KR102218293B1 - Remote control apparatus, portable device therefor and remote door opening/closing apparatus - Google Patents
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Abstract
초음파 신호를 이용함으로써 해킹에 대해 강인한 특성을 가지는 자동차 원격 제어 장치, 이에 적합한 휴대형 장치 및 원격 도어 개폐 장치가 개시된다.
자동차 원격 제어 장치는
휴대형 장치와 자동차에 설치되어 상기 휴대형 장치에서 전송된 신호에 따라 자동차 도어를 개방하는 원격 도어 개폐 장치를 구비하며,
상기 휴대형 장치는 암호화된 고유코드값을 가지는 초음파 신호를 송신하고,
상기 원격 도어 개폐 장치는 수신된 초음파 신호로부터 고유코드값을 추출하여 자동차에 저장된 고유코드값과 비교하여 인증을 수행하고, 인증 결과에 따라 상기 자동차의 도어를 개방하는 것을 특징으로 한다.Disclosed are a vehicle remote control device, a portable device suitable for this, and a remote door opening/closing device having strong characteristics against hacking by using an ultrasonic signal.
Car remote control unit
A portable device and a remote door opening/closing device installed in the vehicle to open the vehicle door according to a signal transmitted from the portable device,
The portable device transmits an ultrasonic signal having an encrypted unique code value,
The remote door opening/closing device extracts a unique code value from the received ultrasonic signal, compares it with the unique code value stored in the vehicle, performs authentication, and opens the door of the vehicle according to the authentication result.
Description
본 발명은 자동차 원격 제어 장치에 관한 것으로서 특히 초음파 신호를 이용함으로써 해킹에 대해 강인한 특성을 가지는 자동차 원격 제어 장치, 이에 적합한 휴대형 장치 및 원격 도어 개폐 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle remote control device, and in particular, to a vehicle remote control device having a robust property against hacking by using an ultrasonic signal, a portable device suitable for this, and a remote door opening and closing device.
최근 들어 스마트키(smart key)는 운전자들에게 필수품이 되었다.In recent years, smart keys have become a necessity for drivers.
이에 따라, 이동통신 단말기에 스마트폰을 접목시키는 기술까지 등장하고 있다.Accordingly, a technology for incorporating a smartphone into a mobile communication terminal is emerging.
스마트키는 일반적인 리모컨과는 다르다. 굳이 주머니에서 끄집어내어 버튼을 누를 필요가 없기 때문이다. 작동원리는 차에 달린 안테나가 스마트키에서 발생하는 신호를 감지, 자동으로 도어의 잠금장치를 해제하는 방식이다. Smart keys are different from ordinary remote controls. It's because you don't have to pull it out of your pocket and press a button. The operating principle is a method in which an antenna mounted on the car detects a signal generated by the smart key and automatically unlocks the door.
도 1은 스마트키의 개념을 도시한다.1 shows the concept of a smart key.
스마트키는 자동차에 탑재되어 있는 전자 제어 장치를 통해 작동한다. 스마트키가 자동차 가까이 접근하면, 자동차의 전자 제어 장치(ECU, Electronic Control Unit)가 전파를 인식하고 통신 라인을 통해 차체 제어 모듈(BCM)로 자동차 문이 열리게 신호를 보낸다.The smart key works through an electronic control device installed in the car. When the smart key approaches the car, the car's electronic control unit (ECU) recognizes the radio wave and sends a signal to the car body control module (BCM) to open the car door through a communication line.
스마트키는 1990년대 지멘스에서 개발되었고 1997년 벤츠에 처음 적용되었다. 그 당시의 스마트키는 스마트키를 자동차의 키홀더에 넣으면 인식하는 시스템이었다. 즉, Keyless Go가 아니었다.The smart key was developed by Siemens in the 1990s and first applied to Mercedes in 1997. At that time, the smart key was a system that recognized when a smart key was inserted into the key holder of a car. In other words, it wasn't Keyless Go.
현재 사용되는 스마트키는 거의 대부분 Keyless Go 기능을 가지고 있다. Keyless Go는 스마트키를 주머니에서 꺼내지 않고 차에 접근만 하면 자동으로 인식하는 기능이다.Most of the smart keys currently used have a Keyless Go function. Keyless Go is a function that automatically recognizes the smart key when you approach the car without taking it out of your pocket.
Keyless Go는 2개의 주파수를 사용한다. 433.92KHz의 RF (Radio Frequency) 주파수와 125KHz의 LF (Low Frequency) 주파수를 사용한다.Keyless Go uses two frequencies. It uses RF (Radio Frequency) frequency of 433.92KHz and LF (Low Frequency) frequency of 125KHz.
자동차는 LF 신호를 계속해서 보내고 스마트키가 자동차에 접근하면 스마트키는 활성화되고 LF 신호의 ID를 검사한 후 RF 신호를 자동차 쪽으로 송신한다. 즉, 스마트키에서 LF는 수신에 사용되고 RF는 송신에 사용된다.The car continues to send LF signal, and when the smart key approaches the car, the smart key is activated, checks the ID of the LF signal, and transmits an RF signal to the car. That is, in the smart key, LF is used for reception and RF is used for transmission.
또한, LF 신호의 강도로 스마트키가 자동차 안에 있는지 밖에 있는지를 판단한다.Also, the strength of the LF signal determines whether the smart key is inside or outside the car.
그렇지만, 이러한 스마트키는 LF/RF 신호를 이용하는 것이기 때문에 해킹에 취약하다는 문제점이 있다. 즉, Keyless Go 기능의 스마트키는 버튼을 누를 때만이 아니라 항상 신호를 받기 때문에 보안에 취약하다. However, since these smart keys use LF/RF signals, there is a problem that they are vulnerable to hacking. In other words, the smart key of the Keyless Go function is vulnerable to security because it always receives a signal, not only when a button is pressed.
중국 보안 업체 치우360(Qihoo 360)는 이른바 "릴레이 해킹"이라는 수법으로 스마트키 신호를 해킹해 자동차의 보안 장치를 교란하는 데 성공했다.Qihoo 360, a Chinese security company, succeeded in disrupting the security devices of automobiles by hacking the smart key signal with a technique called "relay hacking".
특정 주파수의 RF 신호를 수신한 자동차는 스마트키를 가진 사람, 즉 차 주인이 옆에 있다고 인식하고 문을 개폐하는 장점이자 단점을 악용했다. A car that received an RF signal of a specific frequency exploited the advantages and disadvantages of opening and closing the door by recognizing that a person with a smart key, that is, the owner of the car is next to them.
차 옆이 아닌 스마트키 소지자의 근거리에 숨어서 전송신호를 증폭하는 일종의 '신호 증폭 공격'으로 차 문을 열고 시동을 거는 등으로, 도난 범행에 무방비 상태로 만든다.It is a kind of'signal amplification attack' that amplifies the transmitted signal by hiding near the smart key holder, not next to the car, opening the car door and starting the engine, making it defenseless against theft.
증폭 통신범위 내에 스마트키가 있다면, 이 증폭장치로 차량을 도난 할 수 있다는 간단한 논리다. It is a simple logic that if there is a smart key within the amplified communication range, the vehicle can be stolen with this amplifying device.
한편, 독일의 ADAC는 카페 안에 있는 한 남성의 차량이 얼마나 쉽게 도난당할 수 있는지 재연해 보였다. 이 공개된 실험 영상에서는 스마트키를 가지고 있는 운전자 옆에 한 사람이 바짝 붙어서 스마트의 리모컨 주파수를 130KHz 대역 전파로 증폭 발산시키자 8m정도 떨어진 차량이 이내 반응한다.Meanwhile, Germany's ADAC recreated how easily a man's car in a cafe could be stolen. In this released experimental video, when a person sticks close to the driver who has a smart key and amplifies and radiates the frequency of the remote control of the smart by a wave in the 130KHz band, a vehicle that is about 8m away reacts immediately.
밖에서 차량과 30cm정도의 거리에 대기하던 사람이 2.5GHz로 수신받자, 차량은 스마트키가 옆에 있는 것으로 오인했고, 그 순간 차는 출발했다. When a person waiting at a distance of about 30cm from the vehicle outside received the reception at 2.5GHz, the vehicle was mistaken for having a smart key next to it, and at that moment the car started.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서 해킹에 대하여 강인한 특성을 가지는 자동차 원격 제어 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a vehicle remote control device having a robust characteristic against hacking as devised to solve the above problems.
본 발명의 다른 목적은 상기의 자동차 원격 제어 장치에 적합한 휴대형 장치를 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a portable device suitable for the above vehicle remote control device.
본 발명의 또 다른 목적은 상기의 자동차 원격 제어 장치에 적합한 원격 도어 개폐 장치를 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a remote door opening/closing device suitable for the vehicle remote control device.
상기의 목적을 달성하는 본 발명의 제1실시예에 따른 자동차 원격 제어 장치는The vehicle remote control device according to the first embodiment of the present invention to achieve the above object
휴대형 장치와 자동차에 설치되어 상기 휴대형 장치에서 전송된 신호에 따라 자동차 도어를 개방하는 원격 도어 개폐 장치를 구비하는 자동차 원격 제어 장치에 있어서,A vehicle remote control apparatus comprising a portable device and a remote door opening/closing device installed in a vehicle and opening a vehicle door according to a signal transmitted from the portable device,
상기 휴대형 장치는 암호화된 고유코드값을 가지는 초음파 신호를 송신하고,The portable device transmits an ultrasonic signal having an encrypted unique code value,
상기 원격 도어 개폐 장치는 수신된 초음파 신호로부터 고유코드값을 추출하여 자동차에 저장된 고유코드값과 비교하여 인증을 수행하고, 인증 결과에 따라 상기 자동차의 도어를 개방하는 것을 특징으로 한다.The remote door opening/closing device extracts a unique code value from the received ultrasonic signal, compares it with the unique code value stored in the vehicle, performs authentication, and opens the door of the vehicle according to the authentication result.
여기서, 상기 초음파 신호는 18kHz ~ 22kHz의 주파수의 반송파로 변조된 것을 특징으로 한다. Here, the ultrasonic signal is characterized in that it is modulated with a carrier wave having a frequency of 18 kHz to 22 kHz.
여기서, 상기 초음파 신호는 디지털 변조된 고유코드값을 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the ultrasonic signal is characterized in that it includes a digitally modulated unique code value.
여기서, 상기 원격 도어 개방 장치는 상기 휴대형 장치와 자동차 사이의 거리를 측정하여 상기 휴대형 장치와 상기 자동차 사이의 거리가 소정의 거리 이내일 경우에만 상기 자동차 도어를 개방하는 것을 특징으로 한다.Here, the remote door opening device is characterized in that the vehicle door is opened only when the distance between the portable device and the vehicle is within a predetermined distance by measuring a distance between the portable device and the vehicle.
여기서, 상기 휴대형 장치는 Here, the portable device
자동차마다 고유한 고유코드값을 암호화키에 의해 암호화하는 암호화부;An encryption unit for encrypting a unique code value for each vehicle using an encryption key;
공유키 및 환경 변수를 변수로 하는 암호화 함수에 의해 암호화키를 생성하여 상기 암호화부에 제공하는 암호화 키제너레이터;An encryption key generator that generates an encryption key by an encryption function using a shared key and an environment variable as variables and provides the encryption key to the encryption unit;
상기 암호화부에서 제공되는 디지털 값을 초음파 펄스에 의해 변조하는 변조부;A modulator that modulates the digital value provided by the encryption unit using ultrasonic pulses;
상기 변조부의 변조 결과를 초음파 신호로 변환하여 전송하는 초음파 송신부; 및An ultrasonic transmitter converting the modulation result of the modulator into an ultrasonic signal and transmitting it; And
고유코드값, 공유키, 환경 변수를 저장하고 상기 암호화부 및 상기 암호화 키제너레이터에 제공하는 메모리;A memory storing a unique code value, a shared key, and an environment variable, and providing the encryption unit and the encryption key generator;
를 포함하는 것을 특징으로 한다. It characterized in that it comprises a.
