CN115884886A - 将车载无线传感器与中央设备进行安全配对 - Google Patents

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CN115884886A CN202080103281.7A CN202080103281A CN115884886A CN 115884886 A CN115884886 A CN 115884886A CN 202080103281 A CN202080103281 A CN 202080103281A CN 115884886 A CN115884886 A CN 115884886A
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Abstract

公开了用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的方法、***、装置和计算机程序产品。在特定实施例中，根据本公开的将车载无线传感器与中央设备进行安全配对包括车辆传感器设备使用预共享通行密钥与车辆控制***(vehicle control system,VCS)进行配对。预共享通行密钥经由带外交换在车辆传感器设备和VCS之间进行共享。该实施例还包括车辆传感器设备将可解析私有地址(resolvable private address,RPA)的标识符发送给VCS。此外，车辆传感器设备使用RPA与VCS进行通信。在该示例实施例中，RPA由车辆传感器设备周期性地重新生成。

Description

将车载无线传感器与中央设备进行安全配对
背景技术
无线车辆传感器(例如无线轮胎压力监测***(tire pressure monitoringsystem,TPMS)传感器)已经被引入以通过射频(radio frequency,RF)链路向车辆控制***提供车辆传感器数据。特别是，无线TPMS传感器已被引入全球大多数汽车市场，许多地区出于安全或环境原因已经立法要求使用该***。该***旨在提醒驾驶员轮胎充气不足。当前的***(例如TPMS)通常采用从传感器到车辆的单向RF链路来传输用于感测应用的关键数据。该数据可以包括压力、温度、位置、速度/加速度、唯一身份标识号(Identifier,ID)或刺激等。例如，轮胎充气辅助(Tire Fill Assist,TFA)是使用车辆的当前单向RF链路实现的TPMS特征。该特征允许车辆将TPMS的状态传送给用户，例如通过使用喇叭和/或灯作为反馈。
低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy,BLE)是常见的短程无线标准，可用于与无线车辆传感器进行双向通信。然而，对于许多无线车辆传感器来说，拥有用于配对的用户接口可能不实用。允许车辆在驾驶周期期间自动地学习其传感器并不理想。该过程可能需要很长时间才能完成，而且通常只在车辆行驶时运行。这导致车辆在一段时间内不知道安装的传感器，因此无法对压力偏差发出警告。因此，需要在工厂或其他安装地点完成配对过程。然而，当BLE设备在车辆中广泛使用时，可能会有许多BLE设备同时传输(例如，在轮胎车间或生产线设置中)，这意味着会有显著的串扰。因此，要知道哪个传感器是用于配对的预期目标可能非常困难或是不可能的。
发明内容
根据本公开的实施例旨在将车载无线传感器与中央设备进行安全配对。为了在车辆装配厂或其他安装地点将无线传感器与车辆控制***进行配对，配对工具用于共享通行密钥的带外交换。在完成配对过程之前，使用配对工具在无线传感器和车辆控制***之间交换共享通行密钥。在示例实施例中，车辆控制***生成通行密钥并将通行密钥提供给配对工具，配对工具将通行密钥无线地传输给无线传感器。在其他实施例中，通行密钥可以由无线传感器或配对工具来生成。在配对处理期间，将带内交换的通行密钥与带外交换的通行密钥进行比较，以验证正确的无线传感器正在与车辆控制***进行配对。因此，无需无线传感器设备上的物理接口或显示器即可在无线车辆传感器中实现通行密钥验证机制。通行密钥验证允许车辆控制***清楚地识别出作为配对目标的设备。
为了将无线传感器与无线移动设备(例如，用户的智能手机、平板电脑、智能手表等)进行配对，车辆控制***用于促进无线传感器与移动设备之间身份信息的交换。已经与车辆配对的移动设备可以请求车辆控制***提供用于与无线传感器进行配对的身份信息。车辆控制***可以提供移动设备发起与无线传感器的直接配对过程所需的身份信息。车辆控制***还可以向无线传感器提供身份信息，使得无线传感器可以配置有允许的设备列表(例如，白名单)以用于对来自设备的连接请求进行过滤。因此，用于将无线传感器设备与用户的智能设备进行配对的身份凭证可以通过已经与每个设备配对的车辆控制***来共享。
在特定实施例中，根据本公开的将车载无线传感器与中央设备进行安全配对包括车辆传感器设备使用预共享通行密钥与车辆控制***(vehicle control system,VCS)进行配对。预共享通行密钥经由带外交换在车辆传感器设备和VCS之间进行共享。该实施例还包括车辆传感器设备向VCS发送诸如可解析私有地址(resolvable private address,RPA)的身份解析密钥(identity resolving key,IRK)之类的标识符。另外，车辆传感器设备使用RPA与VCS进行通信，使得VCS可以使用标识符来解析车辆传感器设备的地址。在该示例实施例中，RPA由车辆传感器设备周期性地重新生成。
在另一个实施例中，根据本公开将车载无线传感器与中央设备进行安全配对包括车辆控制***(VCS)使用预共享通行密钥与无线车辆传感器设备进行配对，该预共享通行密钥经由带外交换在车辆传感器设备和中央设备之间进行共享。在该示例实施例中，VCS接收诸如车辆传感器设备的身份解析密钥(IRK)的标识符，将该标识符与车辆传感器设备的传感器标识符进行关联，从车辆传感器设备接收由可解析私有地址(RPA)标识的数据包，以及使用该标识符基于RPA识别车辆传感器设备。
本发明的前述和其他目的、特征和优点将从附图中所示的本发明的示例性实施例的以下更具体的描述中显而易见，其中，相同的附图标记通常表示本发明的示例性实施例的相同部分。
附图说明
图1A示出了根据本公开的用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的***的等距图；
图1B示出了图1A的***的俯视图；
图2示出了根据本公开的示例性配对工具的框图；
图3示出了根据本公开的示例性无线车辆传感器设备的框图；
图4示出了根据本公开的示例性车辆控制***的框图；
图5示出了根据本公开的用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的示例方法的流程图；
图6示出了根据本公开的用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的另一示例方法的流程图；
图7示出了根据本公开的用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的另一示例方法的流程图；
图8示出了根据本公开的用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的另一示例方法的流程图；
图9示出了根据本公开的用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的另一示例方法的流程图；
图10示出了根据本公开的用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的另一示例方法的流程图；
图11示出了根据本公开的用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的另一示例方法的流程图；
图12示出了根据本公开的用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的另一示例方法的流程图；
图13示出了根据本公开的用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的另一示例方法的流程图；
图14示出了根据本公开的用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的另一示例方法的流程图。
具体实施方式
本文中为了描述特定示例的目的而使用的术语不旨在限制进一步的示例。每当使用诸如“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”的单数形式并且仅使用单个元素既未明确地也未隐含地定义为强制性时，进一步的示例也可以使用复数元素来实现相同的功能。同样，当功能随后被描述为使用多个元素来实现时，进一步的示例可以使用单个元素或处理实体来实现相同的功能。还应理解，术语“包括(comprises)”、“包含(comprising)”、“包括(includes)”和/或“包含(including)”在使用时指定了所述特征、整数、步骤、操作、过程、行为、元素和/或部件的存在，但不排除一个或更多个其他特征、整数、步骤、操作、过程、行为、元素、部件和/或它们的任何组的存在或添加。
