專利名稱：汽車電子防盜報警器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及汽車電子，特別是汽車電子防盜報警器。
背景技術(shù)：
汽車電子防盜報警器 雖然在技術(shù)上比較成熟，但不少產(chǎn)品存在一些缺陷。在公開號為CN101343960A中國發(fā)明專利公開了一種針對高科技電子解碼器破譯技術(shù)而精心設(shè)計的新型電子無線遙控裝置，遙控接收器能夠在瞬間識別正常操作方式和非法操作方式，識別為非法操作方式后立即做出立即停止接收任何無線信號的防盜保護動作，由于該發(fā)明的遙控發(fā)射器與遙控接收器使用固定的無線通信頻率，一旦不法分子發(fā)射的干擾信號占用了這一頻率，車主將無法打開車門或解除警戒狀態(tài)，其次，該發(fā)明的遙控密碼采用固定的值，安全性并不高；在公開號為CN101244715A的中國發(fā)明專利中公開了一種汽車鑰匙與發(fā)動機防盜控制器通過有線單總線通訊進行身份認證的汽車防盜系統(tǒng)，可以較好地解決無線通信方式造成的指令和密碼泄漏，但由于汽車內(nèi)電子干擾信號比較強，采用TTL電平的單總線通信技術(shù)可靠性存在問題；在公開號為CN1860050A的中國發(fā)明專利中公開了一種結(jié)合電子鑰匙驗證和人體驗證信息驗證的車輛防盜系統(tǒng)，人體驗證信息為人的指紋、虹膜/視網(wǎng)膜或靜脈等信息，但這一類檢測人體信息的設(shè)備本身很精密、價格昂貴且容易損壞；現(xiàn)有的汽車防盜報警器存在一些的產(chǎn)品缺陷或成本較高、或可靠性不高、安全性不好。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有汽車防盜報警器存在的缺陷，本實用新型需要解決的技術(shù)問題是提供一種成本較低、可靠性和安全性更好的汽車電子防盜報警器。為了解決這一技術(shù)問題，本實用新型采用如下的技術(shù)方案汽車電子防盜報警器包括硬件和軟件兩部分，分別從硬件結(jié)構(gòu)和軟件處理方法對本發(fā)明進行描述。在硬件結(jié)構(gòu)上，汽車電子防盜報警器，包含遙控鑰匙(I)和安裝在車上的防盜報警控制器(5)。所述的遙控鑰匙包含微控制器(20)、非揮發(fā)性存儲器(2)、2. 4GHz無線通信模塊(3)和無線通信模塊天線(4)。所述的微控制器(20)、非揮發(fā)性存儲器(2)、2. 4GHz無線通信模塊(3)和無線通信模塊天線(4)依次電連接。所述的防盜報警控制器包含微控制器(14)、非揮發(fā)性存儲器(8)、2. 4GHz無線通信模塊(9)、無線通信模塊天線(10)和門鎖、燈光、喇機、電動車窗、發(fā)動機防盜接口( 15)。所述的微控制器(14)、非揮發(fā)性存儲器(8)、
2.4GHz無線通信模塊(9)、無線通信模塊天線(10)和門鎖、燈光、喇叭、電動車窗、發(fā)動機防盜接口(15)依次電連接。與公開號為CN101244715A的中國發(fā)明專利所不同的是遙控鑰匙上設(shè)有三觸點接口(18)，該三觸點接口(18)與微控制器(20)電連接；與其它公開的汽車電子防盜器專利所不同的是，在所述的防盜報警控制器中還設(shè)有聲音傳感器(11)、溫度傳感器(12)、實時時鐘(13)、光電隔離和電平轉(zhuǎn)換模塊(7)、點火鎖位置的三觸點接口(6)和駕駛員車門鎖位置的三觸點接口(16)。所述的聲音傳感器(11)、溫度傳感器(12)、實時時鐘(13)、光電隔離電平轉(zhuǎn)換(7)與微控制器(14)電連接。所述的點火鎖位置的三觸點接口(6)、駕駛員車門鎖位置的三觸點接口( 16)與光電隔離和電平轉(zhuǎn)換模塊(7)電連接。由于汽車內(nèi)電子干擾大，為保障遙控鑰匙(I)與安裝在車上的防盜報警控制器(5)之間通過有線通信時的可靠性和安全性，采用光電耦合隔離方式和RS-232電平信號通信。軟件處理方法上改進了現(xiàn)有汽車防盜報警系統(tǒng)遙控鑰匙(I)與防盜報警控制器