여기서, 상기 원격 도어 개폐 장치는Here, the remote door opening and closing device
상기 휴대형 장치에서 발생된 초음파 신호를 수신하는 제1초음파 수신부;A first ultrasonic wave receiver for receiving an ultrasonic signal generated by the portable device;
상기 제1초음파 수신부를 통하여 수신된 초음파 신호로부터 암호화된 고유코드값을 복조하는 제1복조부;A first demodulator configured to demodulate an encrypted unique code value from the ultrasonic signal received through the first ultrasonic wave receiver;
복호화키에 의해 상기 제1복조부의 출력으로부터 고유코드값을 복호하는 복호화부;A decoding unit for decoding a unique code value from an output of the first demodulation unit using a decoding key;
공유키 및 환경 변수를 변수로 하는 암호화 함수에 의해 복호화키를 발생하여 상기 복호화부에 제공하는 복호화 키제너레이터;A decryption key generator that generates a decryption key by an encryption function using a shared key and an environment variable as variables and provides the decryption unit to the decryption unit;
상기 복호화부에 의해 복호된 고유코드값을 상기 원격 도어 개폐 장치에 저장된 고유코드값과 비교하여 정당한 소유자인 지를 인증하는 인증부; 및An authentication unit that compares the unique code value decoded by the decryption unit with the unique code value stored in the remote door opening/closing device to verify whether the owner is a legitimate owner; And
상기 인증부에 의해 인증될 경우 잠금장치 해제 신호를 발생하는 잠금장치 해제 신호 발생부;A locking device release signal generator that generates a lock device release signal when authenticated by the authentication unit;
고유코드값, 공유키, 환경변수를 저장하고 상기 복호화 키제너레이터 및 상기 인증부에 제공하는 메모리;A memory that stores a unique code value, a shared key, and an environment variable and provides the decryption key generator and the authentication unit;
를 포함하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that it comprises a.
여기서, 상기 휴대형 장치와 상기 자동차 사이의 거리를 측정하는 초음파 센서;Here, an ultrasonic sensor measuring a distance between the portable device and the vehicle;
를 더 포함하며,It further includes,
상기 잠금장치 해제 신호 발생부는 상기 인증부에 의해 인증되고 상기 초음파 센서에 의해 상기 휴대형 장치와 상기 자동차 사이의 거리가 소정 거리 내에 있으면 잠금장치 해제 신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.The locking device release signal generator is authenticated by the authentication unit and generates a lock device release signal when a distance between the portable device and the vehicle is within a predetermined distance by the ultrasonic sensor.
여기서, 상기 인증부에 의한 인증이 성공하였음을 표시하는 인증 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, it characterized in that it further comprises an authentication display for indicating that the authentication by the authentication unit is successful.
여기서, 상기 제1초음파 수신부는Here, the first ultrasonic receiver
초음파 수신모듈의 수신면에 평행한 전방향(全方向)으로부터 초음파 신호를 전달받아 상기 초음파 수집모듈의 수집면으로 반사시키는 반사체; 및A reflector receiving ultrasonic signals from all directions parallel to the receiving surface of the ultrasonic receiving module and reflecting them to the collecting surface of the ultrasonic collecting module; And
여기서, 상기 반사체는 상기 수집면을 향하여 꼭짓점이 위치한 원뿔형태로 형성되며,Here, the reflector is formed in a conical shape at which a vertex is located toward the collection surface,
상기 반사체가 반사한 초음파 신호를 전달받는 초음파 수집모듈;An ultrasonic collection module receiving the ultrasonic signal reflected by the reflector;
을 포함하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that it comprises a.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2실시예에 따른 자동차 원격 제어 장치는 A vehicle remote control device according to a second embodiment of the present invention for achieving the above object
휴대형 장치와; 자동차에 설치되어 상기 휴대형 장치에서 전송된 신호에 따라 자동차 도어를 개방하는 원격 도어 개폐 장치를 구비하는 자동차 원격 제어 장치에 있어서,A portable device; In the vehicle remote control device having a remote door opening and closing device installed in the vehicle to open the vehicle door according to a signal transmitted from the portable device,
상기 휴대형 장치는 암호화된 고유코드값 및 휴대형 장치의 송신 시각을 나타내는 타이밍 코드를 가지는 초음파 신호를 송신하고,The portable device transmits an ultrasonic signal having an encrypted unique code value and a timing code indicating a transmission time of the portable device,
상기 원격 도어 개폐 장치는 수신된 초음파 신호로부터 고유코드값을 추출하여 자동차에 저장된 고유코드값과 비교하여 인증을 수행하고, 타이밍 코드에 근거하여 휴대형 장치의 송신 시각과 자동차의 수신 시각을 비교하여 상기 휴대형 장치와 상기 자동차 사이의 거리가 소정 거리 이내이면 상기 자동차의 도어를 개방하는 것을 특징으로 한다.The remote door opening/closing apparatus extracts a unique code value from the received ultrasonic signal and compares it with the unique code value stored in the vehicle to perform authentication, and compares the transmission time of the portable device with the reception time of the vehicle based on the timing code. When the distance between the portable device and the vehicle is within a predetermined distance, the door of the vehicle is opened.
여기서, 상기 휴대형 장치는 Here, the portable device
암호화키에 의해 고유코드값을 암호화하여 암호화된 고유코드값을 발생하는 암호화부; An encryption unit for generating an encrypted unique code value by encrypting the unique code value by the encryption key;
공유키 및 환경 변수를 변수로 하는 암호화 함수에 의해 암호화키를 생성하여 상기 암호화부에 제공하는 암호화 키제너레이터;An encryption key generator that generates an encryption key by an encryption function using a shared key and an environment variable as variables and provides the encryption key to the encryption unit;
상기 휴대형 장치의 시각을 나타내는 타이밍 코드를 발생하는 제1시각정보 발생부;A first time information generator for generating a timing code indicating a time of the portable device;
암호화된 고유코드값과 타이밍 코드를 시간 다중화하는 다중화부;A multiplexer for time multiplexing the encrypted unique code value and the timing code;
상기 다중화부에 의해 다중화된 암호화된 고유코드값과 타이밍 코드를 초음파 펄스에 의해 변조하는 변조부; 및A modulator that modulates the encrypted unique code value and timing code multiplexed by the multiplexing unit by using ultrasonic pulses; And
상기 변조부의 변조 결과를 초음파 신호로 변환하여 전송하는 초음파 송신부; 및An ultrasonic transmitter converting the modulation result of the modulator into an ultrasonic signal and transmitting it; And
고유코드값, 공유키, 환경 변수를 저장하고 상기 암호화부 및 상기 암호화 키제너레이터에 제공하는 메모리;A memory storing a unique code value, a shared key, and an environment variable, and providing the encryption unit and the encryption key generator;
를 포함하는 것을 특징으로 한다. It characterized in that it comprises a.
여기서, 상기 휴대형 장치는 Here, the portable device
상기 제1시각 정보 발생부에서 발생된 시각 정보를 RF신호로서 전송하는 RF송신부;An RF transmitter for transmitting the time information generated by the first time information generator as an RF signal;
를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that it further comprises.
여기서, 상기 원격 도어 개폐 장치는Here, the remote door opening and closing device
상기 휴대형 장치에서 발생된 초음파 신호를 수신하는 제1초음파 수신부;A first ultrasonic wave receiver for receiving an ultrasonic signal generated by the portable device;
상기 제1초음파 수신부를 통하여 수신된 초음파 신호로부터 반송파를 제거하여 암호화된 고유코드값 및 타이밍 코드를 복조하는 제1복조부;A first demodulator configured to demodulate an encrypted unique code value and a timing code by removing a carrier wave from the ultrasonic signal received through the first ultrasonic wave receiving unit;
상기 제1복조부의 출력으로부터 고유코드값을 복호하는 복호화부;A decoding unit that decodes the unique code value from the output of the first demodulation unit;
상기 복호화부에 의해 복호된 고유코드값을 상기 원격 도어 개폐 장치에 저장된 고유코드값과 비교하여 정당한 소유자인 지를 인증하는 인증부; An authentication unit that compares the unique code value decoded by the decryption unit with the unique code value stored in the remote door opening/closing device to verify whether the owner is a legitimate owner;
상기 자동차의 시각을 발생하는 제2시각정보 발생부;A second time information generator for generating the time of the vehicle;
상기 복호화부에 의해 복호된 타이밍 코드에 의해 파악되는 휴대형 장치의 송신 시각과 상기 제2시각정보 발생부에 의해 발생된 자동차의 수신 시각을 비교하여 상기 휴대형 장치와 상기 자동차 사이의 거리를 판단하는 도달거리 산출부; 및The arrival of determining the distance between the portable device and the vehicle by comparing the transmission time of the portable device identified by the timing code decoded by the decoding unit with the reception time of the vehicle generated by the second time information generator Distance calculation unit; And
상기 인증부에 의해 인증되고 상기 도달거리 산출부에 의해 상기 휴대형 장치가 상기 자동차로부터 소정 거리 이내에 있는 것으로 판단될 경우 잠금장치 해제 신호를 발생하는 잠금 장치 해제 신호 발생부;A lock device release signal generator that is authenticated by the authentication unit and generates a lock device release signal when the portable device is determined to be within a predetermined distance from the vehicle by the reach distance calculation unit;
를 포함하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that it comprises a.
여기서, 상기 인증부에 의한 인증이 성공하였음을 표시하는 인증 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, it characterized in that it further comprises an authentication display for indicating that the authentication by the authentication unit is successful.
여기서, 상기 원격 도어 개폐 장치는 Here, the remote door opening and closing device
상기 휴대형 장치의 RF송신부에서 송신되는 시각 정보를 수신하는 Receiving the time information transmitted from the RF transmitter of the portable device
RF수신부;RF receiver;
를 더 포함하고,Including more,
상기 제2시각 정보 발생부는 상기 RF수신부에 의해 수신된 시각 정보에 동기화된 시각 정보를 발생하는 것을 특징으로 한다.The second time information generator is characterized in that to generate time information synchronized with the time information received by the RF receiver.
여기서, 상기 원격 도어 개폐 장치는 Here, the remote door opening and closing device
지면을 통하여 전송되는 초음파 신호를 수신하는 제2초음파 수신부; 및A second ultrasonic receiver for receiving an ultrasonic signal transmitted through the ground; And
상기 제2초음파 수신부를 통하여 수신된 초음파 신호로부터 반송파를 제거하여 타이밍 코드를 복조하는 제2복조부;A second demodulator configured to demodulate a timing code by removing a carrier wave from the ultrasonic signal received through the second ultrasonic wave receiving unit;
를 더 포함하고,Including more,
상기 도달 거리 산출부는 상기 제1복조부를 통하여 획득된 타이밍 코드 및 상기 제2복조부를 통하여 획득된 타이밍 코드 각각에 근거하여 상기 휴대형 장치로부터 공중으로 통하여 상기 원격 도어 개폐 장치에 이르는 경로(a경로) 및 상기 휴대형 장치로부터 지면을 통하여 상기 원격 도어 개폐 장치에 이르는 경로(b경로) 각각에서의 지연 시간(t2, t1)을 얻고, 얻어진 지연 시간(t2, t1)에 근거하여 상기 휴대형 장치와 상기 자동차 사이의 거리를 산출하는 것을 특징으로 한다.The reach distance calculation unit is based on the timing code obtained through the first demodulation unit and the timing code obtained through the second demodulation unit, the path from the portable device to the remote door opening and closing device through the air (a path) and Delay times (t2, t1) in each of the paths (path b) from the portable device to the remote door opening and closing device through the ground are obtained, and between the portable device and the vehicle based on the obtained delay times (t2, t1). It characterized by calculating the distance of.
