CN111452753A - 有身份认证功能的电动滑板车控制***及方法 - Google Patents

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刘峰
周继华
王海龙
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Abstract

本发明公开一种有身份认证功能的电动滑板车控制***，包括仪表，用于驱动电机的控制器，与仪表、控制器连接的电池包，仪表中的仪表控制单元与控制器的控制器控制单元通过通信接口连接；仪表控制单元与电池包控制连接；仪表控制单元中增加NFC/RFID读卡单元，用于实现车辆所有人的身份识别；还包括一个NFC/RFID卡，用于识别身份的数据存储在NFC/RFID卡的加密内存中，并且与唯一编码的仪表控制单元配对。本发明还公开一种有身份认证功能的电动滑板车控制方法，若仪表控制单元通过身份认证，则将信息告知控制器控制单元，控制器响应油门动作，从而驱动电机。

Description

有身份认证功能的电动滑板车控制***及方法
技术领域
本发明属于通信领域，具体而言，涉及一种电动滑板车的防盗、身份认证控制***。
背景技术
电动滑板车是一种新的便携的交通工具，目前越来越多的人开始使用。现有技术中的滑板车自身结构简单轻便，不具备身份认证功能，在临时停放时很容易被盗。被盗车辆开机就可以正常使用，因此有盗取价值。
现有的滑板车一般都没有身份认证功能，一旦滑板车被盗取，车辆可以轻易被使用，甚至成为了盗窃者的逃跑工具。被盗取的滑板车上的零件有现金价值，盗窃者可从中获益。
同行在解决被盗问题，提出的比较先进的方案可参考专利公布号CN106627550A，但其方案只是检测滑板车的运动参数来告警，未提出有效的身份认证方法。身份认证有多种实现方法，例如指纹识别，虹膜识别，面部识别。由于成本和应用场景的限制，目前尚无在电动滑板车领域适应较好的技术方案。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提出一种有身份认证功能的电动滑板车控制***，提升电动滑板车的被盗难度，降低其被盗之后的利用价值。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种有身份认证功能的电动滑板车控制***，包括仪表，用于驱动电机的控制器，与仪表、控制器连接的电池包，仪表中的仪表控制单元与控制器的控制器控制单元通过通信接口连接；仪表控制单元与电池包控制连接。仪表控制单元中增加NFC/RFID读卡单元，用于实现车辆所有人的身份识别；还包括一个NFC/RFID卡，为保证安全性，用于识别身份的数据存储在NFC/RFID卡的加密内存中，并且与唯一编码的仪表控制单元配对。从而实现了一把钥匙开一把锁。
本发明还公开一种有身份认证功能的电动滑板车控制方法，控制器控制单元，与仪表控制单元通信，获取油门的指令；NFC/RFID卡，与仪表控制单元的NFC/RFID读卡单元进行身份认证，若仪表控制单元未通过身份认证，则油门无效，控制器不会响应油门指令；若仪表控制单元通过身份认证，则将信息告知控制器控制单元，控制器响应油门动作，从而驱动电机。
进一步的，身份认证包括如下步骤：仪表控制单元向控制器控制单元发送一个随机数据RB，控制器控制单元发出一组携带随机数RA的令牌数据TokenAB给仪表控制单元，仪表控制单元收到TokenAB后，对TokenAB进行解密并得到RB’，若得到的RB’与之前发出的RB相同，则向控制器控制单元发出令牌数据TokenBA；控制器控制单元收到TokenBA后进行解密得到RA’，若得到的RA’与之前生成的随机数RA相同，则认证成功。
进一步的，为提高电动滑板车的安全性，仪表控制单元中设有计时单元，计时单元中预设身份认证等待时长；当启动仪表控制单元，计时单元同时工作，进入身份认证等待，若仪表控制单元在身份认证等待时长内通过身份认证，则将信息告知控制器控制单元，控制器响应油门动作；否则仪表控制单元控制切断电池包供电。
进一步的，计时单元中预设身份认证有效时长，仪表控制单元识别电动滑板车是否在运行中，当电动滑板车停止运行时间大于身份认证有效时长，仪表控制单元控制切断电池包供电。
本发明具有以下有益效果：电动滑板车所有人可以便捷地进行身份验证后正常使用，同时提升电动滑板车的被盗难度，也降低了滑板车零件被盗取的价值。拆解后的控制器、仪表因为也有器件加密，无法直接在其他车辆上应用，零件利用率降低，降低被盗器件的利用价值，从源头解决车辆被盗的原因。同时不会增加用户用车的学习成本和使用的便捷程度。
附图说明
图1为本发明实施例的有身份认证功能的电动滑板车控制***仪表原理框图。
图2为本发明实施例的有身份认证功能的电动滑板车控制***控制器原理框图。
图3为本发明实施例的有身份认证功能的电动滑板车控制***仪表部分电路原理图。
图4为本发明实施例的有身份认证功能的电动滑板车控制方法身份认证流程图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明。
