CN106230836B - 一种定位模块的o2加密嵌入式解决方法 - Google Patents

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Abstract

一种定位模块的O2加密嵌入式解决方案，包括以下步骤：S1.硬件设备初始化；S2.可用卫星搜索，若在预定时间内，搜索到的卫星数据大于最小可用卫星数，则进入下一步，否则，进行异常处理；S3.获取并解析卫星报文，得到原始定位数据S4.将原始定位数据进行O2加密运算；S5.将O2加密运算后的偏转定位数据组包；S6.发送数据包后返回步骤S3。实现在传统嵌入式产品中快速改造,在不需要改动原有软件和硬件设计的情况下,通过对O2加密功能的封装设计,即可快速透明,即插即用的引入O2加密功能,解决了传统嵌入式系统中实现O2加密功能时改动大、周期长、成本高、质量难以保证的问题，为O2加密的推广普及提供了新的解决思路。

Description

一种定位模块的O2加密嵌入式解决方法
技术领域
本发明涉及定位加密方法，特别是定位模块的O2加密嵌入式解决方法。
背景技术
随着车联网行业的快速发展，其相关技术在汽车电子行业得到广泛的应用，不断被运用到各个领域; 车联网的发展是以网络通信技术为基础，完成车与车、车与路、车与人之间信息互联互通。汽车不再是一个简单的交通工具，而逐步发展为智能出行以及车辆数据采集的重要组成部分。
定位功能是车联网重要的基础服务。为了满足高精度定位的要求,同时保证地理位置信息安全,国家制定了O2加密算法规范，即根据中国国家测绘局（以下简称国家测绘局）相关规定对位置信息原始数据通过保密插件进行偏转的方法. 由于此方法对运算环境有一定的要求, 在传统的嵌入式产品中,其应用产生了相当的局限，现有技术中还未能很好地对定位数据进行O2加密，O2加密即对位置信息原始数据进行偏转，其目的在于隐藏原始的坐标信息，从而保证国家地理信息数据安全。由于加密算法对运行环境、计算能力、加密过程等有特定要求，在一般嵌入式系统的实现中存在相当的困难。一般来说, 在少数的实现方法中，则是需要改变原有车载软件硬件系统，并在系统功能中重新实现加密算法，且需要增加较多模块，使得系统变得臃肿，整体改造带来的成本高，改动大,周期长,质量难以保证，效果不理想等问题。
O2加密即对位置信息原始数据进行偏转，其目的在于隐藏原始的坐标信息，从而保证国家地理信息数据安全。由于加密算法对运行环境、计算能力、加密过程等有特定要求，在一般嵌入式系统的实现中存在相当的困难。一般来说,需要修改原有软硬件设备,并在系统功能中重新实现加密算法。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种不需要改动原有车载软件和硬件设计的定位模块的O2加密嵌入式解决方法。
为了解决上述问题，本发明提出一种定位模块的O2加密嵌入式解决方法，包括以下步骤：
S1.硬件设备初始化；
S2.可用卫星搜索，若在预定时间内，搜索到的卫星数据大于最小可用卫星数，则进入下一步，否则，进行异常处理；
S3.获取并解析卫星报文，得到原始定位数据
S4.将原始定位数据进行O2加密运算；
S5.将O2加密运算后的偏转定位数据组包；
S6.发送数据包后返回步骤S3。
上述步骤简单明确，易于实现，首先对硬件设备进行初始化，为后续功能准备基本的运行环境，在系统运行过程总，增加异常处理步骤，快速解决异常，使得运行更加顺畅，效率更高。从获取原始定位数据到O2加密运算后的偏转定位数据的组包数据的发送，整个O2加密功能的封装设计, 实现了偏转加密算法的透明性, 在嵌入式系统中实现了O2加密算法的即插即用,填补了行业相关产品技术上的空白。
优选的，所述卫星报文解析采用NEMA报文规则。
优选的，所述原始定位数据包括经纬度、高度、可用卫星数、可信度、时间戳中的一种或多种。
优选的，所述O2加密运算包括：将原始定位数据作为输入参数, 启动座标偏转运算过程; 运算结束后, 输出偏转加密后的偏转定位数据。
优选的，所述步骤S5中的偏转定位数据组包采用与原始定位数据组包格式相同的NEMA格式。从而有效保护原有软件资产, 使用本文提出的新型O2加密定位模块方法, 不仅硬件电路上保持一致;软件的部分也不需要做任何的改动, 无论从定位模块的启动过程还是定位信息的获取, 都和原有产品保持一致, 最大程度的降低了在产品中引入O2加密功能的成本和难度.
优选的，本方法包括提供基带及控制芯片的定位模块和作为定位模块的对外接口芯片的微控制器。其中，所述微控制器完成步骤S4的读取原始定位数据并进行O2加密运算和步骤S5的将O2加密运算后的偏转定位数据组包的过程。
本发明方法无需对原有设计做任何修改，仅通过替换定位模块,即可以简便易行的方式增加O2加密功能,为传统嵌入式系统增加O2功能降低了技术难度,缩减了开发周期和成本. 必将有效的推动了O2加密的标准化和普及.
优选的，所述异常处理为：首先尝试重新进行失败的操作;然后进行处理后条件检查，若检查结果为重试成功,则进入下一步正常处理流程; 否则,重新进行异常处理重启设备; 如果重启次数超过最大限值, 则记录错误代码后停机,并向用户提示错误。在系统运行过程中，都可能设计异常情况，本发明增加异常情况的处理方法，在不超过预定最大重试次数的前提下进行重启操作，并对持续异常情况进行记录并提示，提高了系统的可靠性。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提出了一种新型的适合嵌入式计算环境的O2加密解决方法,可以在传统嵌入式产品中快速改造, 在不需要改动原有软件和硬件设计的情况下, 通过对O2加密功能的封装设计,即可快速透明,即插即用的引入O2加密功能, 解决了传统嵌入式系统中实现O2加密功能时改动大、周期长、成本高、质量难以保证的问题，为O2加密的推广普及提供了新的解决思路。
附图说明
图1为本发明定位模块结构框图。
图2为本发明定位模块的O2加密嵌入式解决方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的有点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚的界定。
如图1所示，一种定位模块的O2加密嵌入式解决方法，本方法复用原有定位模块（GNSS Module）中的基带及控制芯片，并设计单独的微控制器(MCU)，作为新型定位模块的对外接口芯片，微控制器还连接有存储器(EEPROM)，并通过电源接口连接电源模块（Powersupply Module），同时引出收发接口和数据接口。在单独的微控制器上，实现读取原始定位数据、实现符合国家测绘局要求的O2加密算法、对原始定位数据进行加密，将得到的偏转后的偏转定位数据实现与原始数据组包格式完全一致的GNSS数据组包协议
如图2所示，本发明所述定位模块的O2加密嵌入式解决方法包括如下步骤：
S1.进行硬件设备的初始化,为后续功能准备基本的运行环境;
S2.进行可用卫星搜索; 如果在预定时间内,搜索到的卫星数量大于最小可用卫星数, 则进入报文的接收解析过程;否则,进行异常处理;
S3. 获取并解析卫星报文，得到原始定位数据，报文解析过程相对标准, 根据NEMA报文规则, 检索并解析预定义的有限数据报文即可. 本实施例所获取的原始定位数据包括经纬度,高度, 可用卫星数, 可信度和时间戳等信息;
S4.将原始定位数据进行O2加密运算；O2加密运算是核心功能. 其基本原理是,将原始定位数据作为输入参数, 启动座标偏转运算过程; 运算结束后, 输出偏转加密后的定位数据。算法执行过程中, 重点关注执行效率, 资源占用等;同时需保证高安全性。
S5.得到偏转定位数据后, 即按照NEMA格式进行组包, 并对外发送。
在以上步骤中, 都可能涉及操作异常的处理, 其基本过程是: 在不超过预定的最大重试次数的前提下,首先尝试重新进行失败的操作;如果重试成功,则进入下一步正常处理流程; 否则,重启设备; 重启过程也遵循同样的异常处理逻辑; 如果重启次数超过最大限值，则记录错误代码后停机，并通过适当手段,向用户提示错误。
本发明提出的解决方法,无需对原有设计做任何修改，仅通过替换定位模块,即可以简便易行的方式增加O2加密功能,为传统嵌入式系统增加O2功能降低了技术难度,缩减了开发周期和成本. 必将有效的推动了O2加密的标准化和普及.
本发明提出的嵌入式O2加密解决方法软硬件设计，解决了传统嵌入式系统中实现O2加密功能时,改动大,周期长,成本高,质量难以保证的困难。
本发明包含的O2加密实现过程, 通过对O2加密功能的封装设计, 实现偏转加密算法的透明性, 在嵌入式系统中实现了O2加密算法的即插即用,填补了行业相关产品技术上的空白。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (7)

