一种汽车数字钥匙设计方案
发表时间:2020-12-09T06:02:05.190Z  来源:《现代电信科技》2020年第12期作者:郑鹏
[导读] 数字钥匙在汽车上的应用,主要实现“门锁控制”、“启动控制”和“钥匙转移”三个场景。“
(安徽江淮汽车集团股份有限公司安徽省合肥市  230601)
摘要:数字钥匙在汽车上的应用,主要实现“门锁控制”、“启动控制”和“钥匙转移”三个场景。“门锁控制”是利用手机/手表作为智能钥匙载体替代物理钥匙控制功能,适用于私人车辆控制应用或分时租赁车辆业务,实现控制车辆门锁开闭、尾门开启、无钥匙进入等功能。“启动控制”是利用手机/手表替代物理钥匙对车辆动力的授权开闭,实现无钥匙点火。“钥匙转移”主要是针对一车多车主共同使用、车辆借用、分时租赁车辆业务等场合,授权不同的手机/手表对车辆的控制。数字钥匙在国内当前主要以蓝牙做为数据传输载体,通过蓝牙定位来实现无感无钥匙进入及启动。
本文数字钥匙方案为蓝牙方案,默认数字钥匙载体为手机。
关键词:数字钥匙;蓝牙;鉴权加密汽车钥匙原理
1基本原理
数字钥匙系统包含平台端、手机端、车端三大部分。
1.1平台端
平台端主要功能包括:数字钥匙生成及管理、数字钥匙下发、业务逻辑处理、云端安全传输通道建立、数字钥匙组件远程升级、数字钥匙日志与监控服务。
数字钥匙服务使用数字钥匙平台中现有的密钥基础设施,TSP平台与数字钥匙平台建立安全通道,TSP平台传输数字钥匙平台所需的车辆信息,数字钥匙平台将与车辆或者手机APP的密文数据传给TSP平台,TSP平台透传密文数据到车辆或者手机APP,实现数字钥匙所需的云-车-手机链路。
1.2手机端
手机端主功能包括:业务逻辑处理、蓝牙通信组件控制、安全组件控制、云端通信控制。
数字钥匙功能集成在手机APP中,使用满足APP整体风格的数字钥匙功能UI调用数字钥匙功能SDK。
数字钥匙SDK应具备如下功能:支持从云端同步数字钥匙信息到手机端本地,并实现本地的安全存储管理,同时具备身份鉴权管理功能,支持与车机端基于蓝牙通道的离线鉴权功能,支持通过云端通道的在线鉴权功能。
1.3车端
1.3.1车端系统架构
车端功能包括:蓝牙通信组件控制、数字钥匙定位、认证/加密及安全存储、云端通信控制、车控执行。
车端主模块
TBOX作为整个数字钥匙的主模块,包含如下部分:
1)蓝牙:TBOX内部集成蓝牙芯片及蓝牙天线,实现与手机的蓝牙通信,蓝牙模块的运算空间集成数字钥匙所需所有的软件功能,包括:蓝牙安全传输、蓝牙白名单机制、数字钥匙定位、云端安全通信、车控功能命令、认证/加密及安全存储。蓝牙芯片同时具备LIN传输功能,外挂LIN收发器直接建立与蓝牙从模块的LIN通信。
2)4G/CAN通信:4G、MCU作为蓝牙芯片的连接单元,分别连接云平台与整车CAN总线网络,不做处理只做数据透传。
车端从模块
需要3个蓝牙从模块,包含如下功能:
1)蓝牙:蓝牙从模块内部集成蓝牙芯片及蓝牙天线,实现与手机的蓝牙通信,蓝牙模块的运算空间集成数字钥匙从模块软件功能,包括:蓝牙RSSI接收、蓝牙安全连接、蓝牙白名单机制。
2)LIN通信:通过LIN总线与主节点连接。
1.4车端功能项
4应用场景
场景1:APP控制
用户使用APP通过蓝牙方式对车辆进行控制,控制功能包括:开关窗、开关锁、开后尾门、寻车。控制距离要求30m(无遮挡干扰)范围内有效。
场景2:无钥匙进入
当手机处于车身1.5m范围内,可实现“无钥匙进入”功能。场景3:无钥匙启动
当手机处于车内,可以实现“无钥匙启动”功能。
场景4:钥匙授权及钥匙功能设置
车主可以生成、发放数字钥匙给被授权用户,同时车主可以配置功能选型。车主需要绑定车辆,被授权用户可以不绑定车辆;蓝牙钥匙的分享是通过手机APP,数字钥匙平台完成被授权用户的数字钥匙生成。
场景5:钥匙注销
车主可以注销被授权用户的数字钥匙。注销包括手机APP注销,平台管理员注销。
场景6:手机低电压提示
数字钥匙APP检测到手机电量小则提示用户谨慎使用(非手机自身低电量提醒)。手机电量提示,20%电量时提示一次,10%电量时提示一次。