DE4401852C1 - Verfahren zum Empfang eines Codes und als Codeträger dienender Transponder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Empfang eines Codes, der in einem als Codeträger dienenden Transponder abgelegt ist, wobei auf eine Anregung von außen ein Datenstrom ausgesendet wird, bei dem ein den Code enthaltender Datenblock mehrmals kontinuierlich wiederholt wird, und einen als Codeträger dienenden Transponder.

Die steigende Anzahl von Kraftfahrzeugdiebstählen erfordert eine bessere Sicherung von Kraftfahrzeugen gegen unrechtmäßige Benutzung. Dazu sind sogenannte Wegfahrsicherungen bekanntgeworden, bei welchen ein Transponder mit einem individuellen Code in elektromagnetischen Kontakt mit einem Steuergerät gebracht wird und dieses den Transponder zur Aussendung des Codes veranlaßt. Der Transponder dient somit als elektronischer Schlüssel und kann sogar in seiner äußeren Form wie ein Schlüssel gestaltet sein. Wird im Steuergerät der vom Transponder ausgesandte Code als richtig erkannt, werden verschiedene eine Benutzung des Fahrzeugs verhindernde Unterbrechungen von Stromkreisen aufgehoben. Diese sind beispielsweise die Stromkreise vom Anlasser, von der Zündung und von der Kraftstofförderpumpe.

Bekannte Transponder (DE 42 26 053 A1) senden nach der entsprechenden Anregung Datenströme, in welchen ein Datenblock kontinuierlich mehrmals wiederholt wird und den individuellen Code enthält, der aus einem nichtflüchti­ gen Speicher im Transponder ausgelesen wurde. In dem den Datenstrom empfangenden Steuergerät wird der in dem Datenstrom enthaltene Code mit einem dort gespeicherten verglichen und bei Gleichheit der Betrieb des Kraft­ fahrzeugs freigegeben. Dazu ist die Zugehörigkeit der empfangenen einzelnen Bits zu jeweils einem Block und die Lage des Codes innerhalb des Blocks zu erkennen.

Gemäß DE 40 14 931 C2 werden zur Kennzeichnung von Datenpaketen Posi­ tionsbit-Pulse verwendet, deren Bitfolge vom zu markierenden Code unabhän­ gig sind.

Weiter werden zur Fehlersicherung bei Datenübertragungssystemen Prüfbitfol­ gen zugesetzt (DE 36 16 371 C2).

DE 39 23 727 A1 beschreibt ein Verfahren zum Auffinden eines vorgegebenen Bitmusters in einer Bitfolge, bei welchem die zu suchende Bitfolge als Bitmuster in einem Speicher abgelegt ist. Mit Hilfe eines Schieberegisters wird die Übereinstimmung der untersuchten Bitfolge mit dem gesuchten Bitmuster festgestellt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, welches einen derartigen Empfang des Codes in einfacher Weise bei einem durch die Art des Transponders gegebenen Datenstrom mit möglichst geringem Aufwand und großer Sicherheit ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß der Datenblock außer dem Code eine von dem Code unabhängige vorge­ gebene Bitfolge und mindestens zwei von dem Code abhängige Prüfbitfolgen enthält, daß aus dem empfangenen Datenstrom ein Teil, welcher die Länge eines Datenblocks aufweist, auf eine Bitfolge untersucht wird, welche der vor­ gegebenen Bitfolge gleicht, und daß diejenigen Bits, welche in bezug auf eine gefundene Bitfolge die gleiche Position wie der Code in bezug auf die vorgege­ bene Bitfolge haben, als Code angenommen werden und mit Hilfe der Prüfbit­ folgen überprüft werden.