여기서, 상기 제1초음파 수신부는Here, the first ultrasonic receiver
초음파 수신모듈의 수신면에 평행한 전방향으로부터 초음파 신호를 전달받아 상기 초음파 수집모듈의 수집면으로 반사시키는 반사체; 및A reflector for receiving an ultrasonic signal from all directions parallel to the receiving surface of the ultrasonic receiving module and reflecting it to the collecting surface of the ultrasonic collecting module; And
여기서, 상기 반사체는 상기 수집면을 향하여 꼭지점이 위치한 원뿔형태로 형성되며,Here, the reflector is formed in the shape of a cone in which a vertex is located toward the collection surface,
상기 반사체가 반사한 초음파 신호를 전달받는 초음파 수집모듈;An ultrasonic collection module receiving the ultrasonic signal reflected by the reflector;
을 포함하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that it comprises a.
본 발명에 따른 휴대형 장치의 제1실시예는 The first embodiment of the portable device according to the present invention
자동차마다 고유한 고유코드값을 암호화키에 의해 암호화하는 암호화부;An encryption unit for encrypting a unique code value for each vehicle using an encryption key;
공유키 및 환경 변수를 변수로 하는 암호화 함수에 의해 암호화키를 생성하여 상기 암호화부에 제공하는 암호화 키제너레이터;An encryption key generator that generates an encryption key by an encryption function using a shared key and an environment variable as variables and provides the encryption key to the encryption unit;
상기 암호화부에서 제공되는 디지털값을 초음파 펄스에 의해 변조하는 변조부;A modulator that modulates the digital value provided by the encryption unit using ultrasonic pulses;
상기 변조부의 변조 결과를 초음파 신호로 변환하여 전송하는 초음파 송신부; 및An ultrasonic transmitter converting the modulation result of the modulator into an ultrasonic signal and transmitting it; And
고유코드값, 공유키, 환경 변수를 저장하고 상기 암호화부 및 상기 암호화 키제너레이터에 제공하는 메모리;A memory storing a unique code value, a shared key, and an environment variable, and providing the encryption unit and the encryption key generator;
를 포함하는 것을 특징으로 한다. It characterized in that it comprises a.
본 발명에 따른 휴대형 장치의 제2실시예는 The second embodiment of the portable device according to the present invention
암호화키에 의해 고유코드값을 암호화하여 암호화된 고유코드값을 발생하는 암호화부; An encryption unit for generating an encrypted unique code value by encrypting the unique code value by the encryption key;
공유키 및 환경 변수를 변수로 하는 암호화 함수에 의해 암호화키를 생성하여 상기 암호화부에 제공하는 암호화 키제너레이터;An encryption key generator that generates an encryption key by an encryption function using a shared key and an environment variable as variables and provides the encryption key to the encryption unit;
상기 휴대형 장치의 시각을 나타내는 타이밍 코드를 발생하는 제1시각정보 발생부;A first time information generator for generating a timing code indicating a time of the portable device;
암호화된 고유코드값과 타이밍 코드를 시간 다중화하는 다중화부;A multiplexer for time multiplexing the encrypted unique code value and the timing code;
상기 다중화부에 의해 다중화된 암호화된 고유코드값과 타이밍 코드를 초음파 펄스에 의해 변조하는 변조부; 및A modulator that modulates the encrypted unique code value and timing code multiplexed by the multiplexing unit by using ultrasonic pulses; And
상기 변조부의 변조 결과를 초음파 신호로 변환하여 전송하는 초음파 송신부; 및An ultrasonic transmitter converting the modulation result of the modulator into an ultrasonic signal and transmitting it; And
고유코드값, 공유키, 환경 변수를 저장하고 상기 암호화부 및 상기 암호화 키제너레이터에 제공하는 메모리;A memory storing a unique code value, a shared key, and an environment variable, and providing the encryption unit and the encryption key generator;
를 포함하는 것을 특징으로 한다. It characterized in that it comprises a.
여기서, 상기 휴대형 장치는 Here, the portable device
상기 제1시각 정보 발생부에서 발생된 시각 정보를 RF신호로서 전송하는 RF송신부;An RF transmitter for transmitting the time information generated by the first time information generator as an RF signal;
를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that it further comprises.
본 발명에 따른 원격 도어 개폐 장치의 제1실시예는The first embodiment of the remote door opening and closing device according to the present invention
휴대형 장치에서 발생된 초음파 신호를 수신하는 제1초음파 수신부;A first ultrasonic wave receiver for receiving an ultrasonic signal generated by the portable device;
상기 제1초음파 수신부를 통하여 수신된 초음파 신호로부터 암호화된 고유코드값을 복조하는 제1복조부;A first demodulator configured to demodulate an encrypted unique code value from the ultrasonic signal received through the first ultrasonic wave receiver;
복호화키에 의해 상기 제1복조부의 출력으로부터 고유코드값을 복호하는 복호화부;A decoding unit that decodes the unique code value from the output of the first demodulation unit by a decryption key;
공유키 및 환경 변수를 변수로 하는 암호화 함수에 의해 복호화키를 발생하여 상기 복호화부에 제공하는 복호화 키제너레이터;A decryption key generator that generates a decryption key by an encryption function using a shared key and an environment variable as variables and provides the decryption unit to the decryption unit;
상기 복호화부에 의해 복호된 고유코드값을 상기 원격 도어 개폐 장치에 저장된 고유코드값과 비교하여 정당한 소유자인 지를 인증하는 인증부; 및An authentication unit that compares the unique code value decoded by the decryption unit with the unique code value stored in the remote door opening/closing device to verify whether the owner is a legitimate owner; And
상기 인증부에 의해 인증될 경우 잠금장치 해제 신호를 발생하는 잠금장치 해제 신호 발생부;A locking device release signal generator that generates a lock device release signal when authenticated by the authentication unit;
고유코드값, 공유키, 환경변수를 저장하고 상기 복호화 키제너레이터 및 상기 인증부에 제공하는 메모리;A memory that stores a unique code value, a shared key, and an environment variable and provides the decryption key generator and the authentication unit;
를 포함하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that it comprises a.
여기서, 상기 휴대형 장치와 상기 자동차 사이의 거리를 측정하는 초음파 센서;를 더 포함하며,Here, an ultrasonic sensor for measuring the distance between the portable device and the vehicle; further includes,
상기 잠금장치 해제 신호 발생부는 상기 인증부에 의해 인증되고 상기 초음파 센서에 의해 상기 휴대형 장치와 상기 자동차 사이의 거리가 소정 거리 내에 있으면 잠금장치 해제 신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.The locking device release signal generator is authenticated by the authentication unit and generates a lock device release signal when a distance between the portable device and the vehicle is within a predetermined distance by the ultrasonic sensor.
여기서, 상기 인증부에 의한 인증이 성공하였음을 표시하는 인증 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, it characterized in that it further comprises an authentication display unit for indicating that the authentication by the authentication unit is successful.
여기서, 상기 제1초음파 수신부는Here, the first ultrasonic receiver
초음파 수신모듈의 수신면에 평행한 전방향으로부터 초음파 신호를 전달받아 상기 초음파 수집모듈의 수집면으로 반사시키는 반사체; 및A reflector for receiving an ultrasonic signal from all directions parallel to the receiving surface of the ultrasonic receiving module and reflecting it to the collecting surface of the ultrasonic collecting module; And
여기서, 상기 반사체는 상기 수집면을 향하여 꼭짓점이 위치한 원뿔형태로 형성되며,Here, the reflector is formed in a conical shape at which a vertex is located toward the collection surface,
상기 반사체가 반사한 초음파 신호를 전달받는 초음파 수집모듈;An ultrasonic collection module receiving the ultrasonic signal reflected by the reflector;
을 포함하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that it comprises a.
본 발명에 따른 원격 도어 개폐 장치의 제2실시예는 The second embodiment of the remote door opening and closing device according to the present invention
휴대형 장치에서 발생된 초음파 신호를 수신하는 제1초음파 수신부;A first ultrasonic wave receiver for receiving an ultrasonic signal generated by the portable device;
상기 제1초음파 수신부를 통하여 수신된 초음파 신호로부터 반송파를 제거하여 암호화된 고유코드값 및 타이밍 코드를 복조하는 제1복조부;A first demodulator configured to demodulate an encrypted unique code value and a timing code by removing a carrier wave from the ultrasonic signal received through the first ultrasonic wave receiving unit;
상기 제1복조부의 출력으로부터 고유코드값을 복호하는 복호화부;A decoding unit that decodes the unique code value from the output of the first demodulation unit;
상기 복호화부에 의해 복호된 고유코드값을 상기 원격 도어 개폐 장치에 저장된 고유코드값과 비교하여 정당한 소유자인 지를 인증하는 인증부; An authentication unit that compares the unique code value decoded by the decryption unit with the unique code value stored in the remote door opening/closing device to verify whether the owner is a legitimate owner;
상기 자동차의 시각을 발생하는 제2시각정보 발생부;A second time information generator for generating the time of the vehicle;
상기 복호화부에 의해 복호된 타이밍 코드에 의해 파악되는 휴대형 장치의 송신 시각과 상기 제2시각정보 발생부에 의해 발생된 자동차의 수신 시각을 비교하여 상기 휴대형 장치와 상기 자동차 사이의 거리를 판단하는 도달거리 산출부; 및The arrival of determining the distance between the portable device and the vehicle by comparing the transmission time of the portable device identified by the timing code decoded by the decoding unit with the reception time of the vehicle generated by the second time information generator Distance calculation unit; And
상기 인증부에 의해 인증되고 상기 도달거리 산출부에 의해 상기 휴대형 장치가 상기 자동차로부터 소정 거리 이내에 있는 것으로 판단될 경우 잠금장치 해제 신호를 발생하는 잠금 장치 해제 신호 발생부;A lock device release signal generator that is authenticated by the authentication unit and generates a lock device release signal when the portable device is determined to be within a predetermined distance from the vehicle by the reach distance calculation unit;
를 포함하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that it comprises a.
여기서, 상기 인증부에 의한 인증이 성공하였음을 표시하는 인증 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, it characterized in that it further comprises an authentication display unit for indicating that the authentication by the authentication unit is successful.
여기서, 상기 원격 도어 개폐 장치는 Here, the remote door opening and closing device
상기 휴대형 장치의 RF송신부에서 송신되는 시각 정보를 수신하는 Receiving the time information transmitted from the RF transmitter of the portable device
RF수신부;RF receiver;
를 더 포함하고,Including more,
상기 제2시각 정보 발생부는 상기 RF수신부에 의해 수신된 시각 정보에 동기화된 시각 정보를 발생하는 것을 특징으로 한다.The second time information generator is characterized in that to generate time information synchronized with the time information received by the RF receiver.
여기서, 상기 원격 도어 개폐 장치는 Here, the remote door opening and closing device
지면을 통하여 전송되는 초음파 신호를 수신하는 제2초음파 수신부; 및A second ultrasonic receiver for receiving an ultrasonic signal transmitted through the ground; And
상기 제2초음파 수신부를 통하여 수신된 초음파 신호로부터 반송파를 제거하여 타이밍 코드를 복조하는 제2복조부;A second demodulator configured to demodulate a timing code by removing a carrier wave from the ultrasonic signal received through the second ultrasonic wave receiving unit;
를 더 포함하고,Including more,
상기 도달 거리 산출부는 상기 제1복조부를 통하여 획득된 타이밍 코드 및 상기 제2복조부를 통하여 획득된 타이밍 코드 각각에 근거하여 상기 휴대형 장치로부터 공중으로 통하여 상기 원격 도어 개폐 장치에 이르는 경로(a경로) 및 상기 휴대형 장치로부터 지면을 통하여 상기 원격 도어 개폐 장치에 이르는 경로(b경로) 각각에서의 지연 시간(t2, t1)을 얻고, 얻어진 지연 시간(t2, t1)에 근거하여 상기 휴대형 장치와 상기 자동차 사이의 거리를 산출하는 것을 특징으로 한다.The reach distance calculation unit is based on the timing code obtained through the first demodulation unit and the timing code obtained through the second demodulation unit, the path from the portable device to the remote door opening and closing device through the air (a path) and Delay times (t2, t1) in each of the paths (path b) from the portable device to the remote door opening and closing device through the ground are obtained, and between the portable device and the vehicle based on the obtained delay times (t2, t1). It characterized by calculating the distance of.
