CN108501870A - 一种用于车辆的被动进入系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于车辆的被动进入系统，包括开关模块、天线模块及验证终端，当开关模块触发时，调用天线模块与验证终端交互验证，还包括：控制单元，接收天线模块与验证终端间的电磁信号，天线模块至少包括第一天线单元和第二天线单元，向验证终端发送第一低频信号和第二低频信号，在验证终端形成第一电磁场矢量及第二电磁场矢量；验证终端根据第一电磁场矢量及第二电磁场矢量计算第一电磁场矢量及第二电磁场矢量的夹角α及磁场强度比值R，并与预设于验证终端内的夹角阈值δ及磁场强度比值范围R₀比较。采用上述技术方案后，可阻止发出中继攻击的设备通过简单复制天线模块发出的低频信号来触发控制单元，以提高被动进入系统的安全性和可靠性。

Description

一种用于车辆的被动进入系统

技术领域

本发明涉及车辆控制领域，尤其涉及一种用于车辆的被动进入系统。

背景技术

近年来，随着社会经济的快速增长，汽车行业在中国市场也得到了迅猛的发展，汽车也已经作为一件生活必需品广泛的进入了中国家庭。同时，人们对汽车在舒适性及便利性的要求也越来越高。如何使汽车能够更便捷，更人性化的为用户使用，已经成为汽车行业各家公司及众多工程师努力的方向。

在这样的背景下，汽车被动式进入及启动系统进入了市场，并得到了广泛的推广应用。汽车被动式进入及启动系统区别于传统车主动进入及启动方式，车主从进入车内到启动发动机整个过程不需要掏出汽车钥匙。提高了汽车使用的便利性及舒适性。目前已经在国内市场得到广泛应用，并成为新车型的一个卖点。而该被动式进入及启动系统(CAPE系统)工作原理如下：

步骤一：当CAPE系统接收到门把手触发信号或者启动停止按钮信号时，启动低频天线，发出低频信号，搜寻合法的车钥匙；

步骤二：车钥匙被唤醒后，通过高频信号对CAPE控制器进行应答；

步骤三：CAPE控制器获得到合法的高频信息反馈后，根据当前汽车状况，解锁车门或者启动发动机。

步骤四：如果没有搜寻到合法的车钥匙，则CAPE控制器不进行相关动作。

在上述步骤一中，由于低频电磁场的物理特性，由低频天线发出的低频信号的通讯距离一般在1.5米左右，这就要求使用者携带合法的智能车钥匙位于低频天线的周围约1.5米的范围内。

而在步骤二中，车钥匙应答的高频信号通讯距离相对较远，可达几十米甚至上百米。一些高科技窃贼利用中继技术，将低频信号复制并传送到距离较远的车主身边，使智能车钥匙误认为在有效的低频通讯距离内，从而通过高频信号对CAPE控制器进行应答，以达到通过中继攻击的方式解锁车门甚至启动发动机的目的。

因此，需要一种对中继攻击进行识别并防止窃贼通过上述方式解锁的新型被动进入系统。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种用于车辆的被动进入系统，可识别反馈高频信号的终端是否为中继攻击的终端，以提高被动进入系统的安全性和可靠性。

本发明公开了一种用于车辆的被动进入系统，包括开关模块、天线模块及验证终端，当所述开关模块触发时，调用所述天线模块与所述验证终端交互验证，所述被动进入系统还包括：控制单元，与所述天线模块连接，以接收所述天线模块与所述验证终端间的电磁信号，其中；所述天线模块至少包括第一天线单元和第二天线单元，所述第一天线单元和第二天线单元向所述验证终端发送第一低频信号和第二低频信号，以在所述验证终端形成第一电磁场矢量及第二电磁场矢量；所述验证终端根据所述第一电磁场矢量及第二电磁场矢量计算所述第一电磁场矢量及第二电磁场矢量的夹角α及磁场强度比值R，并与预设于所述验证终端内的夹角阈值δ及磁场强度比值范围R₀比较，当所述夹角α小于等于所述夹角阈值δ或所述磁场强度R处于所述磁场强度比值范围R₀内时，所述车辆受到中继攻击；当所述夹角α大于所述夹角阈值δ或所述磁场强度R处于所述强度比值范围R₀外时，所述车辆未受到中继攻击，所述验证终端发送应答的高频信号至所述控制单元，以解锁所述车辆。

