一種新密鑰的汽車(chē)防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)

李天麟

摘 要：人們生活向好，出行方式發(fā)生很大的而變化，乘車(chē)成為人們出行首選，其數(shù)量也在逐年遞增。汽車(chē)數(shù)量的增加使得不法分子有了可乘之機(jī)，汽車(chē)防盜系統(tǒng)為降低人們的損失提供了很大的幫助。汽車(chē)的防盜系統(tǒng)根據(jù)其結(jié)構(gòu)的類(lèi)型主要有機(jī)械式、網(wǎng)絡(luò)式、電子式以及芯片式四種。現(xiàn)階段的防盜系統(tǒng)雖然在一定程度上減少被盜次數(shù)，但是不能從根本上確保被盜。為了確保汽車(chē)無(wú)法被盜，本文研究的防盜系統(tǒng)采用的是根據(jù)汽車(chē)的車(chē)載數(shù)據(jù)生成的新的密鑰，新密鑰具有以下多數(shù)據(jù)的融合性、時(shí)變性、隨機(jī)性等特點(diǎn)，并且其運(yùn)用了嵌入式以及射頻技術(shù)等讀取性。射頻技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)單次傳輸性，從而增加密鑰的保密程度。

關(guān)鍵詞：新密鑰 車(chē)載數(shù)據(jù) 射頻識(shí)別技術(shù) 汽車(chē)防盜

Design of? a Car Anti-theft System of a New Key

Li Tianlin

Abstract：People's lives are improving， and the way of travel has changed greatly. Cars have become the first choice for people to travel， and the number of them is increasing year by year. The increase in the number of cars has given criminals an opportunity to take advantage of， and the car anti-theft system has provided great help in reducing people's losses. The anti-theft system of a car mainly has four types： mechanical， network， electronic， and chip according to its structure. Although the anti-theft system at this stage reduces the number of thefts to a certain extent， it cannot fundamentally ensure safety. In order to ensure that the car cannot be stolen， the anti-theft system studied in this article uses a new key based on the cars on-board data. The new key has the following characteristics of multi-data fusion， time-varying， and randomness， and it uses readability of embedded radio frequency technology. Radio frequency technology can achieve single transmission， thereby increasing the degree of confidentiality of the key.

Key words：new key， vehicle data， frequency identification technology， car anti-theft

1 引言

伴隨社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，人們的生活質(zhì)量越來(lái)越高，代步工具也發(fā)生了巨大的變化，人們從之前的徒步到現(xiàn)在的汽車(chē)或者轎車(chē)，由此可以看出其數(shù)量也達(dá)到了較大的增長(zhǎng)。隨著車(chē)輛數(shù)目的增加，私家車(chē)的數(shù)量也在遞增，價(jià)格昂貴的汽車(chē)被盜案屢見(jiàn)不鮮。汽車(chē)的防盜工作已經(jīng)成為車(chē)主們重點(diǎn)關(guān)注的話題，也成為社會(huì)日益嚴(yán)重的問(wèn)題，也成為汽車(chē)技術(shù)發(fā)展階段的重要課題之一。

2 汽車(chē)密鑰相關(guān)原理

2.1 數(shù)據(jù)融合算法

汽車(chē)防盜系統(tǒng)密鑰形成采取的是多矩陣特征值融合的方式。數(shù)據(jù)的融合指的是來(lái)源于多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行了綜合處理，從而使得處理之后的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確、可靠，數(shù)據(jù)的保密程度相對(duì)更高。新密鑰的產(chǎn)生會(huì)采集汽車(chē)在形式過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，汽車(chē)行進(jìn)速度以及溫度等，將這些數(shù)據(jù)連續(xù)采集三秒鐘，也就是一共采取九個(gè)數(shù)據(jù)，將其組合在一個(gè)三行三列的矩陣當(dāng)中，再分別求出形成的矩陣的，特征值，將這三個(gè)特征值相加，其結(jié)果存到單片機(jī)中。通過(guò)特征值可以更準(zhǔn)確的判斷九個(gè)數(shù)值的融合度，從而為新密鑰的汽車(chē)防盜系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合算法做好基礎(chǔ)。具體的矩陣表示為，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速分別為X1、X2、X3，汽車(chē)行駛的速度分別為Y1、Y2、Y3，汽車(chē)的溫度為Z1、Z2、Z3，將采集的九個(gè)數(shù)據(jù)放到矩陣中去。

