CN1144399C - 用于检验识别信号的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种识别信号检验装置包括:第一装置(1),以及第二装置(10),第一装置(1)发射通信请求信号,当根据在预定时间段内的通信请求信号接收由第二装置发射的通信允许信号时,第一装置(1)向第二装置(10)发射在第一装置(1)中的第一存储单元(5)中存储的识别信号,以及第二装置(10)检验所发射的识别信号是否与在第二装置(10)中的第二存储单元(13)中存储的识别信号相一致。

Description

用于检验识别信号的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种在无密钥通路系统(keyless entry system)中适用的识别信号检验装置和识别信号检验方法。
背景技术
无密钥通路系统已是公知的,按照这种无密钥通路系统,由密钥装置侧利用红外线或无线电波向锁-装置侧发送一种识别信号,用以锁上或开锁。
这种无密钥通路系统采用一种单向通信方式,其中密钥装置侧恒定地发送相同的识别信号。因此,当这种通信被截获时,该识别信号以很容易地被窃取,这是其缺点。
特别是当利用红外线发送识别信号时,可以利用一种早已构成社会问题的所谓的学习式遥控器很容易地复制该识别信号。
此外,由于在上述无密钥通路系统中,能够通过利用各种识别信号的每一个来检测一种特定的识别信号,从而检测是否其中一种识别信号与该特定信号一致,所以在安全方面存在严重的缺点。
发明内容
由于这些问题,因而,本发明的一个目的是利用比较简单的装置提高无密钥通路系统的保密性。
根据本发明的一个方面,提供了一种识别信号检验装置,包括:第一装置,其具有第一无线发射与接收单元、第一信号处理单元、和用于存储识别信号的第一存储单元,其中,所述的第一装置发射通信请求信号;以及第二装置,其具有第二无线发射与接收单元、第二信号处理单元、用于存储识别信号的第二存储单元,以及通信允许信号发生装置,其中,所述的第二装置将通信允许信号发射到所述的第一装置,以响应所述的通信请求信号,其中,所述的第二装置在继接收到所述的通信请求信号的第一预定周期之后,开始发射所述的通信允许信号,并在所述的第一预定时间周期之后的第二预定时间周期之内完成所述的通信允许信号的发射;其中,一旦接收到从所述的第二装置发射的所述的通信允许信号,所述的第一装置就将存储在所述的第一存储单元中的识别信号发射到所述的第二装置,以及其中,所述的第二装置检验所发射的识别信号是否与存储在所述的第二存储单元中的识别信号一致。
根据本发明的另一个方面,提供了一种识别信号检验装置中的识别信号检验方法,该装置包括:第一装置,其具有第一无线发射与接收单元、第一信号处理单元和用于存储识别信号的第一存储单元;以及第二装置,其具有第二无线发射与接收单元、第二信号处理单元、以及用于存储识别信号的第二存储单元;该方法包括步骤:将通信请求信号从所述的第一装置发射到所述的第二装置;将通信允许信号从所述的第二装置发射到所述的第一装置,以响应所述的通信请求信号,在其中,所述的第二装置在继接收到所述的通信请求信号的第一预定周期之后,开始发射所述的通信允许信号,并在所述的第一预定时间周期之后的第二预定时间周期之内完成所述的通信允许信号的发射;一旦接收到所述的通信允许信号,就将存储在所述的第一存储单元中的识别信号从所述的第一装置发射到所述的第二装置,以及在所述的第二装置中检验所发射的识别信号是否与存储在所述的第二存储单元中的识别信号一致。
根据本发明,仅当第一装置(密钥装置)在一段预定时间期间从第二装置(锁装置)接收到通信允许信号,例如,第一装置(密钥装置)才向第二装置(锁装置)发射识别信号。因此,发射这种识别信号的时间期间是受限制的,故提高了保密性。
附图说明
图1是表示根据本发明的一个实施例的识别信号检验装置的方框图;
图2是用于解释根据本发明的该实施例的识别信号检验装置的工作情况的流程图;
图3A到3D是用于解释根据本发明的该实施例的密钥装置和锁装置之间通信的时间关系图。
具体实施方式
下面参照附图,介绍根据本发明的一种实施例的识别信号检验和识别信号检验方法。在这一实施例中,该识别信号检验装置和方法适用于一种用于开门和锁门的无密钥通路系统。