应当理解，当一个元素被称为“连接”或“耦接”到另一个元素时，这些元素可以经由一个或更多个中间元素直接地连接或耦接。如果两个元素A和B使用“或(or)”进行组合，这应理解为公开所有可能的组合，即只有A，只有B，以及A和B。相同组合的替代措辞是“A和B中的至少一个”。这同样适用于多于两个元素的组合。
因此，虽然进一步的示例能够有各种修改和替代形式，其一些具体示例在图中被示出并且将在随后被详细描述。然而，该详细描述并不将进一步的示例限制为所描述的特定形式。进一步的示例可以涵盖落入本公开范围内的所有修改、等同物和替代物。在附图的整个描述中，相似数字指的是相似的或类似的元素，当彼此比较时它们可以相同地或以修改的形式来实现，同时提供相同或类似的功能。
从图1A和图1B开始，参考附图来描述根据本公开的用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的示例性方法、装置和计算机程序产品。图1A示出了根据本公开的用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的***(100)的等距图。图1B示出了图1A的***的俯视图。图1A和图1B的***包括配备有轮胎(103)和无线车辆传感器设备(105)的车辆(101)。虽然图1A和图1B的实施例示出了无线车辆传感器设备是用于轮胎(103)的轮胎监测设备(例如，TPMS传感器)，但是应当理解，无线车辆传感器设备(105)可以是被配置用于无线通信的任意车辆传感器设备，包括但不限于刹车片磨损传感器、座椅扣传感器和其他无线汽车传感器(109)。在特定实施例中，无线车辆传感器设备(105)可以是轮胎压力监测***(TPMS)传感器，并且测量轮胎的操作特性，例如轮胎压力、轮胎温度和运动特性，并且将收集到的数据传送给车辆控制***(VCS)(107)。
VCS(107)控制车辆内的各种部件和***。例如，VCS(107)可以包括多个电子控制单元(electronic control unit,ECU)，这些电子控制单元被配置为控制一个或更多个车辆子***。ECU通常被称为车辆的“计算机”，可以是中央控制单元，也可以统称为一个或更多个车辆子***控制单元。在特定实施例中，VCS(107)中的子***中之一是TPMS，其从无线车辆传感器设备(105)接收轮胎压力和其他测量值。其他子***可能包括引擎控制模块(Engine Control Module,ECM)、动力总成控制模块(Powertrain Control Module,PCM)、变速箱控制模块(Transmission Control Module,TCM)、车身控制模块(Body ControlModule,BCM)、中央正时模块(Central Timing Module,CTM)、通用电子模块(GeneralElectronic Module,GEM)、远程无钥匙进入模块、和/或悬架控制模块(SuspensionControl Module,SCM)。在根据本公开的实施例中，VCS(107)包括BCM，BCM包括防抱死制动***(Antilock Braking System,ABS)和电子稳定程序(Electronic Stability Program,ESP)。替代地，VCS(107)可以包括独立于基于车辆的传感器(例如，售后市场***)的远程信息处理控制单元(Telematics Control Unit,TCU)。
无线车辆传感器设备(105)可以配备有无线收发器，用于与VCS(107)进行双向无线通信，这将在下面更详细地描述。VCS(107)可以类似地配备有无线收发器，用于与每个无线车辆传感器设备(105)进行双向无线通信，这将在下面更详细地描述。双向无线通信可以通过诸如低功耗蓝牙、智能蓝牙之类的通信技术或旨在节省消耗的能量的其他低功率双向通信技术来实现。替代地，无线车辆传感器设备(105)可以包括被配置为向VCS(107)发送信号的单向发送器。
无线车辆传感器设备(105)可以通过唯一识别码(本文中也称为传感器标识符(ID))来识别。例如，传感器ID可以是无线车辆传感器设备(105)或其通信部件的媒体访问控制(Media Access Control,MAC)地址。作为另一个示例，传感器ID可以是名称、序列号或其他唯一标识符。传感器ID可以包括在每个传输帧中，或者可以与特定传输信道相关联。然而，当车辆传感器设备(105)安装在车辆(101)上(例如，在车辆装配线或经销商处)时，无线车辆传感器设备(105)必须首先与VCS(107)进行配对。在生产环境中，可能有许多无线传感器公布它们各自的传感器ID，并且VCS(107)必须能够将公布的传感器ID与特定无线传感器进行关联。在传统蓝牙配对过程的一个示例中，通用访问配置文件(Generic AccessProfile,GAP)中央设备可以生成访问代码，该访问代码要么显示在配对设备的屏幕上并由技术人员来确认，要么由技术人员手动输入到配对设备的物理界面中。然而，由于汽车传感器的紧凑尺寸和嵌入性质，汽车传感器可能没有用于显示访问代码的显示器或用于输入访问代码的物理界面。在根据本公开的特定实施例中，无线配对工具(113)(例如手持设备或装配线站)用于促进无线车辆传感器设备(105)和VCS(107)之间的共享通行密钥的带外交换，这将在下面详细解释。
在车辆(101)归所有者所有之后，用户(例如，所有者或维修技术人员)可能希望使用用户的无线设备(115)(例如，智能手机)直接发起与无线车辆传感器设备(105)的双向通信。与无线车辆传感器的直接通信可能是有利的，例如，当无线车辆传感器设备(105)是被配置为发送轮胎充气辅助(TFA)数据的TPMS传感器时。然而，为了将无线车辆传感器设备(105)与用户的无线设备(115)进行配对，用户的无线设备(115)还必须能够识别特定无线车辆传感器设备(105)。由于其他车辆传感器之间的串扰以及由于无线车辆传感器设备(105)实现的安全协议，该识别过程可能很困难。在根据本公开的特定实施例中，VCS(107)促进在无线车辆传感器设备(105)和用户的无线设备(115)之间身份凭证的交换，这将在下面详细解释。
构成图1A和图1B所示的示例性***的设备的布置是为了解释，而不是为了限制。如本领域技术人员将想到的，根据本公开的各种实施例有用的数据处理***可以包括在图1A和图1B中未示出的附加的服务器、路由器、其他设备和对等(peer-to-peer)架构。图1A和图1B的设备和其他数据处理***可以利用根据本公开的实施例的通信协议，包括但不限于传输控制协议(Transmission Control Protocol,TCP)、互联网协议(Internet Protocol,IP)、蓝牙协议、近场通信、控制器局域网(Controller Area Network,CAN)协议、本地互连网络(Local Interconnect Network,LIN)协议、串行外设接口(Serial PeripheralInterface,SPI)协议、FlexRay协议以及本领域技术人员将想到的其他协议。除了图1A和图1B所示的硬件平台之外，本公开的各种实施例可以在各种硬件平台上实现。
为了进一步说明，图2示出了根据本公开的实施例的用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的配对工具(200)的示例性实现的示意图。图2的配对工具(200)可以包括控制器(201)、存储器(203)、收发器(205)、天线(207)和车辆通信总线接口(209)。在一些实施例中，配对工具(200)还可以包括低频发送器(211)，该低频发送器(211)被配置为发送唤醒信号(例如，用于无线车辆传感器设备的低频***的125kHz激励器信号)。
配对工具(200)的控制器(201)可以被配置为促进无线车辆传感器设备(例如，图3的无线车辆传感器设备(300)和VCS(例如，图4的VCS(400))之间共享通行密钥的交换，并且可以包括适当编程的处理器，例如专用微处理器或微控制器，或其他可编程处理设备。可以提供诸如随机存取存储器(random access memory,RAM)、模数转换器(analog-to-digitalconverter,ADC)、输入/输出(input/output,I/O)接口、时钟和中央微处理器(均未示出)之类的标准部件，这些部件通常被集成到单个芯片上。替代地或附加地，可以使用诸如专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)之类的定制微控制器、数字信号处理器(digital signal processor,DSP)、诸如现场可编程门阵列(fieldprogrammable gate array,FPGA)之类的可编程逻辑阵列(programmable logic array,PLA)、或根据本公开的其他数据计算单元。例如，共享密码可以是用于在多个无线车辆传感器中识别无线车辆传感器的随机生成代码或顺序代码，并且可以由配对工具(200)、无线车辆传感器或VCS中的任意一个来生成。作为另一个示例，共享通行密钥可以是VCS安全参数。