(5)之間采用相對固定的密碼和無線通信信道進行身份認證的策略。在利用遙控鑰匙進行鎖車、解鎖或開啟后備箱操作時，需要先進行身份認證。身份認證的過程是遙控鑰匙(I)將指令碼和存儲于非揮發(fā)性存儲器(2)中的密碼，通過2. 4GHz無線通信模塊(3)、無線通信模塊天線(4)建立的無線通信信道發(fā)送出去，防盜報警控制器(5)從2. 4GHz無線通信模塊
(9)接收并獲取指令碼和密碼，將之與存儲于非揮發(fā)性存儲器(8)中相應(yīng)指令碼的密碼進行比對，密碼相同則身份認證成功，防盜報警控制器執(zhí)行相應(yīng)的指令，否則身份認證失敗，防盜報警控制器不執(zhí)行相應(yīng)的指令。一旦無線信道被占用或無線通信鏈路出現(xiàn)問題，身份認證還可以通過有線連接進行，即認證過程是遙控鑰匙插入駕駛員門鎖后，防盜報警控制器(5)檢測到鑰匙插入，向遙控鑰匙發(fā)出讀取密碼的請求，防盜報警控制器能夠根據(jù)所處的“警戒”或“非警戒”的狀態(tài)自動決定發(fā)出獲取“解鎖”或“鎖車”指令的密碼的請求，該請求通過防盜報警控制器的駕駛員車門鎖位置的三觸點接口(16)與遙控鑰匙上的三觸點接口(18)建立的有線連接傳送出去，遙控鑰匙收到請求后，將存儲于非揮發(fā)性存儲器(2)中的密碼，通過上述有線連接傳回，防盜報警控制器從光電隔離和電平轉(zhuǎn)換模塊(7)獲取指令碼和密碼，將之與存儲于非揮發(fā)性存儲器(8)中的相應(yīng)指令碼的密碼進行比對，密碼相同則身份認證成功，防盜報警控制器執(zhí)行相應(yīng)的“鎖車”或“解鎖”指令，否則身份認證失敗，防盜報警控制器不執(zhí)行相應(yīng)的指令。為了達到更好的安全性，在通過無線方式進行身份認證時，用于發(fā)送遙控鎖車的指令碼和密碼、遙控解鎖的指令碼和密碼、遙控開啟后備箱的指令碼和密碼分別采用不同的信道進行傳輸，該無線通信信道選擇數(shù)值存放在遙控鑰匙的非揮發(fā)性存儲器(2)中和防盜報警控制器的非揮發(fā)性存儲器(8)中。無線通信信道的選擇值由微控制器(14)從聲音傳感器(11)獲取的聲音參數(shù)paral、從溫度傳感器(12)獲取的溫度參數(shù)para2、在車鑰匙插入方向盤鎖時刻從實時時鐘(13)獲取的時間參數(shù)para3三個環(huán)境參數(shù)通過數(shù)學(xué)計算而得到。身份認證所用到的密碼，即遙控鎖車的密碼、遙控解鎖的密碼、遙控開啟后備箱的密碼是將微控制器(14)從聲音傳感器(11)獲取的聲音參數(shù)paral、從溫度傳感器(12)獲取的溫度參數(shù)para2、在車鑰匙插入方向盤鎖時刻從實時時鐘(13)獲取的時間參數(shù)para3三個環(huán)境參數(shù)按照不同的順序生成6組64位的密鑰和6組64位的明文，輸入到DES加密算法中處理，得到3組128位密碼，用于身份認證，該3個密碼生成后被存儲在遙控鑰匙的非揮發(fā)性存儲器(2)中和防盜報警控制器的非揮發(fā)性存儲器(8)中。