CN220191054U - 一种车载移动终端 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种车载移动终端，包括：控制器、通信模组、CAN收发器和保护电路；保护电路的输入端连接通信模组和控制器；保护电路的输出端连接CAN收发器的使能端；保护电路能够根据来自于通信模组和/或控制器的控制信号，向CAN收发器输出保护信号，以使CAN收发器进入休眠模式或关机。该车载T‑BOX在收到控制器或者通信模组发送的控制信号时，将输出保护信号给CAN收发器，使CAN收发器进入休眠，即停止工作，主要将阻断CAN通信，进而阻止T‑BOX被恶意使用，造成严重后果。本申请采用了控制器与通信模组双重控制保护电路，既可以实现本地监控控制，也可实现远程控制，避免对整车造成更严重的安全风险。

Description

一种车载移动终端

技术领域

本申请涉及汽车设备技术领域，具体涉及一种车载移动终端。

背景技术

车载移动终端(T-BOX，Telematics BOX)为车联网系统的重要组成部分。车联网系统一般包含四部分：主机、车载T-BOX、终端APP及后台系统。终端APP例如可以为手机。主机主要用于车内的影音娱乐以及车辆信息显示；车载T-BOX主要用于和后台系统或移动终端通信，例如移动终端为手机，实现手机的车辆信息显示与控制。

当用户通过手机发送控制命令后，后台系统会发出监控请求指令到车载T-BOX，车辆在获取到控制命令后，通过CAN总线发送控制报文并实现对车辆的控制，最后反馈操作结果到手机上，例如可以帮助用户远程启动车辆、打开空调、调整座椅至合适位置等。

目前主流的T-BOX与主机或整车通信还是通过CAN总线，实现指令与信息的传递，从而获得包括行车信息、车辆状态等信息，实现对车辆行驶数据的实时监控。

但是，由于T-BOX受手机的远程控制，因此，远程控制可能存在以下风险：远程通讯时数据被监听，篡改；远程条件被伪造；CAN总线数据被监听，伪造；基于软件的算法安全加密，有被破解的风险。当T-BOX受恶意控制时，将造成不可控的后果。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供一种车载移动终端，能够在车载T-BOX存在被恶意控制的风险时，能够及时切断CAN通信。

本申请提供一种车载移动终端，包括：控制器、通信模组、CAN收发器和保护电路；

保护电路的输入端连接通信模组和控制器；

保护电路的输出端连接CAN收发器的使能端；

保护电路能够根据来自于通信模组和/或控制器的控制信号，向CAN收发器输出保护信号，以使CAN收发器进入休眠模式或关机。

优选地，保护电路包括：保险丝、第一开关管和第二开关管；

第一开关管的第一端为保护电路的输入端，第二开关管的第二端为保护电路的输出端；

第一开关管的第二端通过保险丝连接电源，第一开关管的第三端接地；

第二开关管的第一端连接第一开关管的第二端，第二开关管的第三端接地，第二开关管的第二端连接电源。

优选地，第一开关管和第二开关管均为三极管。

优选地，保护电路还包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻；

第二开关管的第二端通过第一电阻连接电源；

第二开关管的第一端通过第二电阻连接第一开关管的第二端；

第二开关管的第一端和第三端之间连接第三电阻；

第一开关管的第二端通过串联的保险丝和第四电阻连接电源；

第一开关管的第一端通过第五电阻连接保护电路的输入端；

第一开关管的第一端和第三端之间连接第六电阻。

优选地，还包括：第一二极管和第二二极管；

第一二极管的阳极连接通信模组，第一二极管的阴极连接保护电路的输入端；

第二二极管的阳极连接控制器，第二二极管的阴极连接保护电路的输入端。

优选地，第一开关管和第二开关管均为MOS管。

优选地，第一开关管和第二开关管均为NMOS管；保护电路还包括：第七电阻、第八电阻、第九电阻和第十电阻；

第一开关管的第一端通过第九电阻连接第一开关管的第三端；

第一开关管的第二端通过串联的保险丝和第十电阻连接电源；

第二开关管通过第七电阻连接电源，第二开关管的第一端通过第八电阻连接第二开关管的第三端。

优选地，第一开关管为PMOS管，第二开关管为NMOS管；保护电路还包括：第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻和第十五电阻；

