TWI572219B - Wireless control device with safety encryption protection - Google Patents

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具有安全加密防護的無線控制裝置
本發明是有關於一種控制裝置,特別是指一種具有安全加密防護的無線控制裝置。
目前的家電通常搭配有專屬的遙控器以增加使用者在操控家電時的便利性,而這類遙控器大致上是採用紅外線或是射頻信號的方式來將控制信號傳送給家電。其中,紅外線的傳送方式受到較多環境因素的限制,例如障礙物、控制信號的發射角度…等,都會明顯地影響控制信號的傳送效果,而採用射頻的方式進行傳送則能獲得相對良好的效果。
然,無論是採用紅外線或是無線射頻的方式來傳送控制信號,對家電的有效控制範圍仍受到相當的局限。再者,每一個家電配有一個專屬的遙控器的做法,也將使得家中的遙控器數量隨著新增的家電而越來越多,不論是在收納上或是尋找上都增添了不少麻煩,欠缺使用上的簡潔性。
另,習知用於家電的遙控器並無特別的安全加密機制,以致於有安全上的疑慮,若是比照車用遙控器的高度安全加密方式,則又因為此類型的加密所採用的演算法複雜度較高,從而對晶片規格(例如位元數、記憶體容量、運算速度…等)的要求也會跟著變高,進而墊高了生產成本。
因此,本發明之目的,即在提供一種強化傳輸安全性的具有安全加密防護的無線控制裝置。
於是,本發明具有安全加密防護的無線控制裝置包含一操控端控制單元、一電器端控制單元及一電器單元。
該操控端控制單元接收一連線指令,且以一安全認證法加密該連線指令以輸出並傳送一安全連線指令,其中,該安全認證法包括有線等效加密(WEP)、Wi-Fi保護式存取(WPA),及第2代Wi-Fi保護式存取(WPA2)其中至少一者。需要注意的是,本文中所提及的第2代Wi-Fi保護式存取亦涵蓋其預共享密鑰模式(WPA2 PSK)。
該電器端控制單元無線地接收且辨識該安全連線指令,於辨識該安全連線指令為有效時與該操控端控制單元建立一連結且彼此呈一連線狀態。
該電器單元電連接且受控制於該電器端控制單元。
該操控端控制單元還於該連線狀態時接收一動作指令,且附加一循環冗餘檢查資料(CRC)於該動作指令以輸出並傳送一安全動作指令,其中,該循環冗餘檢查資料是對該動作指令的內容執行一布林運算而得到。
該電器端控制單元還無線地接收且檢核該安全動作指令,於檢核該安全動作指令為有效時解譯該安全動作指令以輸出一對應的解譯動作指令,該電器單元接收該解譯動作指令以執行對應的動作。
本發明之功效在於:藉由該操控端控制單元分別對該連線指令及該動作指令加密以輸出並傳送該安全連線指令及該安全動作指令,且該電器端控制單元分別於辨識及檢核該安全連線指令及該安全動作指令為有效時,與該操控端控制單元建立該連結並解譯該安全動作指令以輸出該解譯動作指令,進而控制該電器單元執行對應的動作,使得該電器單元得以在雙重加密的安全傳輸條件下受控制。另一方面,由於該安全連線指令的加密方式相容於目前相當普及的行動通訊裝置(例如智慧型手機、平板電腦…等)所配備的WiFi模組,因此能以上述的行動通訊裝置安裝對應的行動應用程式(APP)後取代專屬遙控器。而利用附加該循環冗餘檢查資料以產生該安全動作指令的做法,則能於傳輸安全性及加密複雜度間取得一平衡點。
在本發明被詳細描述之前,應當注意在以下的說明內容中,類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1,本發明具有安全加密防護的無線控制裝置之一第一實施例,包含一操控端控制單元1、一電器端控制單元2,及一電連接且受控制於該電器端控制單元2的電器單元3。
該操控端控制單元1包括一輸入模組11、一操控端無線傳輸模組12,及一顯示模組13。該操控端控制單元1接收一輸入自該輸入模組11的連線指令,且以一安全認證法加密該連線指令以輸出一安全連線指令,並以該操控端無線傳輸模組12無線地傳送該安全連線指令。其中,該安全認證法包括有線等效加密、Wi-Fi保護式存取,及第2代Wi-Fi保護式存取其中至少一者。