优选地，所述第一天线单元设于所述车辆的侧边，所述第二天线单元设于靠近所述车辆的车头的位置，使所述第一低频信号和第二低频信号正交。

优选地，所述第一电磁场矢量及第二电磁场矢量以X、Y、Z轴方向上建立，其中，所述第一电磁场矢量为H1(H1x,H1y,H1z)，所述第二电磁场矢量为H2(H2x,H2y,H2z)。

优选地，所述夹角α通过以下方式计算：所述磁场强度比值R通过以下方式计算：

优选地，所述天线模块还包括第三天线单元，所述第三天线单元设于所述车辆的中心处或车顶；所述第三天线单元向所述验证终端发送第三低频信号，以在所述验证终端形成第三电磁场矢量，且所述第三低频信号与所述第二低频信号正交；所述验证终端根据第三电磁场矢量计算所述第二电磁场矢量及第三电磁场矢量的夹角β及磁场强度比值R’，并与预设于所述验证终端内的夹角阈值δ及磁场强度比值范围R₀比较，当所述夹角β小于等于所述夹角阈值δ或所述磁场强度R’处于所述磁场强度比值范围R₀内时，所述车辆受到中继攻击；当所述夹角β大于所述夹角阈值δ或所述磁场强度R’处于所述磁场强度比值范围R₀外时，所述车辆未受到中继攻击，所述验证终端发送应答的高频信号至所述控制单元，以解锁所述车辆。

优选地，所述第三电磁场矢量以X、Y、Z轴方向上建立，其中，所述第三电磁场矢量为H3(H3x,H3y,H3z)，所述夹角β通过以下方式计算：所述磁场强度比值R’通过以下方式计算：

优选地，所述夹角阈值δ为0°≤δ≤5°。

优选地，所述磁场强度比值范围R₀为：0dB≤R0≤2dB。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.在原有配置的基础上，可识别中继攻击，提高车辆进入系统的安全性；

2.对系统冗余度不造成影响，使用者正常解锁及开启车辆的延迟极小。

附图说明

图1为符合本发明一优选实施例中设有第一天线单元的被动进入系统示意图；

图2为符合本发明一优选实施例中设有第二天线单元的被动进入系统示意图；

图3为符合本发明一优选实施例中设有第三天线单元的被动进入系统示意图。

图4为符合本发明一优选实施例中第一电磁场矢量及第二电磁场矢量的形成示意图。

附图标记：

10-验证终端；

21-第一天线单元、22-第二天线单元、23-第三天线单元。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。

本发明实施例中的车辆被动进入系统，包括有开关模块、天线模块及验证终端10。如上文所述的，当车辆的开关模块如车门把手被使用者触发时，车辆的天线模块将收到该触发信号，并主动向外发送低频信号，以搜寻可通过反馈高频信号的正确的验证终端10，搜寻完毕后，将开启车门供使用者进入，从而在整个过程中，使用者无需拿出验证终端10，即可进入车辆。

