淺談交互式無(wú)線(xiàn)汽車(chē)智能鑰匙系統(tǒng)設(shè)計(jì)

介艷良　趙天文

摘 要：我國(guó)現(xiàn)階段人們的生活水平在不斷提高，汽車(chē)成為我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡慕煌üぞ?，其為我們的出行提供了極大的便利。但在相關(guān)新聞的跟蹤調(diào)查中發(fā)現(xiàn)汽車(chē)被盜的事件屢屢發(fā)生。因此我們可以采取交互式無(wú)線(xiàn)汽車(chē)智能鑰匙系統(tǒng)，將車(chē)鎖進(jìn)行升級(jí)和改造，利用相關(guān)系統(tǒng)的智能開(kāi)發(fā)對(duì)輪胎以及相關(guān)安全設(shè)備進(jìn)行升級(jí)，從而加密處理。有效提高汽車(chē)的安全性，減少被盜次數(shù)的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：交互式無(wú)線(xiàn)汽車(chē)智能鑰匙系統(tǒng) 防盜

A Brief Discussion about the Design of Interactive Wireless Automobile Intelligent Key System

Jie Yanliang Zhao Tianwen

Abstract：At this stage， people's living standards in our country are constantly improving. Cars have become an indispensable means of transportation in our daily life， which provides great convenience for our travel. However， in the follow-up investigation of related news， it was found that car thefts happened frequently. Therefore， we can adopt an interactive wireless car smart key system to upgrade and transform the car lock， and use the intelligent development of related systems to upgrade tires and related safety equipment to encrypt processing so as to effectively improve the safety of the car and reduce the number of thefts.

Key words：interactive wireless car smart key system， anti-theft

1 交互式無(wú)線(xiàn)汽車(chē)智能鑰匙系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理

交互式無(wú)線(xiàn)汽車(chē)智能鑰匙系統(tǒng)主要由車(chē)載模塊和智能鑰匙兩部分組成。在進(jìn)行設(shè)計(jì)以及使用前期，我們通過(guò)對(duì)兩部分進(jìn)行分析可以得知，其主要功能是當(dāng)車(chē)主攜帶智能鑰匙靠近自己的汽車(chē)時(shí)，汽車(chē)可以自動(dòng)開(kāi)門(mén)開(kāi)鎖，自動(dòng)解除防盜系統(tǒng)的裝置;當(dāng)司機(jī)坐穩(wěn)準(zhǔn)備開(kāi)車(chē)時(shí)，在系統(tǒng)的控制下可以自動(dòng)將門(mén)關(guān)閉;當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地準(zhǔn)備停車(chē)熄火時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)可以將車(chē)鎖打開(kāi)并自動(dòng)進(jìn)入防盜狀態(tài)。除此之外，系統(tǒng)還可以通過(guò)遙控具有自動(dòng)尋車(chē)的功能。因此這種智能鑰匙系統(tǒng)可以根據(jù)前期設(shè)計(jì)，達(dá)到防盜的效果。在進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，智能鑰匙模塊由兩種結(jié)構(gòu)組成。汽車(chē)車(chē)載接受模塊主要包括LF發(fā)射器、解碼器、MCU、RF接收器、驅(qū)動(dòng)器以及執(zhí)行器這幾個(gè)部分，它可以通過(guò)遙控對(duì)應(yīng)人手中的按鍵，與遙控器上的RF發(fā)射、編碼器等互聯(lián)。因此鑰匙模塊可以和車(chē)載樣模塊兩種結(jié)構(gòu)之間一一對(duì)應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)協(xié)同控制目標(biāo)。

