基于Telematics的汽车远程防盗系统设计

杨佩君　杨土超

摘 要：车载信息服务（Telematics）系统的广泛引用，为用户提供了更方便快捷的人机信息交互。基于Telematics系统，第一时间将车辆被盗信息反馈给用户、并利用GPS对丢失车辆进行定位，同时利用远程信息处理服务提供商（TSP）后台、车载3G模块（T-BOX）与无钥匙系统控制器（PEPS ECU）共同实现远程禁止被盗车辆的发动机启动，可以有效降低车辆被盗的风险。本文主要对远程防盗系统的组成以及工作流程、安全性进行了阐述。

关键词：Telematics EMS PEPS ECU T-BOX TSP后台 防盗

中图分类号：U463.6 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）06（b）-0006-03

汽车防盗系统是一种有效降低汽车被盗可能性的装置。常规的汽车防盗系统主要包括机械式和电子式两种。机械式防盗是最常用的一种汽车防盗装置，国标GB 15740-2006汽车防盗装置规定，汽车可采用的机械防盗方式包括作用在转向机构上的防盗装置、作用在传动系统上的防盗装置、作用在换挡机构上的防盗装置。随着汽车电子技术的飞速发展，汽车电子防盗技术也有了长足的进步。通常车辆采用了两种电子防盗方案：借助于车身控制器（BCM）实现的车身防盗；借助于防盗线圈（IMMO）或者PEPS ECU和发动机控制单元（EMS）进行加密认证的发动机防盗。这两种防盗方式一定程度上降低了汽车被盗的可能性，但是这两种方案，存在着与用户信息交互困难、示警距离短等问题，导致用户无法第一时间得知车辆异常。

随着车载网络技术及无线电通信技术在汽车上越来越广泛的应用，以及用户对车辆的安全性及舒适性要求越来越高，基于Telematics系统，即时发送车辆异常信息给用户、利用GPS对丢失车辆进行定位，同时利用T-BOX与PEPS ECU共同实现远程禁止被盗车辆的发动机启动，这种新的防盗技术就应运而生了。

1 系统组成与功能概述

1.1 汽车远程防盗系统主要包括

手机（安装有远程控制APP，且已注册）、TSP后台服务器、T-BOX、PEPS ECU、EMS、BCM。如图1所示。

1.2 汽车远程防盗系统各组件功能

手机：安装有远程控制APP，需要用户在开通远程服务时，完成相应的注册，确保远程操作的安全性。通过手机APP，可发送相应的远程指令给TSP后台服务器。

TSP后台服务器：接收手机APP发出的远程指令或者用户电话提出的远程操作请求，并加密发给T-BOX；接收T-BOX发出的远程指令执行结果或者车辆状态信息，并发送给手机用户。

T-BOX：集成了3G无线模块与GPS模块，接收TSP后台发送的远程控制指令，通过CAN线发给车辆相应的控制模块；同时读取远程操作执行结果或者车辆状态信息，并反馈给TSP后台。

PEPS ECU：通过控制启动机控制车辆启动，集成了与EMS的防盗功能，通过CAN线接收T-BOX发出的远程防盗指令并执行。

BCM：集成车身防盗功能，在车门被非法打开或者其他方式触发车身防盗后，发出相应的报警信号。

EMS：与PEPS ECU防盗认证通过后，控制发动机运行或停止。

2 远程防盗系统工作流程

2.1 远程车辆信息查询及被盗通知

用户在不确定车门或者车窗等状态时，可以通过手机APP向TSP后台发送指令请求车辆当前状态信息，TSP后台收到用户请求指令后向T-BOX发出请求车辆状态信息，T-BOX读取当前车辆状态信息并通过TSP后台反馈给用户。可实时查询的状态包括四门两盖状态、车窗状态、天窗状态等。

车身防盗报警或者发动机防盗报警被触发时，T-BOX会通过CAN总线接收BCM和EMS发出的报警信号，并主动将此信息反馈给TSP后台，由TSP后台以手机短信的方式发给用户，提醒用户及时关注发生异常的车辆。降低车辆被盗的风险。

2.2 远程禁止车辆启动

用户在发现车辆丢失后，打电话给TSP后台，核对注册信息并进行身份确认，告知TSP后台车辆丢失，请求后台实现禁止车辆启动。

TSP后台在确认车主身份无误后，通过无线信号向T-BOX发送远程禁止启动的信号。T-BOX接收到远程禁止启动信号后，先与PEPS ECU进行防盗加密认证。PEPS ECU与T-BOX中集成了相同的防盗算法，车辆下线时，PEPS ECU与T-BOX中同时写入了相同的密钥（ESK）。具体认证流程见图2。

