專利名稱：一種無線身份鑒別式電動車防盜器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電動車防盜器，具體涉及一種在每次制動時都進行行車人合法身份鑒別并控制電動車電機工作與否的防盜器。
背景技術(shù)：
電動車已成為人們生活中不可或缺的部分，在我國有著接近2億的龐大數(shù)量，但是針對電動車的盜竊事件也異常嚴重，越來越多的電動車都安裝了電子防盜裝置。目前所使用的電動車防盜器大部分都是預警型的一類是防盜報警器，如專利02262927. 0，包括電子鑰匙和車載震動感應(yīng)器，授權(quán)人 通過電子鑰匙發(fā)出的無線電信號對防盜報警器設(shè)置防護狀態(tài)后，非授權(quán)人對車輛進行入侵操作時，由感應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)生擾動信號，通過傳感系統(tǒng)發(fā)送到中央處理單元進行識別操作行為是否合法，若非法則產(chǎn)生對應(yīng)的報警、止動信號。一類是雙向防盜器，此類報警器是在監(jiān)測到非法操作時不僅產(chǎn)生發(fā)聲報警和鎖死電機控制，而且將報警信號傳送給電子鑰匙以提醒車主，一般無線信號覆蓋范圍為幾十米。前述兩類都是在電動車被盜過程環(huán)節(jié)中，通過近距離的電動車自帶聲音或遙控器聲光提示的方式預警車主的，預警范圍有限且誤報概率很大，一旦失竊且離開車主一定距離，則無法尋找和有效報警，防盜效果非常有限。還有少部分防盜器是在電動車被盜后進行追蹤的一類是GPS防盜器，將車輛和GPS定位裝置捆綁，讓車主通過手機與GPS定位裝置通信，這類防盜器在電動車失竊后能有效提供地點，但價格高昂，操作較為復雜，且無法阻止行竊者對帶動車的騎行操作和破壞，防盜效果有限，無法做到實時防盜。一類是電動車防盜監(jiān)控系統(tǒng)(申請?zhí)?01110068499. 6)，其做法是在馬路周邊部署射頻讀卡裝置，通過鑒定電動車和行車人所帶的兩塊配對的射頻卡是否有效匹配，該方法需要在馬路、社區(qū)等公共場所部署安裝大量的讀卡裝置，實施難度和成本都很高。因此，需要一種能實時起到防盜作用，成本低廉，操作簡單甚至無需車主干涉的，在車子被盜后能有效限制非法行車人駕駛行為的電動車防盜裝置。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的目的在于提供一種在電動車每次啟動運行時，都自動通過無線通信的方式進行行車人身份認證的裝置和實現(xiàn)機制，從而起到實時防盜作用，防盜裝置在出現(xiàn)異常情況時能限制電動車的電路連接，阻止盜竊者對電動車的騎行操作，身份認證通過無線電信號交互方式實現(xiàn)，并經(jīng)過加密處理，該方法穩(wěn)定可靠，實時防盜，無需人為干預和設(shè)定操作，成本低廉，從而有效減小電動車丟失問題。為達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下一種無線身份鑒別式電動車防盜器，包括電動車載控制裝置和行車人隨身攜帶身份鑒別裝置。[0014]所述行車人隨身攜帶身份鑒別裝置有無線通信單元電路，用以接收車載控制裝置發(fā)出的身份鑒別請求信號，并進行無線回應(yīng)。所述電動車載控制裝置也帶有無 線通信單元電路，并與行車人隨身攜帶身份鑒別裝置在物理地址上一一配對，兩個裝置無需接觸，可在幾米范圍內(nèi)進行有效的雙向無線通信，通信內(nèi)容經(jīng)過隨機碼方式進行加密并實時變化。所述電動車載控制裝置還帶有模擬電信號采樣單元電路、開關(guān)控制功能電路和微處理器，車載控制裝置上的模擬電信號采樣單元與車速控制電位器和車速運行傳感器相連，車載控制裝置上的開關(guān)控制功能電路串接在電機驅(qū)動導線中。車載控制裝置上的微處理器實時采樣電信號并判斷車子的行駛速度和制動狀態(tài)。所述電動車載控制裝置上的微處理器實時監(jiān)測模擬電信號，當檢測到車子由靜止開始制動時，則通過無線通信單元電路發(fā)送無線請求信號，如果行車人隨身攜帶身份鑒別裝置在其通信范圍之內(nèi)，則接收到該無線請求信號并解密和計算，確認請求信號合法時給予無線回應(yīng)信號，否則不響應(yīng)。