本發(fā)明屬于通信和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于NB-IOT網(wǎng)絡(luò)的車檢器。

背景技術(shù)：

車檢器是目前采集車輛?？啃畔⒌闹饕獧z測手段，其目的在于采集停車位的停車信息，即時發(fā)送該停車信息給通訊基站，現(xiàn)有的車檢器工作在2G/3G/4G蜂窩網(wǎng)技術(shù)下，需要通過中繼網(wǎng)關(guān)收集信息再反饋給基站，網(wǎng)絡(luò)部署復(fù)雜、多網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)、高成本，且在惡劣環(huán)境下不能正常監(jiān)測。

NB-IOT網(wǎng)絡(luò)一種新興的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其是一種基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)，可直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò)，支持待機時間短、對網(wǎng)絡(luò)連接要求較高設(shè)備的高效連接，具有覆蓋廣、連接多、速率低、成本低、功耗少、架構(gòu)優(yōu)等特點，目前已成為萬物物聯(lián)網(wǎng)的一個重要分支。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明提出了基于NB-IOT網(wǎng)絡(luò)的車檢器

本發(fā)明采用的技術(shù)方案具體如下：

一種基于NB-IOT網(wǎng)絡(luò)的車檢器，該車檢器包括信息獲取單元、密鑰存儲器、只讀存儲器、安全模塊和通訊模塊，其中

所述信息獲取單元用于獲取停車位內(nèi)的停車信息，并將獲取的停車信息發(fā)送給所述安全模塊；

所述密鑰存儲器是一個非易失存儲器，用于存儲車檢器的當(dāng)前密鑰，在車檢器出廠時，所述密鑰存儲器預(yù)先存儲了一個初始密鑰作為當(dāng)前密鑰，該初始密鑰同時與該車檢器的編碼對應(yīng)存儲在智能云服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中。

所述只讀存儲器用于存儲所述車檢器的唯一編碼以及所述智能云服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)地址；

所述通訊模塊用于通過NB-IOT網(wǎng)絡(luò)與外部的通訊基站通信，從而使得車檢器可與外界通信；

所述安全模塊用于從所述信息獲取單元接收停車信息，并且將停車信息加密后，通過通訊模塊發(fā)送給所述智能云服務(wù)器，并且可以更新所述密鑰存儲器中的密鑰，其具體工作過程如下：

(1)所述安全模塊從所述信息獲取單元接收到數(shù)據(jù)Data后，從所述密鑰存儲器中讀取當(dāng)前密鑰K；

(2)所述安全模塊使用當(dāng)前密鑰K加密所述數(shù)據(jù)Data，并從所述只讀存儲器中讀取車檢器的編碼Code，從而組裝成一個數(shù)據(jù)包Message，即：

Message＝{Code，E_K(Data)},

其中E_K表示使用密鑰K的一個加密算法；

(3)所述安全模塊從所述只讀存儲器中讀取所述智能云服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)地址，將組裝成的數(shù)據(jù)包Message通過通訊模塊發(fā)送給所述智能云服務(wù)器；

(4)所述智能云服務(wù)器接收到所述數(shù)據(jù)包Message后，解析該數(shù)據(jù)包，獲取車檢器的編碼Code，根據(jù)該Code從數(shù)據(jù)庫中查詢獲得其對應(yīng)的當(dāng)前密鑰K，從而使用K對Message中的E_K(Data)進行解密，獲得數(shù)據(jù)Data，并將該數(shù)據(jù)Data作為停車信息存儲；

(5)如果該數(shù)據(jù)Data指示的是車輛進入停車位，則所述智能云服務(wù)器和車檢器都計算一個新的密鑰K_new＝K⊕PN，所述車檢器將K_new作為新的當(dāng)前密鑰存入所述密鑰存儲器，以取代原有的K；所述智能云服務(wù)器將K_new與Code對應(yīng)存入數(shù)據(jù)庫，以作為該車檢器的當(dāng)前密鑰，其中，PN是所述信息獲取單元識別的車牌號。

進一步地，所述信息獲取單元通過掃描停車位內(nèi)磁通量的變化情況來判斷停車位上有無車輛，在有車輛時，通過讀取車輛上的RFID電子標簽來獲取車輛相關(guān)信息。

進一步地，所述車檢器在出廠時，在其密鑰存儲器中存儲了一個初始密鑰作為當(dāng)前密鑰，該初始密鑰同時與該車檢器的編碼對應(yīng)存儲在所述智能云服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中。