여기서, 상기 제1초음파 수신부는Here, the first ultrasonic receiver
초음파 수신모듈의 수신면에 평행한 전방향으로부터 초음파 신호를 전달받아 상기 초음파 수집모듈의 수집면으로 반사시키는 반사체; 및A reflector for receiving an ultrasonic signal from all directions parallel to the receiving surface of the ultrasonic receiving module and reflecting it to the collecting surface of the ultrasonic collecting module; And
여기서, 상기 반사체는 상기 수집면을 향하여 꼭짓점이 위치한 원뿔형태로 형성되며,Here, the reflector is formed in a conical shape at which a vertex is located toward the collection surface,
상기 반사체가 반사한 초음파 신호를 전달받는 초음파 수집모듈;An ultrasonic collection module receiving the ultrasonic signal reflected by the reflector;
을 포함하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that it comprises a.
본 발명에 따른 자동차 원격 제어 장치는 초음파의 지향성을 이용함으로써 종래처럼 중간 증폭에 의해 오동작이 발생하는 것을 방지하는 효과를 갖는다.The vehicle remote control apparatus according to the present invention has the effect of preventing malfunction due to intermediate amplification as in the prior art by using the directivity of ultrasonic waves.
본 발명에 따른 자동차 원격 제어 장치는 휴대형 장치 측에서 자동차 고유의 고유코드값을 암호화하여 전송하고 원격 도어 개폐 장치 측에서 고유코드값을 복호화하여 원격 도어 개폐 장치에 저장된 고유코드값과 비교하여 인증을 수행하도록 함으로서 해킹에 대해 강인한 특성을 가지는 자동차 원격 제어 장치를 제공하는 효과를 갖는다.The vehicle remote control device according to the present invention encrypts and transmits the unique code value unique to the vehicle at the portable device side, decrypts the unique code value at the remote door opening/closing device side, and performs authentication by comparing the unique code value stored in the remote door opening/closing device. By doing so, it has the effect of providing a vehicle remote control device having strong characteristics against hacking.
본 발명에 따른 자동차 원격 제어 장치는 고유코드값을 암호화함에 있어서 휴대형 장치와 원격 도어 개폐 장치에 할당된 환경변수에 의해 얻어지는 암호화키를 적용하여 암호화 즉, 이중으로 암호화함으로서 해킹에 대해 강인한 특성을 가지는 자동차 원격 제어 장치를 제공하는 효과를 갖는다.The vehicle remote control device according to the present invention has strong characteristics against hacking by applying an encryption key obtained by an environmental variable assigned to a portable device and a remote door opening/closing device in encrypting the unique code value, that is, double encryption. It has the effect of providing a vehicle remote control device.
본 발명에 따른 자동차 원격 제어 장치는 초음파를 이용하여 휴대형 장치와 자동차 사이의 거리를 측정하고, 측정된 거리가 기준 거리보다 멀 경우에는 자동차 도어를 개방하지 않도록 함으로써 타인에 의한 도난 및 손괴를 방지하는 효과를 갖는다.The vehicle remote control device according to the present invention measures the distance between the portable device and the vehicle using ultrasonic waves, and prevents theft and damage by others by not opening the vehicle door when the measured distance is farther than the reference distance. Has an effect.
도 1은 스마트키의 개념을 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 자동차 원격 제어 장치의 개념을 도시한다.
도 3은 초음파를 이용하여 고유코드값을 전송하는 것을 보인다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 자동차 원격 제어 장치에 적합한 휴대형 장치의 구성을 보인다.
도 5는 환경 변수를 설정하는 것을 도시한다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 자동차 원격 제어 장치에 적용되는 원격 도어 개폐 장치의 구성을 보인다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 자동차 원격 제어 장치의 개념을 보인다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 자동차 원격 제어 장치에 적합한 휴대형 장치의 구성을 보인다.
도 9는 휴대형 장치와 자동차에 설치된 원격 도어 개폐 장치 사이의 시간 동기화 방법을 보인다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 자동차 원격 제어 장치에 적용된 원격 도어 개폐 장치의 구성을 보인다.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 자동차 원격 제어 장치에 적용된 원격 도어 개폐 장치의 다른 구성을 보인다.
도 12는 도 11에 도시된 장치에 있어서 거리 측정의 원리를 도식적으로 보이기 위한 것이다.
도 13은 본 발명에 따른 자동차 원격 제어 장치에 있어서 초음파 송신부와 제1초음파 수신부의 구성을 보인다.
도 14는 제1초음파 수신부의 다른 예를 보인다.
도 15는 초음파 송신부 및 제2초음파 수신부의 구성 상태를 보인다.
도 16은 제1초음파 수신부의 설치 위치를 보이는 것이다.1 shows the concept of a smart key.
2 shows the concept of a vehicle remote control device according to the present invention.
3 shows transmission of a unique code value using ultrasonic waves.
4 shows a configuration of a portable device suitable for the vehicle remote control device according to the first embodiment of the present invention.
5 shows setting environment variables.
6 shows a configuration of a remote door opening and closing device applied to the vehicle remote control device according to the first embodiment of the present invention.
7 shows the concept of a vehicle remote control apparatus according to a second embodiment of the present invention.
8 shows a configuration of a portable device suitable for a vehicle remote control device according to a second embodiment of the present invention.
9 shows a time synchronization method between a portable device and a remote door opening/closing device installed in a vehicle.
10 shows a configuration of a remote door opening and closing device applied to a vehicle remote control device according to a second embodiment of the present invention.
11 shows another configuration of a remote door opening/closing apparatus applied to a vehicle remote control apparatus according to a second embodiment of the present invention.
12 is for schematically showing the principle of distance measurement in the apparatus shown in FIG. 11.
13 shows the configuration of an ultrasonic transmitter and a first ultrasonic receiver in the vehicle remote control apparatus according to the present invention.
14 shows another example of a first ultrasonic receiver.
15 shows a configuration state of an ultrasonic transmitter and a second ultrasonic receiver.
16 shows the installation position of the first ultrasonic receiver.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 자동차 원격 제어 장치의 개념을 도시한다.2 shows the concept of a vehicle remote control device according to the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 자동차 원격 제어 장치(1000)에 있어서 자동차(200)는 초음파 신호를 발생하는 휴대형 장치(100-1) 에 의해 조작된다. Referring to FIG. 2, in the vehicle
휴대형 장치(100-1)는 자동차 소유자에 의해 휴대되는 것으로서, 초음파 신호를 반송파(carrier)로 하여 암호화된 휴대형 장치의 고유코드값을 전송한다. 이때 휴대형 장치의 고유코드값은 공유키로 암호화되어 전송된다.The portable device 100-1 is carried by a vehicle owner, and transmits an encrypted unique code value of the portable device using an ultrasonic signal as a carrier. At this time, the unique code value of the portable device is encrypted and transmitted with a shared key .
자동차(200)에 설치된 원격 도어 개폐 장치(300-1)는 암호화된 휴대형 장치의 고유코드값을 복호한다. 복호된 휴대형 장치의 고유코드값을 원격 도어 개폐 장치(300-1)에 저장된 자동차의 고유코드값과 비교하여 일치하지 않으면 즉, 인증되지 않으면 자동차(200)의 도어가 열리지 않는다.The remote door opening/closing device 300-1 installed in the
복호된 휴대형 장치의 고유코드값과 자동차의 고유코드값이 일치하면, 원격 도어 개폐 장치(300-1)는 휴대형 장치(100-1)가 자동차(200)에 가까이 있는 지를 판단하여 자동차(200)의 도어를 개방한다.If the decoded portable device's unique code value and the vehicle's unique code value match, the remote door opening/closing device 300-1 determines whether the portable device 100-1 is close to the
도 3은 초음파를 이용하여 고유코드값을 전송하는 것을 보인다. 3 shows transmission of a unique code value using ultrasonic waves.
고유코드값은 디지털 값으로 표현될 수 있다. 반송파는 초음파 더욱 바람직하게는 18kHz ~ 22kHz의 주파수를 가지는 것이며, 고유코드값을 나타내는 디지털 값(DATA)에 의해 변조된다. 18kHz ~ 22kHz는 사람이 거의 느낄 수 없는 주파수 대역의 초음파이다. The unique code value can be expressed as a digital value. The carrier wave is an ultrasonic wave having a frequency of 18 kHz to 22 kHz, more preferably, and is modulated by a digital value (DATA) representing a unique code value. 18kHz ~ 22kHz are ultrasonic waves in a frequency band that humans can hardly feel.
또한 본 발명의 핵심은 음파의 속도로 인한 도달 시간의 차이를 이용하는 것이므로 인간이 들을 수 없는 초음파의 영역의 주파수 대역에서만 동작하는 것에 한정하지 않는다. In addition, since the core of the present invention is to use the difference in arrival time due to the speed of sound waves, it is not limited to operating only in a frequency band of a region of ultrasonic waves that humans cannot hear.
도 3은 진폭 변조에 의해 디지털 값을 변조하는 것을 보이고 있다.Fig. 3 shows modulating a digital value by amplitude modulation.
변조 방식으로서 진폭 변조(Amplitude Shift Keying) 이외에도 주파수 변조(Frequency Shift Keying), 위상 변조(Phase Shift Keying) 등이 사용될 수 있다. As a modulation method, in addition to amplitude modulation (Amplitude Shift Keying), frequency modulation (Frequency Shift Keying), phase modulation (Phase Shift Keying), etc. may be used.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 자동차 원격 제어 장치에 적합한 휴대형 장치의 구성을 보인다.4 shows a configuration of a portable device suitable for the vehicle remote control device according to the first embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 자동차 원격 제어 장치(1000)에 적합한 휴대형 장치(100-1)는 암호화부(102), 암호화 키제너레이터(104), 변조부(106), 초음파 송신부(108)를 포함한다. 암호화부(102)는 휴대형 장치의 고유코드값을 암호화키에 의해 암호화한다.4, a portable device 100-1 suitable for a vehicle
키제너레이터(104)는 공유키 및 환경 변수를 변수로 하는 암호화 함수에 의해 암호화키를 생성한다.The
변조부(106)는 초음파 펄스를 캐리어(반송파)로 하는 변조신호를 발생한다. The
여기서, 초음파 펄스는 초음파의 주파수를 가지는 펄스를 말한다. 변조 방식으로서 진폭 변조(Amplitude Shift Keying) 이외에도 주파수 변조(Frequency Shift Keying), 위상 변조(Phase Shift Keying) 등이 사용될 수 있다. Here, the ultrasonic pulse refers to a pulse having a frequency of ultrasonic waves. As a modulation method, in addition to amplitude modulation (Amplitude Shift Keying), frequency modulation (Frequency Shift Keying), phase modulation (Phase Shift Keying), etc. may be used.
초음파 송신부(108)는 역압전 현상을 이용하여 초음파 신호를 발생시킨다. The
압전 소자에 +, - 전압이 빠르게 교차하는 교류 전압을 걸어주면 압전 소자의 변형과 복원이 교대로 일어나고 이것이 진동 에너지가 되어 초음파를 발생시키는 원리를 이용하는 것이다.The piezoelectric element is transformed and restored alternately when an alternating voltage is applied to the piezoelectric element, and the piezoelectric element is transformed and restored, which becomes vibrational energy and generates ultrasonic waves.
여기서, 초음파 신호는 암호화된 고유코드값을 가지는 초음파를 말한다. Here, the ultrasonic signal refers to ultrasonic waves having an encrypted unique code value.