該電器端控制單元2包括一電器端無線傳輸模組21,及一具有一帳號資料庫221的處理模組22。該電器端控制單元2以該電器端無線傳輸模組21無線地接收該安全連線指令,該處理模組22以該帳號資料庫221所儲存的一帳號資料辨識該安全連線指令。該電器端控制單元2於該處理模組22辨識該安全連線指令為有效時與該操控端控制單元1建立一連結且彼此呈一連線狀態。於本第一實施例中,該帳號資料具有一服務設定識別碼(SSID)及一密碼供使用者進行設定並儲存於該帳號資料庫221中,透過分享該帳號資料給其他合法的使用者以分享該電器端控制單元2的控制權限,便於多使用者的使用情境且免除了專屬控制器的必要性。
該電器端控制單元2還接收一相關於該電器單元3的動作狀態的回應資料,且於該連結建立時無線地傳送該回應資料至該操控端控制單元1。該操控端控制單元1於接收該回應資料時相應地顯示該電器單元3的動作狀態於該顯示模組13,以方便操控端的使用者掌握該電器單元3於該連結剛建立時的動作狀態。
以下接著說明該操控端控制單元1及該電器端控制單元2於該連線狀態下的操作情形:
該操控端控制單元1接收一輸入自該輸入模組11的動作指令,且附加一循環冗餘檢查資料於該動作指令以輸出一安全動作指令,並以該操控端無線傳輸模組12無線地傳送該安全動作指令。其中,該循環冗餘檢查資料是對該動作指令的內容執行一布林運算而得到。
該電器端控制單元2以該電器端無線傳輸模組21無線地接收該安全動作指令,該處理模組22依據該安全動作指令中的循環冗餘檢查資料以檢核該安全動作指令,且於檢核該安全動作指令為有效時解譯該安全動作指令以輸出一對應的解譯動作指令,該電器單元3接收該解譯動作指令以執行對應的動作。
本第一實施例中用以運算得到該循環冗餘檢查資料的該布林運算如下式所示: CRC=not((D1 or D2) xor (D3 or D4) xor …(Dn-1 or Dn)) 其中,參數CRC為該循環冗餘檢查資料的資料值,參數D1~Dn分別為該動作指令內容中第1~第n位元組的資料值。以n=8、D1~D8分別為0x07、0x90、0x00、0x02、0x00、0x01、0x00、0x00為例,可以求得CRC=0x6B。值得一提的是,由於採用該布林運算所得到的循環冗餘檢查資料不會有溢位的問題產生,因此無須耗費額外的運算資源去處理溢位所可能導致的程式運作問題,從而即便是採用較低階的微處理器亦能順暢地運作。
該操控端控制單元1還於該連線狀態中的一時間點傳送一電器狀態更新指令,且該電器端控制單元2於接收該電器狀態更新指令時,接收一相關於該電器單元3於該時間點的動作狀態的更新回應資料,且無線地傳送該更新回應資料至該操控端控制單元1。該操控端控制單元1於接收該更新回應資料時相應地顯示該電器單元3的更新動作狀態於該顯示模組13。操控端的使用者可以透過傳送該電器狀態更新指令以隨時掌握該電器單元3的最新動態,特別是在多個使用者同時擁有對該電器端控制單元2的控制權限時,利用該電器狀態更新指令先行確認該電器單元3的最新動態後再決定是否下達某一動作指令、或是該下達哪一動作指令。
以一智慧型手機作為該操控端控制單元1的一實施態樣,進一步說明該電器狀態更新指令的運作:使用者經下載並安裝一對應的行動應用程式於該智慧型手機後,便能透過觸碰該行動應用程式顯示於觸控螢幕上的操作介面與該電器端控制單元2進行溝通。若使用者於該連結建立後的某一時間點想要下達某一動作指令進行控制,則於再度觸碰該行動應用程式的操作介面時,同時連動地傳送該電器狀態更新指令至該電器端控制單元2以取得該電器單元3的最新動態。或,該行動應用程式的操作介面設有一對應於該電器更新狀態指令的輸入選項,以方便使用者透過觸碰該輸入選項以傳送該電器更新狀態指令並取得該電器單元3的最新動態。需要注意的是,此處以智慧型手機為例,但該操控端控制單元1的實施態樣不依此為限。
參閱圖2,為本發明具有安全加密防護的無線控制裝置之一第二實施例,大致相同於該第一實施例,與該第一實施例的差異在於:該第二實施例還包含一中繼單元4,且該中繼單元4包括一信號範圍涵蓋該操控端控制單元1及該電器端控制單元2的無線區域網路分享器41。該無線區域網路分享器41接收該操控端控制單元1所傳送的該安全連線指令及該安全動作指令,且進一步無線地傳送該安全連線指令及該安全動作指令至該電器端控制單元2,以擴大該操控端控制單元1對該電器端控制單元2的有效控制範圍。
