一種新能源租賃車防盜系統(tǒng)控制方案

作者　 閆偉 陳信強(qiáng) 王春麗 奇瑞新能源汽車技術(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：汽車電子。

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

0 前言

　　隨著新能源汽車的廣泛應(yīng)用，基于該能源型的特點(diǎn)，越來(lái)越多新能源汽車投放至租賃市場(chǎng)，很多類型的租賃汽車沒有配置防盜模塊或無(wú)鑰匙，且在授權(quán)解鎖過(guò)程中存在分工獨(dú)立沒有存在相互監(jiān)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(tǒng)方案顯得尤為重要，為了提高租賃電動(dòng)車的安全性，各廠商提出了不同的解決方案。

　　經(jīng)研究分析，將遠(yuǎn)程客戶端(R-Client)、車載遠(yuǎn)程設(shè)備(T-BOX)、車身控制器(BCM)、整車控制器(VCU)四個(gè)節(jié)點(diǎn)協(xié)同控制可提高防盜系統(tǒng)的安全等級(jí)。

1 方案介紹

　　本文防盜系統(tǒng)的控制方案包含防盜數(shù)據(jù)庫(kù)識(shí)別、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)與CAN總線數(shù)據(jù)的交互、防盜準(zhǔn)進(jìn)入和防盜準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)四種模式構(gòu)成，防盜控制系統(tǒng)概圖如圖1所示。

　　在防盜數(shù)據(jù)庫(kù)識(shí)別模式下，租賃平臺(tái)獲取租賃號(hào)碼，上傳至遠(yuǎn)程客戶端，R-Client借助搭建的防盜數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)租賃車號(hào)碼識(shí)別出相應(yīng)的VIN碼，進(jìn)入該系列VIN碼的防盜數(shù)據(jù)庫(kù)中，查詢出對(duì)應(yīng)交互模式所需的數(shù)字指令，包含啟動(dòng)信號(hào)和種子，并通過(guò)高低頻方式推送至車載遠(yuǎn)程設(shè)備T-Box。除此之外，該模式下還包含校驗(yàn)功能，校驗(yàn)準(zhǔn)進(jìn)入和準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)秘鑰，把實(shí)時(shí)的解防狀態(tài)反饋至租賃平臺(tái)，并與租賃汽車的防盜數(shù)據(jù)進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。

　　在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)與CAN總線數(shù)據(jù)的交互模式下，T-Box按照交互算法分解出啟動(dòng)信號(hào)(隨機(jī)數(shù)1/2)和種子(隨機(jī)數(shù)1*/2*)，打包發(fā)送至CAN總線，由準(zhǔn)進(jìn)入模式的BCM和準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)的VCU進(jìn)行解包處理執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。在該模式下，T-Box實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和總線數(shù)據(jù)的互處理;與BCM、VCU的啟動(dòng)授權(quán)和握手;秘鑰使能后計(jì)算，根據(jù)通用算法計(jì)算秘鑰，并推送至后臺(tái)和所需控制器。

　　在防盜準(zhǔn)進(jìn)入模式下，BCM接收到準(zhǔn)進(jìn)入模式的啟動(dòng)信號(hào)(隨機(jī)數(shù)1)和種子(隨機(jī)數(shù)1*)。首先根據(jù)啟動(dòng)指令實(shí)現(xiàn)喚醒，在工作模式下校核BCM內(nèi)存庫(kù)中的隨機(jī)數(shù)1，并根據(jù)該種子(隨機(jī)數(shù)1*)通過(guò)自身的一級(jí)安全訪問，在特定時(shí)間T周期內(nèi)進(jìn)行秘鑰計(jì)算工作，根據(jù)防盜加密算法來(lái)計(jì)算出Seed，推送至T-box進(jìn)行解放秘鑰1計(jì)算。通過(guò)T-Box轉(zhuǎn)發(fā)至遠(yuǎn)程客戶端，遠(yuǎn)程客戶端尋查防盜數(shù)據(jù)庫(kù)的密鑰數(shù)據(jù)來(lái)校核密鑰1是否存在，告知后臺(tái)服務(wù)器(此工作不體現(xiàn)在圖2中)。

