CN104678844B - 一种设备诊断接头及设备诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化控制技术领域，公开了一种设备诊断接头及设备诊断方法。其中，该方法包括：微控制器向加密模块发送设备诊断命令，所述微控制器中存储有上位机预先写入所述微控制器的第一部分诊断程序；若所述加密模块根据预设的身份验证规则对所述微控制器的身份验证成功，所述加密模块响应所述设备诊断命令，运行所述加密模块中存储的第二部分诊断程序，得到目标参数，所述第二部分诊断程序是所述上位机预先写入所述加密模块中的；所述微控制器通过接头模块与被检测设备的诊断接口相连接，并基于所述目标参数运行所述第一部分诊断程序，对所述被检测设备进行诊断。实施本发明实施例，能够有效地防止对设备诊断程序的抄板克隆。

Description

一种设备诊断接头及设备诊断方法

技术领域

本发明涉及自动化控制技术领域，具体涉及一种设备诊断接头及设备诊断方法。

背景技术

随着生活水平的提高，汽车已成为用户日常生活中的主要代步工具，给用户带来极大的便利。与此同时，汽车电子技术得到快速发展，汽车中能够实现的功能也越来越复杂，需要经常对汽车当前运行情况进行诊断，以及时发现汽车出现的问题。因此，对于用于实现对汽车的诊断功能的汽车诊断产品，其重要性也日益突出。

然而，目前的汽车诊断产品都是将下位机程序全部写入MCU(Micro ControlUnit，微控制单元)中，使得该MCU中的诊断程序极为容易被他人读取并进行复制，从而出现抄板克隆等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种设备诊断接头及设备诊断方法，能够有效地防止对设备诊断程序的抄板克隆。

本发明提供一种设备诊断接头，包括微控制器以及分别连接所述微控制器的加密模块和接头模块，所述微控制器中存储有上位机预先写入所述微控制器的第一部分诊断程序，所述加密模块中存储有所述上位机预先写入所述加密模块的第二部分诊断程序，其中：

所述微控制器，用于向所述加密模块发送设备诊断命令；

所述加密模块，用于在根据预设的身份验证规则对所述微控制器的身份验证成功时，响应所述设备诊断命令，运行所述第二部分诊断程序，得到目标参数；向所述微控制器返回所述目标参数；

所述微控制器，还用于通过所述接头模块与被检测设备的诊断接口相连接，并基于所述目标参数运行所述第一部分诊断程序，对所述被检测设备进行诊断。

相应的，本发明还提供一种设备诊断方法，包括：

微控制器向加密模块发送设备诊断命令，所述微控制器中存储有上位机预先写入所述微控制器的第一部分诊断程序；

若所述加密模块根据预设的身份验证规则对所述微控制器的身份验证成功，所述加密模块响应所述设备诊断命令，运行所述加密模块中存储的第二部分诊断程序，得到目标参数，所述第二部分诊断程序是所述上位机预先写入所述加密模块中的；

所述微控制器通过接头模块与被检测设备的诊断接口相连接，并基于所述目标参数运行所述第一部分诊断程序，对所述被检测设备进行诊断。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

在本发明中，通过将设备诊断程序的部分程序即第二部分诊断程序写入预设的加密模块中，使得加密模块在根据预设的身份验证规则对微控制器的身份验证成功时才能根据微控制器发送的设备诊断命令运行该第二部分诊断程序，并向微控制器返回运行该第二部分诊断程序得到的目标参数，从而该微控制器能够根据该目标参数运行存储的第一部分诊断程序，进行正常的诊断工作，有效地防止了对设备诊断程序的抄板克隆。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种设备诊断接头的结构示意图；

图2是本发明提供的另一种设备诊断接头的结构示意图；

图3是本发明提供的一种设备诊断方法的流程示意图；

图4是本发明提供的另一种设备诊断方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种设备诊断接头及设备诊断方法，通过将设备诊断程序中部分程序写入预设的加密模块中，以防止对设备诊断程序的抄板克隆。以下分别进行详细说明。

请参见图1，图1是本发明提供的一种设备诊断接头的结构示意图，具体的，图1所示的设备诊断接头包括微控制器1以及分别连接所述微控制器1的加密模块2和接头模块3，所述微控制器1中存储有上位机预先写入所述微控制器1的第一部分诊断程序，所述加密模块2中存储有所述上位机预先写入所述加密模块2的第二部分诊断程序，其中：