參閱圖3,為該第二實施例之一變化例,大致相同於該第二實施例,與該第二實施例的差異在於:該操控端控制單元1還包括一有線網路傳輸模組14,且該操控端控制單元1還能選擇以該操控端無線傳輸模組12及該有線網路傳輸模組14其中之一者發送該安全連線指令及該安全動作指令。該中繼單元4包括一電連接該有線網路傳輸模組14的有線網際網路42,及一電連接於該有線網際網路42且信號範圍涵蓋該電器端控制單元2的無線區域網路分享器41。
該操控端控制單元1透過該有線網際網路42以傳送該安全連線指令及該安全動作指令至該無線區域網路分享器41,再經由該無線區域網路分享器41將該安全連線指令及該安全動作指令傳送至該電器端控制單元2。此一變化例更進一步地擴大該操控端控制單元1對該電器端控制單元2的有效控制範圍。
參閱圖4,為該第二實施例之另一變化例,大致相同於該第二實施例,與該第二實施例的差異在於:該中繼單元4包括一信號範圍涵蓋該操控端控制單元1的無線網際網路43,及一電連接該無線網際網路43且信號範圍涵蓋該電器端控制單元2的無線區域網路分享器41。
該操控端控制單元1透過該無線網際網路43以傳送該安全連線指令及該安全動作指令至該無線區域網路分享器41,再經由該無線區域網路分享器41將該安全連線指令及該安全動作指令傳送至該電器端控制單元2。此另一變化例更進一步地提高該操控端控制單元1的連線便利性,特別適於智慧型手機或平板電腦這類普遍不配備有線網路連接埠、但卻能以3G/4G等行動通訊技術無線上網的行動通訊裝置。
經由以上的說明,上述實施例具有以下優點:
一、藉由該操控端控制單元1分別對該連線指令及該動作指令加密以輸出並傳送該安全連線指令及該安全動作指令,且該電器端控制單元2分別於辨識及檢核該安全連線指令及該安全動作指令為有效時,與該操控端控制單元1建立該連結並解譯該安全動作指令以輸出該解譯動作指令,進而控制該電器單元3執行對應的動作,使得該電器單元3得以在雙重加密的安全傳輸條件下受該操控端控制單元1的控制,從而能有效地杜絕非法使用者試圖對該電器單元3的控制。
二、藉由該操控端控制單元1用以得到該循環冗餘檢查資料的該布林運算不會產生溢位的問題,因此該操控端控制單元1及該電器端控制單元2其中任一者對於微處理器的規格要求皆能降低,從而能降低生產成本。
三、藉由該處理模組22具有該帳號資料庫221供儲存該用以辨識該安全連線指令的帳號資料,便於讓多個使用者皆能利用該帳號資料與該電器端控制單元2進行連線,進而下達動作指令以控制該電器單元3執行對應的動作,從而免除多個使用者共用一只專屬控制器的不便性。
四、藉由該電器端控制單元2於該連結建立時無線地傳送該回應資料至該操控端控制單元1,且該操控端控制單元1於接收該回應資料時相應地顯示該電器單元3的動作狀態於該顯示模組13,能便於使用者掌握該電器單元3於該連結剛建立時的動作狀態。
五、藉由該操控端控制單元1傳送該電器狀態更新指令以取得該電器端控制單元2接收自該電器單元3的更新回應資料,能便於使用者隨時掌握該電器單元3的最新動作狀態,特別適合於多個使用者同時擁有控制權限的使用情境。
六、藉由該中繼單元4接收該操控端控制單元1所傳送的該安全連線指令及該安全動作指令,且進一步無線地傳送該安全連線指令及該安全動作指令至該電器端控制單元2,從而能擴大該操控端控制單元1對該電器端控制單元2的有效控制範圍,且依據使用者所處的不同情境來搭配不同態樣的中繼單元4以獲得最佳的控制效果。
綜上所述,故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者,僅為本發明之實施例而已,當不能以此限定本發明實施之範圍,凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾,皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1‧‧‧操控端控制單元
11‧‧‧輸入模組
12‧‧‧操控端無線傳輸模組
13‧‧‧顯示模組