T-BOX与PEPS ECU认证通过后，T-BOX通过CAN总线发送禁止启动命令给PEPS ECU。

PEPS ECU接收并执行此命令，设置ECU内部的标志位为禁止启动。具体流程见图3。

已开启禁止车辆启动功能的PEPS ECU，在有人通过远程操作启动车辆或者携带合法钥匙启动车辆时，禁止EMS和PEPS ECU的防盗认证通过。此状态下，车辆不能启动。同时发动机防盗报警触发。

用户在寻回车辆时，如需要解除禁止启动功能，需打电话给TSP后台，确认身份信息后，由TSP后台发送解除禁止启动功能的无线信号给T-BOX，T-BOX在与PEPS ECU加密认证通过后，将此信号通过CAN总线发给PEPS ECU，PEPS ECU更改内部软件标志位，车辆启动功能恢复。具体流程见图4。

2.3 远程车辆定位

用户车辆丢失后，可利用远程车辆定位功能迅速锁定车辆位置。用户通过手机APP发出定位指令到TSP后台，TSP后台发出定位请求到T-BOX。T-BOX利用内置GPS定位车辆，回传给TSP后台。TSP后台发送获取的最新的定位数据给手机用户，并在APP的地图界面上显示车辆的当前位置。用户报警时可提供车辆位置信息，有助于警方寻回被盗车辆。endprint

3 远程防盗系统安全性

3.1 手机客户端、手机用户与TSP后台服务器之间的安全认证

手机客户端和TSP后台服务器之间设置有安全密码，每次通过手机客户端发送命令时，均要输入密码。密码在用户开通远程服务时设定。用户打电话给TSP后台时，由人工服务确认用户身份的有效性及真实性，防止有人冒充车主身份。

3.2 TSP后台与T-BOX之间的安全认证

TSP后台发送给T-BOX的指令采用了AES的加密算法，可以有效的防治TSP后台发出的无线信号被读取或者被更改，同时可确保T-BOX接收到的指令一定是来自TSP后台。

3.3 T-BOX与PEPS ECU之间的安全认证

T-BOX与PEPS ECU的安全认证见2.2描述。此加密认证方法，可以防止非法连接在车上的节点发送命令给PEPS ECU，导致PEPS ECU误执行。

3.4 PEPS ECU与EMS之间的安全认证

远程禁止启动，禁止了PEPS ECU与EMS之间的防盗认证功能，并没有采取断油路等停止发动机的方法，既可禁止车辆启动功能，有避免了车辆在行驶过程中突然熄火可能带来的事故。

以上多重的安全验证以及远程禁止启动策略，有效的保证了车辆远程控制时的安全性。

4 结语

通过对远程防盗系统的研究和开发利用，提供了一种混合了传统的车身防盗、发动机防盗以及远程防盗的汽车防盗方案，既可以有效的预防车辆被盗，又可以在车辆被盗后，快速的找回丢失车辆。在车辆保有量日益增长的今天，该方案具有很重要的现实意义。

参考文献

[1] 鲍汉勇.汽车防盗系统的应用和发展[J].机电产品开发与创新，2013（7）.

[2] 陆忠.汽车防盗系统的探讨[J].机械与自动化，2013（7）.

[3] 宫欣如.浅谈汽车防盗系统的应用[J].科技创新导报，2011（13）.

[4] 刘克友.基于网络的汽车防盗系统设计[J].大众汽车，2013，19（1）.

[5] 陈渝光，周桐，吕红梅.基于GPRS/GPS的汽车防盗系统[J].测控技术，2011，30（3）.

[6] 盛乐乐，赵文龙，邓桥桥，等.基于GSM网络的汽车防盗系统[J].消费电子（计算机科学）2012.