車載控制裝置收到有效回應(yīng)信號后使電機驅(qū)動線路處于導通狀態(tài)，車子正常運行，否則關(guān)斷電機驅(qū)動線路，車子不能運行。優(yōu)選的，所述車載控制裝置上的模擬電信號采樣單元與車速控制電位器相并聯(lián)，測量電位器三個觸點中任意兩個觸點間的個電阻值。優(yōu)選的，所述車載控制裝置上的開關(guān)控制功能電路串接在電機驅(qū)動的全部導線中。優(yōu)選的，所述行車人隨身攜帶身份鑒別裝置采用鋰電池供電。優(yōu)選的，所述車載控制裝置和行車人身份鑒別裝置中的無線通信信號覆蓋范圍小于2米。采用本技術(shù)方案的有益效果是每次啟動時都無線鑒別行車人身份，實現(xiàn)實時防盜；發(fā)生異常時直接關(guān)斷電機轉(zhuǎn)動機構(gòu)，車子移動困難，能有效限制非法行車人駕駛行為；無線通信雙向加密，算法可靠；無線通信距離短，相互干擾極小。

為了更清楚地說明本實用新型實施例技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型的工作流程圖。圖3為本實用新型一種實施例的示意圖。圖4為本實用新型一種實施例的數(shù)據(jù)加密算法。圖5為本實用新型中實例I算法流程圖圖6為本實用新型中實例2算法流程圖
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。實施例I如圖I所示，電動車載控制裝置為一塊承載了多個功能電路的印刷電路板⑴，帶有電源管理(4)、模擬電信號采樣單元電路(5)、開關(guān)控制功能電路￠)、微處理器(7)和無線通信單元電路(8)。車載控制裝置(I)通過電動車電池(3)供電，和電動車其它電路負載并聯(lián)。模擬電信號米樣單兀(5)與車速控制電位器(21)相連,并聯(lián)在電動車轉(zhuǎn)把的滑動變阻器(電位器)的三個接線點，行車人轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)把會引起三根線之間的電阻相對變化，這種變化被電動車控制器(16)檢測到之后驅(qū)動電機(12)轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)行駛功能，因此微處理器同樣通過電位器的電阻或電壓信號變化。同時，模擬電信號采樣單元(5)與車速傳感器(22)相連，通過轉(zhuǎn)把電位器(21)電阻或電壓變化前后的速度情況，來判斷車子的啟停動作·車載控制裝置上的開關(guān)控制電路(6)串接在電機驅(qū)動導線(11)中，可選用可控硅或繼電器作為執(zhí)行機構(gòu)，在微處理器(7)的電平控制下，起到斷開和導通電機導線(11)的功能。所述行車人隨身攜帶身份鑒別裝置(2)包括外殼、電池(13)、電源電路(14)、微處理器(15)及無線通信單元電路(18)。電池(13)可選干電池或鋰電池，經(jīng)過電源電路(14)穩(wěn)壓后提供電能量給微處理器(15)和無線通信單元電路(18)。無線通信單元電路(18)工作在指定頻段下進行收據(jù)收發(fā)，通過數(shù)據(jù)總線(19)和狀態(tài)總線(20)與微處理器(15)相連，上電后處于接收和休眠的交替狀態(tài)，休眠周期可調(diào)，一般為幾百毫秒，當收到有效數(shù)據(jù)包時通過狀態(tài)總線電平變化的方式通知微處理器。如圖2所示為該防盜裝置的工作流程圖。防盜器的兩個裝置都通電后即進入工作狀態(tài)，車載控制裝置⑴上的微處理器(7)實時采樣電信號并判斷車子的行駛速度，當檢測到車子由靜止開始啟動時，則通過無線通信單元電路(8)發(fā)送無線請求信號，行車人隨身攜帶身份鑒別裝置(2)接收到該無線請求信號后進行解密和計算，若數(shù)據(jù)包中身份內(nèi)容與自身內(nèi)容一致，則認為請求信號合法，根據(jù)加密算法重新生成數(shù)據(jù)包并通過無線通信單元電路進行發(fā)送，給予請求回應(yīng)信號，若身份不一致或加密算法不匹配則不響應(yīng)。車載控制裝置(2)收到有效回應(yīng)信號后使電機驅(qū)動線路(11)處于導通狀態(tài)，車子正常運行，若超過一定時間還收不到有效回應(yīng)，則關(guān)斷電機驅(qū)動線路(11)，車子不能啟動運行。