Häufig stehen für einen Datenblock nur eine beschränkte Anzahl von Bits zur Verfügung. Im Sinne einer hohen Sicherheit gegenüber Mißbrauch sowie der Ausbildung aller vorhandenen Transponder als Unikate soll jedoch eine möglichst hohe Anzahl von Codiermöglichkeiten bestehen. Diese an sich widersprechenden Forderungen werden in vorteilhafter Weise durch eine Weiterbildung der Erfindung erfüllt, die darin besteht, daß der Code Bitfolgen enthalten kann, welche der vorgegebenen Bitfolge gleichen, daß bei negativem Ergebnis der Prüfung mit den Prüfbitfolgen eine weitere Suche nach der vorgegebenen Bitfolge stattfindet, daß die nach dieser Suche als möglicher Code angenommenen Bits mit den Prüfbitfolgen überprüft werden und daß in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Prüfung die Suche so lange wiederholt wird, bis entweder ein positives Ergebnis der Prüfung vorliegt oder alle empfangenen Bits auf das Vorliegen der vorgegebenen Bitfolge abgesucht sind.

Der Vorteil dieser Weiterbildung, welche ein mehrfaches Auftreten der vorgegebenen Bitfolge im Datenblock gestattet, ist insbesondere dann groß, wenn die vorgegebene Bitfolge weitere Informationen enthält - also in gewissen Grenzen nicht konstant zu sein braucht. Als weitere Informationen kommen beispielsweise Hersteller oder Versionsnummern in Frage.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist ferner vorteilhaft, daß eine Blocksynchronisierung während des Empfangs des Datenstroms nicht erforderlich ist.

Um bei der Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine ausreichende Sicherheit gegen eine Fehlerkennung des empfangenen Codes zu gewährleisten, kann vorgesehen sein, daß die Prüfbitfolgen mindestens jeweils vier Bits enthalten und daß die vorgegebene Bitfolge und der Code Vielfache der Anzahl der Bits der Prüfbitfolgen enthalten. Dabei ist vorteilhaft, wenn der Code 48 Bits, die vorgegebene Bitfolge acht Bits und die Prüfbitfolgen jeweils vier Bits enthalten.

Ein als Codeträger dienender Transponder, in dem ein individueller Code abgelegt ist und der auf eine Anregung von außen einen den Code enthaltenen Datenblock kontinuierlich mehrmals wiederholt aussendet, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Datenblock außer dem Code eine von dem Code unabhängige vorgegebene Bitfolge und mindestens zwei von dem Code abhängige Prüfbitfolgen enthält. Bei diesem Transponder ist vorzugsweise vorgesehen, daß der Code derart gewählt ist, daß der Code Bitfolgen enthalten kann, die der vorgegebenen Bitfolge gleichen.

Vorzugsweise sollten die Prüfbitfolgen mindestens jeweils vier Bits und die vorgegebene Bitfolge und der Code Vielfache der Anzahl der Bits der Prüfbitfolgen enthalten. Auch hierbei ist es vorteilhaft, wenn der Code 48 Bits, die vorgegebene Bitfolge acht Bits und die Prüfbitfolgen jeweils vier Bits enthalten.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon ist schematisch in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Teils des vom Transponder ausgesandten Datenstroms und des aus dem Datenstrom entnommenen Teils,

Fig. 2 eine Darstellung eines Datenblocks,

Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 4 eine schematische Darstellung wesentlicher Teile einer Wegfahrsicherung mit einem Transponder.

Der in Fig. 1, Zeile a dargestellte vom Transponder ausgesandte Datenstrom besteht aus einem Datenblock D, der kontinuierlich mehrmals wiederholt wird. Ein Datenblock enthält jeweils die Bits i bis n. Aus dem in Zeile a dargestellten Datenstrom werden nun zum Empfang des Codes beliebige aufeinanderfolgende n Bits (Zeile b) in einen Zwischenspeicher eingeschrieben. Die Relation zwischen dem in den Zwischenspeicher eingeschriebenen Teil des Datenstroms und dem Anfang der Datenblöcke ist rein zufällig, so daß meistens zwei sich ergänzende Teile im Zwischenspeicher sind, nämlich die Bits 1+x bis n und die Bits 1 bis x.