配对工具(200)的控制器(201)可以被配置为当通行密钥由配对工具(200)或无线车辆传感器设备来生成时将共享通行密钥发送给VCS。配对工具的控制器(201)还可以被配置为当通行密钥由配对工具(200)或VCS来生成或是VCS的安全参数时将共享通行密钥发送给无线传感器设备。在特定实施例中，配对工具(200)的控制器(201)可以经由收发器(205)或车辆通信总线接口(209)从VCS接收通行密钥，并且可以将通行密钥存储在存储器(203)中。配对工具(200)的控制器(201)然后可以经由收发器(205)将通行密钥发送给无线车辆传感器。
配对工具的收发器(205)可以耦接至控制器(201)和天线(207)，并且可以被配置用于与无线传感器设备以及在一些实施例中与VCS进行双向无线通信。例如，一旦收发器被配置为与VCS进行通信，收发器可用于将轮胎参数(例如，轮胎压力)传输至VCS并从VCS接收车辆参数和配置参数。收发器(233)可以被配置为将传感器ID传送给远程设备，例如装配线中的激活工具或激活站。收发器(205)可以被配置为在特定RF频带(例如具有2.4GHz至2.5GHz频率范围的包括RF频谱的未许可部分的工业、科学和医学(Industrial,Scientificand Medical,ISM)2.4GHz频带)内进行操作。在特定实施例中，收发器(205)可以是蓝牙协议收发器，例如在2.4GHz和2.4835GHz之间进行操作的蓝牙低功耗收发器或蓝牙智能收发器。在实施例中，收发器(205)还可以被配置为将2.4GHz频带唤醒信号发送到无线传感器设备的低功率接收器，以将无线传感器设备从待机状态转换到活动状态，在活动状态中，无线传感器设备的收发器联机。
为了进一步说明，图3示出了根据本公开实施例的用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的无线车辆传感器设备(300)的示例性实现的图。图3的无线车辆传感器设备(300)可以包括控制器(301)、存储器(303)、电池(305)、收发器(323)、唤醒模块(325)和天线(307)。在特定实施例中，无线车辆传感器设备可以是轮胎监测设备并且可以包括一个或更多个传感器(309)，例如压力传感器(例如，压阻换能器或基于压电或电容的压力传感器，用于测量相应轮胎中的空气压力)、温度传感器和运动传感器(例如，加速度计，其响应于相应轮胎旋转期间经历的加速度和/或加速度变化)。
无线车辆设备(300)的控制器(301)可以被配置为将无线车辆设备(300)与VCS(例如，图4的VCS(400))进行配对并且将传感器数据(例如，轮胎压力、刹车片磨损等)提供给VCS。如下面将解释的，无线车辆设备(300)的控制器(301)可以被配置为与配对工具(例如，图2的配对工具(200))进行通信以发送或接收用于与VCS进行配对的共享通行密钥。如下面将解释的，无线车辆设备(300)的控制器(301)还可以被配置为与用户设备(例如，智能电话)进行配对并且向用户设备提供传感器数据(例如，轮胎充气辅助数据)。无线车辆设备(300)的控制器(301)可以包括适当编程的处理器，例如专用微处理器或微控制器、或其他可编程处理设备。可以提供诸如随机存取存储器(RAM)、模数转换器(ADC)、输入/输出(I/O)接口、时钟和中央微处理器(均未示出)之类的标准部件，这些标准部件通常被集成到单个芯片上。替代地或附加地，可以使用根据本公开的诸如专用集成电路(ASIC)之类的定制微控制器、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑阵列(PLA)诸如现场可编程门阵列(FPGA)之类的可编程逻辑阵列(PLA)、或其他数据计算单元。
无线车辆传感器设备(300)的收发器(323)可以耦接至控制器(301)和天线(307)，并且可以被配置用于与其他无线模块(包括但不限于VCS、无线配对工具和用户设备(例如，智能手机))进行双向无线通信。例如，为了与VCS进行配对，收发器(323)和唤醒模块(325)可用于与无线配对工具进行通信，以作为共享通行密钥的带外交换的一部分发送或接收共享通行密钥。作为另一个示例，收发器(323)可用于在配对过程期间与VCS共享身份信息。作为又一个示例，一旦收发器(323)与VCS的无线收发器进行配对，收发器(323)就可用于将传感器数据(例如，轮胎压力)发送给VCS并且从VCS接收车辆提供的参数(例如，认证设备的身份信息)和配置参数。作为又一示例，一旦收发器(323)已经接收到认证设备的身份信息，收发器(323)就可用于与诸如用户设备之类的认证设备进行通信。
收发器(323)可以被配置为在特定RF频带(例如具有2.4GHz至2.5GHz频率范围的包括RF频谱的未许可部分的ISM 2.4GHz频带)内进行操作。在特定实施例中，收发器(323)可以是蓝牙协议收发器，例如在2.4GHz和2.4835GHz之间工作的蓝牙低功耗收发器或蓝牙智能收发器。在其他实施例中，收发器(323)可以是旨在节省轮胎监测设备中消耗的能量的其他类型的低功率射频通信技术。
唤醒模块(325)可以被配置为从无线配对工具或其他远程设备接收激活信号。在实施例中，唤醒模块可以是低频(low frequency,LF)***，包括具有相关联的调谐电容器的LF线圈、LF放大器电路和解码电路(均未示出)。LF***可以经由LF线圈检测来自远程设备的信号(例如，125kHz信号)并且向控制器(301)提供唤醒信号。在另一个实施例中，唤醒模块(325)可以是低功率接收器，被配置为从无线配对工具或其他远程设备接收激活信号并且向控制器(301)提供唤醒信号。低功率接收器可以被配置用于在与收发器(323)相同的RF频带(即，ISM 2.4GHz频带，频率范围为2.4GHz至2.5GHz)内进行通信。因此，诸如装配线中的配对工具或激活站之类的远程设备可以使用远程设备使用的相同收发器将激活信号传送给低功率接收器，以与其他传感器和设备(例如，其他蓝牙协议传感器)进行通信。因此，不需要单独的激活***(例如LF***)来激活无线车辆传感器设备(300)。
存储器(305)可以是存储传感器数据、配置参数、安全凭证、和/或诸如身份解析密钥(IRK)之类的本地标识符的非易失性存储器(例如，闪存)。存储器(305)还可以存储包含允许设备列表的数据结构，该允许设备列表指示可以从中接受连接请求的传感器ID的列表。例如，允许设备列表可以包括VCS已认证的设备。允许设备列表还可以存储每个传感器ID的对等IRK。
无线车辆传感器设备(300)还可以包括通信接口(335)，用于根据用于经由收发器(323)发送和接收数据的通信协议来组织数据。例如，通信接口(335)可以根据蓝牙协议将数据封装在数据包中。无线车辆传感器设备(300)还可以包括电源接口(未示出)，用于将从电池(305)接收的电力供应给无线车辆传感器设备(300)的各个部件。
电池(305)可以向无线车辆传感器设备(300)的电源接口提供电力。然而，代替电池(305)或除了电池(305)之外，还设想可以使用其他电源(例如，热电或压电发电机、电磁感应设备、和/或其他能量收集器)。
天线(307)可以由无线车辆传感器设备(300)使用以发送和接收RF信号。天线(307)可以耦接至收发器(323)以用于发送和接收RF信号。天线(307)也可以耦接至唤醒模块(325)以用于接收RF激活信号。
在特定实施例中，无线车辆传感器设备(300)可以在车辆经销店、轮胎经销店、修理店或车辆原始装备制造商(Original Equipment Manufacturer,OEM)装配线处安装在车辆上。在车辆上或车辆内激活和安装无线车辆传感器设备(300)时，无线车辆传感器设备(300)尚未与车辆的VCS配对。为了与VCS配对，无线车辆传感器设备(300)可以将预共享通行密钥与无线车辆传感器设备(300)的传感器ID一起发送给VCS的无线收发器。预共享通行密钥可以在从无线车辆传感器设备(300)发送给VCS的一个或更多个通信帧期间被发送，并且也可以被包括在后续数据包中。VCS然后可以使用预共享通行密钥来识别无线车辆传感器设备(300)，并且将无线车辆传感器设备(300)的传感器ID(例如，MAC地址)与传感器的身份进行关联。
为了促进在配对之前共享预共享通行密钥，无线车辆传感器设备(300)可以被配置为从无线配对工具(例如，图2的配对工具(200))发送或接收预共享通行密钥。例如，共享密码可以是用于在多个无线车辆传感器中识别无线车辆传感器设备(300)的随机生成的代码或顺序代码，并且可以由配对工具、无线车辆传感器设备(300)或VCS中的任意一个来生成。作为另一个示例，共享通行密钥可以是VCS安全参数。无线车辆传感器设备(300)的控制器(301)可以被配置为当通行密钥由无线车辆传感器设备(300)生成时将共享通行密钥发送给配对工具。无线车辆传感器设备(300)的控制器(301)还可以被配置为当通行密钥由配对工具或VCS生成或是VCS的安全参数时从配对工具接收共享通行密钥。
在特定实施例中，无线车辆传感器设备(300)的控制器(301)可以经由收发器(323)或唤醒模块(325)从配对工具接收由VCS生成的共享通行密钥。也就是说，VCS可以生成共享通行密钥并且可以经由与配对工具的有线或无线车辆通信总线接口将共享通行密钥提供给配对工具，并且配对工具可以将共享通行密钥无线发送给无线车辆传感器设备(300)的收发器(323)或唤醒模块(325)。控制器(301)可以将由VCS生成并从配对工具接收的共享通行密钥存储在无线车辆传感器设备(300)的存储器(303)中。为了将无线车辆传感器设备(300)与VCS进行配对，无线车辆传感器设备(300)可以将包含无线车辆传感器设备(300)的传感器ID的数据包中的共享通行密钥发送给VCS。