進一步地，所述加密算法為分組密碼算法。

進一步地，所述RFID電子標簽固定在車輛上，其中存儲了對應(yīng)車輛的相關(guān)信息，包括車牌號。

進一步地，所述車檢器編碼和所述智能云服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)地址在車檢器出廠時就內(nèi)置在所述只讀存儲器中。

本發(fā)明的有益效果包括：1)在NB-IoT基站覆蓋范圍內(nèi)，每平方公里可支持安裝數(shù)以萬計的傳感器終端，實現(xiàn)全面監(jiān)測管理；2)車檢器即裝即用，部署成本大幅下降，并支持長達數(shù)年的使用壽命；3)支持無處不在而又安全可靠的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)，具備優(yōu)良的性能和穩(wěn)定性。能夠有效降低道路投入和運營成本，合理配置停車資源，提升工作效率。

【附圖說明】

此處所說明的附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定，在附圖中：

圖1是本發(fā)明車檢器所應(yīng)用的系統(tǒng)圖。

圖2是本發(fā)明車檢器的邏輯結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】

下面將結(jié)合附圖以及具體實施例來詳細說明本發(fā)明，其中的示意性實施例以及說明僅用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。

參見附圖1，其示出了本發(fā)明車檢器所應(yīng)用的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括車檢器、RFID電子標簽、通訊基站、智能云服務(wù)器。

所述RFID電子標簽固定在車輛底部，也可以結(jié)合在車牌中，制作成電子車牌的形式。RFID電子標簽中存儲了對應(yīng)車輛的相關(guān)信息，即包括車牌號等可以識別該車輛的信息。

所述車檢器設(shè)置于停車位，每一個停車位都設(shè)置一個車檢器，兩者是一一對應(yīng)的關(guān)系。本發(fā)明為每一個停車位都設(shè)置了一個唯一編號，該編號也是對應(yīng)車檢器的編號。所述車檢器首先可以通過定時掃描停車位內(nèi)磁通量的變化情況來判斷停車位上有無車輛，當(dāng)有車輛進入停車位時，所述車檢器可以通過讀取該車輛上的RFID電子標簽來識別該車輛，讀取成功后，所述車檢器向所述智能云服務(wù)器報告所讀取的車輛相關(guān)信息。

所述通訊基站用于將車檢器接入網(wǎng)絡(luò)，本發(fā)明的車檢器通過NB-IOT網(wǎng)絡(luò)連接所述通訊基站，從而車檢器可以與所述智能云服務(wù)器進行通訊。

所述智能云服務(wù)器是本發(fā)明整個系統(tǒng)的管理中心，用于根據(jù)車檢器報告的車輛信息，記錄和統(tǒng)計各個停車位的停車情況。

NB-IOT可以支持大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)接入，在一平方公里內(nèi)可以支持上萬個設(shè)備接入，從而實現(xiàn)對停車位的全面監(jiān)測管理。但是，由于是無線接入，車檢器與通訊基站間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)容易被人監(jiān)聽和竊取，而現(xiàn)有NB-IOT技術(shù)并沒有考慮安全性的問題，因此本發(fā)明對于基于NB-IOT網(wǎng)絡(luò)的車檢器增加了安全部件。

在考慮安全性的問題上，一方面，車檢器具有與通常的網(wǎng)絡(luò)傳輸不同的特點。因為車檢器所發(fā)送的數(shù)據(jù)只是停車位上的車輛識別信息，例如車牌號，由于車牌號是完全可見的，所以如果有黑客想要竊取單個停車位的數(shù)據(jù)，只要派人監(jiān)視該停車位即可，所以單個車檢器所傳輸?shù)膬?nèi)容其實無需過高的安全性。但是，對于一個城市而言，整個城市的停車信息就不是一般人能獲取的了，黑客想要獲取的就是這種大量的具有統(tǒng)計意義的停車信息。另一方面，車檢器本身是一種低功耗的設(shè)備，計算能力較弱，無法進行復(fù)雜的安全運算。

