TWI577586B - 車輛防盜控制系統及車輛防盜控制方法 - Google Patents

車輛防盜控制系統及車輛防盜控制方法 Download PDF

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Description

車輛防盜控制系統及車輛防盜控制方法
本發明涉及一種車輛防盜系統及車輛防盜方法，尤其涉及一種可防止第三方中繼攻擊的車輛防盜系統及車輛防盜方法。
汽車智慧無鑰匙進入系統，簡稱PKES(PASSIVE KEYLESS ENTER SYSTEM)，是指車輛與智慧鑰匙之溝通可藉由車輛發出低頻訊號，而智慧鑰匙接收到低頻訊號後回傳高頻訊號，經由訊號內的認證機制來達成雙向溝通並啟動車輛的技術。
然，PKES易受到中繼攻擊。在正常的情況下，當車輛使用者關閉車輛外出辦事時，第三方可使用中繼信號欺騙車輛，使得車輛誤認為使用者已發出車輛啟動信號而執行車輛啟動，從而達到偷盜車輛的目的。
有鑒於此，有必要提供一種車輛防盜控制系統和車輛防盜控制方法，以防止車輛受到中繼攻擊而自動啟動。
本發明提供一種車輛防盜控制系統。該系統應用於車輛和智慧鑰匙上，該車輛包括第一處理單元、低頻發射單元、第一存儲單元和高頻接收單元，該低頻發射單元包括複數低頻發射天線，該第一存儲單元中存儲該複數低頻發射天線的天線識別碼，該複數低 頻發射天線的矩陣與時間的對應關係表，及該複數低頻發射天線對應的預設磁場強度分佈；該智慧鑰匙包括第二處理單元、低頻接收單元和高頻發射單元；該車輛防盜控制系統包括複數模組，該複數模組包括：天線矩陣分配模組，用於根據時間動態地分配一天線矩陣；天線切換模組，用於根據該天線矩陣依次切換為該對應的低頻發射天線的通道；低頻發射控制模組，用於根據利用該切換的通道控制該低頻發射單元發射預設頻率的且包含該低頻發射天線對應的天線識別碼的低頻信號，該智慧鑰匙在該車輛的預設距離範圍內時，該低頻接收單元接收該低頻信號；回饋模組，用於分析接收到的低頻信號的磁場強度和天線識別碼，並控制高頻發射單元發射包括該磁場強度和該天線識別碼的一高頻信號，該車輛的高頻接收單元接收該高頻信號；回饋分析模組，用於分析該高頻信號中所包含的磁場強度和天線識別碼，從該第一存儲單元讀取該天線識別碼對應的預設磁場強度分佈，且在判定該磁場強度沒有落入該預設磁場強度分佈時，不發出啟動車輛的控制信號；及車輛啟動控制模組，用於在沒有接收到該控制信號時不控制車輛啟動。
本發明還提供一種車輛防盜控制方法。該方法應用於車輛和智慧鑰匙上，該車輛包括低頻發射單元、第一存儲單元和高頻接收單元，該低頻發射單元包括複數低頻發射天線，該第一存儲單元中存儲該複數低頻發射天線的天線識別碼，該複數低頻發射天線的矩陣與時間的對應關係表，及該複數低頻發射天線對應的預設磁場強度分佈；該智慧鑰匙包括低頻接收單元和高頻發射單元；該車輛防盜控制方法包括步驟：根據時間動態地分配一天線矩陣；根據該天線矩陣依次切換為對應的低頻發射天線的通道；根據利 用該切換的通道控制該低頻發射單元發射預設頻率的且包含該低頻發射天線對應的天線識別碼的低頻信號，該智慧鑰匙在該車輛的預設距離範圍內時，該低頻接收單元接收該低頻信號；分析接收到的低頻信號的磁場強度和其中的天線識別碼，並控制高頻發射單元發射包括該磁場強度和該天線識別碼的一高頻信號，該車輛的高頻接收單元接收該高頻信號；分析該高頻信號中所包含的磁場強度和天線識別碼，從第一存儲單元讀取該天線識別碼對應的預設磁場強度分佈，且在判定該磁場強度沒有落入該預設磁場強度分佈時，不發出啟動車輛的控制信號；及車輛在沒有接收到該控制信號時不控制車輛啟動。
