CN102270314A - 非接触式控制方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非接触式控制方法及其装置，以非接触方式应用于锁控装置进行操控，其包括有一主控模块及副控模块，主控模块及副控模块皆包含有RFID构件及蓝牙构件，主控模块与副控模块通过RFID构件作为第一层认证解锁及启动蓝牙构件，通过蓝牙构件作为第二层认证解锁及触发一电路控制装置。其中，由主控模块主动地对副控模块启动及匹配解锁，以达到低耗能且高安全性的非接触锁控方式。

Description

非接触式控制方法及其装置

技术领域

本发明关于一种非接触式控制方法以及其装置，特别是一种整合RFID与蓝牙传输机制的非接触式控制方法以及其装置。

背景技术

随着机车产业的不断演进，车用钥匙的技术也不断推陈出新。传统上，车用钥匙是采用机械式的。当机械式钥匙的凹凸刻纹与车锁内的锁簧对应的形状相符合时，即可利用机械式钥匙旋转车锁，以开启车门或是发动车辆。然而，机械式钥匙上的凹凸刻纹容易被复制，且机械式的车锁亦容易由外力破坏而开启。因此机械式的钥匙与锁具在安全性上受到相当程度的质疑。

有鉴于此，一种称为非接触钥匙(keyless)因而诞生。一般而言，非接触钥匙采用射频辨识(RFID)作为信号发送接收的技术。车辆上配置有射频辨识读取器(RFID Reader)，用以读取钥匙上射频辨识卷标(RFID tag)的数据。射频辨识标签(RFID tag)储存有独一无二的识别码，而此识别码可藉由射频辨识读取器(RFID Reader)读取。当射频辨识读取器(RFID Reader)判别射频辨识标签(RFID tag)的识别码符合一个默认值时，即可准许车辆发动或是开启车门。虽然利用非接触式的锁具无法轻易的由外力所破坏而开启，然而当射频辨识标签(RFID tag)在与射频辨识读取器(RFID Reader)进行辨识码传输的过程中，辨识码仍然有可能会被盗录。因此，非接触钥匙尚有被破解的风险存在。

另外一种非接触式钥匙利用蓝牙作为传输技术。蓝牙传送端与接收端在传送数据时，会不断地切换使用的频率。此外，被传送的数据会以特殊的加密机制进行加密。因此，相对于射频辨识(RFID)技术，利用蓝牙传输的数据，被破解的可能性将大幅降低。也就是说，利用蓝牙传输的数据的安全性将远胜于射频辨识(RFID)。

然而，若是在非接触式钥匙上配置蓝牙传输器，此蓝牙传输器所需要的电力消耗却远高于射频辨识标签。此外，一般而言，在利用蓝牙传输器进行开锁时，由非接触式钥匙上的蓝牙传输器主动去搜寻另外一个配置于车辆的蓝牙传输器，并且在非接触式钥匙上的蓝牙传输器主动进行配对(pairing)完成后，才可准许车辆发动或是开启车门。因此，作为非接触式钥匙上的蓝牙传输器，需要经过特殊的设计，或是经由特殊的韧体来控制，才能达到上述的功能。

简而言之，非接触式钥匙可利用RFID或是蓝牙作为非接触式钥匙无线传输的机制，但是这两种技术上各有优劣。RFID具有省电的优点，却在安全性上的疑虑。蓝牙的优缺点恰好相反，虽然蓝牙的安全性远高于RFID，但其耗电量也远高于RFID。也就是说，虽然现有技术已经提出利用RFID或是蓝牙等无线传输机制，但目前尚未有一种无线传输机制能够兼具有上述省电以及高安全性的优点。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明提出一种非接触式控制装置，以兼具有省电以及高安全性的优点。

本发明公开了一种非接触式控制装置，包含有一主控模块及一副控模块。主控模块电性连接至一电路控制装置。主控模块包括一RFID发射器、一第一蓝牙收发器与一开关。副控模块包括一RFID接收器与一第二蓝牙收发器。

开关用以开启主控模块的RFID发射与第一蓝牙收发器，RFID发射发送一低频启动信号至RFID接收器，以开启该第二蓝牙收发器。并且第一蓝牙收发器发送一搜寻信号至第二蓝牙收发器，该第二蓝牙收发器回传一加密数据至该第一蓝牙收发器，以使主控装置发送一触发信号至电路控制装置。