Der Inhalt eines Datenblocks D ist in Fig. 2 beispielhaft dargestellt. Die ersten h Bits stellen die vorgegebene Bitfolge H dar, die als sogenannter Header zur Bezeichnung des Anfangs des Datenblocks verwendet werden. Darauf folgt der individuelle Code C mit c Bits und zwei Prüfbitfolgen A, B mit jeweils a bzw. b Bits. Die Prüfbitfolgen werden im allgemeinen durch Summenoperationen der Werte der den Code darstellenden Bits gebildet und daher auch Checksumme genannt. Die Checksummen A und B sind mit zwei verschiedenen Algorithmen gebildet. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gilt a = 4 und b = 4. Es können jedoch auch mehr Bits für die Checksummen vorgesehen werden. Der Code sollte aus Sicherheitsgründen viele Codiermöglichkeiten bieten und daher möglichst viele Bits aufweisen. Bei dem vorgeschlagenen Ausführungsbeispiel werden 48 Bits verwendet. Der Header enthält acht Bits, so daß der gesamte Datenblock 64 Bits umfaßt.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens als Flußdiagramm dargestellt. Es zeigt die wesentlichen Teile eines Programms für einen Mikrocomputer, der in einem Steuergerät vorgesehen ist. Nach einem Start bei 1 werden im Programmteil 2 n Bits aus dem vom Transponder übertragenen Datenstrom in einen Zwischenspeicher eingelesen. Als Codierung des Datenstroms hat sich der Manchester-Code als vorteilhaft erwiesen, weil er eine einfache Bitsynchronisierung und eine Erkennung von Ein-Bit-Fehlern im Datenstrom ermöglicht. Da jedoch jedes übertragene Bit beim Manchester-Code durch eine steigende oder fallende Flanke dargestellt wird, sind für jedes dieser Datenbits zwei übertragene Bits einzulesen.

Eine damit verbundene Doppeldeutigkeit wird in einem Programmteil 3 dadurch beseitigt, daß die eingelesenen Daten daraufhin geprüft werden, ob im empfangenen Datenblock mindestens einmal zwei zunächst für ein Datenbit vorgesehene übertragene Bits den gleichen Wert aufweisen. Ist dieses der Fall, so ist die Bitsynchronität falsch und die Prüfung wird mit einer Verschiebung um ein übertragenes Bit wiederholt. Treten dann immer noch zwei gleiche übertragene Bits innerhalb eines Datenbits auf, so liegt ein Fehler vor und das Programm wird bei 4 beendet.

Treten jedoch keine zwei gleiche Bits innerhalb eines Datenbits auf, so kann bei 5 der Manchester-Code decodiert werden, das heißt, aus einer Folge der übertragenen Bits von 0; 1 wird beispielsweise eine 1 und aus einer Folge von 1; 0 wird eine 0. Die Decodierung schließt eine Plausibilitätsprüfung ein, deren Ergebnis bei der folgenden Verzweigung 7 berücksichtigt wird. Bei negativem Ergebnis wird das Programm bei 8 beendet, während bei positivem Ergebnis der Datenblock nach Vorhandensein einer dem Header entsprechenden Bitfolge untersucht wird. Bei 10 wird das Programm in Abhängigkeit davon verzweigt, ob eine dem Header entsprechende Bitfolge gefunden wurde. Ist dieses nicht der Fall, so wird das Programm bei 11 beendet.