如图1所示,便携式密钥装置1具有:一个用于发出开门和锁门的指令的开关单元2、一个信号处理电路单元3、一个用于与下文介绍的锁装置通信的红外线发射与接收单元4以及一个用于存储特定(自有)识别信号ID的存储单元5。
信号处理电路单元3由微计算机构成。当开关单元2通过操作其中的开关发出开门和锁门指令时,信号处理电路单元3产生包括锁上/开锁指令信号在内的通信请求信号并将这一通信请求信号提供到红外线发射接收单元4。红外线发射接收单元4向锁装置10发射该通信请求信号。
如图3A所示,信号处理电路单元3只在完成发射例如持续100毫秒时间的通信请求信号之后的40毫秒的时间段后的50毫秒时间段内,将红外线发射接收单元4置于一种准许接收的状态下。只在这个准许接收的一段时间内,红外线发射接收单元4从锁装置10接收持续30毫秒的通信允许信号。在这个实施例中,该通信允许信号例如由24位的随机数信号构成。在这种情况下,如在该准许接收时间段内红外线发射接收单元4没有接收到该通信允许信号,则这种通信中止。
当密钥装置1从锁装置10接收到例如为24位的随机数字信号X构成的通信允许信号时,信号处理电路单元3对例如存储单元5中的特定的(自有的)24位识别信号ID进行加密以便将其根据一种预定的函数f(X,ID),通过利用例如为24位的随机数信号X变换为一种24位的编码信号。然后,信号处理电路单元3将经加密的信号f(X,ID)通过红外线发射接收单元4提供到锁装置10。
这个函数f(X,ID)例如按照如下所示进行定义,使得如果随机数字信号X和识别信号ID的各个对应的位具有相同的数值“1”“0”,则在函数f(X,ID)中的对应位的数值置为1,并且如果它们的各个对应的位彼此具有不同的数值,则在函数f(X,ID)中的对应位的数值置为“0”。
ID       010101010101010101010101
x         110111011101110111011101
f(x,ID)  011101110111011101110111
设置根据这一实施例的红外线发射接收单元4以便根据已知的基带系统进行通信。该基带系统与其它调制系统例如幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)或类似系统比较,能够在较低消耗功率下进行高速通信并简化电路结构。
锁装置10设在与门相关的预定位置。该锁装置10具有用于与密钥装置1通信的红外线发射接收单元11、信号处理电路单元12、用于存储特定(自有)的识别信号ID的存储单元13、用于产生通信允许信号的通信允许信号发生装置14以及一用于根据来自信号处理电路单元12的指令信号控制门的锁上或开锁操作的驱动单元15。
例如处理24位的二进制计数器被采用来作为通信允许信号发生装置14。这种24位的二进制计数器根据与通信无关的预定时钟信号进行计数。当锁装置10从密钥装置1接收到通信请求信号时,该24位的二进制计数器操作停止,在这时读出该二进制计数器的计数值,因此,得到由例如24位的随机数信号形成的通信允许信号。
信号处理电路单元12由一微计算机构成。如图3C所示,当在完成发射例如持续100毫秒时间的通信请求信号之后的一段40毫秒的时间之后的50毫秒的持续时间内,锁装置10接收到来自密钥装置1的通信请求信号时,信号处理电路单元12在例如持续30毫秒的时间内向密钥装置1发射由通信允许信号发生装置14产生的由随机数信号X构成的通信允许信号。
当锁装置10从密钥装置1接收到该利用随机数信号X通过对识别信号ID进行加密得到的加密信号f(X,ID)时,信号处理电路单元12通过利用先前发射的例如为24位的随机数信号X按照预定的函数f-1{f(X,ID),X}对所接收到的加密信号f(X,ID)进行解密,并且检验通过这种解密得到的识别信号是否就是先前存储(寄存)在存储单元13中的特定(自有)的识别信号。
按照检验过程的结果,如果经解码的识别信号与先前存储(寄存)在存储单元13中的识别信号ID一致,则信号处理电路单元12根据包含在通信请求信号中的门开锁/锁上指令向驱动单元15提供锁上/开锁指令信号。然后,在驱动单元15的控制操作下,门被打开或锁上。
根据这一实施例的红外线发射接收单元11的设置与上述的红外线发射接收单元4相似。其设置在于根据已知的一种基带系统进行通信。在图1中,电池6和16用于分别为密钥装置和锁装置10供电。