在進(jìn)行控制過(guò)程中，主要的工作原理是車(chē)載模塊會(huì)以一定的時(shí)間間隔125kHz頻率的低頻發(fā)送報(bào)文。當(dāng)兩者較近時(shí)接收狀態(tài)被一一對(duì)應(yīng)，若接收到有效的報(bào)文便可以通過(guò)驗(yàn)證模塊優(yōu)先啟動(dòng)，結(jié)構(gòu)中的MCU滾動(dòng)碼會(huì)對(duì)加密模塊以及司機(jī)的設(shè)置進(jìn)行加密處理工作，形成確定的編碼命令，再通過(guò)編碼命令，利用RF的模式以315MHz頻率將加密的命令發(fā)送出去，車(chē)載的模塊在接收到發(fā)送的命令之后，進(jìn)行內(nèi)部調(diào)解與工作，從而將數(shù)據(jù)引入到MCU當(dāng)中，最后返回到執(zhí)行操作的機(jī)構(gòu)，從而完成一系列編碼解碼工作，達(dá)成系統(tǒng)保護(hù)功能[1]。

2 交互式無(wú)線(xiàn)汽車(chē)智能鑰匙系統(tǒng)的具體分析

2.1 系統(tǒng)硬件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行交互式無(wú)線(xiàn)汽車(chē)智能鑰匙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，前期需要我們通過(guò)高低頻率進(jìn)行交互通信，通過(guò)輸入滾動(dòng)密碼來(lái)進(jìn)行解密運(yùn)算，再將解密后的報(bào)文輸送給相關(guān)部門(mén)進(jìn)行處理，在執(zhí)行過(guò)程中具有數(shù)據(jù)運(yùn)算可靠、體積小且經(jīng)濟(jì)成本節(jié)約等多種特點(diǎn)，因此在整體設(shè)計(jì)過(guò)程時(shí)，我們要多方面考量鑰匙模塊和車(chē)載模塊的系統(tǒng)性能，因?yàn)檫@對(duì)后期的MCU處理是關(guān)鍵保障，接下來(lái)將從相關(guān)設(shè)計(jì)進(jìn)行探討[2]。

2.2 智能鑰匙模塊的硬件設(shè)計(jì)分析

按照剛才所講述，我們可以從結(jié)構(gòu)進(jìn)行智能鑰匙模塊的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，選取體積小且能耗較低的芯片來(lái)進(jìn)行模擬輸入電路。在智能鑰匙模塊的電路設(shè)計(jì)原理中，我們可以有高頻發(fā)射部分、MCU按鍵指示燈以及接受天線(xiàn)的部分，這樣低頻可接收相關(guān)的電路，并通過(guò)視頻發(fā)射電路將其應(yīng)用在本系統(tǒng)中。利用芯片，將三個(gè)電桿進(jìn)行交叉放置，將它們整齊排放在x、y、z三個(gè)方向上，從而能對(duì)四面八方發(fā)射出來(lái)的信號(hào)波進(jìn)行感應(yīng)。若電路出現(xiàn)震蕩或停震等意外情況時(shí)，可以通過(guò)芯片輸出的信號(hào)進(jìn)行控制，采用特定的信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，將加密以及壓縮還有破解后的密碼進(jìn)行傳輸。若相關(guān)系統(tǒng)處于低耗的模式，可以利用中斷的方式來(lái)進(jìn)行傳輸工作。對(duì)于接收天線(xiàn)接收到的模擬信號(hào)部分，可以利用專(zhuān)門(mén)的電路將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，再將數(shù)字信號(hào)進(jìn)行綜合處理[3]。

2.3 車(chē)載模塊的設(shè)計(jì)分析

車(chē)載模塊接收到高頻的信號(hào)指令時(shí)，可以通過(guò)滾動(dòng)碼將其解鎖并進(jìn)行信號(hào)傳輸工作，在前部分我們已分析車(chē)載接收模塊的結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)過(guò)程中通過(guò)天線(xiàn)可接收高頻部分，然后還有低頻發(fā)射的部分。在采用芯片時(shí)，我們要保證整體的運(yùn)算速度高且體積小，這樣可以要求低頻發(fā)射的驅(qū)動(dòng)力強(qiáng)。在使用系統(tǒng)時(shí)，可以前期處理得到數(shù)據(jù)信號(hào)，再將相關(guān)信號(hào)輸送到微控制器中，可引起觸發(fā)中斷，從而確保其能執(zhí)行加密功能。

