车辆与NFC移动设备通信的方法及其系统、车外NFC模块与流程

本发明涉及车辆电子设备技术领域，具体涉及一种车辆与nfc移动设备通信的方法及其系统、车外nfc模块。

背景技术：

目前汽车智能化、数字化技术发展飞速，汽车钥匙首当其冲，未来用户只需要在钱包放一张nfc卡片钥匙，就可以方便使用车辆。目前市场上的nfc卡存在以下技术问题：第一是刷卡速度慢，第二是可能会容易误唤醒整车网络导致馈电。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种车辆与nfc移动设备通信的方法及其系统、车外nfc模块，以解决目前nfc卡在于车辆进行通信时，刷卡速度慢以及可能会容易误唤醒整车网络导致馈电的技术问题。

为实现上述目的，本发明的实施例提出一种车辆与nfc移动设备通信的方法，所述nfc移动设备设置有nfc卡，所述方法包括：

当车外nfc模块监测到nfc卡进入其监测范围时，车外nfc模块发送匹配请求至nfc卡；

车外nfc模块接收nfc卡发送的nfc标签nfcid，并根据所述nfcid判定nfc卡是否合法；其中，所述nfcid为nfc卡响应所述匹配请求所发送的响应信息；

若nfc卡合法，则车外nfc模块向车内安全芯片发送认证请求；

车外nfc模块接收车内安全芯片发送的随机数rnd，并将所述rnd发送至nfc卡；所述rnd为车内安全芯片响应所述认证请求所发送的响应信息；

车外nfc模块生成快速认证指令，并将所述快速认证指令分别发送至车内安全芯片以及nfc卡；所述快速认证指令用于车内安全芯片与nfc卡之间根据所述nfcid和rnd进行快速认证；

若快速认证通过，则车辆与nfc移动设备建立通信连接，若快速认证失败，则车外nfc模块生成绑定认证指令，并将所述绑定认证指令分别发送至车内安全芯片以及nfc卡；其中，所述绑定认证指令用于车内安全芯片与nfc卡之间根据nfc卡用户信息nfcinfo和所述rnd进行绑定认证；若绑定认证通过，则车辆与nfc移动设备建立通信连接。

可选地，所述进行快速认证，包括：

车外nfc模块接收nfc卡发送的第一签名信息edf1、nfc标签nfcid、加密信息ernd，并将所述edf1、nfcid、ernd发送至车内安全芯片以进行校验；其中，所述edf1为nfc卡根据所述nfcid生成的签名信息，所述ernd为nfc卡根据预设加密方式对所述rnd加密得到的加密信息；

车外nfc模块接收车内安全芯片发送的校验结果，若校验结果为快速认证通过，则车辆与nfc移动设备建立通信连接。

可选地，所述车内安全芯片发送的快速认证的校验结果的生成过程具体为：

车内安全芯片对所述edf1进行签名校验以获取其签名，并根据预设加密方式对所述ernd进行解密得到随机数rnd0；

若所述edf1的签名为所述nfcid，且所述rnd0与所述rnd一致，则校验结果为快速认证通过，否则，校验结果为快速认证失败。

可选地，所述进行绑定认证，包括：

车外nfc模块接收nfc卡发送的第二签名信息edf2、nfc卡用户信息nfcinfo、加密信息ernd，并将所述edf2、nfcinfo、ernd发送至车内安全芯片以进行校验；其中，所述edf2为nfc卡根据所述nfcinfo生成的签名信息，所述ernd为nfc卡根据预设加密方式对所述rnd加密得到的加密信息；

车外nfc模块接收车内安全芯片发送的校验结果，若校验结果为绑定认证通过，则车辆与nfc移动设备建立通信连接；其中，当绑定认证通过时，车内安全芯片存储所述nfcinfo以及nfcid。

可选地，所述车内安全芯片发送的绑定认证的校验结果的生成过程具体为：

车内安全芯片对所述edf1进行签名校验以获取其签名，并根据预设加密方式对所述ernd进行解密得到rnd0；

若所述edf1的签名为所述nfcinfo，且所述rnd0与所述rnd一致，则校验结果为绑定认证通过，否则，校验结果为绑定认证失败。

可选地，所述nfc卡为nfc物理卡或nfc虚拟卡。

可选地，当所述nfc卡为nfc虚拟卡时，所述方法还包括：

车外nfc模块将快速认证或绑定认证通过的校验结果发送至nfc卡，以使得nfc卡所在的移动设备进行连接成功的显示。

可选地，所述方法还包括：

当车辆与nfc移动设备建立通信连接时，车内安全芯片向车内蓝牙模块发送车辆解闭锁请求；其中，所述车辆解闭锁请求用于车内蓝牙模块控制车辆执行机构对车辆执行解闭锁操作。