14‧‧‧有線網路傳輸模組
2‧‧‧電器端控制單元
21‧‧‧電器端無線傳輸模組
22‧‧‧處理模組
221‧‧‧帳號資料庫
3‧‧‧電器單元
4‧‧‧中繼單元
41‧‧‧無線區域網路分享器
42‧‧‧有線網際網路
43‧‧‧無線網際網路
本發明之其他的特徵及功效,將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現,其中: 圖1是一方塊示意圖,說明本發明具有安全加密防護的無線控制裝置之一第一實施例; 圖2是一方塊示意圖,說明本發明具有安全加密防護的無線控制裝置之一第二實施例; 圖3是一方塊示意圖,說明該第二實施例之一變化例;及 圖4是一方塊示意圖,說明該第二實施例之另一變化例。
1‧‧‧操控端控制單元
11‧‧‧輸入模組
12‧‧‧操控端無線傳輸模組
13‧‧‧顯示模組
2‧‧‧電器端控制單元
21‧‧‧電器端無線傳輸模組
22‧‧‧處理模組
221‧‧‧帳號資料庫
3‧‧‧電器單元

Claims (6)

  1. 一種具有安全加密防護的無線控制裝置,包含:複數操控端控制單元,分別接收一連線指令,且以一安全認證法加密該連線指令以輸出並傳送一安全連線指令,其中,該安全認證法包括有線等效加密、Wi-Fi保護式存取,及第2代Wi-Fi保護式存取其中至少一者;一電器端控制單元,無線地接收且辨識該安全連線指令,於辨識該安全連線指令為有效時與對應之該操控端控制單元建立一連結且彼此呈一連線狀態;及一電器單元,電連接且受控制於該電器端控制單元;對應之該操控端控制單元還於該連線狀態時接收一動作指令,且附加一循環冗餘檢查資料於該動作指令以輸出並傳送一安全動作指令,其中,該循環冗餘檢查資料是對該動作指令的內容執行一布林運算而得到;該電器端控制單元還無線地接收且檢核該安全動作指令,於檢核該安全動作指令為有效時解譯該安全動作指令以輸出一對應的解譯動作指令,該電器單元接收該解譯動作指令以執行對應的動作;其中,每一操控端控制單元包括一用以接收該連線指令及該動作指令的輸入模組,及一用以無線地傳送該安全連線指令及該安全動作指令的操控端無線傳輸模組,該電器端控制單元包括一用以無線地接收該安全連線指令及該安全動作指令的電器端無線傳輸模組,及一用以辨識該安全連線指令及檢核該安全動作指令的處理模組; 其中,該處理模組具有一帳號資料庫,儲存一用以辨識該安全連線指令的帳號資料,該帳號資料具有一服務設定識別碼及一密碼供使用者進行設定並儲存於該帳號資料庫中;其中,該電器端控制單元還接收一相關於該電器單元的動作狀態的回應資料,且於該連結建立時無線地傳送該回應資料至對應之該操控端控制單元;其中,對應之該操控端控制單元還於該連線狀態中的一時間點傳送一電器狀態更新指令,該電器端控制單元於接收該電器狀態更新指令時,接收一相關於該電器單元於該時間點的動作狀態的更新回應資料,且無線地傳送該更新回應資料至對應之該操控端控制單元。
  2. 如請求項1所述的具有安全加密防護的無線控制裝置,其中,每一操控端控制單元還包括一顯示模組,且對應之該操控端控制單元於接收該回應資料時相應地顯示該電器單元的動作狀態於該顯示模組。
  3. 如請求項1所述的具有安全加密防護的無線控制裝置,還包含一中繼單元,接收對應之該操控端控制單元所傳送的該安全連線指令及該安全動作指令,且進一步無線地傳送該安全連線指令及該安全動作指令至該電器端控制單元。
  4. 如請求項3所述的具有安全加密防護的無線控制裝置,其中,該中繼單元包括一信號範圍涵蓋對應之該操控端控制單元及該電器端控制單元的無線區域網路分享器。
  5. 如請求項3所述的具有安全加密防護的無線控制裝置,其中,該中繼單元包括一電連接對應之該操控端控制單元的有線網際網路,及一電連接該有線網際網路且信號範圍涵蓋該電器端控制單元的無線區域網路分享器。
  6. 如請求項3所述的具有安全加密防護的無線控制裝置,其中,該中繼單元包括一信號範圍涵蓋對應之該操控端控制單元的無線網際網路,及一電連接該無線網際網路且信號範圍涵蓋該電器端控制單元的無線區域網路分享器。
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