DE19527293A1

DE19527293A1 - Verfahren und Vorrichtung zur sicheren Messung und Verarbeitung sowie Überprüfung von Meßdaten

Info

Publication number: DE19527293A1
Application number: DE1995127293
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl Ing Roth; Albert Dipl Ing Najm; Bernd Frey; Nikolaus Prof Dr Ing Dr Kappen; Lothar Dipl Ing Nicolai
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-07-26
Filing date: 1995-07-26
Publication date: 1997-01-30

Description

STAND DER TECHNIK

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur sicheren Messung und Verarbeitung sowie Überprüfung von Meßdaten gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ferner bezieht sie sich auf ein entsprechendes Verfahren gemäß Anspruch 10.

Bei der Durchführung von Messungen, wie z. B. Abgasuntersuchun gen, ist es wichtig, daß das gesamte Meßsystem geeicht werden kann. Ein Abgasmeßgerät besteht allgemein aus einer Meß- und einer Anzeigeeinheit und muß als ganzes zertifiziert und ge eicht werden. Bei moderneren Abgasmeßgeräten sind die Meßein heit und die Anzeigeeinheit gewöhnlich gesondert ausgebildet, wie z. B. in Form eines Meßmoduls und eines PC. Um das gesamte Meßsystem eichfähig zu machen und eine nachträgliche Änderung der Eichung zu vermeiden, sind mehrere Vorgehensweisen be kannt. Zum einen kann das Meßmodul mit einer Alibi-Anzeige oder einem Alibi-Drucker ausgestattet werden. Dadurch wird er reicht, daß lediglich das Meßmodul beeicht und vor Manipula tion geschützt werden muß. Eine weitere Möglichkeit zur Siche rung der Erfassung ist die Verplombung des PCs. Dadurch wird die Verwendung des PCs auf die spezifische Anwendung, wie z. B. die Abgasmessung, eingeschränkt und eine Fehlbedienung bzw. Manipulation wird ausgeschlossen. Eine weitere Möglichkeit be steht darin, das Meßprogramm im PC in EPROMs abzulegen. Hier durch wird eine Manipulation des Meßprogramms vermieden.

In erster Linie muß beim Einsatz eines allgemein nutzbaren PCs auf die Sicherheit der Datenerfassung und -verarbeitung der Abgasmeßwerte geachtet werden. Dies bedeutet, man muß durch geeignete Maßnahmen sicherstellen, daß durch Fehlfunktionen, Fehlbedienung, etc. verfälschte Meßwerte im Gesamtsystem er kannt werden können. Die zum Teil oben genannten Sicherheits maßnahmen richten sich dabei nur gegen einfache, zufällige Einflußnahmen. Bewußte, absichtliche Beeinflussungen und Mani pulationen können nicht vollständig verhindert werden, sind deshalb auch nicht Ausgangspunkt der Sicherheitsüberlegungen. Es werden z. B. keine Maßnahmen getroffen, um eine gezielte Ma nipulation mit Hilfe einer Entschlüsselungsvorrichtung zu ver hindern. Diese Überlegung ist auch deshalb gerechtfertigt, da bewußt und absichtlich nicht nur innerhalb der Rechnersysteme, sondern auch außerhalb manipuliert werden kann, wie z. B. bei der Plazierung der Abgassonde im Auspuff des Fahrzeugs.

Die Verwendung einer Alibi-Anzeige bzw. eines Alibi-Druckers am Meßmodul führt zu erhöhten Kosten. Maßnahmen im Bereich des PC-Systems, wie z. B. die Verplombung des PCs oder das Ablegen des Meßprogramms im PC mit Hilfe von EPROMs, sind Eingriffe in die Hardware des PCs und in die Organisation des Betriebssy stems. All diese Maßnahmen führen zu einer Einschränkung des zunächst offenen PC-Systems in der allgemeinen Benutzbarkeit. Durch diese Einschränkungen, die alle mehr oder weniger er folgreich sind, handelt sich der Benutzer aber gravierende Verfügbarkeitsprobleme für sein System ein. Außerdem sind diese Einschränkungen für den Benutzer schwer zu durchschauen und führen damit zu Bedienungsproblemen des PC-Systems.

Die vorliegende Erfindung verwendet hingegen ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren gemäß An spruch 10.

VORTEILE DER ERFINDUNG

Das System bzw. Verfahren der vorliegenden Erfindung ermög licht den Betrieb des Meßmoduls ohne Alibi-Anzeige/Drucker. Die Meßwerte werden nur über eine Schnittstelle zu dem PC übertragen. Auf diese Weise werden zusätzliche Kosten für An zeigevorrichtung und Drucker vermieden. Außerdem muß der PC nicht geeicht werden, d. h. er steht auch für andere Anwendun gen zur freien Verfügung, und Komponenten des Systems können ohne Nacheichung getauscht werden. Weiterhin wird durch die erfindungsgemäßen Sicherheitsmaßnahmen die freie Verfügbarkeit des PC-Systems nicht eingeschränkt, wodurch der Umgang mit dem System nicht erschwert wird.