Wurde jedoch ein Header gefunden, wird eine Prüfung der auf den Header folgenden 48 Bits mit Hilfe der Prüfsumme A bei 12 durchgeführt. Ist die Prüfsumme korrekt, erfolgt bei 14 eine Prüfung auf die Prüfsumme B. Ist diese ebenfalls korrekt, wird das Programm bei 16 beendet, wonach der innerhalb des Datenblocks gefundene Code an ein Programm zum Vergleich mit einem gespeicherten Code weitergegeben werden kann. Führt jedoch mindestens eine der Prüfungen mit Hilfe der Prüfsummen zu einem negativen Ergebnis, so folgt auf die Verzweigungen 13 bzw. 15 eine neue Suche nach einer dem Header entsprechenden Bitfolge. Sind alle dem Header entsprechende Bitfolgen abgeprüft, ohne daß ein Code mit korrekten Prüfsummen gefunden wurde, wird über eine weitere Verzweigung 17 das Programm bei 18 ebenfalls beendet.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Wegfahrsicherung ist ein Steuergerät 21 vorgesehen, das unter anderem Relais 22, 23, 24 mit je einem Arbeitskontakt enthält. Mit diesen können die angedeuteten Stromkreise unterbrochen werden, die zum Betrieb des Kraftfahrzeugs erforderlich sind, beispielsweise der Anlasser-, der Zünd- und der Kraftstoffpumpenstromkreis. An das Steuergerät 21 ist eine Spule 24 angeschlossen, in welche ein Transponder 25 eingeführt werden kann, der in einem Schlüssel 26 eingebaut ist. Sobald der Transponder 25 eingeführt ist, wird ein sogenannter Weckkontakt 27 geschlossen, worauf das Steuergerät einen Stromstoß durch die Spule 24 fließen läßt. Dadurch wird einerseits dem Transponder Energie zugeführt und andererseits der Beginn des danach vom Transponder über die Spule dem Steuergerät zuzuführenden Datenstroms festgelegt. In dem Steuergerät befindet sich ein nicht dargestellter Mikrocomputer, der die vom Transponder empfangenen Daten in der beschriebenen Weise auswertet. Die Spule 24, der Weckkontakt 27 und eine Leuchtdiode 28 sind in einer lediglich schematisch dargestellten Transponder-Steckdose 29 angeordnet.

Claims (8)

1. Verfahren zum Empfang eines Codes, der in einem als Codeträger dienenden Transponder abgelegt ist, wobei auf eine Anregung von außen ein Datenstrom ausgesendet wird, bei dem ein den Code enthaltender Datenblock mehrmals kontinuierlich wiederholt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenblock außer dem Code eine von dem Code unabhängige vorgegebene Bitfolge und mindestens zwei von dem Code abhängige Prüfbitfolgen enthält, daß aus dem empfangenen Datenstrom ein Teil, welcher die hänge eines Datenblocks aufweist, auf eine Bitfolge untersucht wird, welche der vorgegebenen Bitfolge gleicht, und daß diejenigen Bits, welche in bezug auf eine gefundene Bitfolge die gleiche Position wie der Code in bezug auf die vorgegebene Bitfolge haben, als Code angenommen werden und mit Hilfe der Prüfbitfolgen überprüft werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Code Bitfolgen enthalten kann, welche der vorgegebenen Bitfolge gleichen, daß bei negativem Ergebnis der Prüfung mit den Prüfbitfolgen eine weitere Suche nach der vorgegebenen Bitfolge stattfindet, daß die nach dieser Suche als möglicher Code angenommenen Bits mit den Prüfbitfolgen überprüft werden und daß in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Prüfung die Suche so lange wiederholt wird, bis entweder ein positives Ergebnis der Prüfung vorliegt oder alle empfangenen Bits auf das Vorliegen der vorgegebenen Bitfolge abgesucht sind.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfbitfolgen mindestens jeweils vier Bits enthalten und daß die vorgegebene Bitfolge und der Code Vielfache der Anzahl der Bits der Prüfbitfolgen enthalten.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Code 48 Bits, die vorgegebene Bitfolge acht Bits und die Prüfbitfolgen jeweils vier Bits enthalten.

5. Als Codeträger dienender Transponder, in dem ein individueller Code abgelegt ist und der auf eine Anregung von außen einen den Code enthaltenen Datenblock kontinuierlich mehrmals wiederholt aussendet, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenblock außer dem Code eine von dem Code unabhängige vorgegebene Bitfolge und mindestens zwei von dem Code abhängige Prüfbitfolgen enthält.

6. Transponder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Code derart gewählt ist, daß der Code Bitfolgen enthalten kann, welche der vorgegebenen Bitfolge gleichen.

7. Transponder nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfbitfolgen mindestens jeweils vier Bits enthalten und daß die vorgegebene Bitfolge und der Code Vielfache der Anzahl der Bits der Prüfbitfolgen enthalten.

8. Transponder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Code 48 Bits, die vorgegebene Bitfolge acht Bits und die Prüfbitfolgen jeweils vier Bits enthalten.