上述过程中，为防止低频信号及高频信号互传的过程中受到中继攻击，在被动进入系统内，还包括有控制单元，其与天线模块通信连接，可设于车辆内或验证终端10内，并验证天线模块与验证终端10间的电磁信号。具体地，天线模块包括有第一天线单元21和第二天线单元22(如图1及图2)，并分别向验证终端10发送第一低频信号和第二低频信号，验证终端10除反馈高频信号外，将形成对应第一低频信号的第一电磁场矢量，以及对应第二低频信号的第二电磁场矢量。可以理解的是，当未受到中继攻击时，该天线模块所包括的即为设于车辆上不同的位置的两天线单元(第一天线单元21和第二天线单元22)，此时所发出的第一低频信号及第二低频信号的信号源位置并不相同。而若受到中继攻击时，由于通常中继攻击所使用的为设于车辆及验证终端10间的一个天线，则验证终端10实际接收的为一个低频信号，此种情况下，验证终端10将视为收到两个重复的或相近的低频信号。也就是说，在未受到中继攻击时，车辆上的不同位置处的天线模块发出的低频信号将在验证终端10处产生不同的电磁场矢量，而在受到中继攻击时，中继天线发出低频信号后，验证终端10测量到相同的或相近的电磁场矢量，上述过程可理解为：多个天线发出各自的一个低频信号，使得验证终端10接收到多个不同的电磁场矢量，此为正常进入；一个天线发出多个低频信号，使得验证终端10接收到多个近似的电磁场矢量，此为中继攻击。

在接收到电磁场矢量数据后，验证终端10将计算该第一电磁场矢量及第二电磁场矢量，得到将计算第一电磁场矢量及第二电磁场矢量的夹角α及磁场强度比值R，并与预设于验证终端10内的夹角阈值δ及磁场强度比值范围R₀比较。如上文所述的，正常进入与中继攻击的状态下，电磁场矢量状态不同，由于正常进入下，第一天线单元21和第二天线单元22发出的低频信号在验证终端10处的状态相差较大(如图4所示)，则第一电磁场矢量及第二电磁场矢量的夹角α通常较大，且由于低频信号受距离的长短变化较大，第一电磁场矢量及第二电磁场矢量的强度比值R也将较大；而中继攻击情况下，两相近的电磁场矢量的夹角α接近0°，强度比值R接近1。根据上述现象，可在验证终端10内预设有可基本区分正常进入与中继攻击的夹角阈值δ及磁场强度比值范围R₀，从而通过验证终端10的比较，判断车辆的中继攻击状态。

如图1和图2所示，第一天线单元21设置在车辆的侧边，第二天线单元22设置在靠近车头的位置，则第一低频信号和第二低频信号在验证终端10处正交，以保证第一电磁场矢量与第二电磁场矢量的夹角接近90°，最大化与夹角阈值δ的差异。

验证终端10得到第一电磁场矢量与第二电磁场矢量后，将第一电磁场矢量及第二电磁场矢量以X、Y、Z轴方向上建立，其中，第一电磁场矢量为H1(H1x,H1y,H1z)，第二电磁场矢量为H2(H2x,H2y,H2z)，则对于上述第一电磁场矢量及第二电磁场矢量的夹角α，通过以下方式计算：

所述磁场强度比值R通过以下方式计算：

当计算所得α大于夹角阈值δ，且计算所得磁场强度比值R不等于磁场强度比值范围R₀或不在磁场强度比值范围R₀所在范围内时，则未受到攻击，继而，验证终端发送应答的高频信号至控制单元，以解锁车辆。反之，若夹角α小于等于夹角阈值δ或磁场强度R处于磁场强度比值范围R₀内时，车辆受到中继攻击。

为进一步确保中继攻击的判断结果，在一优选实施例中，天线模块还包括有第三天线单元23，设置于车辆的中心处或车顶处(如图3及图4所示)，位置与第一天线单元21及第二天线单元22均不同。同样地，第三天线单元23向验证终端10发送第三低频信号，以在验证终端10形成第三电磁场矢量，且第三低频信号与第二低频信号正交；验证终端10计算第二电磁场矢量及第三电磁场矢量的夹角β及磁场强度比值R’，并再次与预设于验证终端10内的夹角阈值δ及磁场强度比值范围R₀比较，以判断所述车辆的中继攻击状态。上述配置中，若为中继攻击的情况，则验证终端10将收到的三组相同的或接近的低频信号。