Maßnahmen für die sichere Erfassung und Verarbeitung von Meß werten werden erfindungsgemäß an den Meßwerten selbst bzw. an der direkt beteiligten Hard- und Software angesetzt. Solche Maßnahmen auf der Seite der Meßwerte selbst sind anwendungs spezifische Maßnahmen. Diese Maßnahmen betreffen nur die An wendung Abgasuntersuchungsprogramm (AU-Programm). Somit wird nicht in die offene Struktur des PC-Systems eingegriffen.

ZEICHNUNG

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar gestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläu tert. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Diagramm zur Veranschaulichung der Verwendung eines Kommunikationsprotokolls sowie eine Sicherheitskennung in dem erfindungsgemäßen System veranschaulicht, und

Fig. 2 die Verwendung verschiedener Ausgabe-, Speicher- und Verarbeitungssysteme im Zusammenhang mit der Sicher heitskennung in dem erfindungsgemäßen System veran schaulicht.

BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Das bei der Abgasuntersuchung eingesetzte Programm zur Da tenerfassung (AU-Programm) läuft auf einem PC 2. Die Meßwerte werden über eine serielle Schnittstelle von Meßmodulen 1 emp fangen und können am Bildschirm 4 dargestellt werden. Bei den Meßmodulen handelt es sich um Abgas-Meßmodule, Diagnose-Meßmo dule, etc. Die Meßwerte können auch an ein Host-System 3 ge schickt und dort im Zusammenhang mit Kundendaten weiter verar beitet werden.

Das eingesetzte Abgasmeßmodul 1 für Diesel- oder Ottomotoren ist ein Meßsystem ohne Anzeige und Drucker. Es ist in der Lage, Meßwerte über eine serielle Schnittstelle zu senden. Verschiedene Funktionen, wie Kalibrierung etc., werden über diese Schnittstelle bedient. Aktualisierungen des Programms durch den Hersteller können ebenfalls über diese serielle Schnittstelle eingespielt werden.

Der hier eingesetzte PC ist ein Standardgerät (das AU-Programm läuft z. B. unter Windows 3.1) und ist deshalb universell nutz bar für verschiedene Programme mit unterschiedlichen Aufgaben stellungen. Dies entspricht der Tendenz beim technischen Ein satz von PCs und bringt einen optimalen Kosten-Nutzen-Effekt.

Fig. 1 zeigt schematisch den Einsatz eines Kommunikationspro tokolls zwischen Meßmodulen 1 und dem AU-Programm sowie die Verwendung einer Sicherheitskennung für jeden Einzel-Meßwert.

Bei der Datenübertragung über die serielle Schnittstelle zwi schen den Meßmodulen 1 und dem AU-Programm wird ein Datensi cherungsprotokoll eingesetzt. Dieses Protokoll besitzt eine Struktur, die vom AU-Programm geprüft wird, sowie ein Siche rungsprüfwort, mit dem die Fehlerfreiheit der Übertragung beim empfangenden AU-Programm verifiziert werden kann. Dieses Si cherungsprüfwort wird nach dem CRC-16-Verfahren (Cyclic Redun dancy Code) bestimmt, mit dem eine extrem hohe Übertragungssi cherheit erreicht werden kann. Durch diese Maßnahme ist eine sichere Datenübertragung zwischen den Meßmodulen 1 und dem AU- Programm im PC 2 gewährleistet.

Zur Sicherung jedes einzelnen Meßwerts über seine gesamte Le bensdauer innerhalb des Systems 1, 2, 3 wird beim Erfassen des Meßwerts in einem Meßmodul 1 eine Sicherheitskennung SK er zeugt. Diese Sicherheitskennung SK durchläuft zusammen mit dem Meßwert den gesamten Weg Meßmodul 1 - Übertragung - PC-System 2 - Host-System 3. Die Sicherheitskennung besteht aus einem Prüfbyte, welches nach dem CRC-Verfahren durch ein 8-Bit- Generator-Polynom erzeugt wird. Durch das Mitführen der Si cherheitskennung SK kann an beliebigen Stellen des Systems 1, 2, 3 eine Überprüfung des Meßwerts durchgeführt werden (siehe Fig. 2). So kann das AU-Programm und auch das Host-System 3 diese Überprüfung vornehmen.