第一开关管的第一端通过第十三电阻连接保护电路的输入端；

第一开关管的第二端通过串联的保险丝和第十五电阻连接电源；

保护电路的输入端通过第十四电阻连接电源；

第二开关管通过第十一电阻连接电源，第二开关管的第一端通过第十二电阻连接第二开关管的第三端。

优选地，保护电路还包括：第三二极管；

第三二极管的阳极连接第二开关管的第三端，第三二极管的阴极连接第二开关管的第二端。

优选地，保护电路的输出端还用于连接控制器的中断管脚。

由此可见，本申请具有如下有益效果：

本申请实施例提供的车载T-BOX，包括：控制器、通信模组、CAN收发器和保护电路；保护电路的输入端连接通信模组和控制器；保护电路的输出端连接CAN收发器的使能端；保护电路的输入端在接收到通信模组和/或控制器发送的控制信号时，保护电路的输出端输出保护信号给CAN收发器的使能端，CAN收发器进入休眠模式或关机。该车载T-BOX在收到控制器或者通信模组发送的控制信号时，将输出保护信号给CAN收发器，使CAN收发器进入休眠，即停止工作，主要将阻断CAN通信，进而阻止T-BOX被恶意使用，造成严重后果。本申请采用了控制器与通信模组双重控制保护电路，既可以实现本地监控控制，也可实现远程控制，避免对整车造成更严重的安全风险。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种车载移动终端的示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种车载移动终端的示意图；

图3为本申请实施例提供的又一种车载移动终端的示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种保护电路的示意图；

图5为本申请实施例提供的又一种保护电路的示意图；

图6为本申请实施例提供的再一种车载移动终端的示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请实施例作进一步详细的说明。

参见图1，该图为本申请实施例提供的一种车载移动终端的示意图。

本申请实施例提供的车载移动终端，包括：控制器3、通信模组1、CAN收发器4和保护电路5；

保护电路5的输入端连接通信模组1和控制器3；

保护电路5的输出端连接CAN收发器4的使能端；

保护电路5能够根据来自于通信模组1和/或控制器3的控制信号，向CAN收发器4输出保护信号，以使CAN收发器4进入休眠模式或关机。

具体地，保护电路5的输入端在接收到通信模组1发送的控制信号和/或控制器3发送的控制信号时，保护电路5的输出端输出保护信号给CAN收发器4的使能端，即CAN收发器4的管脚STB，以使CAN收发器4进入休眠或关机。CAN收发器4的作用主要包括：通过通用异步收发传输器(UART，Universal Asynchronous Receiver Transmitter)接口与控制器3连接，即图1中的TX/RX，实现数据的双向传输。执行功能：作为与整车信息交互的核心单元，通过CAN总线将控制信息发送出去，同时接收CAN总线发送的数据。

本申请实施例提供的车载T-BOX还包括：硬件安全模块(HSM，Hardware SecurityModule)2。通信模组1与控制器3之间连接硬件安全模块2，具体地，硬件安全模块2通过串行外设接口(SPI，Serial Peripheral Interface)接口与通信模组1连接，硬件安全模块2通过SPI接口与控制器3连接。例如，硬件安全模块2可以使用TTM20系列来实现。硬件安全模块2用于存储秘钥信息，确保信息交互处于加密保护状态。

应该理解，本申请实施例提供的车载T-BOX中的保护电路5既受控于通信模组1，又受控于控制器3。本申请实施例不具体限定控制器3的具体实现形式，例如可以为微控制器(MCU，Micro Controller Unit)或单片机等。例如，MCU的型号可以采用瑞萨的RH850系列。

本申请实施例提供的通信模组1与天线连接，天线包括长期演进(LTE，Long TermEvolution)天线和全球导航卫星系统(GNSS，Global Navigation Satellite System)天线。

本申请实施例提供的通信模组1作为车载T-BOX的核心通信单元，采用低功耗车规级器件，通信模组1可以通过天线与后台系统或手机进行信息交互，手机为用户的移动端。为了方便，以下以手机为例来介绍。

通信模组1与控制器3之间通过UART进行信息交互，将网络后台系统或手机发来数据及控制信息传递给控制器3，并将MCU发出的车辆信息进行收集。

下面先介绍通信模组1给保护电路5发送控制信号的情景。

通信模组1通过GPIO接口与保护电路5连接。

当出现以下四种情况时，通信模组1通过天线发送异常报警给后台系统以及手机，并发送控制信号给保护电路5，以使保护电路的输出端输出保护信号STB给CAN收发器4的使能端，CAN收发器4进入休眠，从而实现CAN收发器4的通讯阻断，避免T-BOX被恶意控制。