所述車載控制裝置并與行車人隨身攜帶身份鑒別裝置通過物理地址一一配對，SP成對的兩個裝置擁有相同的物理地址，物理地址為32位及以上數(shù)目的二進制數(shù)字序列，兩個裝置之間可雙向無線通信，為保障每個電動車只有唯一合法的身份鑒別裝置，采取了對通信內(nèi)容進行隨機碼方式的加密，使得每次通信內(nèi)容都不相同，以防止他人仿制身份鑒別裝置⑵。如圖3所示為一種無線身份鑒別時數(shù)據(jù)的加密方法，車載控制裝置及行車人隨身攜帶身份鑒別裝置上共有一個出廠時就燒制在內(nèi)部的32位初始序列IV，并有一個初始計數(shù)器count用來保證密鑰的不可重復性。除了可變的IV序列外，在兩端裝置中還保存了出廠時唯一固化的ID號。如圖3所示，f (IV)表示通過單向函數(shù)f所生成的隨機密鑰key,key O使用DES算法通過key加密內(nèi)容。使用過程如圖5所示,具體流程描述如下[0039]在行車人開始制動電動車時，車載控制裝置根據(jù)IVa生成keyA = f (IVa)，并通過無線通信電路向行車人隨身攜帶的身份鑒別裝置發(fā)送請求認證消息keyA(IDA，N1)，其中N1為車載控制裝置產(chǎn)生的隨機數(shù)。在行車人隨身攜帶的身份鑒別裝置收到消息后，利用自己的IVb生成keyB =f (IVb),計算keyB,查看得到的ID值是否與自己的ID值一致,如果一致的話，則確認請求消息來自車載控制裝置，并發(fā)送新的消息內(nèi)容keyB(IDB，N^l7N2)給車載控制裝置，其中N2為身份鑒別裝置產(chǎn)生的隨機數(shù)，如果不一致，則說明消息并不來自于車載控制裝置，身份鑒別裝置將停止收發(fā)消息30秒；當行車人隨身攜帶的身份鑒別裝置收到消息后，利用keyA計算keyA(keyB(IDB，NJl,N2)),查看得到的ID值是否與自己的ID值一致，如果一致，則查看得到的N1是否是自己所發(fā)起挑戰(zhàn)機制的隨機數(shù)，以抵御重放攻擊，若一致，車載控制裝置確認身份鑒別裝置的身份，同時發(fā)送新的消息內(nèi)容keyA(IDA，N2+l)給身份鑒別裝置，若不一致，車載控制裝置將停止收發(fā)消息30秒；身份鑒別裝置收到消息后，計算keyB (keyA (IDA，N2+l))，查看得到的ID值是否與自己的ID值一致，若一致，則查看得到的N2是否是自己所發(fā)起挑戰(zhàn)的隨機數(shù)，若一致，身份鑒別裝置確認車載控制裝置獲得了上一條消息，IVb = IVB+1, count = count-1,若不一致,身份鑒別裝置向車載控制裝置發(fā)送錯誤消息，請求終止此處通信。車載控制裝置在O. 5秒內(nèi)，若沒有收到身份鑒別裝置的請求終止消息，車載控制裝置解鎖，啟動裝置，同時IVa = IVA+1, count = count-1。此方法利用了單向函數(shù)的不可逆性，保證即使密鑰失竊，也無法獲得初始IV值，同時通過一次一密的身份認證的方式和隨機數(shù)挑戰(zhàn)機制，有效的抵御了重發(fā)攻擊。同時因為每一對模塊的初始IV不一樣，其所產(chǎn)生的密鑰也不一樣，所有也無法進行中間人攻擊。實施例2除無線身份鑒別時的加密算法外，該實施例與實施例I其余部分相同。如圖6所示，車載控制裝置及行車人隨身攜帶身份鑒別裝置上共有一個出廠時就燒制在內(nèi)部的32位初始序列IV，并有一個初始計數(shù)器count用來保證兩模塊間的同步性。除了可變的IV序列外，在兩端裝置中還保存了出廠時唯一固化的ID號。RandO表示利用線性反饋移位函數(shù)得到的隨機數(shù)。車載控制裝置利用自身的IDa與IVa值進行異或，同時將count減1，并利用Rand (IVa)得到下一個狀態(tài)的輸出值賦給IVa ;假設(shè)得到的異或結(jié)果為DB51236E，首先通過置換表進行置換，得到46B79D5C，將結(jié)果進行置亂，得到647BD9C5，通過對照表得到輸出結(jié)果Msgl :DFC5726E，將最后的輸出結(jié)果Msgl發(fā)送給身份鑒別裝置；身份鑒別裝置收到消息后，將Msgl進行逆運算，并將得到的結(jié)果與當前IVb值進行異或，得到ID值，將此ID值與身份鑒別裝置自身的ID值相比較，若相同，則認為此消息來自于車載控制裝置，同時count減1，并利用Rand(IVB)得到下一個狀態(tài)的輸出值賦給IVb,并發(fā)送消息Msg2給車載控制裝置，若不同，身份鑒別裝置將停止收發(fā)消息30秒，Msg2內(nèi)容為IDb與IVb異或后，進行置亂，置換最后通過對照表的輸出值。