微控制器(14)對密碼被使用情況進行登記，一旦發(fā)現(xiàn)任何一個密碼被使用過一次，微控制器(14)將在遙控鑰匙(I)下一次插入發(fā)動機點火鎖時，按照上述無線通信信道選擇值的生成方法和密碼的生成方法重新生成無線通信信道選擇值和密碼，并通過三觸點接口(18)和三觸點接口(6)建立的有線連接，將該無線通信信道選擇值和三個128位的密碼發(fā)送給遙控鑰匙，存儲在原無線通信信道選擇值和三個密碼所在的存儲區(qū)。具體地，無線通信信道值的確定方法是當2. 4GHz無線通信模塊(3)、2. 4GHz無線通信模塊(9)選擇nRF24L01或nRF2401為核心的通信模塊時，微控制器(14)將聲音參數(shù)、paral、溫度參數(shù)para2、時間參數(shù)para3視為8位無符號數(shù)，通過數(shù)學(xué)計算生成無線通信信道選擇值。公式如下發(fā)送遙控鎖車的指令碼和密碼的信道值Chanl=(聲音參數(shù)paral+溫度參數(shù)para2+時間參數(shù)para3) % 126,發(fā)送遙控解鎖的指令碼和密碼的信道值chan2=(聲音參數(shù)paral+溫度參數(shù)para2_時間參數(shù)para3) % 126,發(fā)送遙控開啟后備箱的指令碼和密碼的信道值chan3=(聲音參數(shù)paral-溫度參數(shù)para2+時間參數(shù)para3) % 126 ;也可以按照其它的算術(shù)公式確定無線通信信道值可選擇發(fā)送遙控鎖車的指令碼和密碼的信道值chanl=(聲音參數(shù)paral-溫度參數(shù)para2_時間參數(shù)para3) % 126,發(fā)送遙控解鎖的指令碼和密碼的信道值chan2=(聲音參數(shù)paral-溫度參數(shù)para2+時間參數(shù)para3) % 126,發(fā)送遙控開啟后備箱的指令碼和密碼的信道值chan3=(聲音參數(shù)paral+溫度參數(shù)para2_時間參數(shù) para3) % 126ο本實用新型的汽車電子防盜報警器從硬件結(jié)構(gòu)和遙控鑰匙與防盜控制報警控制器之間進行身份認證策略上進行了改進，增加了采集車內(nèi)溫度、聲音強度的傳感器電路、實時時鐘，采用上述環(huán)境參數(shù)產(chǎn)生密碼，密碼只使用一次后重新生成，傳送密碼的無線通信信道不固定，也由環(huán)境參數(shù)值產(chǎn)生，安全性更好，采用RS-232電平進行有線通信，抗干擾能力更強，穩(wěn)定性更好。
以下結(jié)合附圖
和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明。圖I是汽車電子防盜報警器的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
如圖I所示，本發(fā)明的汽車電子防盜報警器硬件結(jié)構(gòu)包括兩部分隨身攜帶的遙控鑰匙(I)和安裝在車上的防盜報警控制器(5)，所述的遙控鑰匙包含微控制器(20)、非揮發(fā)性存儲器(2)、2. 4GHz無線通信模塊(3)和無線通信模塊天線(4)，所述的微控制器(20)、非揮發(fā)性存儲器(2)、2. 4GHz無線通信模塊(3)和無線通信模塊天線(4)依次電連接；所述的防盜報警控制器包含微控制器(14)、非揮發(fā)性存儲器(8)、2. 4GHz無線通信模塊(9)、無線通信模塊天線(10)和門鎖、燈光、喇叭、電動車窗、發(fā)動機防盜接口( 15)，所述的微控制器(14)、非揮發(fā)性存儲器(8)、2. 4GHz無線通信模塊(9)、無線通信模塊天線(10)和門鎖、燈光、喇叭、電動車窗、發(fā)動機防盜接口(15)依次電連接；在遙控鑰匙上設(shè)有三觸點接口