1、通信模组1与硬件安全模块2之间通信交互多次异常，不具体限定异常的次数，可以根据实际需要来设置。

2、来自后台系统或手机的启动保护电路指令。

3、来自后台系统或手机频繁多次的通信数据。

4、通信模组1识别出的异常通信指令或控制指令。

另外，本申请实施例提供的车载移动终端，还包括：嵌入式用户识别卡(SIM，Subscriber Identity Module)卡，又称为eSIM卡8；通信模组1连接eSIM卡8。

eSIM卡8作为贴片式SIM卡是车规级芯片，与通信模组1进行通信，保证通信模组1正常注册网络及实现网络通信功能。

下面介绍控制器3给保护电路5发送控制信号的情景：控制器3与硬件安全模块2之间信息交互异常；或控制器3判定处于被攻击异常状态时。

本申请实施例提供的车载T-BOX，包括：控制器、通信模组、CAN收发器和保护电路；保护电路的输入端连接通信模组和控制器；保护电路的输出端连接CAN收发器的使能端；保护电路的输入端在接收到通信模组和/或控制器发送的控制信号时，保护电路的输出端输出保护信号给CAN收发器的使能端，CAN收发器进入休眠。该车载T-BOX在收到控制器或者通信模组发送的控制信号时，将输出保护信号给CAN收发器，使CAN收发器进入休眠或关机，即停止工作，主要将阻断CAN通信，进而阻止T-BOX被恶意使用，造成严重后果。本申请采用了控制器与通信模组双重控制保护电路，既可以实现本地监控控制，也可实现远程控制，避免对整车造成更严重的安全风险。

下面结合附图介绍一种保护电路的具体实现方式。

参见图2，该图为本申请实施例提供的另一种车载移动终端的示意图。

本申请实施例提供的车载移动终端，保护电路包括：保险丝F1、第一开关管Q2和第二开关管Q1；

第一开关管Q2的第一端为保护电路的输入端，第二开关管Q1的第二端为保护电路的输出端；

第一开关管Q2的第二端通过保险丝F1连接电源，第一开关管Q2的第三端接地；本申请中以电源电压为3.3V为例进行介绍。

第二开关管Q1的第一端连接第一开关管Q2的第二端，第二开关管Q1的第三端接地，第二开关管Q1的第二端连接电源3.3V。

本申请实施例提供的车载移动终端，还包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6；

第二开关管Q1的第二端通过第一电阻R1连接电源3.3V；

第二开关管Q1的第一端通过第二电阻R2连接第一开关管Q2的第二端；

第二开关管Q1的第一端和第三端之间连接第三电阻R3；

第一开关管Q2的第二端通过串联的保险丝F1和第四电阻R4连接电源；

第一开关管Q2的第一端通过第五电阻R5连接保护电路的输入端；

第一开关管Q2的第一端和第三端之间连接第六电阻R6。

本申请实施例提供的车载T-BOX不具体限定第一开关管Q2和第二开关管Q1的具体实现形式。图2中以第一开关管Q2和第二开关管Q1均为三极管为例进行介绍，具体均为NPN管，第一端为基极，第二端为集电极，第三端为发射极。另外，第一开关管Q2和第二开关管Q1还可以为MOS管等。另外，保护电路也可以为其他形式，例如包括更多数量的开关组合，或者仅包括一个开关，本申请不做具体限定，只要可以实现在接收到控制信号时，例如控制信号为高电平，保护电路输出高电平，触发CAN收发器4进入休眠模式即可。

另外，通信模组1和控制器3与第一开关管Q2的第一端均通过通用型之输入输出(GPIO，General-purpose input/output))接口连接。

另外，保护电路5的输出端还连接控制器3的中断管脚INT。由于控制器1与CAN收发器4之间存在收发TX/RX通信，因此，控制器3可以通过检测INT信号来监控当前CAN收发器4的工作状态，进而判断保护电路5是否成功启动。

本申请实施例提供的车载移动终端，还包括：车载连接器6；CAN收发器4与车载连接器6连接。车载连接器6作为与整车信息交互的接口，即CAN收发器4与整车CAN总线的通信接口。

