基于AES的汽车无钥匙门禁系统的研究与实现

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1、郑州大学硕士学位论文基于AES的汽车无钥匙门禁系统的研究与实现姓名：闫浩申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：范文兵201105摘要随着汽车行业的不断发展和车主对汽车功能要求的不断增多，继RKE系统(RemoteKeylessEntry)之后，PKE系统进入汽车市场，并迅速得到中高档汽车青睐。完善的PKE系统设计技术全部掌握在少数外企手中，造成PKE产品成本高，应用不够灵活，使得在中国广阔的汽车市场中，只有少数高档汽车才能够配备PKE系统。本文对PKE系统进行了一系列的研究，设计了一种实用、安全的PKE系统设计方案，并实现了PKE样机。文中首先分析了

2、PKE系统的国内外研究现状和产品发展状况，并详细阐述了PKE系统的各功能模块，包括MCU逻辑控制模块，UHF(315MHz)发射模块和接收模块，低频(125KHz)发送模块以及低频唤醒模块。其中低频唤醒模块主要完成免操作自动上锁开锁功能，高频遥控控制模块主要完成远程寻车和远程开锁上锁功能。然后对PKE系统中的关键技术：二进制键控调制、Manchester编码、AES加密以及身份认证进行了详细地分析，为系统设计奠定了基础。汽车PKE系统的硬件设计以MC9S08DZ32和PICl6LFl828作为核心控制芯片。前端高频遥控收发系统采用TI公司的超低功耗高频收发

3、芯片CCll01和CCll50以及外围器件设计，实现了低功耗和高效率的数据传输功能。前端低频收发系统采用AS3933、MC33151和IRF7389及相关外围器件进行设计，实现近距离系统自动唤醒功能以及低频数据通讯功能。系统的软件设计主要在MCU单元内完成，实现数据加密和身份认证协议等核心逻辑功能。本系统在PKE系统硬件电路设计基础上，依据Microchip公司的KEELOQ加密技术以及飞思卡尔公司的VKSP安全协议等汽车门禁系统的身份认证协议，依据本系统设计的软硬件特点，设计了基于高级加密标准(AES)技术的数据加密和基于动态口令认证协议的身份认证，并完

4、成了整个系统的软件设计。最后本文应用ADS仿真软件，对PKE系统中的315MHz超高频收发电路和125KHz低频收发电路进行仿真验证，并对系统参数进行调整，给出了PKE系统的PCB版图以及软硬件实现。关键词无钥匙门禁系统；超高频收发电路；低频唤醒电路；高级加密算法；身份认证协议AbstractWiththecontinuousdevelopmentoftheautomotiveandthegrowingoffunctionalrequirementsofcars，PKEenterstheautomobilemarketsandquicklygetinupp

5、erautomobile’Sgoodgraces，followingtheRKESystem．PKEDesignTechnologyisalmostheldinsomeforeigncompanies’hands，resultinginhighercostandlowerflexibilityofPKEProducts．So，inthebigemergingcal"marketofChina,justalittleofupperCarscouldoutfitPKESystem．Inthispaper,wetookaseriesresearchofPI@Sy

6、stem,anddesignedapractical，securePKESystem，andputitintopractice．啦paperfirstanalyzestheresearchsituationanddevelopmentofthePKEsystem，anddescribesthefunctionalmodulesindetail．ThefunctionalmodulesincludeMCUlogiccontrolmodule，UHF(315MI-Iz)transceivermodule。Low-Frequency(125KHz)transmi

7、ttermoduleandLFWake．Upmodule．TheWake-UpmoduleiSusedtoaccomplishthefunctionofself-lockingandselflock．freewithoutanyoperations．Then，the唧transceivermodulesgetthefunctionofremotesearchandremotelockingorremoteunlocking．A“aSt．todesignPKEbetter，westudiedintothePKEkey-technology：Binarykey

8、ingmodulation，Manchesterencoding，