所述微控制器1，用于向所述加密模块2发送设备诊断命令；

所述加密模块2，用于在根据预设的身份验证规则对所述微控制器1的身份验证成功时，响应所述设备诊断命令，运行所述第二部分诊断程序，得到目标参数；向所述微控制器1返回所述目标参数；

需要说明的是，所述微控制器(Micro Control Unit，简称MCU，又称为微控制单元)1中存储有第一部分诊断程序，所述加密模块2中存储有第二部分诊断程序，通过运行所述第一部分诊断程序和所述第二部分诊断程序即可实现对被检测设备的诊断。具体的，可通过上位机预先将该第一部分诊断程序和第二部分诊断程序分别写入微控制器1和加密模块2中。所述上位机为可直接发出操控命令的计算机，如PC(Personal Computer，个人计算机)。

进一步的，所述加密模块2，还可用于根据预设的身份验证规则，对所述微控制器1进行身份验证。

具体实施例中，所述微控制器1与加密模块2之间可预先协商好对微控制器1进行身份验证的身份认证规则，使得加密模块2能够根据该协商的身份认证规则对该微控制器1进行身份认证，从而根据该身份认证的结果确定是否响应微控制器1的设备诊断命令。具体的，加密模块2可在确定对所述微控制器1的身份验证成功时响应微控制器1发送的设备诊断命令，运行所述加密模块2中存储的第二部分诊断程序，从而得到微控制器1运行该存储的第一部分诊断程序所需要的目标参数；否则丢弃该微控制器1发送的设备诊断命令，拒绝来自微控制器1的任何诊断请求。

所述微控制器1，还用于通过所述接头模块3与被检测设备的诊断接口相连接，并基于所述目标参数运行所述第一部分诊断程序，对所述被检测设备进行诊断。

具体实施例中，微控制器1在接收到该加密模块2响应该诊断命令返回的目标参数时，即可进行正常工作，根据该目标参数运行存储的第一部分诊断程序，完成对被检测设备的诊断。具体的，该设备诊断接头可具体为用于对汽车运行状态进行诊断的汽车诊断接头；相应地，该被诊断设备可具体为汽车。

在本发明中，通过将设备诊断程序的部分程序即第二部分诊断程序写入预设的加密模块中，使得在加密模块根据预设的身份验证规则对微控制器的身份验证成功时才能根据微控制器发送的设备诊断命令运行该第二部分诊断程序，并向微控制器返回运行该第二部分诊断程序得到的目标参数，从而该微控制器能够根据该目标参数运行存储的第一部分诊断程序，进行正常的诊断工作，有效地防止了对设备诊断程序的抄板克隆。

进一步的，请参见图2，图2是本发明提供的另一种设备诊断接头的结构示意图，具体的，图2所示的设备诊断接头包括上述的设备诊断接头的微控制器1、加密模块2和接头模块3，进一步的，在本发明实施例中，所述设备诊断接头还可包括连接所述微控制器1的端口扩展模块4，所述端口扩展模块4包括蓝牙模块、WiFi(Wireless Fidelity，无线保真)模块、3G模块、4G模块、GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线业务)模块、紫蜂ZigBee模块以及通用串行总线USB模块中的任一个或多个。

具体实施例中，该设备诊断接头可通过该端口扩展模块4连接到外部设备，从而导出诊断结果数据或对该设备诊断结果进行升级等等。

在可选的实施例中，所述微控制器1中存储有数字签名，所述数字签名是所述上位机在所述微控制器1写入第一部分诊断程序时，由所述上位机根据预设的第一密钥生成并存储至所述微控制器1的；

所述加密模块2根据预设的身份验证规则，对所述微控制器1进行身份验证的方式为：

所述加密模块1接收所述微控制器2发送的携带所述数字签名的验证请求；通过预设的第二密钥对所述数字签名进行签名验证，所述第一密钥与所述第二密钥为预先配置的密钥对；若所述签名验证成功，则确定对所述微控制器1的身份验证成功。

具体的，上位机如PC可预先确定出密钥对，包括第一密钥和第二密钥，即私钥和公钥。当上位机在微控制器中写入第一部分诊断程序时，即可根据该第一密钥生成数字签名，并将该数字签名存储至微控制器中；相应地，当该上位机在加密模块中写入第二部分诊断程序(具体可为该诊断程序中的关键代码或算法部分)时，即可将该第二密钥存储至该加密模块中。在该设备诊断接头通过接头模块3接入设备诊断接口，发生上电或复位操作时，微控制器1即可向加密模块发送携带该数字签名的验证请求，请求该加密模块2对微控制器1的身份进行验证；或者该微控制器1还可在确定需要对被检测设备进行诊断而向加密模块2发送诊断命令时，一并发送携带所述数字签名的验证请求，请求该加密模块2对微控制器1的身份进行验证。