本申请实施例提供的车载T-BOX受控于控制器和通信模组，但是两者并不冲突，下面结合附图介绍具体的实现方式。

参见图3，该图为本申请实施例提供的又一种车载移动终端的示意图。

本申请实施例提供的车载移动终端，还包括：第一二极管D1和第二二极管D2；

第一二极管D1的阳极连接通信模组1，第一二极管D1的阴极连接保护电路5的输入端；

第二二极管D2的阳极连接控制器，第二二极管D2的阴极连接保护电路5的输入端。

本申请实施例添加D1和D2的作用主要是为了防反，即利用二极管的单相导通特性，防止电流反向流动。

另外，本申请实施例提供的车载移动终端，还包括电源模块7。电源模块7通过车载连接器1连接到车载+12V蓄电池，蓄电池输出的+12V经防反、滤波等环节电路后输入至电源模块7，经稳压后生成+3.3V电压，提供给内部各单元电路使用，例如提供给保护电路5。

另外，车载连接器6还连接CAN收发器4和控制器3。

下面结合图介绍保护电路5的具体工作原理。

当保护电路5处于非工作状态时，Q2处于关闭状态，R6可保证Q2在关闭状态下不会被误开启，此时电源3.3V的电流通过R4、保险丝F1、电阻R2流入Q1的基极，使Q1处于开启状态，进而STB处于低电平状态。

当通信模组1或控制器3发出控制指令时，控制指令为高电平信号，高电平信号通过D1或D2，经过R5，使Q2处于开启状态，且因D1和D2的存在，使通信模组1与控制器3发出的控制指令不会影响，彼此控制独立。

当Q2处于开启状态时，流过保险丝F1的电流超过其自身熔断电流，导致保险丝F1熔断，使Q1的基极处于低电平，因此Q1处于关断状态。因Q1处于关断状态，电源3.3V的电流通过R1进入CAN收发器4的STB，使STB处于高电平状态，致使CAN收发器4处于休眠状态，即不工作，避免被恶意通信。因保险丝F1熔断，不论通信模组1或控制器3是否发送控制指令，该保护电路都无法再使Q1打开，保证Q1处于稳定关闭状态，继而从硬件上杜绝被控制，进而误发错误指令的风险。

控制器3的中断INT引脚可实时监控CAN收发器4的STB引脚状态，可根据其状态向网络后台系统或手机发送报警信息：INT处于高电平状态，当前CAN收发器4处于休眠模式，已被攻击，且完成自毁。另外，控制器3还可以判断INT处于低电平状态，当前CAN收发器4处于工作模式，无自毁。

本申请实施例提供的车载移动终端，T-BOX被异常攻击时，可远程操控切断与整车CAN总线的通信，且可以有状态提示，不论T-BOX其他部分被如何控制，保证无攻击指令通过CAN总线传递到整车中，保证整车信息安全。采用嵌入式控制器设计，利用车载蓄电池供电，通信模组实现了远程监控，保护电路实现远程控制自毁功能，实现硬件防破解，杜绝被攻击后继续操控T-BOX继而控制整车的风险。

图2和图3中均是以第一开关管和第二开关管为三极管为例进行的介绍，下面以第一开关管和第二开关管均为MOS管为例进行介绍。

参见图4，该图为本申请实施例提供的另一种保护电路的示意图。

图4中，第一开关管Q2和第二开关管Q1均为MOS管为例进行介绍。

本实施例提供的车载移动终端，保护电路还包括：第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9和第十电阻R10；

第一开关管Q2的第一端通过第九电阻R9连接第一开关管Q2的第三端；

第一开关管Q2的第二端通过串联的保险丝F1和第十电阻R10连接电源；

第二开关管Q1通过第七电阻R7连接电源，第二开关管Q1的第一端通过第八电阻R8连接第二开关管Q1的第三端。

另外，为了实现稳压的作用，使保护信号更加稳定，本申请实施例提供的车载移动终端中，保护电路还包括：第三二极管D3；

第三二极管D3的阳极连接第二开关管Q1的第三端，第三二极管D3的阴极连接第二开关管Q1的第二端。

应该理解，图4对应的电路拓扑，Q2的第一端接收的控制信号以高电平有效。

参见图5，该图为本申请实施例提供的又一种保护电路的示意图。

图5中，第一开关管Q2和第二开关管Q1均为MOS管为例进行介绍。

第一开关管为PMOS管，第二开关管为NMOS管；保护电路还包括：第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14和第十五电阻R15；