Fig. 2 zeigt ein Meßmodul 1, das mit einem PC-System 2 verbun den ist, wobei das PC-System 2 wiederum mit einem Host-System 3 verbunden ist. Das PC-System 2 ist mit weiteren Peripherie geräten verbunden. Die Richtigkeit der Meßwerte kann somit durch Visualisierung (Bildschirm 4, Drucker 5) bzw. durch Ar chivierung 6 der jeweiligen Meßwerte mit ihren zugeordneten Sicherheitskennungen SK nachgeprüft werden.

Die Sicherheitskennung ist Meßwert-spezifisch, kann jedoch auch zusätzlich Benutzer-spezifisch sein, z. B. durch Einbezug eines persönlichen "Passwortes" in die Bildung der Sicher heitsnennung. Mit einer solchen "persönlichen" Sicherheitsken nung pro Meßwert kann an jeder Stelle und zu jedem Zeitpunkt ein Meßwert verifiziert werden, um Verfälschungen zu erkennen. Diese Maßnahme der Sicherung, Personalisierung und Archivie rung 6 ist einer Visualisierung 4, 5 der Meßwerte an den Meß modulen 1 vorzuziehen, damit durch eine Sicherheitskennung SK eine Objektivierung der Sicherheitsüberprüfung möglich ist. Zudem kann bei einer Archivierung 6 der Meßwerte auch zu spä teren Zeitpunkten eine Überprüfung erfolgen.

Claims

1. System zur sicheren Messung und Verarbeitung sowie Über prüfung von Meßdaten, insbesondere von Abgasmeßwerten, mit ei ner Meßeinheit (1) zum Messen der Meßdaten und einer Verarbei tungs-Überprüfungseinheit (2, 3) zum Verarbeiten und Überprü fen der Meßdaten, wobei das System eichbar und gegenüber einer Veränderung der Eichung abgesichert ist, dadurch gekennzeich net, daß die Absicherung der Meßdaten an der Meßeinheit (1) während der Messung der Meßdaten durchführbar ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinheit (1) und die Verarbeitungs-Überprüfungseinheit (2, 3) voneinander gesondert sind und über eine Datenleitung mit einander verbunden sind.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinheit ein Meßmodul (1) ist und die Verarbeitungs-Überprü fungseinheit (2, 3) durch ein PC-System (2) und ein Host-Sy stem (3) gebildet ist.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Meßmodul (1) zwischen Meßmodul (1) und PC (2) ein Kommuni kationsprotokoll eingesetzt wird.

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kommunikationsprotokoll eine von dem PC (2) prüfbare Struktur sowie ein Sicherungsprüfwort zur Überprüfung der Fehlerfrei heit der Übertragung beim empfangenden PC (2) aufweist.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungsprüfwort ein CRC-16-Prüfwort ist.

7. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Meßmodul (1) dem jeweiligen Meßwert eine Sicherheitsken nung (SK) zur Sicherung jedes einzelnen Meßwerts zugeordnet werden kann.

8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitskennung (SK) des Meßwerts durch das gesamte System (1, 2, 3) mitgeführt werden kann.

9. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitskennung (SK) personalisiert und einem Bereich des Systems zugeordnet werden kann.

10. Verfahren zur sicheren Messung und Verarbeitung sowie Überprüfung von Meßdaten, insbesondere von Abgasmeßwerten, das bei einem System mit einer Meßeinheit zur Messung der Meßdaten und einer Verarbeitungs-Überprüfungseinheit durchgeführt wird und die folgenden Schritte aufweist:

- Messen der Meßdaten mittels der Meßeinheit,
- Sichern der Meßdaten bei der Messung mittels der Meßeinheit, und
- Übertragen der gesicherten Meßwerte zu der Verarbei tungs-Überprüfungseinheit.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sicherung der einzelnen Meßwerte ein Kommunikationsproto koll verwendet wird, das von der Verarbeitungs-Überprüfungs einheit geprüft wird und ein Sicherungsprüfwort aufweist, mit dem die Fehlerfreiheit bei der Übertragung der Meßwerte über prüft werden kann.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungsprüfwort nach dem CRC-16-Verfahren bestimmt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeich net, daß zur Sicherung der Meßwerte bei der Messung der Meß werte eine Sicherheitskennung für jeden Meßwert erzeugt wird, die jedem einzelnen Meßwert zugeordnet wird und zusammen mit diesem durch das System übertragen wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitskennung nach dem CRC-Verfahren mittels eines 8- Bit-Generator-Polynoms erzeugt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 10 bis 14, dadurch gekennzeich net, daß die Sicherung der Meßwerte personalisiert durchge führt und dem Benutzer des Systems zugeordnet wird.