2.4 滾動(dòng)碼加密技術(shù)的處理設(shè)計(jì)分析

在進(jìn)行交互式無(wú)線(xiàn)汽車(chē)智能系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，滾動(dòng)碼在其中起到不可替代的作用。傳統(tǒng)的電子鑰匙系統(tǒng)編譯量較少，容易被重復(fù)掃描且容易被破解，所以會(huì)導(dǎo)致整個(gè)車(chē)載系統(tǒng)發(fā)生被盜的情況，難以滿(mǎn)足現(xiàn)階段我們的需要，因此通過(guò)開(kāi)發(fā)出keeloq滾動(dòng)碼技術(shù)，可以采用非線(xiàn)型的加密算法，確保每次數(shù)據(jù)的代碼以及傳送均是唯一不可重復(fù)的，在傳輸過(guò)程中沒(méi)有任何規(guī)律可言，所以具有極高的保密性及安全性，在本系統(tǒng)使用的過(guò)程中又可將其分為接收碼和發(fā)送碼兩部分，從而將其進(jìn)行準(zhǔn)確設(shè)計(jì)，下面將對(duì)本部分內(nèi)容進(jìn)行具體分析。

滾動(dòng)碼編碼在制造過(guò)程中可以通過(guò)對(duì)加密模塊來(lái)進(jìn)行加密從而完成相應(yīng)的功能。在進(jìn)行加密時(shí)，可擦除存儲(chǔ)器用于存放序列號(hào)加密鑰匙等電子代碼。加密時(shí)首先需要兌換成內(nèi)部的代碼，將此代碼進(jìn)行64位的運(yùn)算形成密鑰，然后可進(jìn)行下一步處理。下一次代碼和上一次使用的代碼并不相同，只有經(jīng)過(guò)叫大次數(shù)的循環(huán)后才能與之前的相同，所以可確保車(chē)鎖的安全性和穩(wěn)定性。

此種密碼可以通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的前期處理后進(jìn)行發(fā)射，在發(fā)射完成后，通過(guò)各種算法將有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換，并將其生成固定碼，然后按照序列號(hào)和按鍵狀態(tài)等多種輔助功能進(jìn)行運(yùn)算后，可完成相應(yīng)數(shù)據(jù)的發(fā)送和轉(zhuǎn)碼，以便加密功能的進(jìn)行。

2.5 滾動(dòng)碼解碼過(guò)程分析

滾動(dòng)碼的接收器在正式工作之前，將所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)碼運(yùn)算以及儲(chǔ)存，將數(shù)據(jù)進(jìn)行同步計(jì)算，對(duì)于接收到的數(shù)據(jù)先進(jìn)行解密處理。解密算法需要廠(chǎng)商號(hào)、序列號(hào)、密鑰以及同步碼4個(gè)方面同時(shí)運(yùn)行進(jìn)行解密，然后比較其中的特征碼之后，獲得新的存儲(chǔ)同步碼才能解密。在解密過(guò)程時(shí)，也需要對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估和預(yù)判，判斷解密的正確性，確定所接收到的報(bào)文及數(shù)據(jù)是否在合理范圍內(nèi)，如果數(shù)據(jù)合理可進(jìn)一步轉(zhuǎn)換碼值，執(zhí)行下一步功能。

2.6 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)分析

在上述的分析過(guò)程中，我們對(duì)兩種模塊的軟件進(jìn)行了綜合具體的分析，下面將對(duì)其硬件系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)分析。

2.6.1 智能鑰匙模塊的軟件設(shè)計(jì)分析

智能鑰匙模塊通常處于低耗能的模式，當(dāng)輸入的電荷較低時(shí)，MCU便會(huì)被喚醒并消抖延時(shí)后存儲(chǔ)按鍵值，然后可將輸入的指令進(jìn)行加密發(fā)送，如果長(zhǎng)時(shí)間按下MCU便會(huì)進(jìn)入到休眠模式，這樣可以保護(hù)電池的電源不被過(guò)量消耗，在發(fā)送過(guò)程中我們也可以輸入新的按鍵值，這樣能夠取消之前不合理的數(shù)據(jù)從而發(fā)送新數(shù)據(jù)，這樣能實(shí)現(xiàn)計(jì)算器的復(fù)位。

