一種新能源租賃車防盜系統(tǒng)控制方案

閆偉 陳信強 王春麗

摘要：介紹了一種新能源汽車在租賃市場無遙控鑰匙基礎的防盜系統(tǒng)控制方案。通過客戶端掃碼、識別授權等動作，借助CAN總線和加密算法實現(xiàn)租賃車的進入和動力驅(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。

關鍵詞：租賃車；CAN總線；加密算法；防盜控制

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5 517.2018.7.012

0 前言

隨著新能源汽車的廣泛應用，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，且在授權解鎖過程中存在分工獨立沒有存在相互監(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，將遠程客戶端（R-Client）、車載遠程設備（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)絡數(shù)據(jù)與CAN總線數(shù)據(jù)的交互、防盜準進入和防盜準驅(qū)動四種模式構成，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的VIN碼，進入該系列VIN碼的防盜數(shù)據(jù)庫中，查詢出對應交互模式所需的數(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程設備T-Box。除此之外，該模式下還包含校驗功能，校驗準進入和準驅(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)進行交互，實現(xiàn)閉環(huán)控制。

在網(wǎng)絡數(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（隨機數(shù)1/2）和種子（隨機數(shù)1*/2*），打包發(fā)送至CAN總線，由準進入模式的BCM和準驅(qū)動的VCU進行解包處理執(zhí)行相應動作。在該模式下，T_ Box實現(xiàn)了網(wǎng)絡數(shù)據(jù)和總線數(shù)據(jù)的互處理；與BCM、VCU的啟動授權和握手；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。

在防盜準進入模式下，BCM接收到準進入模式的啟動信號（隨機數(shù)1）和種子（隨機數(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)存庫中的隨機數(shù)1，并根據(jù)該種子（隨機數(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進行解放秘鑰1計算。通過T-Box轉發(fā)至遠程客戶端，遠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，告知后臺服務器（此工作不體現(xiàn)在圖2中）。

秘鑰同步反饋至BCM進行下一步校驗過程，執(zhí)行秘鑰判斷，確定BCM與T_Box是否實現(xiàn)握手，然后發(fā)出準進入信號。BCM接收到該信號即可實現(xiàn)無鑰匙進入車內(nèi)，如若握手失敗，禁止進入車內(nèi)，如圖2所示。

在防盜準驅(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，然后遠程客戶端R-Client通過租賃車號碼解析出相應的VIN碼，進入該VIN碼系列的防盜數(shù)據(jù)庫中，通過網(wǎng)絡數(shù)據(jù)發(fā)送防盜準驅(qū)動模式的啟動信號（隨機數(shù)2）和種子（隨機數(shù)2^）至T-Box中。T-Box將啟動信號（隨機數(shù)2）和種子（隨機數(shù)2-）處理并轉發(fā)至CAN總線上。

VCU在工作狀態(tài)接收到準驅(qū)動模式的啟動信號和準進入允許信號后先執(zhí)行指令，然后跳轉準驅(qū)動模式，執(zhí)行準驅(qū)動控制邏輯，校核VCU內(nèi)存庫中的隨機數(shù)2，并根據(jù)該種子（隨機數(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轉發(fā)至遠程客戶端和VCU，遠程客戶湍尋查防盜數(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，校驗雙方準驅(qū)動和秘鑰信息，當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處于可以行使狀態(tài)。如若握手失敗，禁止解鎖動力?？刂屏鞒倘鐖D3所示。

文中提及到準驅(qū)動、準進入算法是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。

引用的通用標準公式如下所示，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，該方案也將遠程客戶端（R-Client）、車載遠程設備（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險性。

參考文獻：

[1]Communication Protocol Based on CANbetween Immobilizer and ECM V3.0.4 CHERYAUTOMOBILECO.，LTD

[2]羅峰，孫澤昌.汽車CAN總線系統(tǒng)原理、設計與應用[M]北京電子工業(yè)出版社，2010

[3]康拉德.萊夫Bosch汽車電氣與電子中文第2版[M].北京：北京理工大學出版社，2014

[4]馬如斌，張友煥，尹穎.新能源汽車分時租賃車端遠程控制技術實現(xiàn)方案[J].北京汽車2017（1）：1-4

[5]湯軍浪.汽車密碼防盜與定速巡航控制系統(tǒng)的研究[D].南昌大學，2012