此外，第三电磁场矢量也以X、Y、Z轴方向上建立，其中，第三电磁场矢量为H3(H3x,H3y,H3z)，夹角β也通过以下方式计算：

磁场强度比值R’通过以下方式计算：

以分别计算第三电磁场矢量与第二电磁场矢量间的夹角β及强度比值R’。同样地，当夹角β小于等于夹角阈值δ或磁场强度R’处于磁场强度比值范围R₀内时，车辆受到中继攻击；当夹角β大于夹角阈值δ或磁场强度R’处于磁场强度比值范围R₀外时，车辆未受到中继攻击，验证终端发送应答的高频信号至控制单元，以解锁车辆。

一优选实施例中，夹角阈值δ为0°≤δ≤5°；磁场强度比值范围R₀为：0dB≤R₀≤2dB。该比较标准的设立，将中继攻击与正常进入的情况基本分离，确保判断的正确性。

应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种用于车辆的被动进入系统，包括开关模块、天线模块及验证终端，当所述开关模块触发时，调用所述天线模块与所述验证终端交互验证，其特征在于，

所述被动进入系统还包括：控制单元，与所述天线模块连接，以接收所述天线模块与所述验证终端间的电磁信号，其中；

所述天线模块至少包括第一天线单元和第二天线单元，所述第一天线单元和第二天线单元向所述验证终端发送第一低频信号和第二低频信号，以在所述验证终端形成第一电磁场矢量及第二电磁场矢量；

所述验证终端根据所述第一电磁场矢量及第二电磁场矢量计算所述第一电磁场矢量及第二电磁场矢量的夹角α及磁场强度比值R，并与预设于所述验证终端内的夹角阈值δ及磁场强度比值范围R₀比较，

当所述夹角α小于等于所述夹角阈值δ或所述磁场强度R处于所述磁场强度比值范围R₀内时，所述车辆受到中继攻击；

当所述夹角α大于所述夹角阈值δ或所述磁场强度R处于所述强度比值范围R₀外时，所述车辆未受到中继攻击，所述验证终端发送应答的高频信号至所述控制单元，以解锁所述车辆。

2.如权利要求1所述的被动进入系统，其特征在于，

所述第一天线单元设于所述车辆的侧边，所述第二天线单元设于靠近所述车辆的车头的位置，使所述第一低频信号和第二低频信号正交。

3.如权利要求1所述的被动进入系统，其特征在于，

所述第一电磁场矢量及第二电磁场矢量以X、Y、Z轴方向上建立，其中，所述第一电磁场矢量为H1(H1x,H1y,H1z)，所述第二电磁场矢量为H2(H2x,H2y,H2z)。

4.如权利要求3所述的被动进入系统，其特征在于，

所述夹角α通过以下方式计算：

所述磁场强度比值R通过以下方式计算：

5.如权利要求1所述的被动进入系统，其特征在于，

所述天线模块还包括第三天线单元，所述第三天线单元设于所述车辆的中心处或车顶；

所述第三天线单元向所述验证终端发送第三低频信号，以在所述验证终端形成第三电磁场矢量，且所述第三低频信号与所述第二低频信号正交；

所述验证终端根据所述第三电磁场矢量计算所述第二电磁场矢量及第三电磁场矢量的夹角β及磁场强度比值R’，并与预设于所述验证终端内的夹角阈值δ及磁场强度比值范围R₀比较，

当所述夹角β小于等于所述夹角阈值δ或所述磁场强度R’处于所述磁场强度比值范围R₀内时，所述车辆受到中继攻击；

当所述夹角β大于所述夹角阈值δ或所述磁场强度R’处于所述磁场强度比值范围R₀外时，所述车辆未受到中继攻击，所述验证终端发送应答的高频信号至所述控制单元，以解锁所述车辆。

6.如权利要求5所述的被动进入系统，其特征在于，

所述第三电磁场矢量以X、Y、Z轴方向上建立，其中，

所述第三电磁场矢量为H3(H3x,H3y,H3z)，

所述夹角β通过以下方式计算：

所述磁场强度比值R’通过以下方式计算：

7.如权利要求1所述的被动进入系统，其特征在于，

所述夹角阈值δ为0°≤δ≤5°。

8.如权利要求1所述的被动进入系统，其特征在于，

所述磁场强度比值范围R₀为：0dB≤R₀≤2dB。