基于上述兩方面的原因，車檢器的安全設(shè)計主要目的是為了抵抗黑客的統(tǒng)計性攻擊，但是又不能進行太復(fù)雜的計算。

參見附圖2，其示出了本發(fā)明車檢器的基本結(jié)構(gòu)，包括：信息獲取單元、密鑰存儲器、只讀存儲器、安全模塊、通訊模塊。

所述信息獲取單元用于獲取停車信息，包括：通過掃描停車位內(nèi)磁通量的變化情況來判斷停車位上有無車輛，在有車輛時，通過讀取車輛上的RFID電子標簽來獲取車輛相關(guān)信息。因此，信息獲取單元可以產(chǎn)生兩類數(shù)據(jù)，第一類是有車輛進入停車位時，獲取的車輛相關(guān)信息；第二類是車輛離開時的信息。信息獲取單元每次產(chǎn)生的數(shù)據(jù)都被立即發(fā)送給所述安全模塊。

所述密鑰存儲器是一個非易失存儲器，用于存儲當(dāng)前密鑰，該當(dāng)前密鑰由所述安全模塊在加密和解密時使用。所述車檢器在出廠時，在其密鑰存儲器中存儲了一個初始密鑰作為當(dāng)前密鑰，該初始密鑰同時與該車檢器的編碼對應(yīng)存儲在所述智能云服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中。

所述只讀存儲器用于存儲車檢器的編碼以及智能云服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)地址，該編碼是全球唯一編碼。該編碼和該網(wǎng)絡(luò)地址在車檢器出廠時就內(nèi)置在所述只讀存儲器中，由于是只讀存儲器，所以該編碼和該網(wǎng)絡(luò)地址實際上是不可更改的。

所述通訊模塊是用于車檢器和外部通信的模塊，具體地，該通信模塊基于NB-IOT技術(shù)連接到所述通訊基站，從而使得所述車檢器可以與外界通信，包括與網(wǎng)絡(luò)上的智能云服務(wù)器通信。

所述安全模塊主要有兩個作用：第一，從信息獲取單元接收數(shù)據(jù)，并且將數(shù)據(jù)加密后，通過通訊模塊發(fā)送給所述智能云服務(wù)器；第二，更新密鑰存儲器中的密鑰。下面對安全模塊的工作過程進行詳細說明：

(1)所述安全模塊從所述信息獲取單元接收到數(shù)據(jù)Data后，從所述密鑰存儲器中讀取當(dāng)前密鑰K。

所述數(shù)據(jù)Data中包括車輛進入或離開停車位的指示信息，如果是車輛進入停車位，所述數(shù)據(jù)Data中還包括了從進入車輛上RFID電子標簽讀取的車牌號PN。

(2)所述安全模塊使用當(dāng)前密鑰K加密所述數(shù)據(jù)Data，并從所述只讀存儲器中讀取車檢器的編碼Code，從而組裝成一個數(shù)據(jù)包Message，即：

Message＝{Code，E_K(Data)},

其中E_K表示使用密鑰K的一個加密算法，通過該算法對Data進行加密。需要說明的是，由于車檢器的計算能力較弱，這里的加密算法采用分組密碼算法，分組密碼算法一般計算過程較為簡單，適于低功耗設(shè)備使用。

(3)所述安全模塊從所述只讀存儲器中讀取所述智能云服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)地址，將組裝成的數(shù)據(jù)包Message通過通訊模塊發(fā)送給所述智能云服務(wù)器。

(4)所述智能云服務(wù)器接收到所述數(shù)據(jù)包Message后，解析該數(shù)據(jù)包，獲取車檢器的編碼Code，根據(jù)該Code從數(shù)據(jù)庫中查詢獲得其對應(yīng)的當(dāng)前密鑰K，從而使用K對Message中的E_K(Data)進行解密，獲得數(shù)據(jù)Data，并將該數(shù)據(jù)Data作為停車信息存儲。

(5)如果該數(shù)據(jù)Data指示的是車輛進入停車位，則所述智能云服務(wù)器和車檢器都計算一個新的密鑰K_new＝K⊕PN，所述車檢器將K_new作為新的當(dāng)前密鑰存入所述密鑰存儲器，以取代原有的K；所述智能云服務(wù)器將K_new與Code對應(yīng)存入數(shù)據(jù)庫，以作為該車檢器的當(dāng)前密鑰。

通過這一步驟，車檢器的當(dāng)前密鑰在每次車輛進入后都會被更新，換言之，車檢器與智能云服務(wù)器之間的通信密鑰隨時在變化，這大大增強了通信的安全性，增加了黑客竊聽的難度。對于大量的車檢器而言，其通信密鑰都各不相同，使得黑客的統(tǒng)計攻擊也變得不可行。

以上所述僅是本發(fā)明的較佳實施方式，故凡依本發(fā)明專利申請范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發(fā)明專利申請范圍內(nèi)。