配电路571。第三匹配电路571又经 由数据链路572连接到第二天线端口574，在至少一个实施例中，所述第二天线端口574又连 接到第二外部UWB天线。 在各种不同实施例中，可以使用任何合适数量的外部UWB天线。在结合当前公开的 示例架构500部署第三外部UWB天线的实施例中，部署了第三RF流水线以连接到第三外部 UWB天线。此外，可以实现开关以促进用于不同通信分组的天线之间的切换。 图5F中还描绘了连接在数据链路512和数据链路547之间的第四匹配电路546，所 述数据链路547还连接到第三天线端口548。第三天线端口548提供了到外部BLE天线的可选 连接性。在所描绘的实施例中，第三天线端口548经由数据链路549与BLE天线550相连接，所 11 CN 111738378 A 说　明　书 9/12 页 述天线可以是2.4GHz的BLE天线。 在至少一个实施例中，对于其RF接口，本公开的UWB模块利用由总部位于日本， Tokyo的Hirose ® Electric  Group制造的U.FL连接器。这些RF接口包括可以连接到雷达天 线的雷达端口555、可以连接到第一外部UWB天线的第一天线端口563、可以连接到第二外部 UWB天线的第二天线端口574、以及可以连接到（外部）BLE天线550的第三天线端口548。U.FL 连接器是用于高频信号的小型RF同轴连接器，其通常被用于空间受限的应用中。它们通常 被用于膝上型计算机迷你PCI卡以及移动电话。也可以使用由Hirose ® 制造的线缆。在一些 实施例中，使用了Hirose  X.FL连接器。连同其它不同之处一道，X.FL连接器相较于U.FL连 接器在较高频率下被额定使用。 图5G描绘了根据至少一个实施例的示例UWB-模块架构500的第七部分。在所描绘 的实施例中，第七部分包括连接到数据链路547的通道脉冲响应（CIR）调试连接器575。在一 些实施例中，CIR调试连接器575与插针（上述的图5F的UWB  IC  551的插针）结合使用，所述 插针被用于SPI通信，以便访问UWB  IC  551获得的CIR数据。此CIR数据可被用于测距应用的 模拟调试（例如，模拟性能调试、空值估计等）。CIR被用于找到实际第一路径，即，两个UWB设 备（例如，UWB模块304和凭证设备112）之间的实际距离。还注意的是，第一路径和最强路径 之间的最大可检测增量被称为动态范围。因此，实际第一路径代表了与测距应用结合的重 要调试参数。 图6示出了示例机器600的框图，在其上本文中讨论的技术（例如，方法论）中的任 何一个或多个可以执行。如本文中所述，示例可包括机器600中的逻辑或多个组件或机构或 可由其操作。电路系统（例如，处理电路系统）是在机器600的有形实体中实现的电路的集， 其包括硬件（例如，简单电路、门电路、逻辑等）。电路系统成员资格可以是随着时间可变通 的。电路系统包括在操作时可以单独或组合地执行特定操作的成员。在一些示例中，电路系 统的硬件可以被不可改变地设计成执行特定操作（例如，硬连线）。在一些示例中，电路系统 的硬件可以包括可变连接的物理组件（例如，执行单元、晶体管、简单电路等），其包括物理 修改（例如，磁地、电地、不变质量粒子的可移动放置等）的机器可读介质来编码特定操作的 指令。在连接物理组件时，硬件构件的底层电性质会被变化，例如，从绝缘体变为导体，或反 之亦然。指令使得嵌入式硬件（例如，执行单元或加载机构）能够经由可变连接在硬件中创 建电路系统的成员，以在处于操作中时执行特定操作的部分。因此，在一些示例中，当设备 处于操作时，机器可读介质元件是电路系统的一部分或者通信地耦合到电路系统的其他组 件。在一些示例中，任何的物理组件可以被用在多于一个电路系统的多于一个成员中。例 如，在操作下，执行单元可以在一个时间点被用在第一电路系统的第一电路中，并且由第一 电路系统中的第二电路或者由第二电路系统中的第三电路在不同时间重用。与机器600相 关的这些组件的附加示例如下。 在一些实施例中，机器600可以作为独立设备操作，或者可以连接（例如，联网）到 其他机器。在联网的部署中，机器600可以在服务器-客户端网络环境中以服务器机器、客户 端机器或两者的能力进行操作。在一些示例中，机器600可以充当对等（P2P）（或其他分布 式）网络环境中的对等机器。机器600可以是个人计算机（PC）、平板PC、机顶盒（STB）、个人数 字助理（PDA）、移动电话、网络仪器、网络路由器、交换机或桥或者能够执行指令（顺序地或 以其他方式）的任何机器，所述指令指定要由该机器采取的动作。