注：一般情況下，汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在0-8000r/min。汽車(chē)的行駛速度一般在0-260km/h，汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)速度一般在0-400℃。

2.2 汽車(chē)數(shù)據(jù)時(shí)變性設(shè)計(jì)

所謂汽車(chē)的時(shí)變性指的是隨著時(shí)間的變化，數(shù)據(jù)得到了不斷的更新，數(shù)據(jù)的有效時(shí)長(zhǎng)降低，從而數(shù)據(jù)的保密性增加。密鑰的時(shí)變形式通過(guò)其覆蓋數(shù)據(jù)的具體方式，實(shí)現(xiàn)每一個(gè)數(shù)據(jù)的更新，提高密鑰的保密性。在每一個(gè)內(nèi)置的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)中，進(jìn)行數(shù)據(jù)時(shí)變形的控制時(shí)在每一個(gè)存儲(chǔ)器中都是十個(gè)單元的儲(chǔ)存作為一組，數(shù)據(jù)發(fā)生變化的時(shí)候，指針PC就會(huì)增加1，進(jìn)而內(nèi)置的存儲(chǔ)區(qū)的數(shù)據(jù)也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。在汽車(chē)啟動(dòng)之后，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的指針就會(huì)加1，數(shù)據(jù)會(huì)保存在存儲(chǔ)單元中，在之后數(shù)據(jù)指針繼續(xù)增加1，數(shù)據(jù)就會(huì)繼續(xù)概念。在數(shù)據(jù)指針指向0009H這一個(gè)儲(chǔ)存單元的時(shí)候，數(shù)據(jù)就會(huì)存滿。在這種情況下，如果還要繼續(xù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，那么就會(huì)重新回到最初的節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)再伴隨時(shí)間的變化，不斷地進(jìn)行存儲(chǔ)。周而往復(fù)形成這樣的一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的過(guò)程，得到時(shí)變性的數(shù)據(jù)與循環(huán)。新的數(shù)據(jù)會(huì)不斷的覆蓋之前的數(shù)據(jù)，從而使得數(shù)據(jù)得到不斷的更新。

2.3 數(shù)據(jù)防盜系統(tǒng)隨機(jī)性設(shè)計(jì)

汽車(chē)防盜系統(tǒng)的隨機(jī)性的設(shè)計(jì)主要考慮的是汽車(chē)在行駛過(guò)程中的隨機(jī)偏移地址而生成的相關(guān)密鑰。伴隨著數(shù)據(jù)的不斷更新，PC數(shù)據(jù)的指針也在不斷的發(fā)生變化。在汽車(chē)的行駛過(guò)程中，地址也在不斷的發(fā)生變化，密鑰也就不斷的進(jìn)行改變，從而是的密鑰沒(méi)有任何規(guī)律可言，這極大的保證了密鑰的保密程度。汽車(chē)在數(shù)據(jù)指針偏移的地址就是其物理地址，每次的偏移都會(huì)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到內(nèi)置儲(chǔ)存器上，從而確定每一物理地址上的密鑰存儲(chǔ)，保證密鑰產(chǎn)生的隨機(jī)性。

3 防盜數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與傳輸

3.1 相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)

在內(nèi)置存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)單元當(dāng)中，需要采用二進(jìn)制來(lái)簡(jiǎn)化相關(guān)的計(jì)算。內(nèi)置儲(chǔ)存器的儲(chǔ)存空間相對(duì)有限，所以必須要進(jìn)行節(jié)省。進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)一般采用的是順序儲(chǔ)存，這樣可以將額外的存儲(chǔ)空間降至最低。這種方法可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的交接，具體的儲(chǔ)存順序如圖1所示：