藉由時時刻刻變化智慧鑰匙所接收的低頻信號的磁場強度的方法，可以有效地避免第三方中繼偷盜車輛。
S1‧‧‧車輛防盜控制系統
10‧‧‧天線矩陣分配模組
12‧‧‧天線切換模組
14‧‧‧低頻發射控制模組
16‧‧‧回饋分析模組
18‧‧‧車輛啟動控制模組
20‧‧‧回饋模組
100‧‧‧車輛
110‧‧‧第一存儲單元
120‧‧‧第一處理單元
130‧‧‧低頻發射單元
140‧‧‧高頻接收單元
150‧‧‧時鐘單元
200‧‧‧智慧鑰匙
210‧‧‧第二存儲單元
220‧‧‧第二處理單元
230‧‧‧低頻接收單元
240‧‧‧高頻發射單元
圖1為本發明一實施方式中一種車輛防盜控制系統S1的功能模組圖。
圖2為本發明一實施方式中一種車輛防盜控制系統S1的運行環境之功能模組圖。
圖3為本發明一實施方式中一種車輛防盜控制方法的流程圖。
下面將結合附圖，對本發明作進一步的詳細說明。
請一併參考圖1和圖2，圖1為一種車輛防盜控制系統S1的功能模組圖，車輛防盜控制系統S1運行於如圖2所示的車輛100以及智慧鑰匙200上。
車輛100包括第一存儲單元110、第一處理單元120、低頻發射單元130、高頻接收單元140和時鐘單元150。
低頻發射單元130包括複數低頻發射天線，為便於描述，該複數低頻發射天線可被命名為“L1、L2、L3、L4，…，Ln”。該複數低頻發射天線被分別裝置於車輛100的複數位置上，如裝置於車輛100的駕駛座的左側、駕駛座的右側、駕駛座的前側、駕駛座的後側或駕駛座的其它位置。每一時刻，上述低頻發射天線中有一個天線能夠發射低頻信號，且該複數低頻發射天線所發出的低頻信號的磁場強度均隨著距其發射源的距離的增加而衰減，且在其距發射源的距離超出預設距離範圍後，其磁場強度衰減為零。
第一存儲單元110存儲每個低頻發射天線被裝置在車輛100上的位置、每個低頻發射天線的磁場強度分佈及每個低頻發射天線對應的天線識別碼。智慧鑰匙200距該低頻發射天線越遠，其所接收到的低頻信號的磁場強度越弱。因此，當低頻發射單元130利用上述低頻發射天線所發出的低頻信號被智慧鑰匙200接收後，可根據智慧鑰匙200所接收的低頻信號的磁場強度判斷智慧鑰匙200的位置，如果智慧鑰匙200接收到上述所有低頻發射天線的低頻信號的磁場強度皆滿足預設磁場強度分佈時，則可判定智慧鑰匙200位於駕駛座上，也就是說，攜帶智慧鑰匙200的用戶在駕駛座上。
第一存儲單元110還存儲複數低頻發射天線發射低頻信號的順序與時間的矩陣，如下午12：00時，天線發射低頻信號的順序為天線矩陣A，下午12：10時，天線發射低頻信號的順序為天線矩陣B。上述時間的週期可以是24小時，48小時，一星期，一個月等， 具體可根據需要設置。
智慧鑰匙200包括第二存儲單元210、第二處理單元220、低頻接收單元230和高頻發射單元240。
車輛防盜控制系統S1包括天線矩陣分配模組10、天線切換模組12、低頻發射控制模組14、回饋分析模組16、車輛啟動控制模組18和回饋模組20。其中，車輛防盜控制系統S1的各個模組為存儲在第一存儲單元110和/或第二存儲單元210中，並可被第一處理單元120和/或第二處理單元220執行的可程式化的模組。在本實施方式中，天線矩陣分配模組10、天線切換模組12、低頻發射控制模組14、回饋分析模組16和車輛啟動控制模組18存儲在第一存儲單元110中，並可被第一處理單元120執行，回饋模組20存儲在第二存儲單元210中，並可被第二處理單元220運行。具體如下：天線矩陣分配模組10用於根據時鐘單元150所記錄的時間動態地分配一天線矩陣，例如，當時間為下午12：00時，分配一天線矩陣A=[L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8…Ln]，當時間是下午12：10時，分配一天線矩陣B=[L1 L3 L5 L7 L2 L4 L6 L8…Ln]，也就是說，每時每刻，該天線矩陣都在隨著時間的變化而變化。