메모리(110)는 휴대형 장치(100-1)의 고유코드값, 공유키, 환경 변수를 저장한다.The
휴대형 장치(100-1)는 전송 버튼(112)을 포함한다. 전송 버튼(112)은 초음파 신호의 전송을 명령하기 위한 것이다. The portable device 100-1 includes a transmit
다른 형태로는 초음파 신호를 주기적으로 발생시키는 것도 가능하다.In another form, it is also possible to periodically generate an ultrasonic signal.
이와 반대로 자동차(200) 측에 설치되는 초음파 수신기는 정압전 현상을 이용하여 초음파의 강도에 비례하는 검출 신호를 발생한다. 진동자는 외부에서 에너지(파동)을 받으면 전압을 발생하고, 발생한 전압을 전압계로 측정하게 된다.On the contrary, the ultrasonic receiver installed on the side of the
초음파는 다음과 같은 특징을 갖는다.Ultrasound has the following characteristics.
a) 지향성이 좋다a) good directivity
b) 동일 매질에서는 속도가 일정하며, 매질이 달라지면 속도가 달라진다.b) The speed is constant in the same medium, and the speed changes when the medium is different.
c) 기체, 액체, 고체를 투과한다.c) Permeate gases, liquids and solids.
d) 온도변화에 대해 속도가 거의 일정하다d) The speed is almost constant for temperature changes
이러한 특징을 이용하여 자동차의 스마트키 용도로 사용할 수 있다.Using these features, it can be used as a smart key for automobiles.
종래의 스마트키를 이용한 자동차 원격 제어 장치는 RF신호의 전계 수신 강도에 의해 스마키트와 자동차 사이의 거리를 판단하도록 하고 있다. 이에 따라 단순히 RF 신호를 중계 증폭하는 것만으로 보안 장치의 오동작을 유도할 수 있는 것이다.A conventional vehicle remote control apparatus using a smart key determines the distance between the smartphone and the vehicle based on the electric field reception strength of an RF signal. Accordingly, it is possible to induce a malfunction of the security device simply by repeating and amplifying the RF signal.
이에 비해, 본 발명의 제1실시예에 따른 자동차 원격 제어 장치(1000)는 초음파 신호를 이용하여 휴대형 장치(100-1)과 인증장치(300-1)을 인증하도록 하고 있다. In contrast, the vehicle
초음파 신호는 지향성이 우수하기 때문에 휴대형 장치(100-1)와 자동차(200) 사이에 방해물이 없는 환경에서만 인증을 할 수 있어서, 종래처럼 중계 증폭에 의한 오동작 유도가 불가능하게 된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 자동차 원격 제어 장치는 해킹에 대하여 강인한 특성을 가질 수 있게 된다.Since the ultrasonic signal has excellent directivity, authentication can be performed only in an environment where there is no obstruction between the portable device 100-1 and the
한편, 초음파 신호의 전파 강도를 조절함에 의해 대략 가시거리 이내에서만 원격 조작이 가능하도록 할 수 있기 때문에 발명에 따른 자동차 원격 제어 장치는 타인에 의한 도난 및 손괴를 방지할 수 있다는 특성을 가질 수 있게 된다.On the other hand, since the remote control can be performed only within a visible distance by adjusting the intensity of the ultrasonic signal, the vehicle remote control device according to the invention can have the characteristic of preventing theft and damage by others. .
도 5는 환경 변수를 설정하는 것을 도시한다.5 shows setting environment variables.
휴대형 장치(100-1)와 원격 도어 개폐 장치(300-1)는 하나의 공유키를 가지고 있다. 실제 암호화는 공유키와 외부 환경 변수를 가지고 생성된 암호화키를 사용하여야 한다.The portable device 100-1 and the remote door opening/closing device 300-1 have one shared key. For actual encryption, you must use the shared key and the encryption key created with external environment variables.
즉, 암호화키(Key_enc)는 다음과 같이 나타낼 수 있다.That is, the encryption key (Key_enc) can be expressed as follows.
Key_enc = f(Key_share, env_args)Key_enc = f(Key_share, env_args)
여기서, Key_share는 공유키를 나타내고, env_args는 환경 변수이고,Here, Key_share represents a shared key, env_args is an environment variable,
f(Key_share, env_args)는 공유키와 외부 환경 변수를 변수로 가지는 함수이다. f(Key_share, env_args) is a function that has a shared key and an external environment variable as variables.
환경 변수는 휴대형 장치(100-1)와 자동차(200)와 원격 도어 개폐 장치(300-1)을 서로 짝지을 때, 인증서버(10)에 의해 휴대형 장치(100-1) 및 원격 도어 개폐 장치(300-1) 각각에 설정될 수 있다.When the portable device 100-1, the
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 자동차 원격 제어 장치에 적용되는 원격 도어 개폐 장치의 구성을 보인다.6 shows a configuration of a remote door opening and closing device applied to the vehicle remote control device according to the first embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 자동차 원격 제어 장치(1000)에 있어서 자동차(200)에 설치된 원격 도어 개폐 장치(300-1)는 휴대형 장치(100-1)에서 발생된 초음파 신호를 수신하는 제1초음파 수신부(302), 제1초음파 수신부(302)에서 수신된 초음파 신호로부터 반송파를 제거하여 디지털 값을 복원하는 제1복조부(304), 제1복조부(304)의 출력으로부터 휴대형 장치의 고유코드값을 복호하는 복호화부(306), 복호화부(306)에 의해 복호된 휴대형 장치의 고유코드값을 저장된 자동차의 고유코드값과 비교하여 정당한 소유자 인지를 인증하는 인증부(312), 인증 표시부(314), 휴대형 장치(100-1)와 자동차(200) 사이의 거리를 산출하는 초음파 센서(316), 초음파 센서(316)에 의해 휴대형 장치(100-1)와 자동차(200)사이의 거리가 소정의 거리 이내이고 인증부(312)에 의해 정당한 소유자인 것으로 판단되면 잠금장치 해제 신호를 발생하는 잠금장치 해제신호 발생부(318)를 포함한다. 잠금장치 해제 신호는 예를 들어, 도어 개폐 장치(미도시)에 전달될 수 있다.6, in the vehicle
제1복조부(304)의 동작은 도 4의 변조부(104)의 동작에 대응한다. 제1복조부(304)는 도 4의 변조부(106)에 의해 변조되기 전의 디지털값 즉, 암호화된 휴대형 장치의 고유코드값을 복조한다.The operation of the
한편, 복호화부(306)의 동작은 도 4의 암호화부(102)의 동작에 대응한다. 복호화부(306)는 도 4의 암호화부(102)에 의해 암호화되기 전의 디지털값 즉, 휴대형 장치의 고유코드값을 복호화한다.Meanwhile, the operation of the
암호화 키와 복호화 키는 항상 같은 값으로 생성된다.Encryption key and decryption key are always generated with the same value.
Key_enc = f(Key_share, env_args) Key_enc = f(Key_share, env_args)
여기서 Key_enc는 암호화 키인 동시에 복호화 키가 된다.Here, Key_enc is both an encryption key and a decryption key.
f는 SHA와 같은 해쉬 함수를 써서 key_enc를 알더라도 key_share와 env_args 값을 알아내기 매우 어렵개 구현이 가능하다. 따라서 해커가 key_enc를 알아냈다고 해도, 그 순간의 암호 해독은 가능하겠지만, env_args를 변화시키는 방법을 같이 사용하여 구현하면 env_args가 변화된 후의 key_share, env_args, 암호문을 알아내는 것은 매우 어렵다.Even if you know key_enc by using a hash function such as SHA, it is very difficult to find the key_share and env_args values, so it can be implemented. Therefore, even if a hacker finds out the key_enc, it is possible to decrypt the cryptocurrency at the moment, but it is very difficult to find out the key_share, env_args, and ciphertext after env_args is changed if implemented by using a method of changing env_args.
복호화부(306)에 의한 복호를 위해 복호화키가 필요하며, 복호화 키제너레이터(308)가 이 복호화키를 제공한다. 복호화 키제너레이터(308)는 공유키 및 환경변수를 변수로 하는 함수로 구현된다. A decryption key is required for decryption by the
휴대형 장치(100-1)에서와 동일한 공유키 및 환경변수가 입력되어야만 도 4에서의 암호화키에 대응되는 복호화키가 올바르게 생성될 수 있다.The decryption key corresponding to the encryption key in FIG. 4 can be correctly generated only when the same shared key and environment variable as in the portable device 100-1 are input.
인증부(312)는 복호화부(306)에 의해 복호화된 휴대형 장치의 고유코드값과 원격 도어 개폐 장치(300-1)에 저장된 자동차의 고유코드값을 비교하여 일치여부를 판단한다.The
인증부(312)에 의해 인증되면, 인증 표시부(314)는 인증이 되었음을 표시하게 된다. 인증 표시부(314)는 자동차(200)의 실내등을 점등하는 등의 동작에 의해 인증되었음을 표시한다. If authenticated by the
한편, 초음파 센서(316)는 휴대형 장치(100-1)로부터 자동차(200)까지의 거리를 산출한다. 산출된 거리가 소정의 거리 이내이면 잠금장치 해제 신호 발생부(318)는 자동차 도어를 개방하도록 잠금장치 해제 신호를 발생한다.Meanwhile, the
잠금장치 해제 신호 발생부(318)는 인증부(312)에 인증이 된 후 소정 시간 내에 초음파 센서(316)에서 소정 거리 이내에 들어온 것으로 판정되는 지를 감시하고, 소정 시간 내에 소정 거리 이내에 들어온 것으로 판정되지 않을 경우 인증을 취소할 수 있다.The locking device release
이 경우, 인증 표시부(314)를 비활성화시켜서 인증이 취소되었음을 표시하도록 한다.In this case, the
인증이 거부되면, 휴대형 장치(100)의 소지자는 전송 버튼(112)을 다시 누름에 의해 인증 동작을 재개할 수 있다.If authentication is rejected, the holder of the
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 자동차 원격 제어 장치의 개념을 보인다.7 shows the concept of a vehicle remote control apparatus according to a second embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 자동차 원격 제어 7, a vehicle remote control according to a second embodiment of the present invention
장치(2000)는 휴대형 장치(100-2)가 초음파에 암호화된 고유코드값 및 타이밍 코드를 포함하여 전송하고, 자동차(200)에 설치된 원격 도어 개폐 장치(300-2)는 암호화된 휴대형 장치의 고유코드값을 복호한다. 복호된 휴대형 장치의 고유코드값을 원격 도어 개폐 장치(300-2)에 저장된 자동차의 고유코드값과 비교하여 일치하지 않으면 즉, 인증되지 않으면 자동차(200)의 도어가 열리지 않는다.The
이와 더불어, 자동차(200)측의 원격 도어 개폐 장치(300-2)는 타이밍코드로부터 읽혀지는 휴대형 장치(100-2)의 송신 시각과 자동차(200)의 수신 시각을 비교하여 휴대형 장치(100-2)와 자동차(200) 사이의 거리를 판단하고, 그 결과에 따라 자동차 도어의 개폐를 결정한다.In addition, the remote door opening/closing device 300-2 on the side of the
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 자동차 원격 제어 장치에 적합한 휴대형 장치의 구성을 보인다.8 shows a configuration of a portable device suitable for a vehicle remote control device according to a second embodiment of the present invention.
도 8에 있어서 도 4에 도시된 것과 동일한 동작을 하는 것에 대해서는 동일한 참조부호를 부가하고 그것의 상세한 설명은 생략하기로 한다.In FIG. 8, the same reference numerals are added to those that perform the same operation as those shown in FIG. 4, and detailed description thereof will be omitted.