为实现上述目的，本发明的实施例还提出一种车外nfc模块，其设置于车辆的车身上或靠近车身位置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行根据上文的实施例所述车辆与nfc移动设备通信的方法的步骤。

为实现上述目的，本发明的实施例还提出一种车辆与nfc移动设备通信的系统，所述nfc移动设备包括nfc卡，所述系统设置于车辆上，包括车外nfc模块、车内安全芯片和车内蓝牙模块，所述车内安全芯片与所述车内蓝牙模块通过spi总线连接，所述车外nfc模块与所述车内蓝牙模块通过can总线连接，所述系统用于执行根据上文的实施例所述车辆与nfc移动设备通信的方法的步骤。

本发明的实施例提出了一种车辆与nfc移动设备通信的方法及其系统、车外nfc模块，车辆端设置车内安全芯片和车外nfc模块，在进行车辆与nfc卡的连接时，首先由车外nfc模块对nfc卡进行匹配，判断nfc卡是不是在先匹配过的卡，此时并不需要唤醒整车can总线，避免不是用于解锁车辆的其他nfc卡唤醒整车can总线，造成整车馈电；其次，设置了快速认证和绑定认证两种认证方式，默认采用快速认证，在快速认证失败的情况下进行绑定认证，快速认证相对于绑定认证而言认证过程较简单，速度较快，对于已经在先认证过的nfc卡而言，采用快速认证可以提高刷卡的速度，对于初次认证的nfc卡而言，其采用快速认证时会认证失败，转而进行绑定认证，即初次认证。基于以上内容可知，本发明的实施例能够解决目前nfc卡在于车辆进行通信时，刷卡速度慢以及可能会容易误唤醒整车网络导致馈电的技术问题。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而得以体现。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例所述一种车辆与nfc移动设备通信的方法的简要流程图。

图2为本发明一实施例所述一种车辆与nfc移动设备通信的方法的具体流程图。

图3为本发明另一实施例所述一种车辆与nfc移动设备通信的系统的框架图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的手段未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

参阅图1，本发明一实施例提出一种车辆与nfc移动设备通信的方法，所述nfc移动设备设置有nfc卡，所述方法包括如下步骤s1~s6：

步骤s1、当车外nfc模块监测到nfc卡进入其监测范围时，车外nfc模块发送匹配请求至当前nfc卡；

具体而言，车外nfc模块优选设置于车身上，以便于监测车辆周围的当前nfc卡，本实施例中车外nfc模块采用射频监测方式。应用过程中，用户携带设置有当前nfc卡的移动设备进入到车外nfc模块的监测范围时，车外nfc模块监测到rf场强变化，生成所述匹配请求，并将所述匹配请求发送至监测到的对应当前nfc卡，以请求获取当前nfc卡的相关信息以做后续的匹配操作。

其中，所述移动设备可以为手机、手环等智能移动终端。

优选地，车外nfc模块开发lpdc模式（lowpowerexternalcarddetect模式），即将车外nfc模块设计为低功耗模块，可以使得车外nfc模块在保持低功耗的前提下监测到卡片靠近，车外nfc模块上电后进入lpcd模式，等待卡片，当监测到rf场强变化后车外nfc模块激活，发送匹配请求至当前nfc卡。

步骤s2、车外nfc模块接收当前nfc卡发送的nfc标签nfcid，并根据所述nfcid判定当前nfc卡是否合法；其中，所述nfcid为当前nfc卡响应所述匹配请求所发送的响应信息；

具体而言，所述当前nfc卡在接收到所述车外nfc模块的匹配请求之后，会响应该匹配请求，将自身的nfcid发送给所述车外nfc模块。所述车外nfc模块根据当前nfc卡返回的nfcid与预设匹配规则进行匹配，判定其是否合法。需说明的是，所述合法的当前nfc卡指的是允许与本车辆进行安全认证的当前nfc卡，例如当前nfc卡与车辆为同一厂商，其可能是已经认证过的，也可能是还没有认证过的。对于合法的当前nfc卡，例如是某汽车厂商所授权的所有当前nfc卡，示例性地，该所有当前nfc卡的nfcid可以包含有相同部分编码，例如“nfcid=sss2+唯一编码”，sss2用于标识其为某汽车厂商所授权的当前nfc卡，唯一编码用于区分同一汽车厂商的不同的当前nfc卡，据此，可以判断监测到的当前nfc卡是否为合法的卡。应当理解的是，此处只是一种示例，具体的匹配规则可以根据实际情况设定，步骤s2的目的在于过滤不合法的当前nfc卡，避免不合法的当前nfc卡频繁唤醒整车can总线。

