基于Telematics的汽车远程防盗系统设计
摘要:车载信息服务(Telematics)系统的广泛引用,为用户提供了更方便快捷的人机信息交互。基于Telematics系统,第一时间将车辆被盗信息反馈给用户、并利用GPS对丢失车辆进行定位,同时利用远程信息处理服务提供商(TSP)后台、车载3G模块(T-BOX)与无钥匙系统控制器(PEPS ECU)共同实现远程禁止被盗车辆的发动机启动,可以有效降低车辆被盗的风险。本文主要对远程防盗系统的组成以及工作流程、安全性进行了阐述。gps汽车防盗器
关键词:Telematics;EMS;PEPS ECU;T-BOX;TSP后台;防盗;
0 引言
汽车防盗系统是一种有效降低汽车被盗可能性的装置。常规的汽车防盗系统主要包括机械式和电子式两种。机械式防盗是最常用的一种汽车防盗装置,国标GB 15740-2006汽车防盗装置规定,汽车可采用的机械防盗方式包括作用在转向机构上的防盗装置、作用在传动系统上的防盗装置、作用在换挡机构上的防盗装置。随着汽车电子技术的飞速发展,汽车电子防盗技术也有了长足的进步。通常车辆采用了两种电子防盗方案:借助于车身控制器(BCM)实现的车身防盗;借助于防盗线圈(IMMO)或者PEPS ECU和发动机控制单元(EMS)进行加密认证的发动机防盗。这两种防盗方式一定程度上降低了汽车
被盗的可能性,但是这两种方案,存在着与用户信息交互困难、示警距离短等问题,导致用户无法第一时间得知车辆异常。
随着车载网络技术及无线电通信技术在汽车上越来越广泛的应用,以及用户对车辆的安全性及舒适性要求越来越高,基于Telematics 系统,即时发送车辆异常信息给用户、利用GPS对丢失车辆进行pTSP 后台服务器:接收手机APP发出的远程指令或者用户电话提出的远程操作请求,并加密发给T-BOX;接收T-BOX发出的远程指令执行结果或者车辆状态信息,并发送给手机用户。
T-BOX:集成了3G无线模块与GPS模块,接收TSP后台发送的远程控制指令,通过CAN线发给车辆相应的控制模块;同时读取远程操作执行结果或者车辆状态信息,并反馈给TSP后台。
PEPS ECU:通过控制启动机控制车辆启动,集成了与EMS的防盗功能,通过CAN线接收T-BOX发出的远程防盗指令并执行。
BCM:集成车身防盗功能,在车门被非法打开或者其他方式触发车身防盗后,发出相应的报警信号。
EMS:与PEPS ECU防盗认证通过后,控制发动机运行或停止。
2 远程防盗系统工作流程
2.1 远程车辆信息查询及被盗通知
用户在不确定车门或者车窗等状态时,可以通过手机APP向TSP 后台发送指令请求车辆当前状态信息,TSP后台收到用户请求指令后向T-BOX发出请求车辆状态信息,T-BOX读取当前车辆状态信息并通过TSP后台反馈给用户。可实时查询的状态包括四门两盖状态、车窗状态、天窗状态等。
车身防盗报警或者发动机防盗报警被触发时,T-BOX会通过CAN总线接收BCM和EMS发出的报警信号,并主动将此信息反馈给TSP后台,由TSP后台以手机短信的方式发给用户,提醒用户及时关注发生异常的车辆。降低车辆被盗的风险。
2.2 远程禁止车辆启动
用户在发现车辆丢失后,打电话给TSP后台,核对注册信息并进行身份确认,告知TSP后台车辆丢失,请求后台实现禁止车辆启动。
TSP后台在确认车主身份无误后,通过无线信号向T-BOX发送远程禁止启动的信号。T-BOX接收到远程禁止启动信号后,先与PEPS ECU进行防盗加密认证。PEPS ECU与T-BOX中集成了相同的防盗算法,车辆下线时,PEPS ECU与T-BOX中同时写入了相同的密钥(ESK)。具体认证流程如图2:
T-BOX与PEPS ECU认证通过后,T-BOX通过CAN总线发送禁止启动命令给PEPS ECU。
PEPS ECU接收并执行此命令,设置ECU内部的标志位为禁止启动。具体流程如图3:
已开启禁止车辆启动功能的PEPS ECU,在有人通过远程操作启动车辆或者携带合法钥匙启动车辆时,禁止EMS和PEPS ECU的防盗认证通过。此状态下,车辆不能启动。同时发动机防盗报警触发。
用户在寻回车辆时,如需要解除禁止启动功能,需打电话给TSP 后台,确认身份信息后,由TSP后台发送解除禁止启动功能的无线信号给T-BOX,T-BOX在与PEPS ECU加密认证通过后,将此信号通过CAN总线发给PEPS ECU,PEPS ECU更改内部软件标志位,车辆启动功能恢复。具体流程如图4.
2.3 远程车辆定位
用户车辆丢失后,可利用远程车辆定位功能迅速锁定车辆位置。用户通过手机APP发出定位指令到TSP后台,TSP后台发出定位请求到T-BOX。T-BOX利用内置GPS定位车辆,回传给TSP后台。TSP 后台发送获取的最新的定位数据给手机用户,并在APP的地图界面上显示车辆的当前位置。用户报警时可提供车辆位置信息,有助于警方寻回被盗车辆。
3 远程防盗系统安全性
3.1手机客户端、手机用户与TSP后台服务器之间的安全认证
手机客户端和TSP后台服务器之间设置有安全密码,每次通过手机客户端发送命令时,均要输入密码。密码在用户开通远程服务时设定。用户打电话给TSP后台时,由人工服务确认用户身份的有效性及真实
性,防止有人冒充车主身份。
3.2 TSP后台与T-BOX之间的安全认证
TSP后台发送给T-BOX的指令采用了AES的加密算法,可以有效的防治TSP后台发出的无线信号被读取或者被更改,同时可确保T-BOX接收到的指令一定是来自TSP后台。
3.3 T-BOX与PEPS ECU之间的安全认证
T-BOX与PEPS ECU的安全认证见2.2描述。此加密认证方法,可以防止非法连接在车上的节点发送命令给PEPS ECU,导致PEPS ECU误执行。
3.4 PEPS ECU与EMS之间的安全认证
远程禁止启动,禁止了PEPS ECU与EMS之间的防盗认证功能,并没有采取断油路等停止发动机的方法,既可禁止车辆启动功能,有避免了车辆在行驶过程中突然熄火可能带来的事故。