[7] NIST.Advanced Encryption Standard（AES）[J].Federal Information Processing Standards Publication，2001.endprint

3 远程防盗系统安全性

3.1 手机客户端、手机用户与TSP后台服务器之间的安全认证

手机客户端和TSP后台服务器之间设置有安全密码，每次通过手机客户端发送命令时，均要输入密码。密码在用户开通远程服务时设定。用户打电话给TSP后台时，由人工服务确认用户身份的有效性及真实性，防止有人冒充车主身份。

3.2 TSP后台与T-BOX之间的安全认证

TSP后台发送给T-BOX的指令采用了AES的加密算法，可以有效的防治TSP后台发出的无线信号被读取或者被更改，同时可确保T-BOX接收到的指令一定是来自TSP后台。

3.3 T-BOX与PEPS ECU之间的安全认证

T-BOX与PEPS ECU的安全认证见2.2描述。此加密认证方法，可以防止非法连接在车上的节点发送命令给PEPS ECU，导致PEPS ECU误执行。

3.4 PEPS ECU与EMS之间的安全认证

远程禁止启动，禁止了PEPS ECU与EMS之间的防盗认证功能，并没有采取断油路等停止发动机的方法，既可禁止车辆启动功能，有避免了车辆在行驶过程中突然熄火可能带来的事故。

以上多重的安全验证以及远程禁止启动策略，有效的保证了车辆远程控制时的安全性。

4 结语

通过对远程防盗系统的研究和开发利用，提供了一种混合了传统的车身防盗、发动机防盗以及远程防盗的汽车防盗方案，既可以有效的预防车辆被盗，又可以在车辆被盗后，快速的找回丢失车辆。在车辆保有量日益增长的今天，该方案具有很重要的现实意义。

参考文献

[1] 鲍汉勇.汽车防盗系统的应用和发展[J].机电产品开发与创新，2013（7）.

[2] 陆忠.汽车防盗系统的探讨[J].机械与自动化，2013（7）.

[3] 宫欣如.浅谈汽车防盗系统的应用[J].科技创新导报，2011（13）.

[4] 刘克友.基于网络的汽车防盗系统设计[J].大众汽车，2013，19（1）.

[5] 陈渝光，周桐，吕红梅.基于GPRS/GPS的汽车防盗系统[J].测控技术，2011，30（3）.

[6] 盛乐乐，赵文龙，邓桥桥，等.基于GSM网络的汽车防盗系统[J].消费电子（计算机科学）2012.

[7] NIST.Advanced Encryption Standard（AES）[J].Federal Information Processing Standards Publication，2001.endprint

3 远程防盗系统安全性

3.1 手机客户端、手机用户与TSP后台服务器之间的安全认证

手机客户端和TSP后台服务器之间设置有安全密码，每次通过手机客户端发送命令时，均要输入密码。密码在用户开通远程服务时设定。用户打电话给TSP后台时，由人工服务确认用户身份的有效性及真实性，防止有人冒充车主身份。

3.2 TSP后台与T-BOX之间的安全认证

TSP后台发送给T-BOX的指令采用了AES的加密算法，可以有效的防治TSP后台发出的无线信号被读取或者被更改，同时可确保T-BOX接收到的指令一定是来自TSP后台。

3.3 T-BOX与PEPS ECU之间的安全认证

T-BOX与PEPS ECU的安全认证见2.2描述。此加密认证方法，可以防止非法连接在车上的节点发送命令给PEPS ECU，导致PEPS ECU误执行。

3.4 PEPS ECU与EMS之间的安全认证

远程禁止启动，禁止了PEPS ECU与EMS之间的防盗认证功能，并没有采取断油路等停止发动机的方法，既可禁止车辆启动功能，有避免了车辆在行驶过程中突然熄火可能带来的事故。

以上多重的安全验证以及远程禁止启动策略，有效的保证了车辆远程控制时的安全性。

4 结语

通过对远程防盗系统的研究和开发利用，提供了一种混合了传统的车身防盗、发动机防盗以及远程防盗的汽车防盗方案，既可以有效的预防车辆被盗，又可以在车辆被盗后，快速的找回丢失车辆。在车辆保有量日益增长的今天，该方案具有很重要的现实意义。

参考文献

[1] 鲍汉勇.汽车防盗系统的应用和发展[J].机电产品开发与创新，2013（7）.

[2] 陆忠.汽车防盗系统的探讨[J].机械与自动化，2013（7）.

[3] 宫欣如.浅谈汽车防盗系统的应用[J].科技创新导报，2011（13）.

[4] 刘克友.基于网络的汽车防盗系统设计[J].大众汽车，2013，19（1）.

[5] 陈渝光，周桐，吕红梅.基于GPRS/GPS的汽车防盗系统[J].测控技术，2011，30（3）.

[6] 盛乐乐，赵文龙，邓桥桥，等.基于GSM网络的汽车防盗系统[J].消费电子（计算机科学）2012.

[7] NIST.Advanced Encryption Standard（AES）[J].Federal Information Processing Standards Publication，2001.endprint