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汽车遥控应用系统的安全性




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  在全球半导体工业衰退期间,汽车电子市场却表现强劲,尤其是车用遥控系统的应用越来越广泛。目前,全球60%的汽车都配有遥控系统,而按照 Gartner Dataquest在2003年3月的报告,遥控系统所消耗的半导体器件市场大约为5%,达10.75亿美元。

  基于RF的遥控器件的成本在逐年下降,使电子式遥控开锁系统比机械式开锁系统更有成本优势,从而导致该市场的进一步扩张。新的应用也在不断涌现,比如主动与被动遥控开锁系统(PKE)、轮胎压力监测系统等安全应用系统,它们能够满足汽车制造商对安全和使用方便的需求。

  主动与被动式遥控开锁系统

  多年来,主动式遥控开锁系统从最初的发送和接收器的概念逐步发展。发射器向车上的接收控制器发送由数据组成的序列号,接收器在验证这些序列号是否正确后,决定是否打开车门。早期的系统开发商并没有过多的考虑安全问题,他们没料到未经授权的人也可通过无线连接来接收数据。由于现有的大多数系统都工作于315或 433MHz频段,因此偷车贼可以发送各种可能的序列号来对车门解锁,而不会损坏车门或被人怀疑。他们也可以在驾驶员开门的时候捕获号码,并在以后无人时重新发射这个号码来解锁。

  为了防范风险、避免未经授权的系统入侵,新的无线遥控系统引入了跳码技术(code- hopping),Keelog就是其中之一。这种跳码技术在代码发送前先对计数增加值进行加密,而在开车锁前,接收器会对代码解密,以保证计数值从以前存储的值开始递增。作为全球标准,Keelog跳码技术为汽车提供了简单、安全的遥控系统。开发商可用很少的管脚、很低的成本来实现一个很安全的系统。并且,Keelog基于专有的非线性加密算法,通过64位可编程密码核来产生32位跳码。正因为其可编程的性质,使这种密码核对每个器件而言都是唯一的,因而减少了非法侵入的可能性。

  被动式遥控开锁系统与主动式遥控开锁系统相似。这种系统采用了双向无线通讯,系统能够从车上对钥匙产生一个质询 (challenge)信号,钥匙把信号加密后对车做出回应。因此,当驾驶员靠近汽车时,放在口袋内的钥匙就会被自动探测到。随后,当驾驶员碰到门把手时,若钥匙被验证为合法,门就会解锁。这种方式对汽车用户很具吸引力。

  轮胎压力监测系统

  近年来,公众对轮胎压力也有了更深的认识。适当的正确的轮胎压力即可节省燃油,又能提高轮胎的寿命和汽车的可操纵性。北美的立法机构已授权其高速公路交通安全部发布一个轮胎压力监测标准,以监测在那里出售车辆的胎内温度和实时压力。随着全球消费者对安全和燃油效率的需求逐步增长,相信这个标准会被广泛认可和接收。

  轮胎压力监测系统的核心是传感器(压力和温度)和发射器件。系统工作时,传感器会周期性地测量轮胎内部的压力,温度和电池状态,然后将检测到的数据信息通过RF发送到接收器,从而使驾驶员对轮胎的状况一目了然。

  通常情况下,每辆车需要5个传感器和发射器,每只轮胎和备用胎各有一个。并且每个发射单元有唯一的序列码,使系统能对每只轮胎加以区分和识别。另外,传感器和发射器会被放置在轮胎内部,因而在体积和重量方面都有严格的要求,一旦控制不好就会引起轮胎的失衡,从而使轮胎遭受异常磨损,甚至带来不安全的因素。还值得注意的是,这些传感器和发射器件需要用电池驱动,因此电池的寿命至少要10年以上。

  为了协助系统进行电源管理,轮胎压力监测系统的开发商会使用低频通讯来激活处于睡眠状态中的传感器和发射器,通常采用的是315-433MHz频段。这些低功率的RF设计通常会使用声表面谐振器(SAW resonators),从而可以用较少的元件实现低成本RF发射器。然而,由于在日本和欧州在RF发射方面有严格的规定,开发商越来越多的转而使用锁相环(PLL),从而得到更好的频率稳定性。在某些场合,开发商转向868或915MHz频段,以获得更好的性能、饱和度和改善低频干扰。

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