此外，虽然仅示出了单个 12 CN 111738378 A 说　明　书 10/12 页 机器，但也应将术语“机器”视为包括单个地或联合地执行指令的集合（或多个集合）以执行 本文中讨论的方法论中的任何一个或多个的机器的任何集，所述方法论诸如云计算、软件 即服务（SaaS）、其他计算机集群配置。 机器（例如，计算机系统）600可以包括硬件处理器602（例如，中央处理单元（CPU）、 图形处理单元（GPU）、硬件处理器核心或其任意组合）、主要存储器604、静态存储器（例如， 用于固件、微码、基本-输入-输出（BIOS）、统一可扩展固件接口（UEFI）等的存储器或存储设 备）606以及大容量存储设备608（例如，硬驱动器、磁带驱动器、闪速存储设备或其他块设 备），它们中的一些或全部可以经由互连（例如，总线）630与彼此通信。机器600还可以包括 显示器单元610、字母数字输入设备612（例如，键盘）和用户界面（UI）导航设备614（例如，鼠 标）。在一些示例中，显示器单元610、输入设备612和UI导航设备614可以是触摸屏显示器。 机器600可以附加地包括存储设备（例如，驱动单元）608、信号生成设备618（例如，扬声器）、 网络接口设备620和一个或多个传感器616，诸如全球定位系统（GPS）传感器、指南针、加速 计或其他传感器。机器600可以包括输出控制器628，诸如串行（例如，通用串行总线（USB）、 并行或其他有线或无线（例如，红外（IR）、近场通信（NFC）等）连接，以进行通信或控制一个 或多个外围设备（例如，打印机、卡读取器等）。 处理器602的寄存器、主要存储器604、静态存储器606或大容量存储设备608可以 是机器可读介质622或包括机器可读介质622，在所述机器可读介质622上存储了数据结构 或指令624（例如，软件）的一个或多个集合，其实施本文中描述的技术或功能的任何一种或 多种或由本文中描述的技术或功能的任何一种或多种所利用。在由机器600对指令624进行 执行期间，指令624还可以完全地或至少部分地驻留在处理器602的寄存器、主要存储器 604、静态存储器606或大容量存储设备608中的任一个内。在一些示例中，硬件处理器602、 主要存储器604、静态存储器606或大容量存储设备608中的一个或任何组合可以构成机器 可读介质622。虽然机器可读介质622被示为单个介质，但是术语“机器可读介质”可以包括 配置成存储一个或多个指令624的单个介质或多个介质（例如，集中式或分布式数据库和/ 或相关联的缓存和服务器）。 术语“机器可读介质”可以包括能够存储、编码或携带供机器600执行的指令并且 所述指令使机器600执行本公开的技术中的任何一种或多种的任何介质，或者能够存储、编 码或携带由这样的指令使用的或与这样的指令相关联的数据结构的任何介质。非限制性机 器可读介质示例可以包括固态存储器、光介质、磁介质和信号（例如，射频信号、其他基于光 子的信号、声音信号等）。在一些示例中，非暂态机器可读介质包括带有具有不变（例如，静 止）质量的多个粒子的机器可读介质，并且因此是由物质组成。因此，非暂态机器可读介质 是不包括暂态传播信号的机器可读介质。非暂态机器可读介质的特定示例可以包括：非易 失性存储器，诸如半导体存储器设备（例如，电可编程只读存储器（EPROM）、电可擦除可编程 只读存储器（EEPROM））和闪速存储器设备；磁盘，诸如内部硬盘和可移动盘；磁光盘；以及 CD-ROM和DVD-ROM盘。 在一些示例中，机器可读介质622上存储的或以其他方式提供的信息可以表示指 令624，诸如指令624自身或可以从其中导出指令624的格式。可以从其中导出指令624的这 种格式可以包括源代码、编码指令（例如，以压缩或加密形式）、打包指令（例如，拆分成多个 包）等。表示机器可读介质622中的指令624的信息可以由处理电路系统来处理成指令以实 13 CN 111738378 A 说　明　书 11/12 页 现本文中讨论的任何操作。例如，从信息中导出指令624（例如，由处理电路系统进行处理） 可以包括：编译（例如，从源代码、目标代码等）、解释、加载、组织（例如，动态或静态链接）、 编码、解码、加密、解密、打包、解包或以其他方式将信息操纵成指令624。 在一些示例中，指令624的导出可以包括（例如，由处理电路系统）汇编、编译或解 释信息，以从由机器可读介质622提供的某种中间或预处理格式中创建指令624。当以多个 部分提供信息时，可以组合、解包和修改信息以创建指令624。例如，信息可以处于在一个或 若干个远程服务器上的多个压缩的源代码包（或目标代码或二进制可执行代码等）中。源代 码包在通过网络传输时可以被加密，并且如果需要的话，被解密、解压缩、汇编（例如，链接） 以及在本地机器上编译或解释（例如，被编译或解释成库、独立的可执行文件等），并由本地 机器执行。 