天線切換模組12用於根據天線矩陣分配模組10分配的天線矩陣依次切換為每個天線矩陣中每個天線對應的通道，如時間為下午12：00時，先切換為低頻發射天線L1的通道以使低頻發射單元130能夠藉由低頻發射天線L1發射低頻信號，間隔一預設時間，切換為低頻發射天線L2的通道以使低頻發射單元130能夠藉由低頻發射天線L2發射低頻信號，再間隔一預設時間，切換為低頻發射天線L3的通道，如此類推，直到切換為低頻發射天線Ln的通道以使 低頻發射單元130能夠藉由低頻發射天線Ln發射低頻信號。再如，時間為下午12：10時，先切換為低頻發射天線L1的通道以使低頻發射單元130藉由該低頻發射天線L1的通道發射低頻信號，間隔一預設時間，切換為低頻發射天線L2的信號，以使低頻發射單元130藉由該低頻發射天線L2的通道發射低頻信號，如此類推，直到切換為低頻發射天線Ln的通道以使低頻發射單元130能夠藉由低頻發射天線Ln發射低頻信號。上述間隔的預設時間可以是2S，4S等，具體可根據需要設置。
低頻發射控制模組14用於根據天線切換模組12所切換的低頻發射天線的通道控制低頻發射單元130發射預設頻率的且包含天線識別碼的低頻信號。可理解，該低頻信號中還包含通訊識別碼和時間資訊等。
智慧鑰匙200接收來自車輛100的複數低頻發射天線依次發出的低頻信號，分析該低頻信號的磁場強度及該低頻信號中包含的通訊識別碼、天線識別碼和時間資訊，並將該通訊識別碼，該低頻信號的磁場強度，該低頻發射天線的天線識別碼及該智慧鑰匙200的時間資訊一同以高頻信號的形式發送。可理解，智慧鑰匙200還根據該低頻信號中的時間資訊對該智慧鑰匙200的時間進行校準。車輛100依次接收智慧鑰匙200發出的高頻信號，並分析該高頻信號中所包含的通訊識別碼、磁場強度、天線識別碼的時間資訊，並與存儲在第一存儲單元110中且與該對應的天線識別碼對應的預設磁場強度分佈相比較，如果每個低頻信號的磁場強度都落入其對應的天線識別碼的預設磁場強度分佈，則判定智慧鑰匙200在預設位置上，即駕駛座上，因而控制車輛100啟動。
具體如下：
當智慧鑰匙200在一預設距離範圍內時，智慧鑰匙200的低頻接收單元230將接收該低頻信號。由於該低頻信號之磁場強度隨著其距發射源的距離的增加而衰減，因此，當智慧鑰匙200與低頻發射單元130之間的距離的不同時，所接收到的磁場強度也不同。
回饋模組20用於分析接收到的低頻信號的磁場強度和天線識別碼，並控制高頻發射單元240發射包括該磁場強度和該天線識別碼的一高頻信號。
車輛100的高頻接收單元140接收該高頻信號。
回饋分析模組16分析該高頻信號中所包含的磁場強度和天線識別碼，從第一存儲單元110讀取與該天線識別碼對應的預設磁場強度分布，並判斷該磁場強度是否落入該預設的磁場強度分布，如果判定該磁場強度沒有落入該預設磁場強度分布，則結束。如果判定該磁場強度落入該預設磁場強度分布，則繼續判斷該低頻發射天線是否為該天線矩陣中的最後一天線，如果判定該低頻發射天線為該天線矩陣中的最後一天線，則判定智慧鑰匙200在該低頻發射天線的預設範圍內，發出一啟動車輛的控制信號。反之，繼續判斷新接收的高頻信號中所包含的磁場強度是否落入其天線識別碼對應的預設磁場強度分布，如果否，則結束，如果是，則繼續上述判斷，直到判定該低頻發射天線為天線矩陣中的最後一天線時，結束判斷。
