基于RFID技术的汽车无钥匙进入系统设计与安全性分析

发布时间：2017-09-03 07:27

  本文关键词：基于RFID技术的汽车无钥匙进入系统设计与安全性分析

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【摘要】：随着电子技术的飞速发展,大量新型的电子技术都应用在现代的汽车上,各种电子防盗装置也相继出现,但汽车被盗、失窃案件的发生率仍然不断上升。通过改进汽车防盗安全装置,从而提升汽车的防盗安全性、可靠性成为各汽车生产厂家竞相解决的难题。目前,随着无线电技术快速的发展和广泛的应用,特别是计算机技术在汽车领域的引入,对于汽车防盗技术的开发,工程师已经向操作智能化、自动化、简易化等方向不断的设计和开发。本文分析和研究传统的汽车遥控门禁系统的基础上,发现其在安全性能方面存在着很多的漏洞。传统的汽车遥控门禁(RKE)系统的运作模式存在安全隐患,主要在于其在运行过程中只是钥匙端单项传输固定码到汽车端,并由汽车端进行判断其正确性,进而实现开锁功能的汽车门控系统。传统的汽车遥控门禁(RKE)系统根据传输编码的长度衡量其保密性的强度,这使得传统的汽车遥控门禁(RKE)系统应对采用记录重发盗窃或尝试所有可能编码等方式的车辆盗窃行为。针对传统的汽车遥控门禁(RKE)系统存在的问题,本文设计了一种基于RFID(射频识别)技术的无钥匙进入(PKE)系统。无钥匙进入(PKE)系统的突出特点在于其无需人为干预,钥匙持有者若想打开车门,只需轻碰车门上的控制开关便可完成开门的操作。无钥匙进入(PKE)系统引用滚码加密技术,来确保其传输密码的安全性。滚码加密技术是具有抗干扰截获能力强,可靠性高且密码变化形式多样的新型加密技术,其采用了非线性的加密的方式进行传输编码,进而实现高保密性的通信方式。无钥匙进入系统通过每次发送唯一的、单效的、不规定的滚码,实现其无法被跟踪、破译、截取和干预的目标,从而提高系统的安全性能。同时,本文还对无钥匙进入系统的硬件和软件方面进行了设计与调试。硬件方面包括,汽车基站端电路设计、汽车钥匙端电路设计、低频接收电路、低频发射电路、高频发射电路、高频接收电路等几个方面进行了设计与调试。软件方面包括,利用低频唤醒技术降低系统的运行功耗,并对RF/LF通信、滚码加密等无钥匙进入系统中关键的要素进行了研究和设计。并对系统进行了整体测试,其结果显示出本文设计的无钥匙进入系统在功耗和成本,加强通信距离和安全性等方面达到设计指标。
【关键词】：RKE PKE 射频通信 滚码加密 低频唤醒
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.6
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-15
• 1.1 选题背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 国内研究现状11
• 1.2.2 国外研究现状11-13
• 1.3 本课题研究的主要内容13
• 1.4 本文的组织结构13-15
• 2 汽车防盗技术介绍15-21
• 2.1 机械防盗系统15-16
• 2.2 电子式防盗系统16-17
• 2.3 芯片式防盗系统17-18
• 2.4 网络式防盗系统18
• 2.5 目前防盗系统存在的问题18-20
• 2.6 本章小结20-21
• 3 RFID技术介绍21-28
• 3.1 射频识别技术基本介绍：21
• 3.2 RFID的组成21-23
• 3.3 RFID技术的特点23
• 3.4 RFID技术的应用发展23-24
• 3.5 如何选择RFID射频识别技术频率24-26
• 3.5.1 低频(Low Frequency)24
• 3.5.2 高频（High Frequency）24
• 3.5.3 超高频（Ultra High Frequency）24-25
• 3.5.4 微波（Microwave）25-26
• 3.6 案例分析26-27
• 3.6.1 动物跟踪管理26-27
• 3.6.2 药品管理27
• 3.7 本章小结27-28
• 4 汽车无钥匙进入系统的总体设计28-32
• 4.1 PKE系统的总设计28-29
• 4.1.1 系统结构28
• 4.1.2 系统工作流程28-29
• 4.2 系统设计问题分析29-30
• 4.2.1 功能功耗平衡问题29-30
• 4.2.2 天线方向性问题30
• 4.2.3 封装尺寸问题30
• 4.2.4 加密安全问题30
• 4.3 系统的设计目标30-31
• 4.3.1 系统的主要目标30-31
• 4.3.2 系统的功能31
• 4.4 本章小结31-32
• 5 无钥匙进入系统硬件设计32-42
• 5.1 硬件系统设计原则32
• 5.2 汽车端硬件结构32-36
• 5.2.1 高频接收器电路32-34
• 5.2.2 低频发射器电路34-35
• 5.2.3 汽车端整体电路图35-36
• 5.3 钥匙端的硬件结构36-40
• 5.3.1 PIC16F636及外围电路36-37
• 5.3.2 低频唤醒芯片AS3933及外围电路37-38
• 5.3.3 低频接收电路38-39
• 5.3.4 高频发射电路39
• 5.3.5 钥匙端整体电路39-40
• 5.4 硬件抗干扰设计40-41
• 5.5 本章小结41-42
• 6 无钥匙进入系统软件设计42-48
• 6.1 系统的软件编写原则42
• 6.2 PWM脉冲脉宽调制42-43
• 6.3 本系统软件设计方法43-47
• 6.4 本章小结47-48
• 7 滚码加密技术分析48-55
• 7.1 密钥密码技术48-49
• 7.1.1 对称密钥密码技术48-49
• 7.1.2 非对称密钥密码技术49
• 7.2 KEELOQ滚码技术介绍49-50
• 7.3 滚码的组成50-51
• 7.3.1 滚码加密过程50-51
• 7.3.2 滚码解密过程51
• 7.4 滚码加密技术匹配51-52
• 7.5 滚码收发送流程52-54
• 7.5.1 发送流程52-53
• 7.5.2 接收流程53-54
• 7.6 本章小结54-55
• 8 测试分析55-58
• 8.1 系统功耗的实验数据分析55-56
• 8.2 通信实验56
• 8.3 无钥匙进入系统实物图56-57
• 8.4 本章小结57-58
• 9 总结与展望58-59
• 9.1 工作总结58
• 9.2 展望58-59
• 参考文献59-61
• 攻读硕士期间发表学术论文情况61-62
• 致谢62-63
• 附录 系统主要程序代码63-69

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