下面参照图2所示的流程图和作为定时图的图3A到3D根据这一实施例介绍用于开门和锁门的无密钥通道系统的工作情况。在这一实施例中,假设相同的特定(自有)识别信号ID,例如由24位代码形成的识别信号ID是先前存储(寄存)在存储单元5和13的。
在图2所示的流程图中的步骤S1,密钥装置1的开关单元2动作,使其中的开关置于接通状态,因此,开始发出用于开门和锁门的指令。在步骤S2,例如在图3A中所示,密钥装置1在100ms时间期间仅向锁装置10发射包括开门/锁门的指令信号的通信请求信号。
在步骤S3,锁装置10接收如图3D所示的通信请求信号。然后,过程进到步骤S4,其中的锁装置10在完成发射通信请求信号之后的一段40毫秒时间后的50毫秒持续时间内得到由通信允许信号发生装置14产生的例如由24位的随机数字信号X形成的通信允许信号。在步骤S3,如图3C所示,锁装置10向密钥装置例如持续30毫秒发射由随机数字信号X形成的通信允许信号。
在步骤S6,密钥装置1在完成发射如图3B中所示的通信请求信号之后的一段40毫秒时间后的50毫秒的允许接收时间段内接收由随机数信号X形成的通信允许信号。然后过程进行到步骤S7,其中的密钥装置1对存储(寄存)在存储单元5中的特定(自有)的识别信号ID进行加密,以通过例如利用24位的随机数信号X根据预定的函数f(X,ID)将该信号ID变换为24位的编码信号。然后过程进行到步骤S8,其中的密钥装置1在持续30毫秒的例如在图3A中所示的时间内向锁装置10提供经加密的信号f(X,ID)。然后,过程进行到步骤S10。
如果在步骤S6,密钥装置1在该准许接收时间段内设有接收到通信允许信号,则过程进行到步骤S9,其中在密钥装置1和锁装置10之间的通信停止。
如果在步骤S10,锁装置10接收到如图3D中所示的经加密的信号f(X,ID),则过程进行到步骤S11,其中的锁装置10通过利用先前发射的随机数信号X根据预定的函数f-1{f(X,ID),X}对接收的经加密的信号f(X,ID)进行解密。然后,过程进行到步骤S12,其中锁装置10检验经解密的识别信号ID是否与在存储单元13中先前存储(寄存)的特定(自有)的识别信号ID相一致。按照检验过程的结果,如果经解密的识别信号与在存储单元13中先前存储的(寄存的)特定(自有)的识别信号ID相一致,则过程进行到步骤S13,其中根据通信请求信号中的开门或锁门指令信号,信号处理电路单元12向驱动单元15提供开锁或锁上指令信号,用以进行对门的开锁或锁上的操作。然后,在驱动单元15的控制下,门被打开或锁上。
根据这一实施例,仅当在准许接收时间段内密钥装置1接收到来自锁装置10的通信允许信号时,密钥装置1才向锁装置10发送识别信号。因此,发射识别信号的持续时间是受限制的,这样就有益地提高了保密性。
根据这一实施例,当每次试图对门开锁或锁上时,锁装置10产生由随机数信号X形成的通信允许信号以及密钥装置1通过利用该随机数信号X对该识别信号ID进行加密且将经加密的信号f(X,ID)提供到锁装置10。因此,由于按照这种双方通信发射的信号总是不同的,即使这些通信信号被截获,也能防止该特定(自有)识别信号ID被窃取。
根据这一实施例,即使任意次数地试图进行对门的开锁和锁上,偶然地使这些编码信号彼此一致的可能性是恒定的,例如该可能性在24位编码信号的情况下恒定地约为16700000分之一。因此,能够有益地实现极高的保密性。
虽然,在这一实施例中,密钥装置1和锁装置10之间的通信是通过利用红外线按照该基带系统进行的,但也可以通过利用红外线按照某些其它的调制系统例如ASK、FSK或类似系统来进行。无需说,可以利用无线电波或超声波取代红外线进行通信。
虽然,在这一实施例中,通信允许信号是由随机数信号构成的,但不是必须由随机数信号构成通信允许信号,并且不是必须对由密钥装置1发射的识别信号进行加密。
由随机数信号形成的通信允许信号、识别信号和加密的信号不是必须由24位构成。根据所需的保密性的程度确定信号的位数就可以了。
虽然,在这一实施例中,通信请求信号包括锁上或开锁指令信号,但也可将该锁上或开锁指令信号叠加到上述加密的信号f(X,ID)上或者可以单独发射。
根据本发明,仅当第一装置(密钥装置)接收来自第二装置(例如锁装置)的通信允许信号持续预定时间时,例如第一装置(密钥装置)才向第二装置(锁装置)发射识别信号,因此发射识别信号的持续时间是受限制的,这有益地提高了保密安全性。
上面已经参照附图描述了本发明的优选实施例,应当理解,本发明并不局限于上述实施例,在不脱离所附权利要求中所限定的本发明的构思和范围的前提下,本领域的熟练人员可以进行种种替换和改进。