(18)，該三觸點接口(18)與微控制器(20)電連接；在所述的防盜報警控制器中還設(shè)有聲音傳感器(11)、溫度傳感器(12)、實時時鐘(13)、光電隔離和電平轉(zhuǎn)換模塊(7)、點火鎖位置的三觸點接口( 6 )和駕駛員車門鎖位置的三觸點接口( 16 )，所述的聲音傳感器(11 )、溫度傳感器(12)、實時時鐘(13)、光電隔離電平轉(zhuǎn)換(7)與微控制器(14)電連接，所述的點火鎖位置的三觸點接口(6)、駕駛員車門鎖位置的三觸點接口(16)與光電隔離和電平轉(zhuǎn)換模塊
(7)電連接。作為優(yōu)選的方案，微控制器(20)和微控制器(14)可選擇支持ISP功能、片內(nèi)SRAM 容量達1280字節(jié)、片內(nèi)Flash程序存儲器達32K字節(jié)以上的MCU，如STC12系列芯片等；非揮發(fā)性存儲器(2)和非揮發(fā)性存儲器(8)用于存儲無線通信信道值和三個128位密碼值，可選擇IK位存儲空間的EEPROM芯片，如24C01等芯片；遙控鑰匙上的2. 4GHz無線通信模塊(3)和防盜控制器上的2. 4GHz無線通信模塊(9)為了達到較好的通信效果，最好選擇同一廠家同一批次芯片，如nRF24L01、nRF2401等專用芯片；無線通信模塊天線(4)受遙控鑰匙尺寸的限制，設(shè)計成隱形天線，直接做到電路板上，為了增加通信距離，無線通信模塊天線
(10)需要采用外接方式；門鎖、燈光、喇叭、電動車窗、發(fā)動機防盜接口(15)設(shè)計成CAN總線接口規(guī)范，以方便與車內(nèi)現(xiàn)有的電子系統(tǒng)互連；遙控鑰匙上設(shè)有三觸點接口(18)與點火鎖位置的三觸點接口(6)和駕駛員車門鎖位置的三觸點接口(16)設(shè)計成配套的結(jié)構(gòu)，保證當鑰匙插入點火鎖或駕駛員車門鎖時，對應(yīng)的三個觸點能夠可靠接觸；聲音傳感器(11)電路設(shè)計成當環(huán)境音量在30分貝 100分貝之間時，輸出模擬電壓在0V、3. 3V連續(xù)變化、以便微控制器(14)通過A/D采樣；溫度傳感器(12)電路設(shè)計成當環(huán)境溫度在-20°C ^+50°C之間時，輸出模 擬電壓在0V、3. 3V連續(xù)變化、以便微控制器(14)通過A/D采樣；實時時鐘(13)可采用DS1302等低功耗實時時鐘芯片，以便微控制器(14)直接讀取其年、月、日、時、分、秒值，時鐘的值并不需要校準，只要它一直在跑就可以了 ；光電隔離和電平轉(zhuǎn)換模塊
(7)可選擇雙通道光電耦合器、以實現(xiàn)車內(nèi)電子設(shè)備與車外隔離，避免人為破壞，電平轉(zhuǎn)換可選擇雙通道的max3232等RS-232/TTL電平轉(zhuǎn)換芯片，光電隔離只在駕駛員車門鎖位置安裝，電平轉(zhuǎn)換模塊需要在駕駛員車門鎖、點火鎖和防盜報警控制器三個位置安裝；由于汽車內(nèi)電子干擾大，為保障遙控鑰匙(I)與安裝在車上的防盜報警控制器(5)之間通過有線通信時的可靠性和安全性，采用光電隔離方式和RS-232電平信號通信。軟件處理方法上改進了現(xiàn)有汽車防盜報警系統(tǒng)遙控鑰匙(I)與防盜報警控制器
(5)之間采用相對固定的密碼和無線通信信道進行身份認證的策略。在利用遙控鑰匙進行鎖車、解鎖或開啟后備箱操作時、需要先進行身份認證。身份認證的過程是遙控鑰匙(I)將指令碼和存儲于非揮發(fā)性存儲器(2)中的密碼，通過2. 4GHz無線通信模塊(3)、無線通信模塊天線(4)建立的無線通信信道發(fā)送出去，防盜報警控制器(5)從2. 4GHz無線通信模塊