为了增强私密性，无线车辆传感器设备(300)的控制器(301)还可以被配置为生成可解析私有地址(RPA)并使用RPA代替传感器ID来发送通信数据包。RPA可以基于随机数和秘密的身份解析密钥(IRK)来生成。作为配对过程的一部分，IRK可以由无线车辆传感器设备(300)提供给VCS，使得VCS可以通过使用IRK对RPA进行解码来确认传感器ID，从而识别无线车辆传感器设备(300)。因此，无线车辆传感器设备(300)可以周期性地重新生成可以由VCS解码的RPA，同时避免由未授权设备跟踪无线车辆传感器设备(300)。
为了将无线车辆传感器设备(300)与不是VCS的一部分的外部无线设备(例如，用户的智能手机)进行配对，外部无线设备还必须具有IRK以基于公布的RPA来识别无线车辆传感器设备(300)。此外，无线车辆传感器设备(300)可以被配置为拒绝来自未经许可或未被识别的设备的连接请求，并且因此可以仅允许来自已经被添加到允许设备列表的设备的连接请求。无线车辆传感器设备(300)的控制器(301)可以被配置为从VCS接收外部无线设备的身份凭证并将身份凭证存储在存储器(303)中的允许设备列表上。例如，接收到的身份凭证可以是外部无线设备的设备ID，并且如果其实现了RPA则可以是外部无线设备的IRK。随后，在从外部无线设备接收到连接请求时，无线车辆传感器设备(300)的控制器(301)可以被配置为基于传感器ID和允许设备列表来确定进行该请求的外部无线设备是允许设备。响应于确定请求设备是允许设备，无线车辆传感器设备(300)的控制器(301)可以被配置为接受连接请求并与外部无线设备进行配对。
为了进一步说明，图4示出了根据本公开实施例的用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的示例性车辆控制***(VCS)(400)的图。VCS(400)包括耦接至存储器(403)和收发器(405)的VCS控制器(401)。VCS控制器(401)可以被配置为获取与车辆运行条件相关的传感器读数(例如，来自图3的无线车辆传感器设备(300))。如下面将解释的，VCS控制器(401)还可以被配置为与配对工具(例如，图2的配对工具(200))进行通信以发送或接收共享通行密钥，以用于与无线车辆传感器设备进行配对。如下面将解释的，VCS(400)的控制器(401)也可以被配置为与外部用户设备(例如，智能手机)进行配对并且促进外部用户设备和无线车辆传感器设备之间身份凭证的交换。例如，控制器(401)可以经由收发器(405)向无线车辆传感器设备提供配置参数，用于将外部无线设备添加到允许设备列表，并且控制器(401)可以经由收发器(405)将无线车辆传感器设备的身份信息提供给外部无线设备。VCS控制器(401)可以包括或实现根据本公开的微控制器、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、诸如现场可编程门阵列(FPGA)之类的可编程逻辑阵列(PLA)、或其他数据计算单元。从无线车辆传感器设备接收的传感器读数和数据可以存储在存储器(403)中。存储器(403)可以是非易失性存储器，例如闪存。例如，VCS(400)可以从车载传感器和/或车辆轮胎获取车辆运行条件数据，例如传感器读数。
为了与无线车辆传感器设备、配对工具和外部无线设备进行双向无线通信，VCS(400)可以包括耦接至VCS控制器(401)的收发器(405)。例如，为了与无线车辆传感器设备进行配对，收发器(405)可用于与无线配对工具进行通信以发送或接收共享通行密钥。作为另一个示例，一旦收发器(405)与无线车辆传感器设备的无线收发器配对，收发器(405)就可用于从无线车辆传感器设备接收传感器参数(例如，轮胎压力)，并且将配置参数(例如，认证设备的身份信息)发送给无线车辆传感器设备。作为又一示例，收发器(405)可用于从外部设备接收与无线车辆传感器设备进行配对的请求，并且将用于连接至无线车辆传感器设备的IRK发送给外部无线设备。
收发器(405)可以被配置用于在特定RF频带(例如具有2.4GHz至2.5GHz频率范围的ISM 2.4GHz频带，其包括RF频谱的未许可部分)内工作。在一个实施例中，收发器(405)可以是蓝牙协议收发器。VCS(400)还可以包括用于蜂窝地面通信、卫星通信或两者的云收发器(407)。例如，云收发器(407)可用于将轮胎参数(例如，轮胎压力)传送至远程服务器。云收发器(407)也可用于接收车辆的配置参数。
VCS(400)还可以包括控制器局域网(CAN)接口(409)，用于将车辆传感器(417)和设备通信地耦接至控制器(401)(例如轮速传感器、横摆角速度传感器、倾斜传感器和其他传感器)。CAN接口(409)可以将输入/输出(input/output,I/O)端口(415)耦接至控制器(401)。端口(415)可用于发送或接收共享通行密钥。例如，配对工具可以连接至用于输入或输出共享通行密钥的端口。CAN接口(409)还可以将显示器接口(419)耦接至控制器(401)。显示器接口(419)可用于将车辆传感器参数(例如，轮胎压力参数)的标记输出给车辆的仪表板或显示器。例如，显示器端口可用于将轮胎压力标记输出至仪表板或显示器，以警告驾驶员轮胎监测设备在轮胎中检测到的轮胎压力较低。
在特定实施例中，为了与无线车辆传感器设备进行配对，VCS(400)可以从无线车辆传感器设备(例如，无线车辆传感器设备(300))的无线收发器接收与无线车辆传感器设备的唯一传感器ID相关联的预共享通行密钥。预共享通行密钥可以在从无线车辆传感器设备发送至VCS(400)的初始通信数据包期间被发送并且也可以被包括在后续数据包中。VCS(400)可以将预共享密钥的本地实例与从无线车辆传感器设备接收的预共享密钥的实例进行比较以对无线车辆传感器设备的身份进行验证，并且可以将无线车辆传感器设备的传感器ID存储在存储器(403)中。
为了促进在配对之前共享预共享通行密钥，VCS(400)可以被配置为从无线配对工具(例如，图2的配对工具(200))发送或接收预共享通行密钥。例如，共享通行密钥可以是随机生成的代码或顺序代码，其可用于在多个无线车辆传感器中对无线车辆传感器设备进行识别，并且可以由配对工具、无线车辆传感器设备、或VCS(400)中的任意一个来生成。作为另一个示例，共享通行密钥可以是VCS安全参数。VCS(400)的控制器(401)可以被配置为当由VCS(400)生成通行密钥时将共享通行密钥发送给配对工具。VCS(400)的控制器(401)还可以被配置为当由配对工具或无线车辆传感器设备生成通行密钥时从配对工具接收共享通行密钥。
在特定实施例中，VCS(400)的控制器(401)可以经由收发器(405)或CAN接口(409)接收通行密钥和/或可以将通行密钥发送给配对工具。也就是说，VCS(400)的控制器(401)可以生成共享通行密钥并且经由无线(例如，蓝牙)或有线连接将共享通行密钥提供给配对工具，并且配对工具将共享通行密钥无线发送给无线车辆传感器设备的收发器。随后，VCS(400)的控制器(401)可以在包括传感器ID的数据包中从无线车辆传感器设备接收共享通行密钥。
为了增强私密性，VCS(400)的控制器(401)还可以被配置为接收无线车辆传感器设备的IRK并且将IRK与存储在存储器(405)中的数据结构中的传感器ID相关联。当由控制器(401)接收到使用RPA发送的数据包时，可以使用IRK来解析RPA以确认发送数据包的无线车辆传感器设备的传感器ID。
为了促进无线车辆传感器设备与不是VCS(400)的一部分的外部无线设备(例如，用户的智能手机)进行配对，VCS(400)的控制器(401)可以被配置为经由发送器(405)从外部无线设备接收连接到无线车辆传感器设备的请求，并且向外部无线设备提供在与无线车辆传感器设备配对期间获取的无线车辆传感器设备的传感器ID。控制器(401)还可以向外部无线设备提供无线车辆传感器设备的IRK。VCS(400)的控制器(401)还可以被配置为将外部无线设备的凭证发送给无线车辆传感器设备以添加到在无线车辆传感器设备上维护的允许设备列表。例如，控制器(401)可以经由收发器(405)发送外部无线设备的设备ID(例如，MAC地址)以及外部无线设备的IRK(如果其实现RPA)。
为了进一步说明，图5示出了示出根据本公开实施例的用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的示例性方法的流程图，其包括由车辆传感器设备(501)使用预共享通行密钥与车辆控制***(VCS)(503)进行配对(502)，其中，预共享通行密钥经由带外交换在车辆传感器设备和VCS(503)之间进行共享。由车辆传感器设备(501)(例如，图2的车辆传感器设备(300))使用预共享通行密钥与车辆控制***(VCS)(503)(例如，图4的VCS(400))进行配对，其中，预共享通行密钥经由带外交换在车辆传感器设备(501)和VCS(503)之间进行共享，可以由车辆传感器设备(501)和VCS(503)经由外部设备(其被配置用于与车辆传感器设备(501)和VCS(503)两者进行通信)对预共享通行密钥进行交换来执行。例如，在车辆传感器设备(501)和VCS(503)之间发起通信之前，不是车辆部件的设备可以经由到车辆传感器设备(501)的无线连接以及到VCS(503)的有线或无线连接来分发预共享通行密钥。