除此之外，本发明另提出一种非接触式控制的方法，适用于上述的非接触式控制装置。此方法包括：开启RFID发射器与第一蓝牙收发器，由RFID发射器产生一低频启动信号，并由第一蓝牙收发器，发送一搜寻信号；当RFID接收器低频启动信号，并辨识低频启动信号无误之后，开启第二蓝牙收发器；当第二蓝牙收发器接收到搜寻信号时，回传一加密数据；当第一蓝牙收发器辨识加密数据无误后，主控装置发送一触发信号至电路控制装置。

综合以上所述，本发明所提出的非接触式控制装置与方法，可由主控模块主动地去开启副控模块，使副控模块平常可保持于睡眠省电模式，以节省电能的消耗。此外，RFID接收器可先辨识低频启动信号是否无误，且第一蓝牙收发器亦会对于加密信号进行辨识。也就是说，此非接触式控制装置与方法，需要进行双重的辨正，以降低被盗录的机率，而进一步地提高使用上的安全性。

附图说明

图1为本发明所提出的主控模块的系统方块图；

图2为本发明所提出的副控模块的第一实施例系统方块图；

图3为本发明所提出的副控模块的第二实施例系统方块图；

图4为本发明所提出的副控模块的第三实施例系统方块图；

图5为本发明所提出的非接触式控制方法的第一实施例的流程图；

图6为本发明所提出的非接触式控制方法的第二实施例的流程图；

图7为本发明所提出的非接触式控制方法的第三实施例的流程图；以及

图8为本发明所提出的非接触式控制方法的第四实施例的流程图。

其中，附图标记：

10    主控模块

12    RFID发射器

14    第一蓝牙收发器

15    开关

16    第一微处理器

18    电源

19    稳压电路

20    副控模块

22    RFID接收器

24    第二蓝牙收发器

25    电源

26    第二微处理器

28    按键

29    指示灯

30    电路控制装置

具体实施方式

以下在实施方式中进一步详细说明本发明的详细特征以及优点，其内容足以使本领域的技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求保护范围及附图，任何本领域的技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

图1至图4为本发明所提出的非接触式控制装置的系统架构图。非接触式控制装置包括主控模块10与副控模块20。

请参照图1，为本发明所提出的主控模块的系统方块图。此主控模块10包括RFID(射频辨识)发射器12(也可称为第一RFID构件)、第一蓝牙收发器14(亦可称为第一蓝牙构件)、开关15、第一微处理器16与电源18。

主控模块10可为一锁具，装置于机车的车体内。此主控模块10电性连接至一电路控制装置30。主控模块10可传送一触发信号至电路控制装置30。当电路控制装置30接收到一触发信号时，电路控制装置30可以供电给引擎电门，以准许使用者发动车辆。主控模块10的电力由电源18所供应。此电源18可为机车的蓄电池(电瓶)。因为机车在发动时，常会在瞬间产生脉冲电流。因此，电源18需经过稳压电路19处理之后，方可提供主控模块10干净稳定的电压。而稳压电路19除了具有稳定电压的功能以外，亦可去除静电放电的干扰。

RFID发射器12可为射频辨识读取器(RFID Reader)，用以发射RFID低频启动信号。第一蓝牙收发器14则是符合蓝牙通信规格的一无线传输组件。RFID发射器12、第一蓝牙收发器14与第一微处理器16可整合至一单芯片集成电路(System on chip Integrated Circuit，SOC IC)中，或是可各自独立为一个单独的集成电路(Integrated Circuit，IC)。

第一微处理器16则电性连接至一开关15。当使用者主动去改变开关15的状态时，比如说从“OFF”切换到“ON”，则开关15即传送一启动信号至第一微处理器16。第一微处理器16随即会开启RFID发射器12与第一蓝牙收发器14。此时，RFID发射器12会发送一低频启动信号，且第一蓝牙收发器14会搜寻附近有无其它的蓝牙收发器。