車載控制裝置收到消息后，將Msg2進行逆運算，并將得到的結(jié)果與當前IVa值進行異或，得到ID值，將此ID值與車載控制裝置自身的ID值相比較，若相同，則認為此消息來自于身份鑒別裝置，車載控制裝置解鎖，啟動裝置；若不同，車載控制裝置將停止收發(fā)消息30秒；此方法利用了線性反饋移位函數(shù)的隨機性，通過IV值的不同來達到一次一密的身份認證方式。采用本技術(shù)方案的有益效果是每次啟動時都無線鑒別行車人身份，實現(xiàn)實時防盜；發(fā)生異常時直接關(guān)斷電機轉(zhuǎn)動機構(gòu)，車子移動困難；無線通信雙向加密，算法可靠；無線通信距離短，相互干擾極小。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求1.一種無線身份鑒別式電動車防盜器，其特征在于，包括電動車載控制裝置和行車人隨身攜帶身份鑒別裝置，所述行車人隨身攜帶身份鑒別裝置內(nèi)有微處理器和無線通信單元電路，所述電動車載控制裝置帶有模擬電信號采樣單元電路、開關(guān)控制功能電路、微處理器和無線通信單元電路。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的無線身份鑒別式電動車防盜器，其特征在于，車載控制裝置上的模擬電信號采樣單元與車速控制電位器相連，既可測量電位器的電阻值，也可測量電位器兩端的電壓值，同時測量車子的運行速度是靜止還是處于移動中。
3.根據(jù)權(quán)利I所述的無線身份鑒別式電動車防盜器，其特征在于，車載控制裝置上的開關(guān)控制功能電路串接在電機驅(qū)動導線中以控制導線的通斷，既可串接一條導線，也可串接多條導線。
4.根據(jù)權(quán)利I所述的無線身份鑒別式電動車防盜器，其特征在于，電動車載控制裝置與行車人隨身攜帶身份鑒別裝置之間可交互式雙向無線通信，通信內(nèi)容由物理地址加上隨機碼方式進行加密，每次通信內(nèi)容都不相同。
5.根據(jù)權(quán)利I所述的無線身份鑒別式電動車防盜器，其特征在于，電動車載控制裝置與行車人隨身攜帶身份鑒別裝置是在幾米范圍內(nèi)相分離的，不需要兩者在物理上進行接觸。
6.根據(jù)權(quán)利I所述的無線身份鑒別式電動車防盜器，其特征在于，在電動車每次制動時，都需要由車載控制裝置發(fā)出無線請求信號進行交互式身份鑒別，當收到行車人隨身攜帶身份鑒別裝置的有效回應(yīng)時才允許制動。
專利摘要本實用新型公開了一種成本低廉、無需人為操作、在每次電動車制動時都進行行車人合法身份鑒別并控制電動車電機工作狀態(tài)的防盜器，包括電動車車載控制裝置和行車人隨身攜帶身份鑒別裝置，兩個裝置無需接觸，在幾米范圍內(nèi)分離使用，在物理地址上一一配對，相互之間可交互式雙向無線通信，通信內(nèi)容經(jīng)過隨機碼方式進行加密并實時變化，所述車載控制裝置實時檢測電動車的行駛速度，當檢測到車子由靜止狀態(tài)開始制動時，通過無線方式向周邊發(fā)送無線身份鑒別請求信號，所述行車人隨身攜帶身份鑒別裝置接收到該無線請求信號并解密和計算，確認請求信號合法時給予無線回應(yīng)信號，否則不響應(yīng)。只有在車載控制裝置收到有效回應(yīng)信號才使電機驅(qū)動線路處于導通狀態(tài)，車子正常運行，否則關(guān)斷電機驅(qū)動線路，車子不能制動。采用本技術(shù)方案的有益效果是每次制動時都無線鑒別行車人身份，實現(xiàn)實時防盜；發(fā)生異常時直接關(guān)斷電機轉(zhuǎn)動機構(gòu)，車子移動困難；無線通信雙向加密，算法可靠；無線通信距離短，相互干擾極小。
文檔編號B62H5/00GK202783510SQ20122029410
公開日2013年3月13日 申請日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月21日
發(fā)明者趙振剛, 陳博, 席菁, 翟建芳 申請人:蘇州飛炫電子科技有限公司