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無遙控鑰匙基礎(chǔ)的防盜系統(tǒng)控制方案。通過客戶端掃碼、識別授權(quán)等動作，借助CAN總線和加密算法實現(xiàn)租賃車的進(jìn)入和動力驅(qū)動的功能解鎖，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，越來越多新能源汽車投放至租賃市場，很多類型的租賃汽車沒有配置防盜模塊或無鑰匙，且在授權(quán)解鎖過程中存在分工獨(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)四個節(jié)點協(xié)同控制可提高防盜系統(tǒng)的安全等級。

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)庫識別、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)庫識別模式下，租賃平臺獲取租賃號碼，上傳至遠(yuǎn)程客戶端，R-Client借助搭建的防盜數(shù)據(jù)庫，通過租賃車號碼識別出相應(yīng)的VIN碼，進(jìn)入該系列VIN碼的防盜數(shù)據(jù)庫中，查詢出對應(yīng)交互模式所需的數(shù)字指令，包含啟動信號和種子，并通過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功能，校驗準(zhǔn)進(jìn)入和準(zhǔn)驅(qū)動秘鑰，把實時的解防狀態(tài)反饋至租賃平臺，并與租賃汽車的防盜數(shù)據(jù)進(jìn)行交互，實現(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信號(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)動的VCU進(jìn)行解包處理執(zhí)行相應(yīng)動作。在該模式下，T-Box實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和總線數(shù)據(jù)的互處理;與BCM、VCU的啟動授權(quán)和握手;秘鑰使能后計算，根據(jù)通用算法計算秘鑰，并推送至后臺和所需控制器。

　　在防盜準(zhǔn)進(jìn)入模式下，BCM接收到準(zhǔn)進(jìn)入模式的啟動信號(隨機(jī)數(shù)1)和種子(隨機(jī)數(shù)1*)。首先根據(jù)啟動指令實現(xiàn)喚醒，在工作模式下校核BCM內(nèi)存庫中的隨機(jī)數(shù)1，并根據(jù)該種子(隨機(jī)數(shù)1*)通過自身的一級安全訪問，在特定時間T周期內(nèi)進(jìn)行秘鑰計算工作，根據(jù)防盜加密算法來計算出Seed，推送至T-box進(jìn)行解放秘鑰1計算。通過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)庫的密鑰數(shù)據(jù)來校核密鑰1是否存在，告知后臺服務(wù)器(此工作不體現(xiàn)在圖2中)。

　　秘鑰同步反饋至BCM進(jìn)行下一步校驗過程，執(zhí)行秘鑰判斷，確定BCM與T-Box是否實現(xiàn)握手，然后發(fā)出準(zhǔn)進(jìn)入信號。BCM接收到該信號即可實現(xiàn)無鑰匙進(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)動模式下，啟動固化至租賃車上的點火鑰匙K至CRANK，VCU處于上電模式，然后遠(yuǎn)程客戶端R-Client通過租賃車號碼解析出相應(yīng)的VIN碼，進(jìn)入該VIN碼系列的防盜數(shù)據(jù)庫中，通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送防盜準(zhǔn)驅(qū)動模式的啟動信號(隨機(jī)數(shù)2)和種子(隨機(jī)數(shù)2*)至T-Box中。T-Box將啟動信號(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)動模式的啟動信號和準(zhǔn)進(jìn)入允許信號后先執(zhí)行指令，然后跳轉(zhuǎn)準(zhǔn)驅(qū)動模式，執(zhí)行準(zhǔn)驅(qū)動控制邏輯，校核VCU內(nèi)存庫中的隨機(jī)數(shù)2，并根據(jù)該種子(隨機(jī)數(shù)2*)通過自身的二級安全訪問，然后根據(jù)防盜加密算法計算出一個seed，發(fā)送至T-box。T-box根據(jù)解動力算法計算出秘鑰，通過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)庫的密鑰數(shù)據(jù)來校核密鑰2否存在。VCU同步計算秘鑰，校驗雙方準(zhǔn)驅(qū)動和秘鑰信息，當(dāng)VCU與T-box握手成功，即可實現(xiàn)動力解鎖，可實現(xiàn)上高壓動作，整車ready處于可以行使?fàn)顟B(tài)。如若握手失敗，禁止解鎖動力?？刂屏鞒倘鐖D3所示。

　　文中提及到準(zhǔn)驅(qū)動、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。一級安全訪問、二級安全訪問也是根據(jù)各廠商防盜等級要求自定義;

　　依托于理論方案進(jìn)行實物驗證，在實驗室搭載T-box—BCM—VCU為一體的物理系統(tǒng)測試臺架，如圖4所示;通過不斷的測試和優(yōu)化實驗驗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，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)四個節(jié)點相互協(xié)調(diào)串聯(lián)起來，形成了閉環(huán)防盜控制。有效的解決了非法進(jìn)入和驅(qū)動租賃汽車，提高了租賃汽車的安全等級和可靠性，有利于降低租賃市場低配汽車的風(fēng)險性。

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