请参照图2，为本发明所提出的副控模块的第一实施例系统方块图。副控模块20包括RFID接收器22(亦可称为第二RFID构件)、第二蓝牙收发器24(亦可称为第二蓝牙构件)与第二微处理器26。

副控模块20可设置于一非接触式的钥匙上，且副控模块20用以与主控模块10互动。

副控模块20的电力由电源25所供应。电源25可由干电池、锂电池或水银电池所提供电能，再经由直流/直流(DC/DC)转换后，供应给副控模块20。

RFID接收器22可为射频辨识读取器(RFID tag)。第二蓝牙收发器24则是符合蓝牙通信规格的一无线传输组件。RFID接收器22、第二蓝牙收发器24与第二微处理器26可整合至一单芯片集成电路(System on chip IntegratedCircuit，SOC IC)中，或是可各自独立为一个单独的集成电路(IntegratedCircuit，IC)。

第二微处理器26电性连接至RFID接收器22与第二蓝牙收发器24。第二微处理器26平时处于关机模式(off mode)。当RFID接收器22接收到RFID发射器12所发射的低频启动信号时，并且辨识无误时，RFID接收器22会传送一唤起信号给予第二微处理器26。此时，第二微处理器26会开启第二蓝牙收发器24。第二蓝牙收发器24会接收第一蓝牙收发器14的搜寻信号后，会回复一加密信号予第一蓝牙收发器14。第一蓝牙收发器14会对于加密信号进行辨识，在辨识无误之后。主控模块10可传送一触发信号至电路控制装置30，以完成上述的准许使用者发动车辆、准许使用者开启车门或直接发动车辆等的动作。主控模块10与副控模块20详细的运作方式容后详述。

请参照图3，为本发明所提出的副控模块的第三实施例系统方块图。副控模块20包括RFID接收器22、第二蓝牙收发器24、第二微处理器26、电源25与按键28。

在此实施例中，于准许发动机车状态下，当使用者按下按键28后，副控模块20可控制主控模块10操作于一可配对模式。在可配对模式之下，主控模块10的第一蓝牙收发器14可与其它具有蓝牙收发器的装置进行配对。在配对完成后，其它具有蓝牙收发器的装置即可具有开锁的权限，以作为备份的钥匙。而此具有蓝牙收发器的装置，举例而言可以是手机或是个人数字助理(Personal Digital Assistance，PDA)。

请参照图4，为本发明所提出的副控模块的第二实施例系统方块图。副控模块20包括RFID接收器22、第二蓝牙收发器24、第二微处理器26、电源25、按键28与指示灯29。

此外，副控模块20可读取已设定配对参数。配对参数，比如说可以是(1)设定其它的蓝牙收发器是否需要输入密码；(2)其它的蓝牙收发器可配对的数量及优先级；(3)是否准许传送车辆信息予其它的蓝牙收发器。

指示灯29是当第二微处理器26检测到电源25供应的电压低于一临界值时，指示灯29会持续的闪烁一段时间，以提醒使用者应该更换电池。

上述的图1至图4概略地说明此主控模块10与副控模块20的硬件架构。而主控模块10与副控模块20详细地运作方式请参照图5至图8。

请参照图5，为本发明所提出的非接触式控制方法的第一实施例的流程图。

在步骤S101中，当开关15的状态改变时，开关15即传送一启动信号至第一微处理器16。第一微处理器16随即会开启RFID发射器12与第一蓝牙收发器14。

在步骤S102中，RFID发射器12被开启后，即会产生一低频启动信号。

另一方面，在步骤S201中，RFID接收器22会接收此一低频启动信号。在RFID接收器22接收低频启动信号后，会先辨识此低频启动信号是否符合一默认值。此一辨识机制可视为第一层认证解锁。

若是辨识无误时，第二微处理器26会从原本的关闭模式(off mode)转换成工作模式(active mode)。之后，在步骤S202中，第二微处理器26会开启第二蓝牙收发器24。因为第二微处理器26只有在接收低频启动信号后才会转成工作模式，其它大部分的时间皆可保持在无耗电的关闭模式。

