淺談交互式無線汽車智能鑰匙系統設計

介艷良　趙天文

摘 要：我國現階段人們的生活水平在不斷提高，汽車成為我們日常生活中不可或缺的交通工具，其為我們的出行提供了極大的便利。但在相關新聞的跟蹤調查中發現汽車被盜的事件屢屢發生。因此我們可以采取交互式無線汽車智能鑰匙系統，將車鎖進行升級和改造，利用相關系統的智能開發對輪胎以及相關安全設備進行升級，從而加密處理。有效提高汽車的安全性，減少被盜次數的發生。

關鍵詞：交互式無線汽車智能鑰匙系統 防盜

A Brief Discussion about the Design of Interactive Wireless Automobile Intelligent Key System

Jie Yanliang Zhao Tianwen

Abstract：At this stage， people's living standards in our country are constantly improving. Cars have become an indispensable means of transportation in our daily life， which provides great convenience for our travel. However， in the follow-up investigation of related news， it was found that car thefts happened frequently. Therefore， we can adopt an interactive wireless car smart key system to upgrade and transform the car lock， and use the intelligent development of related systems to upgrade tires and related safety equipment to encrypt processing so as to effectively improve the safety of the car and reduce the number of thefts.

Key words：interactive wireless car smart key system， anti-theft

1 交互式無線汽車智能鑰匙系統的結構及原理

交互式無線汽車智能鑰匙系統主要由車載模塊和智能鑰匙兩部分組成。在進行設計以及使用前期，我們通過對兩部分進行分析可以得知，其主要功能是當車主攜帶智能鑰匙靠近自己的汽車時，汽車可以自動開門開鎖，自動解除防盜系統的裝置;當司機坐穩準備開車時，在系統的控制下可以自動將門關閉;當到達目的地準備停車熄火時，自動控制系統可以將車鎖打開并自動進入防盜狀態。除此之外，系統還可以通過遙控具有自動尋車的功能。因此這種智能鑰匙系統可以根據前期設計，達到防盜的效果。在進行設計過程中，智能鑰匙模塊由兩種結構組成。汽車車載接受模塊主要包括LF發射器、解碼器、MCU、RF接收器、驅動器以及執行器這幾個部分，它可以通過遙控對應人手中的按鍵，與遙控器上的RF發射、編碼器等互聯。因此鑰匙模塊可以和車載樣模塊兩種結構之間一一對應，從而實現協同控制目標。

在進行控制過程中，主要的工作原理是車載模塊會以一定的時間間隔125kHz頻率的低頻發送報文。當兩者較近時接收狀態被一一對應，若接收到有效的報文便可以通過驗證模塊優先啟動，結構中的MCU滾動碼會對加密模塊以及司機的設置進行加密處理工作，形成確定的編碼命令，再通過編碼命令，利用RF的模式以315MHz頻率將加密的命令發送出去，車載的模塊在接收到發送的命令之后，進行內部調解與工作，從而將數據引入到MCU當中，最后返回到執行操作的機構，從而完成一系列編碼解碼工作，達成系統保護功能[1]。

2 交互式無線汽車智能鑰匙系統的具體分析

2.1 系統硬件開發設計

在進行交互式無線汽車智能鑰匙系統的設計時，前期需要我們通過高低頻率進行交互通信，通過輸入滾動密碼來進行解密運算，再將解密后的報文輸送給相關部門進行處理，在執行過程中具有數據運算可靠、體積小且經濟成本節約等多種特點，因此在整體設計過程時，我們要多方面考量鑰匙模塊和車載模塊的系統性能，因為這對后期的MCU處理是關鍵保障，接下來將從相關設計進行探討[2]。

2.2 智能鑰匙模塊的硬件設計分析

按照剛才所講述，我們可以從結構進行智能鑰匙模塊的開發設計，選取體積小且能耗較低的芯片來進行模擬輸入電路。在智能鑰匙模塊的電路設計原理中，我們可以有高頻發射部分、MCU按鍵指示燈以及接受天線的部分，這樣低頻可接收相關的電路，并通過視頻發射電路將其應用在本系統中。利用芯片，將三個電桿進行交叉放置，將它們整齊排放在x、y、z三個方向上，從而能對四面八方發射出來的信號波進行感應。若電路出現震蕩或停震等意外情況時，可以通過芯片輸出的信號進行控制，采用特定的信號進行調制，將加密以及壓縮還有破解后的密碼進行傳輸。若相關系統處于低耗的模式，可以利用中斷的方式來進行傳輸工作。對于接收天線接收到的模擬信號部分，可以利用專門的電路將電信號轉化為數字信號，再將數字信號進行綜合處理[3]。

2.3 車載模塊的設計分析

車載模塊接收到高頻的信號指令時，可以通過滾動碼將其解鎖并進行信號傳輸工作，在前部分我們已分析車載接收模塊的結構，在結構過程中通過天線可接收高頻部分，然后還有低頻發射的部分。在采用芯片時，我們要保證整體的運算速度高且體積小，這樣可以要求低頻發射的驅動力強。在使用系統時，可以前期處理得到數據信號，再將相關信號輸送到微控制器中，可引起觸發中斷，從而確保其能執行加密功能。