車輛啟動控制模組18用於在接收到該控制信號時根據該控制信號控制車輛100啟動。
可理解，上述低頻發射天線中有部分天線還可以設置為虛擬天線。當有部分天線設置為虛擬天線時，車輛100將不會發射出低頻信號。
當將低頻發射天線對應裝置在車輛100的各個位置上時，每個低頻發射天線相對駕駛座的位置都是固定不變的，這樣，當車輛100檢測到智慧鑰匙200在駕駛座上時，將會啟動車輛100。如果第三方在車輛100外側接收到低頻信號時，即使回饋一磁場強度，但是，由於第三方在車外，其所回饋的高頻信號中包含的磁場強度將不會落入預設磁場強度分佈。因此，第三方即使回饋至車輛高頻信號，也不能使車輛啟動。另外，第三方藉由中繼的方式盜取車輛主要是因為智慧鑰匙200回饋至車輛100的磁場強度是一定的，第三方利用工具複製智慧鑰匙200回饋至車輛100的信號，進而達到中繼的目的，然而，本發明中，由於每時每刻車輛100利用距其駕駛座距離不盡相同的低頻發射天線發出低頻信號，智慧鑰匙200在接收到該低頻信號時，回饋一包含所接收到的低頻信號的磁場強度的高頻信號至車輛100，因此，每時每刻，回饋至車輛100的高頻信號中所包含的低頻信號的磁場強度都不同，即使第三方藉由中繼的方式複製了車輛100的磁場強度，也不能達到中繼的目的。再者，還採用了虛擬天線的方式，某一刻如果切換到虛擬天線的位置，第三方誤以為有低頻信號發出，其回饋一個高頻信號回去，車輛100也會判斷該高頻信號中的磁場強度為不符合要求的值，不會啟動車輛。藉由時時刻刻變化智慧鑰匙200所接收的低頻信號的磁場強度的方法，可以有效的避免第三方中繼偷盜車輛100。
請參考圖3，為本發明一實施方式中車輛防盜控制方法的流程圖。
步驟S310，根據記錄的時間動態地分配一天線矩陣。具體地，天線矩陣分配模組10根據時鐘單元150記錄的時間動態地分配一天線矩陣。
步驟S320，根據所分配的天線矩陣依次切換為對應的低頻發射天線的通道。具體地，天線切換模組12根據天線矩陣分配模組10分配的天線矩陣依次切換為對應的低頻發射天線的通道。
步驟S330，根據所切換的低頻發射天線的通道控制低頻發射單元130發射預設頻率的且包含天線識別碼的低頻信號。具體地，低頻發射控制模組14根據天線切換模組12所切換的低頻發射天線的通道控制低頻發射單元130發射預設頻率的且包含天線識別碼的低頻信號。
步驟S340，智慧鑰匙200在該車輛的預設距離範圍內時接收該低頻信號。具體地，當智慧鑰匙200在該車輛的預設距離範圍內，智慧鑰匙200的低頻接收單元230接收到該低頻信號。
步驟S350，智慧鑰匙200分析該低頻信號的磁場強度和天線識別碼，並控制高頻發射單元240發射包括該磁場強度和天線識別碼的一高頻信號。具體地，回饋模組20用於分析接收到的低頻信號的磁場強度和天線識別碼，並控制高頻發射單元240發射包括該磁場強度和天線識別碼的一高頻信號。
步驟S360，車輛100接收該高頻信號。具體地，車輛100的高頻接收單元140接收該高頻信號。
