CN104742863A - 一种基于射频技术的电动车启动装置及方法 - Google Patents

一种基于射频技术的电动车启动装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于射频技术的电动车启动装置及方法，该装置包括相互射频通信的电动车钥匙端及锁端，方法包括的步骤有，(1)在钥匙端及锁端设立配对码和密钥；(2)锁端等待探测码，如收到则回复ACK；(3)钥匙端发送探测码，收到ACK后发送配对指令；(4)锁端生成随机数，并将之发送给钥匙端；(5)钥匙端将收随机数用密钥进行加密后回发给锁端；(6)锁端进行随机数对比，如相同，配对完成，车主按下启动按键，电动车控制器上电启动。本发明只要钥匙和锁的距离在射频覆盖范围内即可自动配对，采用数据加密技术安全可靠，并且保证钥匙的长时间工作。

Description

一种基于射频技术的电动车启动装置及方法
技术领域
本发明新型属于电动车的智能控制技术领域，特别是一种基于射频技术的电动车启动装置及方法。
背景技术
当前的电动车解锁方式主要有两种，一种为传统的物理钥匙开锁，另外一种为现有射频钥匙按键解锁。传统物理钥匙开锁的缺点主要是使用不便，以及钥匙易于被复制。射频钥匙的缺点主要是需要在现有钥匙上按键解锁，使用上有不便之处。此外现有射频钥匙多数使用明文发送解锁码，极易被截获，不法分子利用截获的解锁码复制射频钥匙进而盗窃车辆。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，而提出一种基于射频技术的电动车启动装置及方法。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种基于射频技术的电动车启动装置，包括相互射频通信的电动车钥匙端及锁端，
其中，所述钥匙端包括单片机及与单片机数据通信连接的射频收发器，所述单片机及射频收发器由纽扣电池提供电能；
其中，所述锁端包括单片机、与单片机数据通信连接的射频收发器、与单片机推挽输出端口连接的红色LED，绿色LED及与单片机输入端口连接的按键开关，所述锁端由电动车电池通过DC/DC降压器提供电能。
而且，所述钥匙端及锁端的射频收发器均采用2.4G GFSK射频收发器。
一种基于射频技术的电动车启动装置方法，包括步骤如下：
(1)首先在上述装置的钥匙端及锁端的单片机内设立相同的配对码和密钥两个数据，每对锁和钥匙的配对码和密钥都是唯一；其中，配对码和密钥均采用加密，钥匙和锁的所有收发数据，其头部均包含配对码，双方收到的数据只有与自身配对码相同时，才响应对方，即回应ACK；
(2)锁端单片机控制射频收发器处于初始的持续接收状态，等待探测码，如收到配对码与自身相同的探测码数据，则回复ACK；
(3)钥匙端每隔2－5秒发送一次探测码，探测码内含有配对码，并且钥匙端在发送探测码后开启接收，等待ACK，如无ACK，2－5秒后钥匙端再次发送探测码，如钥匙端收到ACK，则立即向锁端发送请求配对指令；
(4)锁端接收到上述配对指令后，生成一个随机数，并将之发送给钥匙端；
(5)钥匙端将收到的随机数用密钥进行加密后回发给锁端；
(6)锁端利用密钥解密后与发送的随机数对比，如相同，则通过LED提示车主配对完成，此时，车主按下锁端的一键启动按键，则LED变色，电动车控制器上电启动，处于待行驶状态；
(7)车主再次按下一键启动按键后，LED变色提示，钥匙端恢复初始状态；
(8)电动车控制器上电启动，锁端单片机控制射频收发器处于自闭状态，不再回复ACK；
(9)当钥匙离开锁的射频覆盖范围超过一定时间后，此时锁端自动解除配对，锁定电动车，LED熄灭。
而且，所述步骤(1)中配对码和密钥的加密方式均采用TEA加密，128位密钥及128位配对码。
而且，所述步骤(3)中钥匙端在发送探测码后开启接收的开启时间为100－200微秒。
而且，所述步骤(4)中生成的随机数为32或64或128位的随机数。
而且，所述步骤(9)中超过一定时间为20-50秒。
而且，所述步骤(3)钥匙端每隔2－5秒发送一次探测码间隔期间，钥匙端单片机和射频收发器均进入休眠状态，其电流仅为微安级。
发明的优点和积极效果是：
1、本发明使用时，不需要刻意令钥匙靠近或插入锁体，也不需要操作钥匙。只要钥匙和锁的距离在射频覆盖范围内即可自动配对。
2、本发明采用数据加密技术进行解锁码的传输，彻底解决了明码传输易被截获的缺陷，加密密钥及钥匙和锁的配对码存储在钥匙和锁端的单片机中，不可轻易被破解和复制。
3、本发明采用合理的射频收发机制来保证钥匙在使用纽扣电池的情况下也能够长时间工作。
附图说明
图1是本发明方法所应用装置中钥匙端的结构图；
图2是本发明方法所应用装置中锁端的结构图；
图3是本发明方法的逻辑步骤图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施做进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种基于射频技术的电动车启动装置及方法，如图1或2所示，本发明方法所应用的硬件系统包括相互射频通信的电动车钥匙端及锁端，
其中，所述钥匙端包括单片机及与单片机数据连接的射频收发器，所述射频收发器可具体采用2.4G GFSK射频收发器，所述单片机及射频收发器由纽扣电池提供电能；
其中，所述锁端包括单片机及与单片机数据连接的射频收发器，所述射频收发器可具体采用2.4G GFSK射频收发器，还包括与与单片机推挽输出端口连接的红色LED，绿色LED及与单片机输入端口连接的按键开关，所述锁端由电动车电池通过DC/DC降压器提供电能。
一种基于射频技术的电动车启动装置方法，如图3所示，包括步骤如下：
(1)首先在钥匙端及锁端的单片机内设立相同的配对码和密钥两个数据，每对锁和钥匙的配对码和密钥都是唯一，其中，配对码和密钥的加密方式均采用TEA加密，128位密钥及128位配对码，钥匙和锁的所有收发数据，其头部均包含配对码，双方收到的数据只有与自身配对码相同时，才响应对方，即回应ACK；
(2)锁端单片机控制射频收发器处于持续接收状态，等待探测码，如收到配对码与自身
相同的探测码数据，则回复ACK；
(3)钥匙端每隔3秒发送一次探测码，探测码内含有配对码，并且钥匙端在发送探测码后开启接收，等待ACK，开启时间约100－200微秒。如无ACK，3秒左右后钥匙端再次发送探测码，如钥匙端收到ACK，则立即向锁端发送请求配对指令；
(4)锁端接收到上述配对指令后，生成一个128位的随机数，并将之发送给钥匙端；
(5)钥匙端将收到的128位随机数用密钥进行加密后回发给锁端；
(6)锁端利用密钥解密后与发送的随机数对比，如相同，则通过LED提示车主配对完成(亮红色LED)，此时，如车主按下锁端的一键启动按键，则LED变为绿色，使用PNP三极管作为开关控制电动车控制器的电源，令PNP三极管导通，则电动车控制器上电启动，处于待行驶状态；
(7)车主再次按下一键启动按键后，LED变为红色提示，令PNP三极管关断，则电动车控制器断电，钥匙端恢复初始状态；
(8)电动车控制器上电启动，锁端单片机控制射频收发器处于自闭状态，停止探测码接收，防止钥匙持续进入配对操作浪费电能。
(9)当钥匙离开锁的射频覆盖范围超过20-50秒(也就是锁端连续10次左右未收到钥匙的探测码)，则认为车主离开，此时锁端自动解除配对，LED熄灭。
其中，钥匙在两次发送探测码的间隔期间，钥匙端单片机和射频收发器均进入休眠状态，其电流仅为微安级。