1.一种定位模块的O2加密嵌入式解决方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1. 复用原有定位模块中的基带及控制芯片，并设计单独的微控制器作为对外接口芯片，硬件设备初始化；
S2.可用卫星搜索，若在预定时间内，搜索到的卫星数据大于最小可用卫星数，则进入下一步，否则，进行异常处理；
S3.所述微控制器获取所述定位模块中解析的卫星报文，得到原始定位数据；
S4.所述微控制器将原始定位数据进行O2加密运算；
S5.所述微控制器将O2加密运算后的偏转定位数据组包；
S6.发送数据包后返回步骤S3。
2.根据权利要求1所述的定位模块的O2加密嵌入式解决方法，其特征在于，所述卫星报文解析采用NEMA报文规则。
3.根据权利要求1所述的定位模块的O2加密嵌入式解决方法，其特征在于，所述原始定位数据包括经纬度、高度、可用卫星数、可信度、时间戳中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的定位模块的O2加密嵌入式解决方法，其特征在于，所述O2加密运算包括：将原始定位数据作为输入参数, 启动座标偏转运算过程; 运算结束后, 输出偏转加密后的偏转定位数据。
5.根据权利要求1所述的定位模块的O2加密嵌入式解决方法，其特征在于，所述步骤S5中的偏转定位数据组包采用与原始定位数据组包格式相同的NEMA格式。
6.根据权利要求1所述的定位模块的O2加密嵌入式解决方法，其特征在于，包括提供基带及控制芯片的定位模块和作为定位模块的对外接口芯片的微控制器。
7.根据权利要求1所述的定位模块的O2加密嵌入式解决方法，其特征在于，所述异常处理为：首先尝试重新可用卫星搜索，若在预定时间内，搜索到的卫星数据大于最小可用卫星数，则重试成功，进入下一步正常处理流程；否则，重新进行异常处理重启设备；如果重启次数超过最大限值，则记录错误代码后停机，并向用户提示错误。
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