预共享通行密钥的交换是带外的，因为必须在车辆传感器设备(501)和VCS(503)之间的通信信道之外将通行密钥提供给目标配对设备。例如，配对工具可以经由无线带外连接与车辆传感器设备(501)进行通信，并且相同的配对工具可以经由无线接口(例如，蓝牙)、或经由不同类型的无线接口(例如，WiFi)、或经由与车辆通信总线或CAN接口的有线连接来与VCS(503)进行通信。在特定实施例中，车辆传感器设备(501)可以包括BLE收发器，该BLE收发器与耦接至VCS(503)的BLE收发器配对。预共享通行密钥可以是随机生成的代码(例如，16位整数)或安全参数。
图5的方法还包括由车辆传感器设备(501)向VCS(503)发送(504)用于可解析私有地址(RPA)的至少标识符(例如，身份解析密钥(IRK))(505)。由车辆传感器设备(501)向VCS(503)发送(504)至少用于可解析私有地址(RPA)的至少一个ID(505)可以由车辆传感器设备(501)将包含IRK的数据包发送给VCS(503)来执行。VCS(503)可以使用IRK来使用IRK和加密函数来计算RPA的散列(hash)，以解析车辆传感器设备(503)的传感器ID。IRK可以由OEM编程到车辆传感器设备(501)中，使用配对工具配置在车辆传感器设备(501)中，或者随机生成。传感器ID可以是蓝牙地址、公共地址、MAC地址、静态随机地址或车辆传感器设备(501)的其他地址。在一些实施例中，将可解析私有地址(RPA)的至少标识符(例如，身份解析密钥(IRK))(505)发送给VCS(503)可以由无线工具(例如，图2的配对工具(200))来执行。例如，无线工具可以将要由车辆传感器设备(501)使用的IRK提供给VCS(503)。
图5的方法还包括由车辆传感器设备(501)使用RPA与VCS(503)进行通信(506)，其中，RPA由车辆传感器设备(501)周期性地重新生成。由车辆传感器设备(501)使用RPA与VCS(503)进行通信(506)，其中，RPA由车辆传感器设备(501)周期性地重新生成可以由车辆传感器设备(501)经由使用RPA公布的信道将数据包发送给VCS(503)来执行。RPA超时可能导致车辆传感器设备(501)的控制器重新生成RPA以防止设备跟踪。
为了进一步说明，图6示出了示出根据本公开实施例的用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的另一示例性方法的流程图。与图5的示例性方法类似，图6的方法还包括由车辆传感器设备(501)使用预共享通行密钥与车辆控制***(VCS)(503)进行配对(502)，其中，预共享通行密钥经由带外交换在车辆传感器设备和VCS(503)之间进行共享；由车辆传感器设备(501)将可解析私有地址(RPA)的至少标识符(例如，身份解析密钥(IRK))(505)发送(504)给VCS(503)；以及由车辆传感器设备(501)使用RPA与VCS(503)进行通信(506)，其中，RPA由车辆传感器设备(501)周期性地重新生成。
图6的方法与图5的方法的不同之处在于图6的方法还包括由车辆传感器设备(501)从VCS(503)接收(602)移动设备(603)的身份凭证(identity credential,IC)(601)。由车辆传感器设备(501)从VCS(503)接收(602)移动设备(603)的身份凭证(601)可以由车辆传感器设备(501)从VCS(503)接收包括移动设备(例如，诸如智能手机之类的用户的智能设备)(其已经将与车辆传感器设备(501)进行配对的请求发送给VCS(503))的身份凭证的数据包来执行。例如，身份凭证(601)可以包括移动设备(603)的公共地址、MAC地址、IRK和/或其他识别信息。在该示例中，VCS(503)已经与移动设备(603)进行配对，并且VCS(503)已经与移动设备(603)配对，并且因此已经从移动设备(603)获取了用于身份凭证(601)的信息。
图6的方法与图5的方法的不同之处还在于图6的方法还包括由车辆传感器设备(501)将身份凭证(601)添加(604)到允许设备列表。由车辆传感器设备(501)将身份凭证(601)添加(604)到允许设备列表可以由车辆传感器设备(501)将身份凭证存储在数据结构(例如，白名单)中来执行，该数据结构包括车辆传感器设备(501)将从其接受连接请求的识别信息。通过对车辆传感器设备(501)将从其接受连接请求的设备进行过滤可以减少功耗，因为车辆传感器设备(501)不需要响应于来自每个设备的每个请求，并且还增强了车辆传感器设备(501)的安全性。
为了进一步说明，图7示出了示出根据本公开实施例的用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的示例性方法的流程图。与图6的示例性方法类似，图7的方法还包括由车辆传感器设备(501)使用预共享通行密钥与车辆控制***(VCS)(503)进行配对(502)，其中，预共享通行密钥经由带外交换在车辆传感器设备和VCS(503)之间进行共享；由车辆传感器设备(501)将可解析私有地址(RPA)的至少标识符(例如，身份解析密钥(IRK))发送(504)给VCS(503)；由车辆传感器设备(501)使用RPA与VCS(503)进行通信(506)；其中，RPA由车辆传感器设备(501)周期性地重新生成；由车辆传感器设备(501)从VCS(503)接收(602)移动设备(603)的身份凭证(601)；以及由车辆传感器设备(501)将身份凭证(601)添加到允许设备列表。
图7的方法与图6的方法的不同之处在于图7的方法还包括由车辆传感器设备(501)接收(702)来自移动设备(603)的无线连接请求(701)。由车辆传感器设备(501)接收来自移动设备(603)的无线连接请求(701)可以由车辆传感器设备(501)通过利用移动设备(603)的身份信息公布的信道来接收通信请求来执行。例如，身份信息可以是移动设备的公共地址、MAC地址、RPA或其他地址。如果身份信息包括RPA，则可以通过应用存储在车辆传感器设备(501)上的(例如，从VCS(503)接收的)对等IRK来解析RPA。车辆传感器设备(501)可以使用允许设备列表对无线连接请求进行过滤，以确定车辆传感器设备(501)是否应该接受无线连接请求(701)。
图7的方法与图6的方法的不同之处还在于图7的方法还包括响应于确定移动设备(603)在允许设备列表上由车辆传感器设备(501)接受(704)来自移动设备(603)的无线连接请求(701)。响应于确定移动设备(603)在允许设备列表上由车辆传感器设备(501)接受(704)来自移动设备(603)的无线连接请求(701)可以由车辆传感器设备(501)基于移动设备(603)的身份信息和允许设备列表来确定车辆传感器设备(501)可以接受无线连接请求(701)并且与移动设备进行配对来执行。
在特定实施例中，车辆传感器设备(501)包括TPMS传感器，并且移动设备(603)是诸如智能手机之类的智能设备。移动设备(603)可以与车辆传感器设备进行配对以接收轮胎充气辅助数据(包括用于将车辆轮胎充气至正确压力的目的的轮胎压力测量值)。
为了进一步说明，图8示出了示出根据本公开实施例的用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的示例性方法的流程图。与图5的示例性方法类似，图8的方法还包括由车辆传感器设备(501)使用预共享通行密钥与车辆控制***(VCS)(503)进行配对(502)，其中，预共享通行密钥经由带外交换在车辆传感器设备(501)和VCS(503)之间进行共享；由车辆传感器设备(501)向VCS(503)发送(504)用于可解析私有地址(RPA)的至少标识符(505)；以及由车辆传感器设备(501)使用RPA与VCS(503)进行通信(506)，其中，RPA由车辆传感器设备(501)周期性地重新生成。
图8的方法与图5的方法的不同之处在于由车辆传感器设备(501)使用预共享通行密钥与VCS(503)进行配对(502)，其中，预共享通行密钥经由带外交换在车辆传感器设备和VCS(503)之间进行共享，包括经由配对工具(801)(被配置用于与车辆传感器设备(501)进行无线通信并且用于与VCS(503)进行通信)交换(802)预共享通行密钥。经由被配置用于与车辆传感器设备(501)进行无线通信并且与VCS(503)进行通信的配对工具(801)来交换(802)预共享通行密钥可以由车辆传感器设备(501)无线地发送或接收配对工具(例如，图2的配对工具(200))的预共享通行密钥来执行。在示例性实施例中，车辆传感器设备(501)可以从无线工具接收由配对工具、VCS(503)或被配置为促进车辆传感器设备(501)与VCS(503)的配对的其他设备生成的预共享通行密钥。在另一个示例性实施例中，车辆传感器设备(501)可以向无线工具发送由车辆传感器设备(501)生成的预共享通行密钥。在特定实施例中，车辆传感器设备(501)可以经由BLE收发器从配对工具接收预共享通行密钥。在其他实施例中，车辆传感器设备(501)可以经由低频接收器(例如，经由125kHz信号)、低功率接收器(例如，经由2.4GHz信号)、近场通信(Near Field Communication,NFC)、或射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)来接收通行密钥。