步驟S370，分析該高頻信號中所包含的磁場強度和天線識別碼，從第一存儲單元110中讀取對應天線識別碼的預設磁場強度分佈，並判斷該磁場強度是否落入該預設磁場強度分佈，如果是，則進入步驟S380，否則，結束。具體地，回饋分析模組16分析該高頻信號中所包含的磁場強度和天線識別碼，從第一存儲單元110讀取該天線識別碼對應的預設磁場強度分佈，並判斷該磁場強度是否落入該預設磁場強度分佈，如果是，則進入步驟S380，否則，結束。
步驟S380，判斷該低頻發射天線是否為天線矩陣中的最後一天線，如果是，則進入步驟S390，否則，繼續步驟S360。具體地，回饋分析模組16判斷該低頻發射天線是否為天線矩陣中的最後一天線，如果是，則進入步驟S390，否則，繼續步驟S360。
步驟S370，分析該高頻信號中所包含的磁場強度和天線識別碼，讀取對應天線識別碼的預設磁場強度分佈，並判斷該磁場強度是否落入該預設磁場強度分佈，如果是，則進入步驟S380，否則，結束。具體地，回饋分析模組16分析該高頻信號中所包含的磁場強度和天線識別碼，從第一存儲單元110讀取該天線識別碼對應的預設磁場強度分佈，並判斷該磁場強度是否落入該預設磁場強度分佈，如果是，則進入步驟S380，否則，結束。
步驟S380，判斷該低頻發射天線是否為天線矩陣中的最後一天線，如果是，則進入步驟S390，否則，繼續步驟S360。具體地，回饋分析模組16判斷該低頻發射天線是否為天線矩陣中的最後一天線，如果是，則進入步驟S390，否則，繼續步驟S360。
步驟S390，發出一啟動車輛的控制信號。具體地，回饋分析模組 16發出一啟動車輛的控制信號。
步驟S3100，根據該控制信號控制車輛啟動。具體地，車輛啟動控制模組18在接收到該控制信號時根據該控制信號控制車輛100啟動。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

Claims (8)

  1. 一種車輛防盜控制系統，該系統應用於車輛和智慧鑰匙上，該車輛包括第一處理單元、低頻發射單元、第一存儲單元和高頻接收單元，該低頻發射單元包括複數低頻發射天線，該第一存儲單元中存儲該複數低頻發射天線的天線識別碼，該複數低頻發射天線的矩陣與時間的對應關係表，及該複數低頻發射天線對應的預設磁場強度分佈；該智慧鑰匙包括第二處理單元、低頻接收單元和高頻發射單元；該車輛防盜控制系統包括複數模組，該複數模組包括：天線矩陣分配模組，用於根據時間動態地分配一天線矩陣；天線切換模組，用於根據該天線矩陣依次切換為該對應的低頻發射天線的通道；低頻發射控制模組，用於根據利用該切換的通道控制該低頻發射單元發射預設頻率的且包含該低頻發射天線對應的天線識別碼的低頻信號，該智慧鑰匙在該車輛的預設距離範圍內時，該低頻接收單元接收該低頻信號；回饋模組，用於分析接收到的低頻信號的磁場強度和天線識別碼，並控制該高頻發射單元發射包括該磁場強度和該天線識別碼的一高頻信號，該車輛的高頻接收單元接收該高頻信號；回饋分析模組，用於分析該高頻信號中所包含的磁場強度和天線識別碼，從該第一存儲單元讀取該天線識別碼對應的預設磁場強度分佈，且在判定該磁場強度沒有落入該預設磁場強度分佈時，不發出啟動車輛的控制信號；及車輛啟動控制模組，用於在沒有接收到該控制信號時不控制該車輛啟動 。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之車輛防盜控制系統，其中，在判定該磁場強度落入該預設磁場強度分佈時，繼續判斷該低頻發射天線是否為該天線矩陣中的最後一天線，且在判定該低頻發射天線為該天線矩陣中的最後一天線時，發出一啟動車輛的控制信號；車輛啟動控制模組用於在接收到該控制信號時控制該車輛啟動。