本案提出的是一种利用短距离通信技术实现的身份识别方法，这种方法在生活中有广泛应用，例如智能门禁***，汽车门禁***，电梯卡。最为适用的是NFC技术，因为NFC技术在手机行业越来越普遍，提供了很好的基础设施。将该技术引入电动滑板车行业，并进行***及控制方法设计如下。
电动滑板车的电气部分主要包括三个部分：
a、负责人机交互的仪表，一般固定在车辆龙头上方。本实施例的仪表原理框图如图1，增加了NFC/RFID卡读取功能，用于实现车辆所有人的身份识别。为保证安全性，用于识别身份的数据存储在NFC/RFID卡的加密内存中，并且与唯一编码的仪表配对出厂。从而实现了一把钥匙开一把锁。
工作原理说明：仪表部分的基础是控制单元，它就是仪表的“大脑”，按照一定逻辑顺序去处理来自各个模块的信息。显示单元类似电动的仪表，一般会显示速度信息，档位信息，电池电量等。灯光驱动单元用于控制前照明灯。开关单元一般可以实现开关机，开关照明灯，切换档位等功能。通信接口与控制器连接，实现二者的数据通信，通信内容一般包括速度、油门、档位、里程、电量的信息。
b、主要负责驱动电机的控制器，一般装配在踏板或立杆里。本实施例的电机控制器原理框图如图2。
工作原理说明：控制器的核心部件也是它的控制单元，它与仪表通信获取油门的指令，若仪表未通过授权操作，则油门无效，控制器便不会响应油门指令。若仪表通过授权，则将信息告知控制器，响应油门动作从而驱动电机。
c、负责给整个***供电的电池包。
仪表原理框图中的NFC/RFID READER单元是实现身份认证功能的重要部分。本实施例中的实现方式是主要包括NFC Frontend和仪表的控制单元，原理图如图3。用户会有一张唯一的与仪表配对的NFC/RFID卡，可以用来与车辆的身份认证。在使用车辆时，首先按开机按键，然后刷卡完成身份认证，若未通过身份认证，车辆的油门无效，若通过身份认证，即可正常使用车辆。从车辆的角度来说，每次开机，车辆进入身份确认等待，此时油门无效，在等待超时前完成身份认证，油门有效，车辆可以正常使用；若等待超时，车辆会自动断电。车辆在静止停放，不骑行的时候，超时若干分钟也会自动断电。
仪表将人的操作或配置信息传递给控制器，控制器将电机的转动、电池电量等信息传递给仪表。两者的通信，才能使整车正常工作。在二者建立正常通信之前，需要进行认证流程。认证时序图如图4，用户按下仪表上的开机按键，控制器得电后给仪表供电，仪表向控制器发送一个随机数据RB，控制器控制单元发出一组携带随机数RA的令牌数据TokenAB给仪表控制单元，仪表控制单元收到TokenAB后，对TokenAB进行解密并得到RB’，若得到的RB’与之前发出的RB相同，则向控制器控制单元发出令牌数据TokenBA；控制器控制单元收到TokenBA后进行解密得到RA’，若得到的RA’与之前生成的随机数RA相同，则认证成功。生成令牌数据的方法为现有技术，不做详述。
以上的实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.一种有身份认证功能的电动滑板车控制***，包括仪表，用于驱动电机的控制器，与仪表、控制器连接的电池包，其特征在于：仪表中的仪表控制单元与控制器的控制器控制单元通过通信接口连接；仪表控制单元与电池包控制连接；仪表控制单元中增加NFC/RFID读卡单元，用于实现车辆所有人的身份识别；还包括一个NFC/RFID卡，用于识别身份的数据存储在NFC/RFID卡的加密内存中，并且与唯一编码的仪表控制单元配对。
2.一种有身份认证功能的电动滑板车控制方法，其特征在于：控制器控制单元，与仪表控制单元通信，获取油门的指令；NFC/RFID卡，与仪表控制单元的NFC/RFID读卡单元进行身份认证，若仪表控制单元未通过身份认证，则油门无效，控制器不会响应油门指令；若仪表控制单元通过身份认证，则将信息告知控制器控制单元，控制器响应油门动作，从而驱动电机。
3.根据权利要求2所述的有身份认证功能的电动滑板车控制方法，其特征在于，身份认证包括如下步骤：仪表控制单元向控制器控制单元发送一个随机数据RB，控制器控制单元发出一组携带随机数RA的令牌数据TokenAB给仪表控制单元，仪表控制单元收到TokenAB后，对TokenAB进行解密并得到RB’，若得到的RB’与之前发出的RB相同，则向控制器控制单元发出令牌数据TokenBA；控制器控制单元收到TokenBA后进行解密得到RA’，若得到的RA’与之前生成的随机数RA相同，则认证成功。
4.根据权利要求2所述的有身份认证功能的电动滑板车控制方法，其特征在于：仪表控制单元中设有计时单元，计时单元中预设身份认证等待时长；当启动仪表控制单元，计时单元同时工作，进入身份认证等待，若仪表控制单元在身份认证等待时长内通过身份认证，则将信息告知控制器控制单元，控制器响应油门动作；否则仪表控制单元控制切断电池包供电。
5.根据权利要求2或4所述的有身份认证功能的电动滑板车控制方法，其特征在于：计时单元中预设身份认证有效时长，仪表控制单元识别电动滑板车是否在运行中，当电动滑板车停止运行时间大于身份认证有效时长，仪表控制单元控制切断电池包供电。
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