为了进一步说明，图9示出了示出根据本公开实施例的用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的示例性方法的流程图。与图5的示例性方法类似，图9的方法还包括由车辆传感器设备(501)使用预共享通行密钥与车辆控制***(VCS)(503)进行配对(502)，其中，预共享通行密钥经由带外交换在车辆传感器设备和VCS(503)之间进行共享；由车辆传感器设备(501)向VCS(503)发送(504)用于可解析私有地址(RPA)的至少标识符(505)；以及由车辆传感器设备(501)使用RPA与VCS(503)进行通信(506)，其中，RPA由车辆传感器设备(501)周期性地重新生成。
图9的方法与图5的方法的不同之处在于由车辆传感器设备(501)使用预共享通行密钥与VCS(503)进行配对(502)，其中，预共享通行密钥经由带外交换在车辆传感器设备和VCS(503)之间进行共享，包括在一个或更多个通信帧中将预共享通行密钥(901)发送(903)给VCS(503)。在一个或更多个通信帧中将预共享通行密钥发送(902)给VCS(503)可以由车辆传感器设备(501)通过车辆传感器设备(501)的传感器ID公布的通信信道将数据包发送给VCS(503)来执行，作为车辆传感器设备(501)和VCS(503)之间的初始通信的一部分。例如，可以在一个或更多个初始通信中发送预共享通行密钥，使得VCS(503)可以基于预共享通行密钥识别车辆传感器设备(501)。
为了进一步说明，图10示出了示出根据本公开实施例的用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的示例性方法的流程图，其包括由车辆传感器设备(VCS)(1001)使用预共享通行密钥与无线车辆传感器设备(1003)进行配对(1002)，其中，预共享通行密钥经由带外交换在车辆传感器设备(1003)和VCS(1001)之间进行共享。由车辆传感器设备(VCS)(1001)使用预共享通行密钥与无线车辆传感器设备(1003)进行配对(1002)，其中，预共享通行密钥经由带外交换在车辆传感器设备(1003)和VCS(1001)之间进行共享可以由车辆传感器设备(1003)和VCS(1001)经由被配置用于与车辆传感器设备(1003)和VCS(1001)两者进行通信的外部设备对预共享通行密钥进行交换来执行。例如，在车辆传感器设备(1003)和VCS(1001)之间发起通信之前，不是车辆部件的设备(例如，图2的配对工具(200))可以经由与车辆传感器设备(1003)的无线连接和与VCS(1001)的有线或无线连接来分发预共享通行密钥。
图10的方法还包括由VCS(1001)接收(1004)车辆传感器设备(1003)的至少地址标识符(例如，身份解析密钥(IRK))。由VCS(1001)接收(1004)车辆传感器设备(1003)的至少地址标识符可以由VCS(1001)接收包含由车辆传感器设备(1003)发送的IRK的数据包来执行。在一些示例中，VCS(1001)经由无线工具(例如，图2的配对工具(200))来接收IRK。
图10的方法还包括由VCS(1001)将地址标识符与车辆传感器设备(1003)的传感器标识符进行关联(1006)。由VCS(1001)将车辆传感器设备(1003)的地址标识符与传感器标识符进行关联(1006)可以由VCS(1001)将IRK和关联的车辆传感器设备(1003)的传感器标识符存储在数据结构中来执行。
图10的方法还包括由VCS(1001)从车辆传感器设备(1003)接收(1008)由可解析私有地址(RPA)识别的数据包(1005)。由VCS(1001)从车辆传感器设备(1003)接收(1008)由RPA识别的数据包(1005)可以由VCS(1001)在利用车辆传感器设备(1003)的RPA公布的通信信道上接收来自车辆传感器设备(1003)的数据包(1005)来执行。
图10的方法还包括由VCS(1001)使用地址标识符从RPA识别(1010)车辆传感器设备(1003)。由VCS(1001)使用地址标识符从RPA识别(1010)车辆传感器设备(1003)可以由VCS(1001)使用地址标识符(例如，IRK)以及加密函数来计算RPA的散列以解析与车辆传感器设备(1003)关联的传感器标识符来执行。
为了进一步说明，图11示出了示出根据本公开实施例的用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的示例性方法的流程图。与图10的示例性方法类似，图11的方法还包括由车辆传感器设备(VCS)(1001)使用预共享通行密钥与无线车辆传感器设备(1003)进行配对(1002)，其中，预共享通行密钥经由带外交换在车辆传感器设备(1003)和VCS(1001)之间进行共享；由VCS(1001)接收(1004)车辆传感器设备(1003)的至少地址标识符；由VCS(1001)将地址标识符与车辆传感器设备(1003)的传感器标识符进行关联(1006)；由VCS(1001)从车辆传感器设备(1003)的接收(1008)由可解析私有地址(RPA)识别的数据包(1005)；以及由VCS(1001)使用地址标识符从RPA识别(1010)车辆传感器设备(1003)。
图11的方法与图10的方法的不同之处在于图11的方法还包括由VCS(1001)从移动设备(1103)接收(1102)车辆传感器设备(1003)的配对请求(1101)。由VCS(1001)从移动设备(1103)接收(1102)车辆传感器设备(1003)的配对请求(1101)可以由VCS(1001)从移动设备(1103)(例如，诸如智能手机之类的用户的智能设备)接收用于与特定车辆传感器设备(1003)进行通信的身份信息的请求来执行。例如，移动设备(1103)可以是已经与VCS(1001)配对(例如，经由蓝牙连接)使得VCS(1001)已经记录了移动设备的身份信息(例如，蓝牙地址、设备地址、公共地址、IRK等)的设备。在特定实施例中，车辆传感器设备(1003)可以包括TPMS传感器，移动设备(1103)可以是诸如智能手机之类的智能设备。移动设备(1103)可以与车辆传感器设备(1003)进行配对以接收轮胎充气辅助数据(包括用于将车辆轮胎充气至正确压力的轮胎压力测量值)。
图11的方法与图10的方法的不同之处还在于图11的方法还包括从VCS(1001)向移动设备(1103)发送(1104)车辆传感器设备(1003)的传感器标识符和地址标识符(例如，IRK)。从VCS(1001)将车辆传感器设备(1003)的传感器标识符和地址标识符发送(1104)给移动设备(1103)可以由VCS(1001)对存储的IRK以及车辆传感器设备(1003)的其他标识信息进行识别以及将IRK和其他标识信息发送(例如，经由蓝牙连接)发送给移动设备(1103)来执行。
为了进一步说明，图12示出了示出根据本公开实施例的用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的示例性方法的流程图。与图11的示例性方法类似，图12的方法还包括由车辆传感器设备(VCS)(1001)使用预共享通行密钥与无线车辆传感器设备(1003)进行配对(1002)，其中，预共享通行密钥经由带外交换在车辆传感器设备(1003)和VCS(1001)之间进行共享；由VCS(1001)接收(1004)车辆传感器设备(1003)的至少地址标识符；由VCS(1001)将地址标识符与车辆传感器设备(1003)的传感器标识符进行关联(1006)；由VCS(1001)从车辆传感器设备(1003)接收(1008)由可解析私有地址(RPA)识别的数据包(1005)；以及由VCS(1001)使用地址标识符从RPA识别(1010)车辆传感器设备(1003)；由VCS(1001)从移动设备(1103)接收(1102)车辆传感器设备(1003)的配对请求(1101)；以及从VCS(1001)向移动设备(1103)发送(1104)车辆传感器设备(1003)的传感器标识符和地址标识符。
图12的方法与图11的方法的不同之处在于图12的方法还包括从VCS(1001)向车辆传感器设备(1003)发送(1202)移动设备(1103)的身份信息(1201)。从VCS(1001)向车辆传感器设备(1003)发送(1202)移动设备(1103)的身份信息(1201)可以由VCS(1001)将存储的公共地址、设备地址、IRK、或与移动设备(1103)对应的其他标识信息发送给车辆传感器设备(1003)来执行。标识信息(1201)可以是移动设备(1103)的认证身份信息，因为它是由已经与移动设备(1103)配对的VCS(1001)发送的。例如，VCS(1001)可以向车辆传感器设备(1003)发送配置参数，使得移动设备(1103)的身份信息被添加到车辆传感器设备(1003)的允许设备列表(即，白名单)(1003)。