在可选的实施例中，若加密模块2根据该第二密钥对该签名验证成功，即可确定对该微控制器1的身份验证成功，即该微控制器1身份合法，该加密模块2即可对该设备诊断命令进行解析，并响应该诊断命令运行存储的第二部分诊断程序，从而获得与该设备诊断命令对应的目标参数，并返回给微控制器1，使得微控制器1能够给予该目标参数来运行该第一部分诊断程序，完成对被检测设备的诊断。

进一步的，所述加密模块2，还用于在对所述数字签名的签名验证失败时，丢弃所述设备诊断命令。

在可选的实施例中，若加密模块2对微控制器1发送的数字签名验证失败，即在确定对该微控制器1的身份验证失败时，加密模块2即可丢弃该微控制器1发送的设备诊断命令，拒绝来自微控制器1的诊断请求。此时微控制器1无法继续运行该第一部分诊断程序，不能够正常工作。

进一步的，所述设备诊断接头还包括连接所述微控制器1的模拟开关阵列5；所述微控制器1基于所述目标参数运行所述第一部分诊断程序，对所述被检测设备进行诊断的方式为：

所述微控制器1基于所述目标参数运行所述第一部分诊断程序，控制所述模拟开关阵列5逻辑导通，通过所述接头模块3电性连接于所述设备诊断接口，对所述被检测设备进行诊断。

可选的，所述模拟开关阵列5可具体为JV700芯片。

进一步的，所述设备诊断接头还包括存储模块，该存储模块可具体为Flash芯片，用于存储诊断程序配置文件、监测诊断程序运行过程以及存储该诊断程序的运行结果等等。

在本发明实施例中，通过将设备诊断程序的关键部分即第二部分诊断程序写入预设的加密模块中，并且根据微控制器中存储的基于第一密钥得到的数字签名以及加密模块中存储与该第一密钥对应的第二密钥，来实现对该微控制器的身份验证，使得加密模块在对微控制器的身份验证成功时才能根据微控制器发送的设备诊断命令运行该第二部分诊断程序，并向微控制器返回运行该第二部分诊断程序得到的目标参数，从而使得该微控制器能够根据该目标参数运行存储的第一部分诊断程序，进行正常的诊断工作，有效地防止了对设备诊断程序的抄板克隆。

请参见图3，图3是本发明提供的一种设备诊断方法的流程示意图，具体的，图3所示的设备诊断方法可以包括以下步骤。

S101：微控制器向加密模块发送设备诊断命令，所述微控制器中存储有上位机预先写入所述微控制器的第一部分诊断程序。

S102：若所述加密模块根据预设的身份验证规则对所述微控制器的身份验证成功，所述加密模块响应所述设备诊断命令，运行所述加密模块中存储的第二部分诊断程序，得到目标参数。

需要说明的是，该设备诊断方法可具体应用于对设备运行状态进行诊断的设备诊断接头中，该设备诊断接头包括微控制器和加密模块，所述微控制器中存储有第一部分诊断程序，所述加密模块中存储有第二部分诊断程序，所述第一部分诊断程序和所述第二部分诊断程序合并后即为完整的设备诊断程序。具体的，可通过上位机预先将该第一部分诊断程序和第二部分诊断程序分别写入微控制器和加密模块中。

具体实施例中，所述微控制器与加密模块之间可预先协商好对微控制器进行身份验证的身份认证规则，使得加密模块能够根据该协商的身份认证规则对该微控制器进行身份认证，从而根据该身份认证的结果确定是否响应微控制器的设备诊断命令。具体的，加密模块可在确定对所述微控制器的身份验证成功时响应微控制器发送的设备诊断命令，运行所述加密模块中存储的第二部分诊断程序，从而得到微控制器运行该存储的第一部分诊断程序所需要的目标参数；否则丢弃该微控制器发送的设备诊断命令，拒绝来自微控制器的任何诊断请求。

S103：所述微控制器通过接头模块与被检测设备的诊断接口相连接，并基于所述目标参数运行所述第一部分诊断程序，对所述被检测设备进行诊断。

具体实施例中，微控制器在接收到该加密模块响应该诊断命令返回的目标参数时，即可进行正常工作，根据该目标参数运行存储的第一部分诊断程序，完成对被检测设备如汽车的诊断。