第一开关管Q2的第一端通过第十三电阻R13连接保护电路的输入端；

第一开关管Q2的第二端通过串联的保险丝F1和第十五电阻R15连接电源；其中，电源的电压以3.3V为例进行介绍。

保护电路的输入端通过第十四电阻R14连接电源；

第二开关管Q1通过第十一电阻R11连接电源，第二开关管Q1的第一端通过第十二电阻R12连接第二开关管Q1的第三端。

应该理解，图5对应的电路拓扑，Q2的第一端接收的控制信号以低电平有效。

利用图5所示的保护电路时，本申请实施例提供的车载移动终端如图6所示。

参见图6，该图为本申请实施例提供的再一种车载移动终端的示意图。

本申请实施例提供的车载移动终端，利用保护电路可以保证从硬件上阻断被攻击后带来的风险，保证车辆的数据安全，相比软件控制更加可靠。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种车载移动终端，其特征在于，包括：控制器、通信模组、CAN收发器和保护电路；

所述保护电路的输入端连接所述通信模组和所述控制器；

所述保护电路的输出端连接所述CAN收发器的使能端；

所述保护电路能够根据来自于所述通信模组和/或所述控制器的控制信号，向所述CAN收发器输出保护信号，以使所述CAN收发器进入休眠模式或关机。

2.根据权利要求1所述的车载移动终端，其特征在于，所述保护电路包括：保险丝、第一开关管和第二开关管；

所述第一开关管的第一端为所述保护电路的输入端，所述第二开关管的第二端为所述保护电路的输出端；

所述第一开关管的第二端通过所述保险丝连接电源，所述第一开关管的第三端接地；

所述第二开关管的第一端连接所述第一开关管的第二端，所述第二开关管的第三端接地，所述第二开关管的第二端连接所述电源。

3.根据权利要求2所述的车载移动终端，其特征在于，所述第一开关管和所述第二开关管均为三极管。

4.根据权利要求3所述的车载移动终端，其特征在于，所述保护电路还包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻；

所述第二开关管的第二端通过所述第一电阻连接所述电源；

所述第二开关管的第一端通过所述第二电阻连接所述第一开关管的第二端；

所述第二开关管的第一端和第三端之间连接所述第三电阻；

所述第一开关管的第二端通过串联的所述保险丝和所述第四电阻连接所述电源；

所述第一开关管的第一端通过所述第五电阻连接所述保护电路的输入端；

所述第一开关管的第一端和第三端之间连接所述第六电阻。

5.根据权利要求3或4所述的车载移动终端，其特征在于，还包括：第一二极管和第二二极管；

所述第一二极管的阳极连接所述通信模组，所述第一二极管的阴极连接所述保护电路的输入端；

所述第二二极管的阳极连接所述控制器，所述第二二极管的阴极连接所述保护电路的输入端。

6.根据权利要求2所述的车载移动终端，其特征在于，所述第一开关管和所述第二开关管均为MOS管。

7.根据权利要求6所述的车载移动终端，其特征在于，所述第一开关管和所述第二开关管均为NMOS管；所述保护电路还包括：第七电阻、第八电阻、第九电阻和第十电阻；

所述第一开关管的第一端通过所述第九电阻连接所述第一开关管的第三端；

所述第一开关管的第二端通过串联的所述保险丝和所述第十电阻连接电源；

所述第二开关管通过所述第七电阻连接所述电源，所述第二开关管的第一端通过所述第八电阻连接所述第二开关管的第三端。

8.根据权利要求6所述的车载移动终端，其特征在于，所述第一开关管为PMOS管，所述第二开关管为NMOS管；所述保护电路还包括：第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻和第十五电阻；

所述第一开关管的第一端通过所述第十三电阻连接所述保护电路的输入端；

所述第一开关管的第二端通过串联的所述保险丝和所述第十五电阻连接电源；

所述保护电路的输入端通过所述第十四电阻连接所述电源；

所述第二开关管通过所述第十一电阻连接所述电源，所述第二开关管的第一端通过所述第十二电阻连接所述第二开关管的第三端。

9.根据权利要求6或7所述的车载移动终端，其特征在于，所述保护电路还包括：第三二极管；

所述第三二极管的阳极连接所述第二开关管的第三端，所述第三二极管的阴极连接所述第二开关管的第二端。

10.根据权利要求1-3任一项所述的车载移动终端，其特征在于，所述保护电路的输出端还用于连接所述控制器的中断管脚。