Claims (8)

1.一种基于射频技术的电动车启动装置，其特征在于包括相互射频通信的电动车钥匙端及锁端，
其中，所述钥匙端包括单片机及与单片机数据通信连接的射频收发器，所述单片机及射频收发器由纽扣电池提供电能；
其中，所述锁端包括单片机、与单片机数据通信连接的射频收发器、与单片机推挽输出端口连接的红色LED，绿色LED及与单片机输入端口连接的按键开关，所述锁端由电动车电池通过DC/DC降压器提供电能。
2.根据权利要求1所述的基于射频技术的电动车启动装置，其特征在于：所述钥匙端及锁端的射频收发器均采用2.4G GFSK射频收发器。
3.一种基于射频技术的电动车启动装置方法，其特征在于包括步骤如下：
(1)首先在上述装置的钥匙端及锁端的单片机内设立相同的配对码和密钥两个数据，每对锁和钥匙的配对码和密钥都是唯一；其中，配对码和密钥均采用加密，钥匙和锁的所有收发数据，其头部均包含配对码，双方收到的数据只有与自身配对码相同时，才响应对方，即回应ACK；
(2)锁端单片机控制射频收发器处于初始的持续接收状态，等待探测码，如收到配对码与自身相同的探测码数据，则回复ACK；
(3)钥匙端每隔2－5秒发送一次探测码，探测码内含有配对码，并且钥匙端在发送探测码后开启接收，等待ACK，如无ACK，2－5秒后钥匙端再次发送探测码，如钥匙端收到ACK，则立即向锁端发送请求配对指令；
(4)锁端接收到上述配对指令后，生成一个随机数，并将之发送给钥匙端；
(5)钥匙端将收到的随机数用密钥进行加密后回发给锁端；
(6)锁端利用密钥解密后与发送的随机数对比，如相同，则通过LED提示车主配对完成，此时，车主按下锁端的一键启动按键，则LED变色，电动车控制器上电启动，处于待行驶状态；
(7)车主再次按下一键启动按键后，LED变色提示，钥匙端恢复初始状态；
(8)电动车控制器上电启动，锁端单片机控制射频收发器处于自闭状态，不再回复ACK；
(9)当钥匙离开锁的射频覆盖范围超过一定时间后，此时锁端自动解除配对，锁定电动车，LED熄灭。
4.根据权利要求3所述的基于射频技术的电动车启动装置方法，其特征在于：所述步骤(1)中配对码和密钥的加密方式均采用TEA加密，128位密钥及128位配对码。
5.根据权利要求3所述的基于射频技术的电动车启动装置方法，其特征在于：所述步骤(3)中钥匙端在发送探测码后开启接收的开启时间为100－200微秒。
6.根据权利要求3所述的基于射频技术的电动车启动装置方法，其特征在于：所述步骤(4)中生成的随机数为32或64或128位的随机数。
7.根据权利要求1所述的基于射频技术的电动车启动装置方法，其特征在于：所述步骤(9)中超过一定时间为20-50秒。
8.根据权利要求1所述的基于射频技术的电动车启动装置方法，其特征在于：所述步骤(3)钥匙端每隔2－5秒发送一次探测码间隔期间，钥匙端单片机和射频收发器均进入休眠状态，其电流仅为微安级。
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