在本发明中，通过将设备诊断程序的部分程序即第二部分诊断程序写入预设的加密模块中，使得在加密模块根据预设的身份验证规则对微控制器的身份验证成功时才能根据微控制器发送的设备诊断命令运行该第二部分诊断程序，并向微控制器返回运行该第二部分诊断程序得到的目标参数，从而该微控制器能够根据该目标参数运行存储的第一部分诊断程序，进行正常的诊断工作，有效地防止了对设备诊断程序的抄板克隆。

请参见图4，图4是本发明提供的另一种设备诊断方法的流程示意图，具体的，图4所示的设备诊断方法可以包括以下步骤。

S201：微控制器向加密模块发送的携带数字签名的验证请求，所述数字签名是上位机在所述微控制器写入第一部分诊断程序时，由所述上位机根据预设的第一密钥生成并存储至所述微控制器的。

需要说明的是，所述微控制器中存储有第一部分诊断程序，所述加密模块中存储有第二部分诊断程序，所述第一部分诊断程序和所述第二部分诊断程序合并后即为完整的设备诊断程序。具体的，可通过上位机预先将该第一部分诊断程序和第二部分诊断程序分别写入微控制器和加密模块中。

S202：所述加密模块通过预设的第二密钥对所述数字签名进行签名验证。

S203：所述加密模块确定所述签名验证是否成功。

具体实施例中，所述微控制器与加密模块之间可预先协商好身份认证规则，使得加密模块能够根据该协商的身份认证规则对该微控制器进行身份认证，从而根据该身份认证的结果确定是否响应微控制器发送的设备诊断命令。

具体的，上位机如PC可预先确定出密钥对，包括第一密钥和第二密钥，即私钥和公钥。当上位机在微控制器中写入第一部分诊断程序时，即可根据该第一密钥生成数字签名，并将该数字签名存储至微控制器中；相应地，当该上位机在加密模块中写入第二部分诊断程序时，即可将该第二密钥存储至该加密模块中。在该设备诊断接头通过接头模块接入设备诊断接口，发生上电或复位操作时，微控制器即可向加密模块发送携带该数字签名的验证请求，请求该加密模块对微控制器的身份进行验证；或者该微控制器还可在确定需要对被检测设备进行诊断而向加密模块发送诊断命令时，一并发送携带所述数字签名的验证请求，请求该加密模块对微控制器的身份进行验证。

S204：所述微控制器向所述加密模块发送设备诊断命令。

S205：所述加密模块响应所述设备诊断命令，运行所述加密模块中存储的第二部分诊断程序，得到目标参数。

在可选的实施例中，若加密模块根据该第二密钥对该签名验证成功，即可确定对该微控制器的身份验证成功，即该微控制器身份合法，该加密模块即可对该设备诊断命令进行解析，并响应该诊断命令运行存储的第二部分诊断程序，从而获得与该设备诊断命令对应的目标参数，并返回给微控制器，使得微控制器能够给予该目标参数来运行该第一部分诊断程序，完成对被检测设备的诊断。

S206：所述微控制器通过接头模块与当前设备的诊断接口相连接，并基于所述目标参数运行第一部分诊断程序，对所述当前设备进行诊断。

具体实施例中，微控制器在接收到该加密模块响应该诊断命令返回的目标参数时，即可进行正常工作，根据该目标参数运行存储的第一部分诊断程序，完成对被检测设备如汽车的诊断。

S207：所述微控制器向所述加密模块发送设备诊断命令。

S208：所述加密模块丢弃所述设备诊断命令。

在可选的实施例中，若加密模块对微控制器发送的数字签名验证失败，即在确定对该微控制器的身份验证失败时，加密模块即可丢弃该微控制器发送的设备诊断命令，拒绝来自微控制器的诊断请求。此时微控制器无法继续运行该第一部分诊断程序，不能够正常工作。

在本发明实施例中，通过将设备诊断程序的关键部分即第二部分诊断程序写入预设的加密模块中，并且根据微控制器中存储的基于第一密钥得到的数字签名以及加密模块中存储与该第一密钥对应的第二密钥，来实现对该微控制器的身份验证，使得加密模块在对微控制器的身份验证成功时才能根据微控制器发送的设备诊断命令运行该第二部分诊断程序，并向微控制器返回运行该第二部分诊断程序得到的目标参数，从而使得该微控制器能够根据该目标参数运行存储的第一部分诊断程序，进行正常的诊断工作，有效地防止了对设备诊断程序的抄板克隆。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：闪存盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取器(Random AccessMemory，RAM)、磁盘或光盘等。