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之車輛防盜控制系統，其中，該回饋分析模組在判定該低頻發射天線不是該天線矩陣中的最後一天線時，繼續判斷新接收的高頻信號中所包含的磁場強度是否落入其包含的天線識別碼對應的預設磁場強度分佈且在該磁場強度落入該預設磁場強度分佈時，繼續判斷該低頻發射天線是否為該天線矩陣中的最後一天線，直到判定該磁場強度落入該預設磁場強度分佈且該低頻發射天線為天線矩陣中的最後一天線時，發出一啟動車輛的控制信號，車輛啟動控制模組在接收到該控制信號時控制該車輛啟動。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之車輛防盜控制系統，其中，該天線矩陣分配模組、天線切換模組、低頻發射控制模組、回饋分析模組和車輛啟動控制模組為存儲在該第一存儲單元中，且可被該第一處理單元運行的可程序化的模組。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之車輛防盜控制系統，其中，該鑰匙包括第二存儲單元，該回饋模組為存儲在該第二存儲單元中，且可被該第二處理單元運行的可程序化的模組。
  6. 一種車輛防盜控制方法，該方法應用於車輛和智慧鑰匙上，該車輛包括低頻發射單元、第一存儲單元和高頻接收單元，該低頻發射單元包括複數低頻發射天線，該第一存儲單元中存儲該複數低頻發射天線的天線識別碼，該複數低頻發射天線的矩陣與時間的對應關係表，及該複數低頻 發射天線對應的預設磁場強度分佈；該智慧鑰匙包括低頻接收單元和高頻發射單元；該車輛防盜控制方法包括步驟：根據時間動態地分配一天線矩陣；根據該天線矩陣依次切換為對應的低頻發射天線的通道；根據利用該切換的通道控制該低頻發射單元發射預設頻率的且包含該低頻發射天線對應的天線識別碼的低頻信號，該智慧鑰匙在該車輛的預設距離範圍內時，該低頻接收單元接收該低頻信號；分析接收到的低頻信號的磁場強度和其中的天線識別碼，並控制高頻發射單元發射包括該磁場強度和該天線識別碼的一高頻信號，該車輛的高頻接收單元接收該高頻信號；分析該高頻信號中所包含的磁場強度和天線識別碼，從該第一存儲單元讀取該天線識別碼對應的預設磁場強度分佈，且在判定該磁場強度沒有落入該預設磁場強度分佈時，不發出啟動車輛的控制信號；及車輛在沒有接收到該控制信號時不控制該車輛啟動。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之車輛防盜控制方法，其中，該方法還包括步驟：在判定該磁場強度落入該預設磁場強度分佈時，繼續判斷該低頻發射天線是否為該天線矩陣中的最後一天線，且在判定該低頻發射天線為該天線矩陣中的最後一天線時，發出一啟動車輛的控制信號，車輛根據該控制信號時控制該車輛啟動。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之車輛防盜控制方法，其中，該方法還包括步驟：若判定該低頻發射天線不是該天線矩陣中的最後一天線，則繼續判斷新接收的高頻信號中所包含的磁場強度是否落入其包含的天線識別碼對應的預設磁場強度分佈；且在該磁場強度落入該預設磁場強度分佈時，繼續判斷該低頻發射天線 是否為該天線矩陣中的最後一天線；及在判定該磁場強度落入該預設磁場強度分佈且該低頻發射天線為該天線矩陣中的最後一天線時，發出一啟動車輛的控制信號，車輛根據該控制信號控制該車輛啟動。
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