도 8에 도시된 휴대형 장치(300-2)는 다중화부(114) 및 제1시각 정보 발생부(116)를 포함한다. The portable device 300-2 illustrated in FIG. 8 includes a
제1시각 정보 발생부(116)는 휴대형 장치(300-2)의 현재 시각 정보를 발생하는 것으로서 현재 시각에 상응하는 디지털 부호화된 타이밍 코드를 출력한다. 타이밍 코드는 주기적으로 예를 들어, 1초마다 발생하는 것이 바람직하다.The first
다중화부(114)는 암호화된 휴대형 장치의 고유코드값과 타이밍 코드를 시분할 다중화한다. 암호화된 휴대형 장치의 고유코드값과 타이밍 코드를 구분하기 위하여 타이밍 코드에 특정한 프리픽스(prefix)가 부가될 수 있다.The
상기의 도 7은 타이밍 코드를 가지는 초음파 신호를 이용하여 거리를 산출하는 것을 보인다.7 shows that the distance is calculated using an ultrasonic signal having a timing code.
휴대형 장치(300-2)에서 초음파 신호를 전송하는 송신 시각 및 자동차(200)에서 초음파를 수신한 수신 시각을 각각 T trans 및 T receive 라고 하고,The transmission time of transmitting the ultrasonic signal from the portable device 300-2 and the reception time of receiving the ultrasonic wave from the
T trans 와 T receive 와의 차이를 T diff 라고 하면, If the difference between T trans and T receive is called T diff ,
T diff = T trans - T receive 가 되고, T diff = T trans -T receive ,
초음파의 도달 거리 즉, 휴대형 장치(100-2)와 자동차(200)와의 거리 D는The arrival distance of the ultrasonic wave, that is, the distance D between the portable device 100-2 and the
D = 340m/sec × diff 이다. D = 340m/sec × diff .
여기서, 340m/sec는 초음파의 전달 속도이다.Here, 340m/sec is the transmission speed of ultrasonic waves.
즉, 휴대형 장치(100-2)에서 초음파 신호를 보낼 때 그때의 전송 시각을 함께 보내고, 자동차(200)에서는 이를 초음파 신호가 수신된 시각과 비교함으로써 휴대형 장치(100-2)와 자동차(200) 사이의 거리를 판단할 수 있다. 또한, 판단된 거리를 소정의 기준 거리와 비교함에 의해 자동차 도어의 개방 여부를 결정할 수 있다.That is, when the portable device 100-2 sends an ultrasonic signal, the transmission time at that time is sent together, and the
도 9는 휴대형 장치와 자동차에 설치된 원격 도어 개폐 장치 사이의 시간 동기화 방법을 보인다.9 shows a time synchronization method between a portable device and a remote door opening/closing device installed in a vehicle.
도 9를 참조하면, 휴대형 장치(100-2)에서 RF신호를 이용하여 휴대형 장치(100-2)의 시각 정보를 자동차(200)에 설치된 원격 도어 개폐 장치(300-2)로 전송한다. 원격 도어 개폐 장치(300-2)는 수신된 시각 정보에 동기된 시각 정보를 발생한다. 초음파 신호와는 다르게 RF신호는 신호 전달에 따른 지연이 거의 없기 때문에 휴대형 장치(100-2)와 원격 도어 개폐 장치(300-2)의 시각을 일치시킬 수 있다. Referring to FIG. 9, the portable device 100-2 transmits visual information of the portable device 100-2 to the remote door opening/closing device 300-2 installed in the
다른 방법으로 이러한 시간 동기화 동작은 휴대형 장치(100-2)와 원격 도어 개폐 장치(300-2) 사이의 핸드 쉐이크 동작에 의해 이루어 질 수도 있다.Alternatively, this time synchronization operation may be performed by a handshake operation between the portable device 100-2 and the remote door opening/closing device 300-2.
이러한 시간 동기화 동작을 위하여 휴대형 장치(100-2)에 RF송신부(118)가 준비된다. 전송 버튼(112)이 눌려지면, RF송신부(118)는 제1시각정보 발생부(116)에서 제공되는 시각 정보를 RF신호로서 송신한다.For this time synchronization operation, the
RF송신부(118)에서 송신되는 시각 정보에 맞추어 원격 도어 개폐 장치(300-2)의 시각이 동기화된다. RF 송신부(118)의 송신 동작은 전송 버튼(112)이 눌려질 때 핸드쉐이크 동작 동안만 전송될 수도 있고, 핸드쉐이크 동작 동안 뿐만 아니라 그 후에도 주기적으로 예를 들어, 1초에 한 번씩 전송될 수도 있다.The time of the remote door opening/closing apparatus 300-2 is synchronized with the time information transmitted from the
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 자동차 원격 제어 장치에 적용된 원격 도어 개폐 장치의 구성을 보인다.10 shows a configuration of a remote door opening and closing device applied to a vehicle remote control device according to a second embodiment of the present invention.
도 10에 있어서, 도 6에 도시와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가하고 그것의 상세한 설명을 생략하기로 한다.In FIG. 10, the same reference numerals are added to the same components as those shown in FIG. 6, and detailed descriptions thereof will be omitted.
도 10을 참조하면, 제1복조부(304)의 동작은 도 8의 변조부(106)의 동작에 대응한다. 제1복조부(304)는 도 8의 변조부(106)에 의해 변조되기 전의 디지털값 즉, 암호화된 휴대형 장치의 고유코드값 및 타이밍 코드를 복조한다.Referring to FIG. 10, the operation of the
제1역다중화부(320)는 암호화된 휴대형 장치의 고유코드 및 타이밍 코드를 역다중화한다. 암호화된 휴대형 장치의 고유코드값은 복호화부(306)에 제공되는 한편 타이밍 코드는 도달거리 산출부(326)에 제공된다.The
도달거리 산출부(326)는 타이밍 코드에 의해 파악되는 휴대형 장치(100-2)의 송신 시각과 자동차(200)에서의 수신 시각을 참조하여 초음파 신호의 도달 거리 즉, 휴대형 장치(100-2)로부터 자동차(200)까지의 거리를 산출한다. 산출된 도달거리가 기설정된 기준거리보다 멀면 자동차 도어를 해제하지 않는다. 제2시각 정보 발생부(324)는 휴대형 장치(100-2)에 동기화된 시각 정보를 얻기 위한 것이다.The reach
제2시각 정보 발생부(324)는 RF수신부(322)에 의해 수신된 시각 정보를 참조하여 휴대형 장치(100-2)에 동기화된 시각 정보를 발생하고, 이를 도달거리 산출부(326)에 제공한다. The second time
잠금장치 해제 신호 발생부(318)는 인증부(312)에 인증이 된 후 도달거리 산출부(326)에서 소정 거리 이내에 들어온 것으로 판정되는 지를 감시하고, 소정 시간내에 소정 거리 이내에 들어온 것으로 판정되지 않을 경우 인증을 취소할 수 있다.After being authenticated by the
이 경우, 인증 표시부(314)를 비활성화시켜서 인증이 취소되었음을 표시하도록 한다.In this case, the
인증이 취소되면, 휴대형 장치(100-2)의 소지자는 전송 버튼(112)을 다시 누름에 의해 인증 동작을 재개할 수 있다.When the authentication is canceled, the holder of the portable device 100-2 may resume the authentication operation by pressing the
메모리(310)는 자동차의 고유코드값, 자동차(200)의 공유키, 환경 변수를 저장하며, 이들은 복호화부(306) 및 인증부(312)에 제공된다.The
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 자동차 원격 제어 장치에 적용된 원격 도어 개폐 장치의 다른 구성을 보인다.11 shows another configuration of a remote door opening/closing apparatus applied to a vehicle remote control apparatus according to a second embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 원격 도어 개폐 장치(300-21)는 제2초음파 수신부(328)를 더 구비한다. 제2초음파 수신부(328)는 지면으로 전달되는 초음파 신호를 수신하는 것이다.Referring to FIG. 11, the remote door opening/closing apparatus 300-21 further includes a second
원격 도어 개폐 장치(300-2)는 공중으로 전달되는 타이밍 코드와 지연으로 전달되는 타이밍 코드를 각각 추출하고, 이들 사이의 지연량을 비교함에 의해 휴대형 장치(100-2)와 자동차(200) 사이의 거리를 판단한다.The remote door opening/closing device 300-2 extracts a timing code transmitted to the air and a timing code transmitted as a delay, and compares the amount of delay between the portable device 100-2 and the
도 12는 도 11에 도시된 장치에 있어서 거리 측정의 원리를 도식적으로 보이기 위한 것이다.12 is for schematically showing the principle of distance measurement in the apparatus shown in FIG. 11.
도 12를 참조하면, 휴대형 장치(100-2)에서 송신된 초음파는 두 가지 경로 즉, 공중을 통한 경로(a)와 지면을 통한 경로(b)를 통하여 자동차(200)로 전송된다.Referring to FIG. 12, ultrasonic waves transmitted from the portable device 100-2 are transmitted to the
이때, 두 경로(a, b)를 통하여 전송되는 초음파 신호의 전송 속도는 서로 다르다. 왜냐하면, 초음파는 매질에 따라서 전송 속도가 달라지는 특성을 가지고 있기 때문이다.At this time, the transmission speeds of the ultrasonic signals transmitted through the two paths a and b are different from each other. This is because ultrasonic waves have a characteristic that the transmission speed varies depending on the medium.
휴대형 장치(100-2)와 자동차(200) 사이의 거리(d)는 다음과 같이 계산된다. 여기서, a경로와 b경로는 실질적으로 거의 일치하므로 a경로의 거리=b경로의 거리 =d로 둘 수 있다.The distance d between the portable device 100-2 and the
t1 = d / v1, t2 = d / v2t1 = d / v1, t2 = d / v2
a 경로를 통하여 전달되는 시간을 t2라 하고 b경로를 통하여 전달되는 시간을 t1이라고 한다면, v2은 이미 알고 있는 값(340m/sec) 이다. 이 방법에서는 두 경로를 통하여 동일하거나, 반드시 상관관계가 성립되는 값들을 전송하므로, 두 값이 동시에 발신된 값이라는 것을 수신 측에서 알 수 있고, 고체를 통한 음파의 전송 속도는 일반 공기 중보다 평균 10배 정도 빠르므로 If the time transmitted through the path a is t2 and the time transmitted through the path b is t1, then v2 is a known value (340m/sec). In this method, the same or necessarily correlated values are transmitted through two paths, so the receiver can know that the two values are transmitted simultaneously, and the transmission speed of sound waves through the solid is averaged compared to that in the
(t2-t1) * 340 / 0.9 ---(식1) (t2-t1) * 340 / 0.9 ---(Equation 1)
의 식으로 거리의 근사치를 측정할 수 있다. We can approximate the distance by using
제2초음파 수신부(328)는 b경로를 통하여 전달되는 초음파 신호를 수신하고, 제2복조부(330) 및 제2역다중화부(332)를 통하여 타이밍 코드를 복조한다. 복조된 타이밍 코드는 도달거리 산출부(326)에 제공된다.The second
도달 거리 산출부(326)는 제1역다중화부(320)에서 제공되는 타이밍 코드에 의해 파악되는 수신 시간(R2)과 제2역다중화부(332)에서 제공되는 타이밍 코드에 의해 파악되는 수신 시간(R1)을 비교함에 의해 휴대형 장치(100-2)와 원격 도어 개폐 장치(300-21)사이의 거리를 판단할 수 있다.The arrival
구체적으로, 제1역다중화부(320) 및 제2역다중화부(332) 각각에 의해 T trans 의 송신 시각을 가지는 타이밍 코드를 수신한 시각을 각각 R 2 및 R 1 이라 할 때, Specifically, when a timing code having a transmission time of T trans is received by each of the
RR 22 = T = T transtrans + t + t 22
RR 1One = T = T transtrans + t + t 1One
이고,ego,
R 2 , R 1 , T trans 는 이미 알고 있는 값이므로, t 2 와 t 1 을 구할 수 있다. Since R 2 , R 1 , and T trans are known values, t 2 and t 1 can be obtained.