3.2 數(shù)據(jù)的傳輸

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集之后就需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。在進(jìn)行汽車(chē)防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)選擇的是就近的讀取以及單次進(jìn)行傳輸，加之所采用的射頻識(shí)別技術(shù)可以使兩者之間進(jìn)行結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的交換，不需要任何物理上面的接觸，降低數(shù)據(jù)的被盜性。數(shù)據(jù)的傳輸方式會(huì)給汽車(chē)防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加方便、簡(jiǎn)潔以及安全化。

4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

為了保證汽車(chē)防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中沒(méi)有錯(cuò)誤，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中進(jìn)行了硬件平臺(tái)的搭建。這一硬件平臺(tái)系統(tǒng)主要是通過(guò)控制器以及相關(guān)的射頻識(shí)別模塊來(lái)構(gòu)建的。數(shù)據(jù)的閱讀器的接口與數(shù)據(jù)的控制器相連接，閱讀器由于系統(tǒng)的應(yīng)答器相連接，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞。系統(tǒng)的相關(guān)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示：

這一系統(tǒng)所采用高的隨機(jī)函數(shù)矩陣如下式所示，其主要為新形成的密鑰示這一系統(tǒng)控制器存儲(chǔ)單元0000H到整體的存儲(chǔ)單元的一個(gè)過(guò)程，其發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、汽車(chē)行駛的車(chē)速以及發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度所形成的具體的車(chē)載矩陣如下式所示：

將這一矩陣的三個(gè)特征值都求出之后，可以求出整體的二進(jìn)制。這樣整體就可以形成密鑰，具體的密鑰經(jīng)過(guò)計(jì)算之后為000000111100000。用汽車(chē)放到系統(tǒng)形成的單片機(jī)與RS232的接口的密鑰進(jìn)行相應(yīng)的鏈接，并對(duì)此進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。利用單片機(jī)所開(kāi)發(fā)出來(lái)的新的程度進(jìn)行程序的編寫(xiě)并進(jìn)行一定的調(diào)試，經(jīng)過(guò)相關(guān)的軟件測(cè)試之后，發(fā)現(xiàn)效果的研究是具有一定的效果的。從汽車(chē)防盜系統(tǒng)圖中可以看出單片機(jī)是通過(guò)接口得到密鑰，并且在相應(yīng)的屏幕的顯示器中顯示出來(lái)，如果這一密鑰與單片機(jī)內(nèi)部中存儲(chǔ)的密鑰相同，那么這種情況之下，單片機(jī)就會(huì)通過(guò)相應(yīng)接口帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)，汽車(chē)就會(huì)正常啟動(dòng)，正常行駛。反之如果單片機(jī)內(nèi)部的密鑰與其接受的密鑰是不相同的，那么汽車(chē)就不會(huì)接受到啟動(dòng)的命令，與此同時(shí)也會(huì)發(fā)出報(bào)警的信號(hào)。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)仿真之后，發(fā)現(xiàn)單片機(jī)軟件編程以及調(diào)試是成功的，在汽車(chē)防盜中會(huì)起到良好的效果。

5 結(jié)語(yǔ)

這一種汽車(chē)防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是運(yùn)用車(chē)載數(shù)據(jù)來(lái)形成的，結(jié)合相應(yīng)的射頻識(shí)別技術(shù)以及嵌入式技術(shù)進(jìn)行汽車(chē)防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。這一汽車(chē)防盜系統(tǒng)有效的提高了密鑰的保密性，降低了汽車(chē)被盜的風(fēng)險(xiǎn)。因此，這一種新密鑰的汽車(chē)防盜系統(tǒng)的推廣具有較大的推廣意義。經(jīng)過(guò)相關(guān)的數(shù)據(jù)的接受、分析與傳輸之后，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的仿真軟件進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明設(shè)計(jì)系統(tǒng)達(dá)到了防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初的目標(biāo)，形成的新密鑰也可以準(zhǔn)確無(wú)誤的進(jìn)行匹配，操作簡(jiǎn)單、及時(shí)、方便給新密鑰的汽車(chē)防盜系統(tǒng)的推廣帶來(lái)了更大的可能性，降低車(chē)主的損失。因此，新密鑰形成的汽車(chē)防盜系統(tǒng)將會(huì)得到更大的推廣。

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