(9)接收并獲取指令碼和密碼，將之與存儲于非揮發(fā)性存儲器(8)中相應(yīng)指令碼的密碼進行比對，密碼相同則身份認證成功，防盜報警控制器執(zhí)行相應(yīng)的指令，否則身份認證失敗，防盜報警控制器不執(zhí)行相應(yīng)的指令。一旦無線信道被占用或無線通信鏈路出現(xiàn)問題，身份認證還可以通過有線連接進行，即認證過程是遙控鑰匙插入駕駛員門鎖后，防盜報警控制器(5)檢測到鑰匙插入，向遙控鑰匙發(fā)出讀取密碼的請求，防盜報警控制器能夠根據(jù)所處的“警戒”或“非警戒”的狀態(tài)自動決定發(fā)出獲取“解鎖”或“鎖車”指令的密碼的請求，該請求通過防盜報警控制器的駕駛員車門鎖位置的三觸點接口(16)與遙控鑰匙上的三觸點接口
(18)建立的有線連接傳送出去，遙控鑰匙收到請求后，將存儲于非揮發(fā)性存儲器(2)中的密碼，通過上述有線連接傳回，防盜報警控制器從光電隔離和電平轉(zhuǎn)換模塊(7 )獲取指令碼和密碼，將之與存儲于非揮發(fā)性存儲器(8)中的相應(yīng)指令碼的密碼進行比對，密碼相同則身份認證成功，防盜報警控制器執(zhí)行相應(yīng)的“鎖車”或“解鎖”指令，否則身份認證失敗，防盜報警控制器不執(zhí)行相應(yīng)的指令。為了達到更好的安全性，在通過無線方式進行身份認證時，用于發(fā)送遙控鎖車的指令碼和密碼、遙控解鎖的指令碼和密碼、遙控開啟后備箱的指令碼和密碼分別采用不同的信道進行傳輸，該無線通信信道選擇數(shù)值((Γ126)存放在遙控鑰匙的非揮發(fā)性存儲器
(2)中和防盜報警控制器的非揮發(fā)性存儲器(8)中。無線通信信道的選擇值由微控制器
(14)從聲音傳感器(11)獲取的聲音參數(shù)paral、從溫度傳感器(12)獲取的溫度參數(shù)para2、在車鑰匙插入方向盤鎖時刻從實時時鐘(13)獲取的時間參數(shù)para3三個環(huán)境參數(shù)通過數(shù)學(xué)計算而得到。身份認證所用到的密碼，即遙控鎖車的密碼、遙控解鎖的密碼、遙控開啟后備箱的密碼也是將微控制器(14)從聲音傳感器(11)獲取的聲音參數(shù)paral、從溫度傳感器
(12)獲取的溫度參數(shù)para2、在車鑰匙插入方向盤鎖時刻從實時時鐘(13)獲取的時間參數(shù)para3三個環(huán)境參數(shù)按照不同的順序生成6組64位的密鑰和6組64位的明文，輸入到DES加密算法中處理，得到3組128位密碼，用于身份認證，該三個密碼生成后被存儲在遙控鑰匙的非揮發(fā)性存儲器(2)中和防盜報警控制器的非揮發(fā)性存儲器(8)中。微控制器(14)對密碼被使用情況進行登記，一旦發(fā)現(xiàn)任何一個密碼被使用過一次，微控制器(14)將在遙控鑰匙(I)下一次插入發(fā)動機點火鎖時，按照上述無線通信信道選擇值的生成方法和密碼的生成方法重新生成無線通信信道選擇值和密碼，并通過三觸點接口( 18)和三觸點接口(6)建立的有線連接，將該無線通信信道選擇值和三個128位的密碼發(fā)送給遙控鑰匙，存儲在原無線通信信道選擇值和三個密碼所在的存儲區(qū)。具體地，無線通信信道值的確定方法是當2. 4GHz無線通信模塊(3)、2. 4GHz無線通信模塊(9)選擇nRF24L01或nRF2401為核心的通信模塊時，微控制器(14)將聲音參數(shù) paral、溫度參數(shù)para2、時間參數(shù)para3視為8位無符號數(shù)，通過數(shù)學(xué)計算生成通信信道選擇值。