一種新能源租賃車(chē)防盜系統控制方案

作者　 閆偉 陳信強 王春麗 奇瑞新能源汽車(chē)技術(shù)有限公司(安徽 蕪湖 241000)

閆偉(1988-)，男，碩士，軟件工程師，研究方向：汽車(chē)電子。

摘要：介紹了一種新能源汽車(chē)在租賃市場(chǎng)無(wú)遙控鑰匙基礎的防盜系統控制方案。通過(guò)客戶(hù)端掃碼、識別授權等動(dòng)作，借助CAN總線(xiàn)和加密算法實(shí)現租賃車(chē)的進(jìn)入和動(dòng)力驅動(dòng)的功能解鎖，避免非法操作駕駛汽車(chē)，大大提升租賃汽車(chē)的便捷性和安全可靠性。

0 前言

　　隨著(zhù)新能源汽車(chē)的廣泛應用，基于該能源型的特點(diǎn)，越來(lái)越多新能源汽車(chē)投放至租賃市場(chǎng)，很多類(lèi)型的租賃汽車(chē)沒(méi)有配置防盜模塊或無(wú)鑰匙，且在授權解鎖過(guò)程中存在分工獨立沒(méi)有存在相互監控作用，這樣的租賃模式將會(huì )存在不便利和安全隱患。因而低配置的防盜系統方案顯得尤為重要，為了提高租賃電動(dòng)車(chē)的安全性，各廠(chǎng)商提出了不同的解決方案。

　　經(jīng)研究分析，將遠程客戶(hù)端(R-Client)、車(chē)載遠程設備(T-BOX)、車(chē)身控制器(BCM)、整車(chē)控制器(VCU)四個(gè)節點(diǎn)協(xié)同控制可提高防盜系統的安全等級。

1 方案介紹

　　本文防盜系統的控制方案包含防盜數據庫識別、網(wǎng)絡(luò )數據與CAN總線(xiàn)數據的交互、防盜準進(jìn)入和防盜準驅動(dòng)四種模式構成，防盜控制系統概圖如圖1所示。

　　在防盜數據庫識別模式下，租賃平臺獲取租賃號碼，上傳至遠程客戶(hù)端，R-Client借助搭建的防盜數據庫，通過(guò)租賃車(chē)號碼識別出相應的VIN碼，進(jìn)入該系列VIN碼的防盜數據庫中，查詢(xún)出對應交互模式所需的數字指令，包含啟動(dòng)信號和種子，并通過(guò)高低頻方式推送至車(chē)載遠程設備T-Box。除此之外，該模式下還包含校驗功能，校驗準進(jìn)入和準驅動(dòng)秘鑰，把實(shí)時(shí)的解防狀態(tài)反饋至租賃平臺，并與租賃汽車(chē)的防盜數據進(jìn)行交互，實(shí)現閉環(huán)控制。

　　在網(wǎng)絡(luò )數據與CAN總線(xiàn)數據的交互模式下，T-Box按照交互算法分解出啟動(dòng)信號(隨機數1/2)和種子(隨機數1*/2*)，打包發(fā)送至CAN總線(xiàn)，由準進(jìn)入模式的BCM和準驅動(dòng)的VCU進(jìn)行解包處理執行相應動(dòng)作。在該模式下，T-Box實(shí)現了網(wǎng)絡(luò )數據和總線(xiàn)數據的互處理;與BCM、VCU的啟動(dòng)授權和握手;秘鑰使能后計算，根據通用算法計算秘鑰，并推送至后臺和所需控制器。

　　在防盜準進(jìn)入模式下，BCM接收到準進(jìn)入模式的啟動(dòng)信號(隨機數1)和種子(隨機數1*)。首先根據啟動(dòng)指令實(shí)現喚醒，在工作模式下校核BCM內存庫中的隨機數1，并根據該種子(隨機數1*)通過(guò)自身的一級安全訪(fǎng)問(wèn)，在特定時(shí)間T周期內進(jìn)行秘鑰計算工作，根據防盜加密算法來(lái)計算出Seed，推送至T-box進(jìn)行解放秘鑰1計算。通過(guò)T-Box轉發(fā)至遠程客戶(hù)端，遠程客戶(hù)端尋查防盜數據庫的密鑰數據來(lái)校核密鑰1是否存在，告知后臺服務(wù)器(此工作不體現在圖2中)。