指令624还可以利用多种传输协议（例如，帧中继、因特网协议（IP）、传输控制协议 （TCP）、用户数据报协议（UDP）、超文本传输协议（HTTP）等）中的任何一种经由网络接口设备 620使用传输介质在通信网络626上被传输或接收。示例通信网络可以包括局域网（LAN）、广 域网（WAN）、分组数据网络（例如，因特网）、移动电话网络（例如，蜂窝网络）、普通老式电话 （POTS）网络和无线数据网络（例如，称为Wi-Fi ®的电气和电子工程师协会（IEEE）802.11标 准系列、称为WiMAX ®的IEEE  802.16标准系列）、IEEE  802.15.4标准系列、对等（P2P）网络 等等。在一些示例中，网络接口设备620可以包括用于连接到通信网络626的一个或多个物 理插座（例如，以太网、同轴或电话插座）或一个或多个天线。在一些示例中，网络接口设备 620可以包括多个天线，以使用单输入多输出（SIMO）、多输入多输出（MIMO）或多输入单输出 （MISO）技术中的至少一种进行无线通信。术语“传输介质”应被认为包括能够存储、编码或 携带用于由机器600执行的指令的任何无形介质，并且包括数字或模拟通信信号或其他无 形介质，以促进这种软件的通信。传输介质是机器可读介质。 以上描述包括对形成详细描述的一部分的附图的参考。通过说明的方式，附图示 出了可以实践本发明的特定实施例。这些实施例在本文中也被称为“示例”。这样的示例还 可以包括除了所示或所述的那些元件之外的元件。然而，本发明人还设想了仅提供所示或 所述的那些元件的示例。此外，本发明人还设想了使用所示或所述的那些元件（或其一个或 多个方面）或者相对于特定示例（或其一个或多个方面）或者相对于本文中所示或所述的其 他示例（或其一个或多个方面）的的任何组合或置换的示例。 在本文档中，如专利文档中常见的那样，术语“一”或“一个”被用来包括一个或多 个，而独立于“至少一个”或“一个或多个”的任何其他实例或用法。在本文档中，术语“或”被 用于指的是非异或，使得除非另有声明否则“A或B”包括“A而不是B”、“B而不是A”以及“A和 B”。在本文档中，术语“包括（including）”和“其中（in  which）”被用作各自术语“包含 （comprising）”和“其中（wherein）”的简明英语等价词。此外，在以下权利要求中，术语“包 括”和“包含”是开放式的，即，包括除了在权利要求中的此类术语之后列出的那些元件之外 的元件的系统、设备、制品、组合物、配方或工艺仍被视为落入该权利要求的范围内。此外， 在以下权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅被用作标签，并不意在对其对象强加 数值要求。 上述描述意在是说明性而非约束性的。例如，上述示例（或其一个或多个方面）可 以与彼此组合地使用。可以使用其他实施例，诸如由本领域普通技术人员在回顾以上描述 14 CN 111738378 A 说　明　书 12/12 页 时使用。摘要被提供以允许读者能够快速确定技术公开的本质。提交时伴随的理解是，摘要 不会被用来解释或限制权利要求的范围或含义。此外，在上述详细描述中，可以将各种特征 分组在一起以简化公开。这不应被解释为意在未要求保护的公开特征对于任何权利要求是 必不可少的。相反，发明性主题可能不在于特定公开实施例的所有特征。因此，在此将以下 权利要求并入到详细描述中作为示例或实施例，其中每个权利要求作为单独的实施例独立 存在，并且可以设想的是，这样的实施例可以以各种组合或置换与彼此组合。本发明的范围 应当参照所附权利要求连同这些权利要求有权享有的等价物的全部范围来确定。 15 CN 111738378 A 说　明　书　附　图 1/11 页 图 1 图 2 16 CN 111738378 A 说　明　书　附　图 2/11 页 图 3A 图 3B 17 CN 111738378 A 说　明　书　附　图 3/11 页 图 4 18 CN 111738378 A 说　明　书　附　图 4/11 页 图 5A 19 CN 111738378 A 说　明　书　附　图 5/11 页 图 5B 20 CN 111738378 A 说　明　书　附　图 6/11 页 图 5C 21 CN 111738378 A 说　明　书　附　图 7/11 页 图 5D 22 CN 111738378 A 说　明　书　附　图 8/11 页 图 5E 23 CN 111738378 A 说　明　书　附　图 9/11 页 图 5F 24 CN 111738378 A 说　明　书　附　图 10/11 页 图 5G 25 CN 111738378 A 说　明　书　附　图 11/11 页 图 6 26