智能鑰匙，模塊軟件的具體設(shè)計(jì)流程主要從開(kāi)始進(jìn)行采樣按鍵設(shè)計(jì)，然后獲取配置，可接收獎(jiǎng)勵(lì)，如果是有效的請(qǐng)求便會(huì)遞增計(jì)數(shù)器，然后進(jìn)行加密發(fā)送的處理。其次，如果采樣案件獲取配置后，傳輸?shù)経F數(shù)據(jù)，如果能夠順利接通，也可以通過(guò)接受獎(jiǎng)勵(lì)進(jìn)行操控。若UF數(shù)據(jù)不能順利進(jìn)行以及接收獎(jiǎng)勵(lì)后為無(wú)效的請(qǐng)求，便會(huì)形成種子碼。如果未形成種子碼，便會(huì)通過(guò)遞增計(jì)算器重復(fù)加密發(fā)送的操作，若加密發(fā)送超時(shí)，便會(huì)停止。如果沒(méi)有超時(shí)，沒(méi)有ntx，沒(méi)有按鍵，時(shí)間不允許，一系列不可以后便會(huì)進(jìn)入到循環(huán)，最后通過(guò)編程調(diào)控實(shí)現(xiàn)對(duì)軟件的控制。

2.6.2 車(chē)載模塊的軟件設(shè)計(jì)分析

車(chē)載模塊的芯片當(dāng)中沒(méi)有解碼的模塊，所以需要進(jìn)行軟件解碼，在解碼時(shí)也可以通過(guò)流程圖來(lái)進(jìn)行。首先初始化相關(guān)設(shè)計(jì)，若能檢測(cè)到信號(hào)且序列號(hào)能夠自動(dòng)匹配，便能夠接收本次數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)接收完后，便可以通過(guò)控制命令來(lái)進(jìn)行解碼，如果命令正確就會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的操作，如果在其中某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯(cuò)誤，便會(huì)重新進(jìn)入到整個(gè)程序中再次進(jìn)行流程演示。每個(gè)模塊接收的數(shù)值進(jìn)行更新后，相應(yīng)的序列號(hào)以及同步計(jì)算器等數(shù)值也會(huì)進(jìn)行更新，并對(duì)軟件進(jìn)行加密處理，這樣能夠同步儲(chǔ)存數(shù)值并保護(hù)數(shù)值，避免發(fā)送的數(shù)據(jù)碼被攔截而產(chǎn)生危害。

在進(jìn)行交互式無(wú)線(xiàn)汽車(chē)智能鑰匙系統(tǒng)研制過(guò)程中，最后我們要將所有的軟件和硬件進(jìn)行相互調(diào)配設(shè)計(jì)，并運(yùn)用實(shí)際進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)測(cè)試最終確保整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定，確保其操作可靠性，讓設(shè)計(jì)達(dá)到相關(guān)要求。在進(jìn)行檢測(cè)結(jié)果后，我們可以通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)樣式進(jìn)行實(shí)際化分析和管控，首先我們采取交互式無(wú)線(xiàn)汽車(chē)智能鎖系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)交互式的通訊，將所有數(shù)據(jù)上傳在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，并將所有數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理，從而能夠保證系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

3 結(jié)束語(yǔ)

在進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，交互式無(wú)線(xiàn)汽車(chē)智能鑰匙系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用性，可以通過(guò)數(shù)據(jù)以及電子設(shè)備來(lái)進(jìn)行安全的保障，通過(guò)仿真系統(tǒng)等能夠?qū)ο嚓P(guān)程序進(jìn)行演示和操作，從而提升工作效率，能夠降低各項(xiàng)開(kāi)鎖的成本。在進(jìn)行交互式電子仿真智能系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中，其具有許多優(yōu)點(diǎn)，各種密碼均是不重復(fù)的，唯一的不容易被跟蹤竊取，保密性高，所以不需要人為進(jìn)行系統(tǒng)的操作便能實(shí)現(xiàn)安全管控，因此廣大部門(mén)應(yīng)加大系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)力度，促進(jìn)其經(jīng)濟(jì)價(jià)值的提升。

參考文獻(xiàn)：

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