　　秘鑰同步反饋至BCM進(jìn)行下一步校驗(yàn)過(guò)程，執(zhí)行秘鑰判斷，確定BCM與T-Box是否實(shí)現(xiàn)握手，然后發(fā)出準(zhǔn)進(jìn)入信號(hào)。BCM接收到該信號(hào)即可實(shí)現(xiàn)無(wú)鑰匙進(jìn)入車內(nèi)，如若握手失敗，禁止進(jìn)入車內(nèi)，如圖2所示。

　　在防盜準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)模式下，啟動(dòng)固化至租賃車上的點(diǎn)火鑰匙K至CRANK，VCU處于上電模式，然后遠(yuǎn)程客戶端R-Client通過(guò)租賃車號(hào)碼解析出相應(yīng)的VIN碼，進(jìn)入該VIN碼系列的防盜數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送防盜準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)模式的啟動(dòng)信號(hào)(隨機(jī)數(shù)2)和種子(隨機(jī)數(shù)2*)至T-Box中。T-Box將啟動(dòng)信號(hào)(隨機(jī)數(shù)2)和種子(隨機(jī)數(shù)2*)處理并轉(zhuǎn)發(fā)至CAN總線上。

　　VCU在工作狀態(tài)接收到準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)模式的啟動(dòng)信號(hào)和準(zhǔn)進(jìn)入允許信號(hào)后先執(zhí)行指令，然后跳轉(zhuǎn)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)模式，執(zhí)行準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)控制邏輯，校核VCU內(nèi)存庫(kù)中的隨機(jī)數(shù)2，并根據(jù)該種子(隨機(jī)數(shù)2*)通過(guò)自身的二級(jí)安全訪問，然后根據(jù)防盜加密算法計(jì)算出一個(gè)seed，發(fā)送至T-box。T-box根據(jù)解動(dòng)力算法計(jì)算出秘鑰，通過(guò)T-box轉(zhuǎn)發(fā)至遠(yuǎn)程客戶端和VCU，遠(yuǎn)程客戶端尋查防盜數(shù)據(jù)庫(kù)的密鑰數(shù)據(jù)來(lái)校核密鑰2否存在。VCU同步計(jì)算秘鑰，校驗(yàn)雙方準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)和秘鑰信息，當(dāng)VCU與T-box握手成功，即可實(shí)現(xiàn)動(dòng)力解鎖，可實(shí)現(xiàn)上高壓動(dòng)作，整車ready處于可以行使?fàn)顟B(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(zhǔn)驅(qū)動(dòng)、準(zhǔn)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(shù)，該算法只有涉及極少人員知曉。一級(jí)安全訪問、二級(jí)安全訪問也是根據(jù)各廠商防盜等級(jí)要求自定義;

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

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

　　K=[(S+V)/N] (1)

　　S— Seed，V —使能信號(hào)，K—秘鑰，N—自定義整數(shù)。

2 結(jié)論

　　本文基于算法、模式、安全訪問的多種形式詮釋了一種新能源租賃車防盜控制方案，該方案也將遠(yuǎn)程客戶端(R-Client)、車載遠(yuǎn)程設(shè)備(T-BOX)、車身控制器(BCM)、整車控制器(VCU)四個(gè)節(jié)點(diǎn)相互協(xié)調(diào)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(qū)動(dòng)租賃汽車，提高了租賃汽車的安全等級(jí)和可靠性，有利于降低租賃市場(chǎng)低配汽車的風(fēng)險(xiǎn)性。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] Communication Protocol Based on CANbetween Immobilizer and ECM V3.0.4 CHERY AUTOMOBILECO.,LTD

　　[2]羅峰,孫澤昌.汽車CAN總線系統(tǒng)原理、設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2010.

　　[3]康拉德?萊夫. Bosch 汽車電氣與電子中文第2版[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,2014.

　　[4]馬如斌,張友煥,尹穎.新能源汽車分時(shí)租賃車端遠(yuǎn)程控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案[J].北京汽車.2017(1):1-4.

　　[5]湯軍浪.汽車密碼防盜與定速巡航控制系統(tǒng)的研究[D].南昌大學(xué),2012.

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