Claims (14)

1.一种识别信号检验装置,包括:
第一装置,其具有第一无线发射与接收单元、第一信号处理单元、和用于存储识别信号的第一存储单元,其中,所述的第一装置发射通信请求信号;以及
第二装置,其具有第二无线发射与接收单元、第二信号处理单元、用于存储识别信号的第二存储单元,以及通信允许信号发生装置,其中,所述的第二装置将通信允许信号发射到所述的第一装置,以响应所述的通信请求信号,
其中,所述的第二装置在继接收到所述的通信请求信号的第一预定周期之后,开始发射所述的通信允许信号,并在所述的第一预定时间周期之后的第二预定时间周期之内完成所述的通信允许信号的发射;
其中,一旦接收到从所述的第二装置发射的所述的通信允许信号,所述的第一装置就将存储在所述的第一存储单元中的识别信号发射到所述的第二装置,以及
其中,所述的第二装置检验所发射的识别信号是否与存储在所述的第二存储单元中的识别信号一致。
2.根据权利要求1所述的识别信号检验装置,其中,所述的通信允许信号是随机数信号,所述的第一装置通过使用所述的随机数信号对所述的识别信号进行加密,并将其发射,并且,所述的第二装置对所述的经加密的识别信号进行解密,并且检验所述的经解密的识别信号是否与存储在所述的第二存储单元中的识别信号一致。
3.根据权利要求2所述的识别信号检验装置,其中,根据预定的函数,通过使用所述的随机数信号对所述的识别信号进行加密。
4.根据权利要求1所述的识别信号检验装置,其中,所述的第一和第二无线发射与接收单元分别是红外线发射和接收单元。
5.根据权利要求1所述的识别信号检验装置,其中,所述的第一装置是密钥装置,所述的第二装置是锁装置,所述的锁装置设有锁上装置和/或开锁装置,所述的锁装置根据指示所发射的识别信号是否与存储在所述的第二存储单元中的识别信号相一致的检验输出结果,来控制所述的锁上装置和/或所述的开锁装置。
6.根据权利要求1所述的识别信号检验装置,其中,所述的第一预定时间周期大约为40ms。
7.根据权利要求6所述的识别信号检验装置,其中,所述的第二预定时间周期大约为50ms。
8.一种识别信号检验装置中的识别信号检验方法,该装置包括:第一装置,其具有第一无线发射与接收单元、第一信号处理单元和用于存储识别信号的第一存储单元;以及第二装置,其具有第二无线发射与接收单元、第二信号处理单元、以及用于存储识别信号的第二存储单元;该方法包括步骤:
将通信请求信号从所述的第一装置发射到所述的第二装置;
将通信允许信号从所述的第二装置发射到所述的第一装置,以响应所述的通信请求信号,在其中,所述的第二装置在继接收到所述的通信请求信号的第一预定周期之后,开始发射所述的通信允许信号,并在所述的第一预定时间周期之后的第二预定时间周期之内完成所述的通信允许信号的发射;
一旦接收到所述的通信允许信号,就将存储在所述的第一存储单元中的识别信号从所述的第一装置发射到所述的第二装置,以及
在所述的第二装置中检验所发射的识别信号是否与存储在所述的第二存储单元中的识别信号一致。
9.根据权利要求8所述的识别信号检验方法,其中,所述的通信信号是随机数信号,所述的第一装置通过使用所述的随机数信号对所述的识别信号进行加密,并将其发射,并且,所述的第二装置对所述的经加密的识别信号进行解密,并检验所述的经解密的识别信号是否与存储在所述的第二存储单元中的识别信号一致。
10.根据权利要求9所述的识别信号检验方法,其中,根据预定的函数,通过使用所述的随机数信号对所述的识别信号进行加密。
11.根据权利要求8所述的识别信号检验方法,其中,所述的第一和第二无线发射与接收单元分别是红外线发射和接收单元。
12.根据权利要求8所述的识别信号检验方法,其中,所述的第一装置是密钥装置,所述的第二装置是锁装置,所述的锁装置设有锁上装置和/或开锁装置,所述的锁装置根据指示所发射的识别信号是否与存储在所述的第二存储单元中的识别信号相一致的检验输出结果,来控制所述的锁上装置和/或所述的开锁装置。
13.根据权利要求8所述的识别信号检验方法,其中,所述的第一预定时间周期大约为40ms。
14.根据权利要求8所述的识别信号检验方法,其中,所述的第二预定时间周期大约为50ms。
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