公式如下發(fā)送遙控鎖車的指令碼和密碼的信道值chanl=(聲音參數(shù)paral+溫度參數(shù)para2+時間參數(shù)para3) % 126,發(fā)送遙控解鎖的指令碼和密碼的信道值chan2=(聲音參數(shù)paral+溫度參數(shù)para2-時間參數(shù)para3) % 126,發(fā)送遙控開啟后備箱的指令碼和密碼的信道值chan3=(聲音參數(shù)paral-溫度參數(shù)para2+時間參數(shù)para3) % 126 ;也可以按照其它的算術(shù)公式確定無線通信信道值可選擇發(fā)送遙控鎖車的指令碼和密碼的信道值chanl=(聲音參數(shù)paral-溫度參數(shù)para2_時間參數(shù)para3) % 126,發(fā)送遙控解鎖的指令碼和密碼的信道值chan2=(聲音參數(shù)paral-溫度參數(shù)para2+時間參數(shù)para3) % 126,發(fā)送遙控開啟后備箱的指令碼和密碼的信道值chan3=(聲音參數(shù)paral+溫度參數(shù)para2_時間參數(shù) para3) % 126ο應(yīng)用本發(fā)明可以獲得的有益的效果是能夠使汽車的防盜性能更好、成本較低、工作更穩(wěn)定、可靠性更高。
權(quán)利要求1.汽車電子防盜報警器，包含遙控鑰匙(I)和安裝在車上的防盜報警控制器(5);所述的遙控鑰匙包含微控制器(20)、非揮發(fā)性存儲器(2)、2. 4GHz無線通信模塊(3)、無線通信模塊天線(4);所述的微控制器(20)、非揮發(fā)性存儲器(2)、2. 4GHz無線通信模塊(3)、無線通信模塊天線(4)依次電連接；所述的防盜報警控制器包含微控制器(14)、非揮發(fā)性存儲器(8)、2. 4GHz無線通信模塊(9)、無線通信模塊天線(10)、和門鎖、燈光、喇機、電動車窗、發(fā)動機防盜接口(15);所述的微控制器(14)、非揮發(fā)性存儲器(8)、2. 4GHz無線通信模塊(9)、無線通信模塊天線(10)、和門鎖、燈光、喇機、電動車窗、發(fā)動機防盜接口( 15)依次電連接；其特征在于所述的遙控鑰匙還包括三觸點接口(18)，該三觸點接口(18)與微控制器(20)電連接；所述的防盜報警控制器還包含聲音傳感器(11)、溫度傳感器(12)、實時時鐘(13)、光電隔離和電平轉(zhuǎn)換模塊(7)、點火鎖位置的三觸點接口(6)和駕駛員車門鎖位置的三觸點接口( 16 );所述的聲音傳感器(11 )、溫度傳感器(12 )、實時時鐘(13 )、光電隔離電平轉(zhuǎn)換(7)與微控制器(14)電連接；所述的點火鎖位置的三觸點接口(6)、駕駛員車門鎖位置的三觸點接口(16)與光電隔離和電平轉(zhuǎn)換模塊(7)電連接。
專利摘要汽車電子防盜報警器屬于汽車電子領(lǐng)域，包括遙控鑰匙和防盜報警控制器。防盜報警控制器設(shè)置車內(nèi)溫度、聲音強度傳感器和實時時鐘三個環(huán)境參數(shù)模塊，防盜報警控制器的微控制器采集該環(huán)境參數(shù)生成鎖車、解鎖和開啟后備箱密碼和發(fā)送鎖車、解鎖和開啟后備指令和密碼的三個無線通信信道選擇值，上述密碼和通信信道選擇值被使用過一次后將被更新，增加了不法分子通過電子解碼器進行監(jiān)聽、破解達到盜車目的難度。本實用新型提供了一種成本較低、安全性、可靠性更好的汽車電子防盜報警器。
文檔編號B60R25/10GK202439659SQ20122007057
公開日2012年9月19日 申請日期2012年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月29日
發(fā)明者孟凡斌, 曾慶立, 陳善榮 申請人:吉首大學(xué)