为了进一步说明，图13示出了示出根据本公开实施例的用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的示例性方法的流程图。与图10的示例性方法类似，图13的方法还包括由车辆传感器设备(VCS)(1001)使用预共享通行密钥与无线车辆传感器设备(1003)进行配对(1002)，其中，预共享通行密钥经由带外交换在车辆传感器设备(1003)和VCS(1001)之间进行共享；由VCS(1001)接收(1004)车辆传感器设备(1003)的至少地址标识符；由VCS(1001)将地址标识符与车辆传感器设备(1003)的传感器标识符进行关联(1006)；由VCS(1001)从车辆传感器设备(1003)接收(1008)由可解析私有地址(RPA)识别的数据包(1005)；以及由VCS(1001)使用地址标识符从RPA识别(1010)车辆传感器设备(1003)。
图13的方法与图10的方法的不同之处在于由车辆传感器设备(VCS)(1001)使用预共享通行密钥与无线车辆传感器设备(1003)进行配对(1002)，其中，预共享通行密钥经由带外交换在车辆传感器设备(1003)和VCS(1001)之间进行共享，包括经由被配置用于与车辆传感器设备(1003)进行无线通信并且与VCS(1001)进行通信的配对工具(1301)对预共享通行密钥进行交换(1302)。经由被配置用于与车辆传感器设备(1003)进行无线通信并且与VCS(1001)进行通信的配对工具(1301)对预共享通行密钥进行交换(1302)可以由VCS(1001)与无线工具(例如，图2的配对工具(200))进行通信以发送或接收预共享通行密钥来执行。在示例性实施例中，VCS(1001)可以从无线工具接收由配对工具、车辆传感器设备(1003)或被配置为促进车辆传感器设备(1003)与VCS(1001)的配对的其他设备生成的预共享通行密钥。在一些实施例中，VCS(1001)还从无线工具接收由车辆传感器设备(1003)使用的IRK。在另一示例性实施例中，VCS(1001)可以向无线工具发送由VCS(501)生成的预共享通行密钥。在特定实施例中，VCS(1001)可以经由BLE收发器将预共享通行密钥发送给配对工具。在其他实施例中，VCS(1001)可以经由有线连接将通行密钥发送给VCS(1001)(例如VCS(1001)的CAN接口)。在又一实施例中，预共享通行密钥可以是提供给配对工具的VCS(1001)的安全参数。
为了进一步说明，图14示出了示出根据本公开实施例的用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的示例性方法的流程图。与图10的示例性方法类似，图14的方法还包括由车辆传感器设备(VCS)(1001)使用预共享通行密钥与无线车辆传感器设备(1003)进行配对(1002)，其中，预共享通行密钥经由带外交换在车辆传感器设备(1003)和VCS(1001)之间进行共享；由VCS(1001)接收(1004)车辆传感器设备(1003)的至少地址标识符；由VCS(1001)将地址标识符与车辆传感器设备(1003)的传感器标识符进行关联(1006)；由VCS(1001)从车辆传感器设备(1003)接收(1008)由可解析私有地址(RPA)识别的数据包(1005)；由VCS(1001)使用地址标识符从RPA识别(1010)车辆传感器设备(1003)。
图14的方法与图10的方法的不同之处在于由车辆传感器设备(VCS)(1001)使用预共享通行密钥与无线车辆传感器设备(1003)进行配对(1002)，其中，预共享通行密钥经由带外交换在车辆传感器设备(1003)和VCS(1001)之间进行共享包括在一个或更多个通信帧中从车辆传感器设备(1003)接收(1402)预共享通行密钥。在初始通信帧中从车辆传感器设备(1003)接收(1402)预共享通行密钥(1401)可以由车辆传感器设备(1003)在利用车辆传感器设备(1003)的传感器ID公布的通信信道上将数据包发送给VCS(1001)来执行，作为车辆传感器设备(1003)和VCS(1001)之间的初始通信的一部分。例如，可以在一个或更多个初始通信帧中发送预共享通行密钥(1401)，使得VCS(1001)可以基于预共享通行密钥来识别车辆传感器设备(1003)。
鉴于以上示出的说明，读者将认识到根据本公开的实施例将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的好处包括但不限于：
·无线车辆传感器可以使用不需要车辆传感器上的物理或显示器接口的带外接口来安全地与车辆控制***进行配对；
·即使当传感器使用私有地址时，也通过在车辆控制***与用户的智能设备之间共享传感器配对信息来实现用户的智能设备与无线车辆传感器的直接配对；
·用户的智能设备可以基于经由车辆控制***获取的传感器配对信息来发起与无线车辆传感器的双向通信；
·可以通过根据白名单设备对连接请求进行过滤来降低无线车辆传感器的功耗。
主要在用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的全功能计算机***的上下文中描述了本发明的示例性实施例。然而，本领域的技术人员将认识到，本发明还可以体现在设置在计算机可读存储介质上以与任何合适的数据处理***一起使用的计算机程序产品中。这样的计算机可读存储介质可以是用于机器可读信息的任何存储介质，包括磁性介质、光学介质或其他合适的介质。这样的介质的示例包括硬盘驱动器中的磁盘或软盘、用于光学驱动器的光盘、磁带和本领域技术人员将想到的其他介质。本领域技术人员将立即认识到具有合适的编程装置的任何计算机***将能够执行体现在计算机程序产品中的本发明方法的步骤。本领域技术人员还将认识到，尽管本说明书中描述的一些示例性实施例面向在计算机硬件上安装和执行的软件，然而，实现为固件或硬件的替代实施例也在本发明的范围内。
本发明可以是***、装置、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括其上具有计算机可读程序指令的计算机可读存储介质(或媒介)，用于使处理器执行本发明的各方面。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储指令以供指令执行设备使用的有形设备。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子存储设备、磁性存储设备、光学存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或前述的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体示例的非详尽列表包括以下内容：便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(read-only memory,ROM)、可擦除可编程只读存储器((erasable programmableread-only memory,EPROM)或闪存)、静态随机存取存储器(static random accessmemory,SRAM)、便携式光盘只读存储器(portable compact disc read-only memory,CD-ROM)、数字多功能磁盘(digital versatile disk,DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备(例如穿孔卡或凹槽中的其上记录有指令的凸起结构)、以及前述的任何合适的组合。本文使用的计算机可读存储介质不应被解释为瞬态信号本身(例如无线电波或其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输介质传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或通过电线传输的电信号)。
本文描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者经由网络(例如，因特网、局域网、广域网和/或无线网络)下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光学传输光纤、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或网络接口从网络接收计算机可读程序指令并且转发计算机可读程序指令以存储在各个计算/处理设备内的计算机可读存储介质中。
用于执行本发明的操作的计算机可读程序指令可以是汇编程序指令、指令集体系结构(instruction-set-architecture,ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据或以一种或更多种编程语言(包括诸如Smalltalk、C++等之类的面向对象的编程语言以及诸如“C”编程语言或类似编程语言之类的传统的过程编程语言)的任意组合编写的源代码或目标代码。在一些实施例中，包括例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)的电子电路可以通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化电子电路来执行计算机可读程序指令，以便执行本发明的各方面。