이렇게 얻어진 t 2 와 t 1 을 이용하여 식1에 의해 휴대형 장치(100-2)와 자동차(200) 사이의 거리를 산출하게 된다.The distance between the portable device 100-2 and the
도 13은 본 발명에 따른 자동차 원격 제어 장치에 있어서 초음파 송신부와 제1초음파 수신부의 구성을 보인다.13 shows the configuration of an ultrasonic transmitter and a first ultrasonic receiver in the vehicle remote control apparatus according to the present invention.
주지하는 바와 같이 초음파 신호는 지향성을 특징으로 한다. 이러한 지향성은 송신/수신 방향에 대하여 약 20~60°정도인 것으로 알려지고 있다.As is well known, ultrasonic signals are characterized by directivity. This directivity is known to be about 20 to 60° with respect to the transmission/reception direction.
원활한 원격 제어를 위하여 초음파 송신부(108) 및 제1초음파 수신부(302)는 360°전방향의 송신 특성 및 수신 특성을 가지는 것이 요청된다.For smooth remote control, the
이를 위하여, 통상의 초음파 발신기를 복수 개 원형으로 배치하거나(초음파 송신부의 경우) 통상의 초음파 수신기를 복수 개 원형으로 배치하는(초음파 수신부의 경우) 것이 고려될 수 있다.To this end, it may be considered that a plurality of conventional ultrasonic transmitters are arranged in a circle (in the case of an ultrasonic transmitter) or a plurality of conventional ultrasonic receivers are arranged in a circle (in the case of an ultrasonic receiver).
이와 같이 구성해도 좋지만, 이 경우 설치 면적이 커지고, 구성이 복잡해지는 측면이 없지 않을 수 없다.Although it may be configured in this way, in this case, the installation area is increased and the configuration is complicated.
도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 자동차 원격 제어 장치(1000, 2000)는 전방향 송신 특성을 가지는 초음파 송신부 및 전방향 수신 특성을 가지는 초음파 수신기 및 초음파 발신기를 사용한다.Referring to FIG. 13, the vehicle
도 13의 왼쪽 그림(a)은 초음파 송신부(108)의 구성을 보이고 오른쪽 그림 (b)은 초음파 수신부(302)의 구성을 보인다.The left figure (a) of FIG. 13 shows the configuration of the
도 13의 왼쪽 그림(a)을 참조하면, 초음파 송신부(108)는 초음파 발생모듈(10) 및 반사체(20)를 포함한다. 초음파 발생모듈(10)은 초음파 신호를 발생하여 방사면(15)을 통해 방사시킨다. 초음파 신호는 직진성을 가지므로, 방사면(15)에 수직방향으로 방사된다. 초음파 발생모듈(10)은 초음파 신호를 발생시키는 일반적인 초음파 센서일 수 있다. 반사체(20)는 방사면(15)을 향하여 꼭짓점이 위치한 원뿔형태로 형성된다. 반사체(20)는 방사면(15)과 미리 설정된 예각을 이루는 원뿔옆면(25)을 이용하여 초음파 신호를 반사시킨다. 방사면(15)에 수직으로 방사되는 초음파 신호는 반사체(20)의 원뿔옆면(25)에서 반사된다. 초음파 신호는 방사면(15)에 평행하게 전방향으로 방사될 수 있다.Referring to the left figure (a) of FIG. 13, the
도 13의 오른쪽 그림(b)을 참조하면, 제1초음파 수신부(302)는 반사체(20) 및 초음파 수집모듈(30)을 포함한다. 제1초음파 수신부(302)는 도 13의 왼쪽 그림(a)에 도시된 초음파 송신기의 역순으로 초음파 신호를 수신할 수 있다. Referring to the right picture (b) of FIG. 13, the first ultrasonic
반사체(20)는 수신면(35)에 평행한 전방향으로부터 초음파 신호를 전달받아 초음파 수집모듈(30)의 수집면(35)으로 반사시킨다. 반사체(20)는 수집면(35)을 향하여 꼭짓점이 위치한 원뿔형태로 형성된다. 반사체(20)는 수집면(35)과 미리 설정된 예각을 이루는 원뿔옆면(25)을 이용하여 초음파 신호를 반사시킨다. 반사체(20)는 전방향으로부터 전달되는 초음파 신호를 원뿔옆면(25)에서 반사시켜 초음파 수집모듈(30)로 전달할 수 있다.The
초음파 수집모듈(30)은 반사체(20)가 반사한 초음파 신호를 전달받는다. 초음파 수집모듈(30)은 수집면(35)에 수직인 초음파 신호를 전달받을 수 있다. 초음파 수집모듈(30)은 초음파 신호를 수신하는 일반적인 초음파 센서가 적용될 수 있다.The
도 14는 제1초음파 수신부의 다른 예를 보인다.14 shows another example of the first ultrasonic receiver.
도 14를 참조하면, 제2초음파 수신부(302')는 정삼각형으로 배치된 3개의 초음파 수신기(302'a, 302'b, 302'c)를 포함할 수 있다. 3개의 초음파 수신기(302'a, 302'b, 302'c)의 출력은 병렬로 연결된다.Referring to FIG. 14, the second ultrasonic receiver 302' may include three ultrasonic receivers 302'a, 302'b, and 302'c arranged in an equilateral triangle. The outputs of the three ultrasonic receivers 302'a, 302'b, 302'c are connected in parallel.
도 14에 도시된 초음파 수신부(302')는 3개의 초음파 수신기(302'a, 302'b, 302'c)가 정삼각형으로 배치되어 있기 때문에 360°어느 방향에서 초음파 신호가 수신되더라도 동일한 출력을 유지할 수 있다.The ultrasonic receiver 302' shown in FIG. 14 maintains the same output even if an ultrasonic signal is received from any direction 360° because three ultrasonic receivers 302'a, 302'b, 302'c are arranged in an equilateral triangle. I can.
도 15는 초음파 송신부 및 제2초음파 수신부의 구성 상태를 보인다.15 shows the configuration of an ultrasonic transmitter and a second ultrasonic receiver.
도 15를 참조하면, 휴대형 장치(100-1)의 초음파 송신부(108)에서 발생된 초음파 신호는 원격 도어 개폐 장치(200-21)에 설치된 제2초음파 수신부(328)에 의해 수신된다.Referring to FIG. 15, the ultrasonic signal generated by the
원격 도어 개폐 장치(300-21)의 제2초음파 수신부(328)는 지면 및 자동차(200)의 차체를 통하여 전파되는 초음파 신호를 수신한다. 이를 위하여 제2초음파 수신부(328)는 공기 중으로 전파되는 초음파 신호를 차단하고 지면 및 자동차(200)를 구성하는 고체 물품을 통하여 전파되는 초음파 신호만을 수신하도록 자동차(200)를 구성하는 고체 물품의 표면에 밀착되어 설치되거나 고체 물품의 표면에 설치홈을 내어 매립되어 설치되는 것이 바람직하다. The second ultrasonic
도 16은 제1초음파 수신부의 설치 위치를 보이는 것이다.16 shows the installation position of the first ultrasonic receiver.
도 16에 도시된 바와 같이, 제1초음파 수신부(302)는 차량 바퀴 근처, 차량 전면 유리 아래, 차량 앞문 사이의 공간, 차량 뒤쪽의 샤크 안태나 내부 등에 장착 가능하다.As shown in FIG. 16, the first
또한 본 발명의 핵심은 음파의 속도로 인한 도달 시간의 차이를 이용하는 것이므로 인간이 들을 수 없는 초음파의 영역의 주파수 대역에서만 동작하는 것에 한정하지 않는다. 본 발명에서 기술한 물리적인 통신 구현은 초음파에 맞추어져 있으나, 이미 가청 주파수대역에서 데이터를 통신하는 기술은 상용화된 제품이 나와 있기 때문에, 발명의 기술 내용 중 반송파를 사용한 방법처럼 본 발명을 사용하여 다양한 주파수의 음파 영역에서 통신하는 것은 기술적으로 구현이 가능하다.In addition, since the core of the present invention is to use the difference in arrival time due to the speed of sound waves, it is not limited to operating only in a frequency band of a region of ultrasonic waves that humans cannot hear. Although the physical communication implementation described in the present invention is tailored to ultrasonic waves, the technology for communicating data in the audible frequency band has already been commercialized, so the present invention can be used as a method using a carrier wave among the technical contents of the present invention. Communication in the sound wave domain of various frequencies is technically feasible.
10... 인증서버
1000,2000...자동차 원격 제어 장치
100-1, 100-2...휴대형 장치 200...자동차
300-1, 300-2, 300-21...원격 도어 개폐 장치
102...암호화부 104...암호화 키제너레이터
106...변조부 108...초음파 송신부
110...메모리 112...전송버튼
114...다중화부 116...제1시각정보 발생부
118...RF송신부
302...제1초음파 수신부 304...제1복조부
306...복호화부 308...복호화 키제너레이터
310...메모리 312...인증부
314..인증표시부 316...초음파 센서
318...잠금장치 해제신호 발생부 320...제1역다중화부
322...RF수신부 324...제2시각정보 발생부
326...도달거리 산출부 328...제2초음파 수신부
330...제2복조부 332...제2역다중화부10... authentication server
1000,2000... car remote control unit
100-1, 100-2...
300-1, 300-2, 300-21... remote door opener
102...
106...modulator 108...ultrasonic transmitter
110...
114...multiplexing
118...RF transmitter
302...first
306...
310...
314..
318...lock device
322...
326...Reach
330...
Claims (29)
상기 휴대형 장치는 상기 휴대형 장치의 고유코드값을 공유키 및 환경 변수를 변수로 하는 암호화 함수에 의해 생성하는 암호화키에 의해 암호화된 고유코드값 및 휴대형 장치의 송신 시각을 나타내는 타이밍 코드를 가지는 초음파 신호를 송신하고,
상기 원격 도어 개폐 장치는 상기 휴대형 장치에서와 동일한 상기 공유키 및 상기 환경 변수를 변수로 하는 함수로 구현되는 복호화키에 의해 수신된 초음파 신호로부터 고유코드값을 추출하여 자동차에 저장된 고유코드값과 비교하여 인증을 수행하고, 타이밍 코드에 근거하여 휴대형 장치의 송신 시각과 자동차의 수신 시각을 비교하여 상기 휴대형 장치와 상기 자동차 사이의 거리가 소정 거리 이내이면 상기 자동차의 도어를 개방하되,
상기 암호화키와 상기 복호화키는 같은 값으로 생성되고,
관계식 Key_enc = f(Key_share, env_args)
(여기서, Key_share는 공유키, env_args는 환경 변수, f(Key_share, env_args)는 공유키와 외부 환경 변수를 변수로 가지는 함수)를 만족하며,
상기 원격 도어 개폐 장치는
상기 휴대형 장치에서 발생된 초음파 신호를 수신하는 제1초음파 수신부;
상기 제1초음파 수신부를 통하여 수신된 초음파 신호로부터 반송파를 제거하여 암호화된 고유코드값 및 타이밍 코드를 복조하는 제1복조부;
상기 제1복조부의 출력으로부터 고유코드값을 복호하는 복호화부;
상기 복호화부에 의해 복호된 고유코드값을 상기 원격 도어 개폐 장치에 저장된 고유코드값과 비교하여 정당한 소유자인 지를 인증하는 인증부;
상기 자동차의 시각을 발생하는 제2시각정보 발생부;
상기 복호화부에 의해 복호된 타이밍 코드에 의해 파악되는 휴대형 장치의 송신 시각과 상기 제2시각정보 발생부에 의해 발생된 자동차의 수신 시각을 비교하여 상기 휴대형 장치와 상기 자동차 사이의 거리를 판단하는 도달거리 산출부; 및
상기 인증부에 의해 인증되고 상기 도달거리 산출부에 의해 상기 휴대형 장치가 상기 자동차로부터 소정 거리 이내에 있는 것으로 판단될 경우 잠금 장치 해제 신호를 발생하는 잠금 장치 해제 신호 발생부;를 포함하며,
상기 원격 도어 개폐 장치는
지면을 통하여 전송되는 초음파 신호를 수신하는 제2초음파 수신부; 및
상기 제2초음파 수신부를 통하여 수신된 초음파 신호로부터 반송파를 제거하여 타이밍 코드를 복조하는 제2복조부;를 더 포함하고,
상기 도달 거리 산출부는 상기 제1복조부를 통하여 획득된 타이밍 코드 및 상기 제2복조부를 통하여 획득된 타이밍 코드 각각에 근거하여 상기 휴대형 장치로부터 공중으로 통하여 상기 원격 도어 개폐 장치에 이르는 경로(a경로) 및 상기 휴대형 장치로부터 지면을 통하여 상기 원격 도어 개폐 장치에 이르는 경로(b경로) 각각에서의 지연 시간(t2, t1)을 얻고, 얻어진 지연 시간(t2, t1)에 근거하여 상기 휴대형 장치와 상기 자동차 사이의 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 자동차 원격 제어 장치.