2.4 滾動碼加密技術的處理設計分析

在進行交互式無線汽車智能系統運行的過程中，滾動碼在其中起到不可替代的作用。傳統的電子鑰匙系統編譯量較少，容易被重復掃描且容易被破解，所以會導致整個車載系統發生被盜的情況，難以滿足現階段我們的需要，因此通過開發出keeloq滾動碼技術，可以采用非線型的加密算法，確保每次數據的代碼以及傳送均是唯一不可重復的，在傳輸過程中沒有任何規律可言，所以具有極高的保密性及安全性，在本系統使用的過程中又可將其分為接收碼和發送碼兩部分，從而將其進行準確設計，下面將對本部分內容進行具體分析。

滾動碼編碼在制造過程中可以通過對加密模塊來進行加密從而完成相應的功能。在進行加密時，可擦除存儲器用于存放序列號加密鑰匙等電子代碼。加密時首先需要兌換成內部的代碼，將此代碼進行64位的運算形成密鑰，然后可進行下一步處理。下一次代碼和上一次使用的代碼并不相同，只有經過叫大次數的循環后才能與之前的相同，所以可確保車鎖的安全性和穩定性。

此種密碼可以通過對數據的前期處理后進行發射，在發射完成后，通過各種算法將有關數據進行數學轉換，并將其生成固定碼，然后按照序列號和按鍵狀態等多種輔助功能進行運算后，可完成相應數據的發送和轉碼，以便加密功能的進行。

2.5 滾動碼解碼過程分析

滾動碼的接收器在正式工作之前，將所接收的數據進行轉碼運算以及儲存，將數據進行同步計算，對于接收到的數據先進行解密處理。解密算法需要廠商號、序列號、密鑰以及同步碼4個方面同時運行進行解密，然后比較其中的特征碼之后，獲得新的存儲同步碼才能解密。在解密過程時，也需要對各種數據進行評估和預判，判斷解密的正確性，確定所接收到的報文及數據是否在合理范圍內，如果數據合理可進一步轉換碼值，執行下一步功能。

2.6 系統軟件設計分析

在上述的分析過程中，我們對兩種模塊的軟件進行了綜合具體的分析，下面將對其硬件系統進行詳細分析。

2.6.1 智能鑰匙模塊的軟件設計分析

智能鑰匙模塊通常處于低耗能的模式，當輸入的電荷較低時，MCU便會被喚醒并消抖延時后存儲按鍵值，然后可將輸入的指令進行加密發送，如果長時間按下MCU便會進入到休眠模式，這樣可以保護電池的電源不被過量消耗，在發送過程中我們也可以輸入新的按鍵值，這樣能夠取消之前不合理的數據從而發送新數據，這樣能實現計算器的復位。

智能鑰匙，模塊軟件的具體設計流程主要從開始進行采樣按鍵設計，然后獲取配置，可接收獎勵，如果是有效的請求便會遞增計數器，然后進行加密發送的處理。其次，如果采樣案件獲取配置后，傳輸到UF數據，如果能夠順利接通，也可以通過接受獎勵進行操控。若UF數據不能順利進行以及接收獎勵后為無效的請求，便會形成種子碼。如果未形成種子碼，便會通過遞增計算器重復加密發送的操作，若加密發送超時，便會停止。如果沒有超時，沒有ntx，沒有按鍵，時間不允許，一系列不可以后便會進入到循環，最后通過編程調控實現對軟件的控制。

2.6.2 車載模塊的軟件設計分析

車載模塊的芯片當中沒有解碼的模塊，所以需要進行軟件解碼，在解碼時也可以通過流程圖來進行。首先初始化相關設計，若能檢測到信號且序列號能夠自動匹配，便能夠接收本次數據，當數據接收完后，便可以通過控制命令來進行解碼，如果命令正確就會執行相應的操作，如果在其中某個環節出現錯誤，便會重新進入到整個程序中再次進行流程演示。每個模塊接收的數值進行更新后，相應的序列號以及同步計算器等數值也會進行更新，并對軟件進行加密處理，這樣能夠同步儲存數值并保護數值，避免發送的數據碼被攔截而產生危害。

在進行交互式無線汽車智能鑰匙系統研制過程中，最后我們要將所有的軟件和硬件進行相互調配設計，并運用實際進行測試，通過測試最終確保整個系統的運行穩定，確保其操作可靠性，讓設計達到相關要求。在進行檢測結果后，我們可以通過相關數據對系統樣式進行實際化分析和管控，首先我們采取交互式無線汽車智能鎖系統，可以實現交互式的通訊，將所有數據上傳在網絡平臺，并將所有數據進行編碼處理，從而能夠保證系統的安全性和穩定性。

3 結束語

在進行實際應用過程中，交互式無線汽車智能鑰匙系統具有廣泛的應用性，可以通過數據以及電子設備來進行安全的保障，通過仿真系統等能夠對相關程序進行演示和操作，從而提升工作效率，能夠降低各項開鎖的成本。在進行交互式電子仿真智能系統的應用過程中，其具有許多優點，各種密碼均是不重復的，唯一的不容易被跟蹤竊取，保密性高，所以不需要人為進行系統的操作便能實現安全管控，因此廣大部門應加大系統的開發力度，促進其經濟價值的提升。

參考文獻：

[1]高鋒淋，黃世震，林偉.基于KEE LOQ 跳碼技術的密碼系統設計[J].現代電子技術，2019，（15）：62-68.

[2]Kobu s Manrew eck .An Int roduct ion to KEELOQ Code H opping .Microchip Techn ol ogy Inc .2018：1-6.

[3]游戰清，李蘇劍.無線射頻識別技術（RFID） 理論與應用[M].北京：電子工業出版社，2017，（15）：234-235.