本文参考根据本发明实施例的方法、装置(***)和计算机程序产品的流程图图示和/或框图来描述本发明的各方面。应当理解，流程图图示和/或框图的每个框以及流程图图示和/或框图中框的组合可以通过计算机可读程序指令来实现。
可以将这些计算机可读程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或框图框中指定的功能/动作的方式。这些计算机可读程序指令也可以存储在计算机可读存储介质中，该计算机可读存储介质可以指示计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式运行，使得其中存储有指令的计算机可读存储介质包括包含实现流程图和/或框图框中指定的功能/动作的各方面的指令的制品。
计算机可读程序指令也可以被加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上以使得在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行一系列操作步骤，以生成计算机实现的过程，使得在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行的指令实现流程图和/或框图框中指定的功能/动作。
图中的流程图和框图示出了根据本发明各种实施例的***、装置、方法和计算机程序产品的可能实现的架构、功能和操作。就此而言，流程图或框图中的每个框可以表示模块、片段或指令的一部分，其包括用于实现指定逻辑功能的一个或更多个可执行指令。在一些替代实现中，框中标注的功能可以不按图中标注的顺序发生。例如，连续示出的两个框实际上可以基本上同时执行，或者这些框有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。还将注意到，框图和/或流程图图示中的每个框以及框图和/或者流程图图示中框的组合可以由执行特定功能或动作或者执行特定目的硬件和计算机指令的组合的基于专用硬件的***来实现。
从前面的描述中应当理解，在不脱离本公开的真实精神的情况下，可以对本公开的各种实施例进行修改和改变。本说明书中的描述仅用于说明目的，不应被解释为限制意义。本公开的范围仅由所附权利要求的语言来限制。

Claims (20)

1.一种用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的方法，所述方法包括：
由车辆传感器设备使用预共享通行密钥与车辆控制***VCS进行配对，其中，所述预共享通行密钥经由带外交换在所述车辆传感器设备和所述VCS之间进行共享；
由所述车辆传感器设备向所述VCS发送可解析私有地址RPA的标识符；以及
由所述车辆传感器设备使用所述RPA与所述VCS进行通信，其中，所述RPA由所述车辆传感器设备周期性地重新生成。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
由所述车辆传感器设备从所述VCS接收移动设备的身份凭证；以及
由所述车辆传感器设备将所述身份凭证添加到允许设备列表。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：
由所述车辆传感器设备接收来自所述移动设备的无线连接请求；以及
响应于确定出所述移动设备在所述允许设备列表上，由所述车辆传感器设备接受来自所述移动设备的所述无线连接请求。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，使用由所述VCS提供给所述移动设备的所述标识符将所述无线连接请求定向到所述无线车辆传感器设备的RPA。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述车辆传感器设备包括轮胎压力监测***TPMS传感器，并且其中，所述车辆传感器设备将轮胎充气辅助数据发送给所述移动设备。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，由所述车辆传感器设备使用所述预共享通行密钥与所述车辆控制***VCS进行配对，其中，所述预共享通行密钥经由带外交换在所述车辆传感器设备和所述VCS之间进行共享，包括经由被配置用于与所述车辆传感器设备进行无线通信以及用于与所述VCS进行通信的配对工具来交换所述预共享通行密钥。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，由所述车辆传感器设备使用所述预共享通行密钥与所述车辆控制***VCS进行配对，其中，所述预共享通行密钥经由带外交换在所述车辆传感器设备和所述VCS之间进行共享，包括在一个或更多个通信帧中将所述预共享通行密钥发送给所述VCS。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预共享密钥是随机生成的代码和VCS提供的安全参数中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述车辆传感器设备是支持蓝牙的设备。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述车辆传感器设备是轮胎压力监测***设备。
11.一种用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的无线车辆传感器设备，包括：
收发器，被配置用于双向通信；以及
控制器，被配置为：
经由所述收发器使用预共享通行密钥与车辆控制***VCS进行配对，其中，所述预共享通行密钥经由带外交换在所述车辆传感器设备和所述VCS之间进行共享；
经由所述收发器向所述VCS发送可解析私有地址RPA的标识符；以及
经由所述收发器由所述车辆传感器设备使用所述RPA与所述VCS进行通信，其中，所述RPA由所述车辆传感器设备周期性地重新生成。
12.一种用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的方法，所述方法包括：
由车辆控制***VCS使用预共享通行密钥与无线车辆传感器设备进行配对，其中，所述预共享通行密钥经由带外交换在所述车辆传感器设备和所述VCS之间进行共享；
由所述VCS接收所述车辆传感器设备的至少地址标识符；
由所述VCS将所述地址标识符与所述车辆传感器设备的传感器标识符相关联；
由所述VCS从所述车辆传感器设备接收由可解析私有地址RPA标识的数据包；以及
使用所述地址标识符基于所述RPA识别所述车辆传感器设备。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括：
由所述VCS从所述移动设备接收所述车辆传感器设备的配对请求；以及
从所述VCS将所述车辆传感器设备的所述传感器标识符和地址标识符发送给所述移动设备。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括：
从所述VCS向所述车辆传感器设备发送所述移动设备的身份信息。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，由所述车辆控制***VCS使用所述预共享通行密钥与所述无线车辆传感器设备进行配对，其中，所述预共享通行密钥经由带外交换在所述车辆传感器设备和所述VCS之间进行共享，包括经由被配置用于与所述车辆传感器设备进行无线通信以及用于与所述VCS进行通信的配对工具来交换所述预共享通行密钥。
16.根据权利要求12所述的方法，其中，由所述车辆控制***VCS使用所述预共享通行密钥与所述无线车辆传感器设备进行配对，其中，所述预共享通行密钥经由带外交换在所述车辆传感器设备和所述VCS之间进行共享，包括在一个或更多个通信帧中从所述车辆传感器设备接收所述预共享通行密钥和所述车辆传感器设备的传感器标识符。
17.根据权利要求12所述的方法，其中，所述预共享密钥是随机生成的代码和VCS提供的安全参数中的至少一个。
18.根据权利要求12所述的方法，其中，所述车辆传感器设备是支持蓝牙的设备。
19.根据权利要求12所述的方法，其中，所述车辆传感器设备是轮胎压力监测***设备。
20.一种用于将车载无线传感器与中央设备进行安全配对的车辆控制***，包括：
收发器，被配置用于双向通信；
存储器；以及
控制器，被配置为：
经由所述收发器使用预共享通行密钥与所述无线车辆传感器设备进行配对，其中，所述预共享通行密钥经由带外交换在所述车辆传感器设备和所述VCS之间进行共享；
经由所述收发器接收所述车辆传感器设备的地址标识符；
在所述存储器中存储的数据结构中，将所述地址标识符与所述车辆传感器设备的传感器标识符相关联；
经由所述收发器从所述车辆传感器设备接收由可解析私有地址RPA标识的数据包；以及
使用所述地址标识符基于所述RPA识别所述车辆传感器设备。
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