A portable device; In the vehicle remote control device having a remote door opening and closing device installed in the vehicle to open the vehicle door according to a signal transmitted from the portable device,
The portable device is an ultrasonic signal having a unique code value encrypted by an encryption key generated by an encryption function using a shared key and an environment variable as a variable of the unique code value of the portable device and a timing code indicating the transmission time of the portable device. And send
The remote door opening/closing device extracts a unique code value from an ultrasonic signal received by a decryption key implemented as a function using the shared key and the environment variable as a variable as in the portable device and compares it with the unique code value stored in the vehicle. By performing authentication, comparing the transmission time of the portable device and the reception time of the vehicle based on the timing code, and opening the door of the vehicle when the distance between the portable device and the vehicle is within a predetermined distance,
The encryption key and the decryption key are generated with the same value,
Relation Key_enc = f(Key_share, env_args)
(Here, Key_share is a shared key, env_args is an environment variable, and f (Key_share, env_args) is a function that has a shared key and an external environment variable as variables),
The remote door opening and closing device
A first ultrasonic wave receiver for receiving an ultrasonic signal generated by the portable device;
A first demodulator configured to demodulate an encrypted unique code value and a timing code by removing a carrier wave from the ultrasonic signal received through the first ultrasonic wave receiving unit;
A decoding unit that decodes the unique code value from the output of the first demodulation unit;
An authentication unit that compares the unique code value decoded by the decryption unit with the unique code value stored in the remote door opening/closing device to verify whether the owner is a legitimate owner;
A second time information generator for generating the time of the vehicle;
The arrival of determining the distance between the portable device and the vehicle by comparing the transmission time of the portable device identified by the timing code decoded by the decoding unit with the reception time of the vehicle generated by the second time information generator Distance calculation unit; And
And a locking device release signal generator that is authenticated by the authentication unit and generates a lock device release signal when it is determined that the portable device is within a predetermined distance from the vehicle by the reach distance calculation unit, and
The remote door opening and closing device
A second ultrasonic receiver for receiving an ultrasonic signal transmitted through the ground; And
A second demodulator for demodulating a timing code by removing a carrier wave from the ultrasonic signal received through the second ultrasonic receiver; further comprising,
The reach distance calculation unit is based on the timing code obtained through the first demodulation unit and the timing code obtained through the second demodulation unit, the path from the portable device to the remote door opening and closing device through the air (a path) and Delay times (t2, t1) in each of the paths (path b) from the portable device to the remote door opening and closing device through the ground are obtained, and between the portable device and the vehicle based on the obtained delay times (t2, t1). Vehicle remote control device, characterized in that calculating the distance of.
암호화키에 의해 고유코드값을 암호화하여 암호화된 고유코드값을 발생하는 암호화부;
공유키 및 환경 변수를 변수로 하는 암호화 함수에 의해 암호화키를 생성하여 상기 암호화부에 제공하는 암호화 키제너레이터;
상기 휴대형 장치의 시각을 나타내는 타이밍 코드를 발생하는 제1시각정보 발생부;
암호화된 고유코드값과 타이밍 코드를 시간 다중화하는 다중화부;
상기 다중화부에 의해 다중화된 암호화된 고유코드값과 타이밍 코드를 초음파 펄스에 의해 변조하는 변조부; 및
상기 변조부의 변조 결과를 초음파 신호로 변환하여 전송하는 초음파 송신부; 및
고유코드값, 공유키, 환경 변수를 저장하고 상기 암호화부 및 상기 암호화 키제너레이터에 제공하는 메모리;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 원격 제어 장치.
The method of claim 10, wherein the portable device
An encryption unit for generating an encrypted unique code value by encrypting the unique code value by the encryption key;
An encryption key generator that generates an encryption key by an encryption function using a shared key and an environment variable as variables and provides the encryption key to the encryption unit;
A first time information generator for generating a timing code indicating a time of the portable device;
A multiplexer for time multiplexing the encrypted unique code value and the timing code;
A modulator that modulates the encrypted unique code value and timing code multiplexed by the multiplexing unit by using ultrasonic pulses; And
An ultrasonic transmitter converting the modulation result of the modulator into an ultrasonic signal and transmitting it; And
A memory storing a unique code value, a shared key, and an environment variable, and providing the encryption unit and the encryption key generator;
Vehicle remote control device comprising a.
상기 제1시각 정보 발생부에서 발생된 시각 정보를 RF신호로서 전송하는 RF송신부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 원격 제어 장치.
The method of claim 11, wherein the portable device
An RF transmitter for transmitting the time information generated by the first time information generator as an RF signal;
Vehicle remote control device, characterized in that it further comprises.
The vehicle remote control apparatus according to claim 11, further comprising an authentication display unit for indicating that authentication by the authentication unit is successful.
상기 휴대형 장치의 RF송신부에서 송신되는 시각 정보를 수신하는 RF수신부를 더 포함하고,
상기 제2시각 정보 발생부는 상기 RF수신부에 의해 수신된 시각 정보에 동기화된 시각 정보를 발생하는 것을 특징으로 하는 자동차 원격 제어 장치.
The method of claim 11, wherein the remote door opening and closing device
Further comprising an RF receiver for receiving time information transmitted from the RF transmitter of the portable device,
The second time information generator generates time information synchronized with the time information received by the RF receiver.
휴대형 장치에서 발생된 초음파 신호를 수신하는 제1초음파 수신부;
상기 제1초음파 수신부를 통하여 수신된 초음파 신호로부터 반송파를 제거하여 암호화된 고유코드값 및 타이밍 코드를 복조하는 제1복조부;
상기 제1복조부의 출력으로부터 고유코드값을 복호하는 복호화부;
상기 복호화부에 의해 복호된 고유코드값을 상기 원격 도어 개폐 장치에 저장된 고유코드값과 비교하여 정당한 소유자인 지를 인증하는 인증부;
상기 자동차의 시각을 발생하는 제2시각정보 발생부;
상기 복호화부에 의해 복호된 타이밍 코드에 의해 파악되는 휴대형 장치의 송신 시각과 상기 제2시각정보 발생부에 의해 발생된 자동차의 수신 시각을 비교하여 상기 휴대형 장치와 상기 자동차 사이의 거리를 판단하는 도달거리 산출부; 및
상기 인증부에 의해 인증되고 상기 도달거리 산출부에 의해 상기 휴대형 장치가 상기 자동차로부터 소정 거리 이내에 있는 것으로 판단될 경우 잠금 장치 해제 신호를 발생하는 잠금 장치 해제 신호 발생부;를 포함하되,
상기 제1 복조부는, 상기 휴대형 장치의 암호화키와 동일한 값으로 복호화키를 생성하며, 관계식
Key_enc = f(Key_share, env_args)
(여기서, Key_share는 공유키, env_args는 환경 변수, f(Key_share, env_args)는 공유키와 외부 환경 변수를 변수로 가지는 함수)를 만족하는 복호화키를 생성하고,
상기 복호화부는,
상기 고유코드값을 상기 생성한 복호화키에 의해 복호화하여 복호화된 고유코드값을 출력하되,
상기 원격 도어 개폐 장치는
지면을 통하여 전송되는 초음파 신호를 수신하는 제2초음파 수신부; 및
상기 제2초음파 수신부를 통하여 수신된 초음파 신호로부터 반송파를 제거하여 타이밍 코드를 복조하는 제2복조부;를 더 포함하고,
상기 도달 거리 산출부는 상기 제1복조부를 통하여 획득된 타이밍 코드 및 상기 제2복조부를 통하여 획득된 타이밍 코드 각각에 근거하여 상기 휴대형 장치로부터 공중으로 통하여 상기 원격 도어 개폐 장치에 이르는 경로(a경로) 및 상기 휴대형 장치로부터 지면을 통하여 상기 원격 도어 개폐 장치에 이르는 경로(b경로) 각각에서의 지연 시간(t2, t1)을 얻고, 얻어진 지연 시간(t2, t1)에 근거하여 상기 휴대형 장치와 상기 자동차 사이의 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 원격 도어 개폐 장치.
In the remote door opening and closing device applied to the vehicle remote control device,
A first ultrasonic wave receiver for receiving an ultrasonic signal generated by the portable device;
A first demodulator configured to demodulate an encrypted unique code value and a timing code by removing a carrier wave from the ultrasonic signal received through the first ultrasonic wave receiving unit;
A decoding unit that decodes the unique code value from the output of the first demodulation unit;
An authentication unit that compares the unique code value decoded by the decryption unit with the unique code value stored in the remote door opening/closing device to verify whether the owner is a legitimate owner;
A second time information generator for generating the time of the vehicle;
The arrival of determining the distance between the portable device and the vehicle by comparing the transmission time of the portable device identified by the timing code decoded by the decoding unit with the reception time of the vehicle generated by the second time information generator Distance calculation unit; And
A locking device release signal generator that is authenticated by the authentication unit and generates a lock device release signal when it is determined that the portable device is within a predetermined distance from the vehicle by the reach distance calculation unit,
The first demodulator generates a decryption key with the same value as the encryption key of the portable device, and
Key_enc = f(Key_share, env_args)
(Here, Key_share is a shared key, env_args is an environment variable, and f (Key_share, env_args) is a function having a shared key and an external environment variable as variables) Create a decryption key that satisfies,
The decryption unit,
The unique code value is decoded by the generated decryption key and the decoded unique code value is output,
The remote door opening and closing device
A second ultrasonic receiver for receiving an ultrasonic signal transmitted through the ground; And
A second demodulator for demodulating a timing code by removing a carrier wave from the ultrasonic signal received through the second ultrasonic receiver; further comprising,
The reach distance calculation unit is based on the timing code obtained through the first demodulation unit and the timing code obtained through the second demodulation unit, the path from the portable device to the remote door opening and closing device through the air (a path) and Delay times (t2, t1) in each of the paths (path b) from the portable device to the remote door opening and closing device through the ground are obtained, and between the portable device and the vehicle based on the obtained delay times (t2, t1). Remote door opening and closing device, characterized in that calculating the distance of.
The remote door opening/closing apparatus according to claim 25, further comprising an authentication display unit indicating that authentication by the authentication unit is successful.
상기 휴대형 장치의 RF송신부에서 송신되는 시각 정보를 수신하는
RF수신부를 더 포함하고,
상기 제2시각 정보 발생부는 상기 RF수신부에 의해 수신된 시각 정보에 동기화된 시각 정보를 발생하는 것을 특징으로 하는 원격 도어 개폐 장치.The method of claim 25,
Receiving the time information transmitted from the RF transmitter of the portable device
Further comprising an RF receiver,
The remote door opening and closing device, wherein the second time information generator generates time information synchronized with the time information received by the RF receiver.
Priority Applications (2)
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| KR20200119069A (en) | 2020-10-19 |
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