而在步骤S103中，第一蓝牙收发器14会发送搜寻信号以搜寻其第二蓝牙收发器。在步骤S203中，第二蓝牙收发器24在接收到搜寻信号后，会回传一个加密数据予第一蓝牙收发器14。在步骤S104中，第一蓝牙收发器14会对于此加密数据进行解密，并且辨识解密后的数据是否符合一默认值。此处的辨识机制，则可视为第二层认证解锁。

若是辨识无误时，第一蓝牙收发器14则会通知第二蓝牙收发器24已完成认证程序。

在步骤S105中，第一蓝牙收发器14判断是否完成认证。

若是，则执行步骤S106，也就是主控模块10可传送一触发信号至电路控制装置30，以准许使用者发动车辆、准许使用者开启车门或直接发动车辆。并且，在步骤S107中，即将RFID发射器12关闭。

若否，则代表开关15可能被误触，或是第一蓝牙收发器14无法搜寻到其它的蓝牙收发器。因此，此时即关闭第一蓝牙收发器14与RFID发射器12。

另一方面，在步骤S204中，第二蓝牙收发器24判断是否完成认证。

若是，则执行步骤S205，则RFID接收器22会被关闭。RFID接收器22被关闭时，进入一省电状态，仍然能接收信号。

若否，则代表副控模块20可能被错误的信号而开启。因此，此时可关闭RFID接收器22、第二蓝牙收发器24，并将第二微处理器26切换成关闭模式(off mode)。

请参照图6，为本发明所提出的非接触式控制方法的第二实施例的流程图。为了降低步骤S105判断式误判的机率，在步骤S105中，若是第一次判断为否时，第一微处理器16会开始计时。若是当第一微处理器16计时的结果小于一个第一预定时间时，则会执行步骤S105的判断式。是以，只要是在第一预定时间时之内完成第一蓝牙收发器14与第二蓝牙收发器24的认证，以降低误判为无法完成的机率。同样地，步骤S204也具有相同机制。

请参照图7，为本发明所提出的非接触式控制方法的第三实施例的流程图。图7中所述的步骤接续图5的步骤S201至步骤S206与步骤S101至步骤S108。

在步骤S207中，第二微处理器26会判断是否有接收到按键信号。若是使用者按下按键28，第二微处理器26会接收到此一按键信号。

之后，在步骤S208中，利用第二蓝牙收发器24传送一切换模式信号。而在步骤S109中，第一蓝牙收发器14即可接收此切换模式信号。

在步骤S111中，在接收到切换模式信号之后，主控模块10可操作于一可配对模式。在可配对模式之下，主控模块10可与其它具有蓝牙收发器的装置进行配对。在配对完成后，其它具有蓝牙收发器的装置即可具有开锁的权限，以作为备份的钥匙。

在步骤S211中，在第二蓝牙收发器24传送完切换模式信号之后，即可关闭此第二蓝牙收发器24，以节省电能的消耗。同样地，在步骤S112中，第一蓝牙收发器14在完成与其它蓝牙收发器配对后，第一蓝牙收发器14即可被关闭。

请参照图8，为本发明所提出的非接触式控制方法的第四实施例的流程图。为了进一步设定其它蓝牙收发器的权限，可由副控模块20来设定配对参数。

在步骤S209中，读取配对参数，并由第二微处理器26所接收。而在步骤S210中，配对参数可由第二蓝牙收发器24传送。

另一方面，在步骤S110中，第一蓝牙收发器14会接收此一配对参数。并且在步骤S111中，第一蓝牙收发器14根据此配对参数，与其它蓝牙收发器进行匹配。如此，将可以限制其它的蓝牙收发器是否需要输入密码，或是其它的蓝牙收发器可配对的数量及优先级，亦或是其它的蓝牙收发器可读取车辆信息。

综合以上所述，本发明所提出的非接触式控制装置与方法，可由主控模块10主动地去开启副控模块20，使副控模块20平常可保持于关闭模式，以节省电能的消耗。此外，RFID接收器22可先辨识低频启动信号是否无误，且第一蓝牙收发器14亦会对于加密信号进行辨识。换言之，此非接触式控制装置与方法，需要进行双重的辨正(第一层认证解锁与第二层认证解锁)，以降低被盗录的机率，而进一步地提高使用上的安全性。