　　秘鑰同步反饋至BCM進(jìn)行下一步校驗過(guò)程，執行秘鑰判斷，確定BCM與T-Box是否實(shí)現握手，然后發(fā)出準進(jìn)入信號。BCM接收到該信號即可實(shí)現無(wú)鑰匙進(jìn)入車(chē)內，如若握手失敗，禁止進(jìn)入車(chē)內，如圖2所示。

　　在防盜準驅動(dòng)模式下，啟動(dòng)固化至租賃車(chē)上的點(diǎn)火鑰匙K至CRANK，VCU處于上電模式，然后遠程客戶(hù)端R-Client通過(guò)租賃車(chē)號碼解析出相應的VIN碼，進(jìn)入該VIN碼系列的防盜數據庫中，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )數據發(fā)送防盜準驅動(dòng)模式的啟動(dòng)信號(隨機數2)和種子(隨機數2*)至T-Box中。T-Box將啟動(dòng)信號(隨機數2)和種子(隨機數2*)處理并轉發(fā)至CAN總線(xiàn)上。

　　VCU在工作狀態(tài)接收到準驅動(dòng)模式的啟動(dòng)信號和準進(jìn)入允許信號后先執行指令，然后跳轉準驅動(dòng)模式，執行準驅動(dòng)控制邏輯，校核VCU內存庫中的隨機數2，并根據該種子(隨機數2*)通過(guò)自身的二級安全訪(fǎng)問(wèn)，然后根據防盜加密算法計算出一個(gè)seed，發(fā)送至T-box。T-box根據解動(dòng)力算法計算出秘鑰，通過(guò)T-box轉發(fā)至遠程客戶(hù)端和VCU，遠程客戶(hù)端尋查防盜數據庫的密鑰數據來(lái)校核密鑰2否存在。VCU同步計算秘鑰，校驗雙方準驅動(dòng)和秘鑰信息，當VCU與T-box握手成功，即可實(shí)現動(dòng)力解鎖，可實(shí)現上高壓動(dòng)作，整車(chē)ready處于可以行使狀態(tài)。如若握手失敗，禁止解鎖動(dòng)力?？刂屏鞒倘鐖D3所示。

　　文中提及到準驅動(dòng)、準進(jìn)入算法是seed發(fā)起源私密算法，為保證防盜控制防盜系數，該算法只有涉及極少人員知曉。一級安全訪(fǎng)問(wèn)、二級安全訪(fǎng)問(wèn)也是根據各廠(chǎng)商防盜等級要求自定義;

　　依托于理論方案進(jìn)行實(shí)物驗證，在實(shí)驗室搭載T-box—BCM—VCU為一體的物理系統測試臺架，如圖4所示;通過(guò)不斷的測試和優(yōu)化實(shí)驗驗證本文控制方案的可行性和有效性。

　　引用的通用標準公式如下所示，解防/解動(dòng)力算法是根據該公式演化出自定義算法：

　　K=[(S+V)/N] (1)

　　S— Seed，V —使能信號，K—秘鑰，N—自定義整數。

2 結論

　　本文基于算法、模式、安全訪(fǎng)問(wèn)的多種形式詮釋了一種新能源租賃車(chē)防盜控制方案，該方案也將遠程客戶(hù)端(R-Client)、車(chē)載遠程設備(T-BOX)、車(chē)身控制器(BCM)、整車(chē)控制器(VCU)四個(gè)節點(diǎn)相互協(xié)調串聯(lián)起來(lái)，形成了閉環(huán)防盜控制。有效的解決了非法進(jìn)入和驅動(dòng)租賃汽車(chē)，提高了租賃汽車(chē)的安全等級和可靠性，有利于降低租賃市場(chǎng)低配汽車(chē)的風(fēng)險性。

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　　本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》2018年第8期第43頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。