以上对本发明所提供的方法、系统和设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种设备诊断接头，其特征在于，包括微控制器以及分别连接所述微控制器的加密模块和接头模块，所述微控制器中存储有上位机预先写入所述微控制器的第一部分诊断程序，所述加密模块中存储有所述上位机预先写入所述加密模块的第二部分诊断程序，所述第一部分诊断程序和所述第二部分诊断程序合并后即为完整的设备诊断程序，其中：

所述微控制器，用于向所述加密模块发送设备诊断命令；

所述加密模块，用于在根据预设的身份验证规则对所述微控制器的身份验证成功时，响应所述设备诊断命令，运行所述第二部分诊断程序，得到目标参数；向所述微控制器返回所述目标参数；

所述微控制器，还用于通过所述接头模块与被检测设备的诊断接口相连接，并基于所述目标参数运行所述第一部分诊断程序，对所述被检测设备进行诊断。

2.根据权利要求1所述的设备诊断接头，其特征在于，

所述加密模块，还用于根据预设的身份验证规则，对所述微控制器进行身份验证。

3.根据权利要求2所述的设备诊断接头，其特征在于，所述微控制器中存储有数字签名，所述数字签名是所述上位机在所述微控制器写入第一部分诊断程序时，由所述上位机根据预设的第一密钥生成并存储至所述微控制器的；

所述加密模块根据预设的身份验证规则，对所述微控制器进行身份验证的方式为：

所述加密模块接收所述微控制器发送的携带所述数字签名的验证请求；通过预设的第二密钥对所述数字签名进行签名验证，所述第一密钥与所述第二密钥为预先配置的密钥对；若所述签名验证成功，则确定对所述微控制器的身份验证成功。

4.根据权利要求3所述的设备诊断接头，其特征在于，

所述加密模块，还用于在对所述数字签名的签名验证失败时，丢弃所述设备诊断命令。

5.根据权利要求1所述的设备诊断接头，其特征在于，所述设备诊断接头还包括连接所述微控制器的端口扩展模块，所述端口扩展模块包括蓝牙模块、无线保真WiFi模块、3G模块、4G模块、通用分组无线业务GPRS模块、紫蜂ZigBee模块以及通用串行总线USB模块中的任一个或多个。

6.根据权利要求1所述的设备诊断接头，其特征在于，所述设备诊断接头还包括连接所述微控制器的模拟开关阵列；所述微控制器基于所述目标参数运行所述第一部分诊断程序，对所述被检测设备进行诊断的方式为：

所述微控制器基于所述目标参数运行所述第一部分诊断程序，控制所述模拟开关阵列逻辑导通，通过所述接头模块电性连接于所述设备诊断接口，对所述被检测设备进行诊断。

7.一种设备诊断方法，其特征在于，包括：

微控制器向加密模块发送设备诊断命令，所述微控制器中存储有上位机预先写入所述微控制器的第一部分诊断程序；

若所述加密模块根据预设的身份验证规则对所述微控制器的身份验证成功，所述加密模块响应所述设备诊断命令，运行所述加密模块中存储的第二部分诊断程序，得到目标参数，所述第二部分诊断程序是所述上位机预先写入所述加密模块中的，且所述第一部分诊断程序和所述第二部分诊断程序合并后即为完整的设备诊断程序；

所述微控制器通过接头模块与被检测设备的诊断接口相连接，并基于所述目标参数运行所述第一部分诊断程序，对所述被检测设备进行诊断。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述加密模块根据预设的身份验证规则，对所述微控制器进行身份验证。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述微控制器中存储有数字签名，所述数字签名是所述上位机在所述微控制器写入第一部分诊断程序时，由所述上位机根据预设的第一密钥生成并存储至所述微控制器的；

所述加密模块根据预设的身份验证规则，对所述微控制器进行身份验证，包括：

所述加密模块接收所述微控制器发送的携带所述数字签名的验证请求；

所述加密模块通过预设的第二密钥对所述数字签名进行签名验证，所述第一密钥与所述第二密钥为预先配置的密钥对；

若所述签名验证成功，则所述加密模块确定对所述微控制器的身份验证成功。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述签名验证失败，则所述加密模块在接收到所述微控制器发送的设备诊断命令时，丢弃所述设备诊断命令。