除此之外，本发明所提出的非接触式控制装置与方法更可以使第一蓝牙收发器14与其它蓝牙收发器进行配对，使其它蓝牙收发器具有开锁的权限，作为备份的钥匙。而因为配对过程由主控模块10的第一蓝牙收发器14所进行，因此任何具有其它蓝牙收发器的装置，比如说一般的蓝牙手机，在配对完成后，皆可作为备份钥匙。而本发明亦提出使用副控模块20的参数，以进一步管理这些备份钥匙的权限，来提升安全性。

Claims (10)

1.一种非接触式控制方法，其特征在于，适用于一主控模块及一副控模块，该主控模块电性连接至一电路控制装置，该主控模块包括一RFID发射器、一第一蓝牙收发器与一开关，该副控模块包括一RFID接收器与一第二蓝牙收发器，该方法包括：

开启该RFID发射器与该第一蓝牙收发器，由该RFID发射器产生一低频启动信号，并由该第一蓝牙收发器，发送一搜寻信号；

当该RFID接收器接收该低频启动信号，并辨识该低频启动信号无误之后，开启该第二蓝牙收发器；

当该第二蓝牙收发器接收到该搜寻信号时，回传一加密数据；以及

当该第一蓝牙收发器辨识该加密数据无误后，该主控装置发送一触发信号至该电路控制装置。

2.如权利要求1所述的非接触式控制方法，其特征在于，该方法还包括：

通过该副控模块，接收一按键输入信号；

传送一切换模式信号予该第一蓝牙收发器；以及

在接收该切换模式信号后，该第一蓝牙收发器与一其它蓝牙收发器配对。

3.如权利要求2所述的非接触式控制方法，其特征在于，在传送一切换模式信号予该第一蓝牙收发器之后，该方法还包括：

通过该副控模块的该第二蓝牙收发器传送一配对参数；

根据该配对参数，该第一蓝牙收发器与一其它蓝牙收发器配对。

4.如权利要求3所述的非接触式控制方法，其特征在于，该配对参数包括：

设定该其它蓝牙收发器是否需要输入密码；

设定该其它蓝牙收发器可配对的一数量及一优先级；或是

设定该其它蓝牙收发器是否可读取一车辆信息。

5.如权利要求1所述的非接触式控制方法，其特征在于，在该主控装置发送一触发信号至该电路控制装置之后，该方法还包括：

关闭该RFID发射器；以及

关闭该RFID接收器。

6.如权利要求1所述的非接触式控制方法，其特征在于，在回传一加密数据后，该步骤还包括：

判断是否完成认证，若否，关闭该RFID发射器与该第一蓝牙收发器，或是关闭该RFID接收器与该第二蓝牙收发器。

7.一种非接触式控制装置，其特征在于，包含有一主控模块及一副控模块，该主控模块电性连接至一电路控制装置，该主控模块包括一射频辨识发射器、一第一蓝牙收发器与一开关，该副控模块包括一RFID接收器与一第二蓝牙收发器，该开关开启该主控模块的该RFID发射器与该第一蓝牙收发器，该RFID发射器发送一低频启动信号至该RFID接收器，以开启该第二蓝牙收发器，且该第一蓝牙收发器发送一搜寻信号至该第二蓝牙收发器，该第二蓝牙收发器回传一加密数据至该第一蓝牙收发器，以使该主控模块发送一触发信号至该电路控制装置。

8.如权利要求7所述的非接触式控制装置，其特征在于，该副控模块还包括一按键，当该按键被按下后，该副控模块控制该主控模块操作于一可配对模式，该主控模块的该第一蓝牙收发器可与一其它蓝牙收发器进行配对。

9.如权利要求8所述的非接触式控制装置，其特征在于，该副控模块用以设定一配对参数，该第一蓝牙收发器会根据该配对参数进行配对，其中该配对参数包括：

设定该其它蓝牙收发器是否需要输入密码；

设定该其它蓝牙收发器可配对的一数量及一优先级；或是

设定该其它蓝牙收发器是否可读取一车辆信息。

10.如权利要求7所述的非接触式控制装置，其特征在于，该RFID接收器辨识该低频启动信号，当该低频启动信号辨识无误后，该副控模块的一微处理器会从一关闭模式转换成一工作模式，且该微处理器开启该第二蓝牙收发器。

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