步骤s3、若当前nfc卡合法，则车外nfc模块向车内安全芯片发送认证请求；

具体而言，若当前nfc卡为合法的当前nfc卡，车外nfc模块唤醒整车can总线，将所述认证请求发给车内安全芯片，请求车内安全芯片返回随机数rnd。

若当前nfc卡为不合法的当前nfc卡，结束当前车辆与nfc移动设备通信的连接。

步骤s4、车外nfc模块接收车内安全芯片发送的随机数rnd，并将所述rnd发送至当前nfc卡；所述rnd为车内安全芯片响应所述认证请求所发送的响应信息；

步骤s5、车外nfc模块生成快速认证指令，并将所述快速认证指令分别发送至车内安全芯片以及当前nfc卡；所述快速认证指令用于车内安全芯片与当前nfc卡之间根据所述nfcid和rnd进行快速认证；

具体而言，本实施例中默认进行快速认证，当快速认证失败时，才会进行绑定认证，因为绑定认证只有在第一次认证时才需要执行，除此以外，后续的每一次连接都不需要经历绑定认证，采用快速认证即可。一般而言，一台车辆对应几个当前nfc卡，也就是说，使用绑定认证的次数极少的，因此可以先直接采用快速认证，以提高连接速度。

步骤s6、若快速认证通过，则车辆与nfc移动设备建立通信连接，若快速认证失败，则车外nfc模块生成绑定认证指令，并将所述绑定认证指令分别发送至车内安全芯片以及当前nfc卡；其中，所述绑定认证指令用于车内安全芯片与当前nfc卡之间根据当前nfc卡用户信息nfcinfo和所述rnd进行绑定认证，所述nfcinfo为所述当前nfc卡的nfc用户信息；若绑定认证通过，则车辆与nfc移动设备建立通信连接。

具体而言，所述nfcid为当前nfc卡的nfc标签，所述nfcinfo为当前nfc卡的nfc用户信息，本实施例中具体为车辆和用户的绑定关系数据；其中，所述nfc标签的数据比较小，一般约为32字节左右；所述nfc用户信息的数据相对所述nfc标签而言较大，一般约为150字节左右；把第一次绑卡的主动权交给用户，即后台把车辆和用户的绑定关系数据写入卡，寄给用户，由用户去第一次刷卡即可把数据写到车内安全芯片，方便了用户使用。

优选地，所述快速认证指令用01代码表示，所述绑定认证指令用00代码表示。车外nfc模块发送01，则告诉当前nfc卡和车内安全芯片这次数据是用快速认证流程；车外nfc模块发送00，则告诉当前nfc卡和车内安全芯片这次数据是用于绑卡认证流程。

本实施例提出了一种车辆与nfc移动设备通信的方法，方法实施前，车辆端设置车内安全芯片和车外nfc模块，方法实施时，首先由车外nfc模块对当前nfc卡进行匹配，判断当前nfc卡是不是在先匹配过的卡，此时并不需要唤醒整车can总线，避免不是用于解锁车辆的其他当前nfc卡唤醒整车can总线，造成整车馈电；其次，设置了快速认证和绑定认证两种认证方式，默认采用快速认证，在快速认证失败的情况下进行绑定认证，快速认证相对于绑定认证而言认证过程较简单，速度较快，对于已经在先认证过的当前nfc卡而言，采用快速认证可以提高刷卡的速度，对于初次认证的当前nfc卡而言，其采用快速认证时会认证失败，转而进行绑定认证，即初次认证。基于以上内容可知，本实施例方法能够解决目前当前nfc卡在于车辆进行通信时，刷卡速度慢以及可能会容易误唤醒整车网络导致馈电的技术问题。

在一较佳实施例中，在所述步骤s5中，进行快速认证，具体包括：

步骤a1）车外nfc模块接收当前nfc卡发送的第一签名信息edf1、nfc标签nfcid、加密信息ernd，并将所述edf1、nfcid、ernd发送至车内安全芯片以进行校验；其中，所述edf1为当前nfc卡根据所述nfcid生成的签名信息，所述ernd为当前nfc卡根据预设加密方式对所述rnd加密得到的加密信息；

具体而言，本实施例中预设加密方式的加密方式没有限制，可以选用任一种加密方式来实现本实施例的目的。

步骤a2）车外nfc模块接收车内安全芯片发送的校验结果，若校验结果为快速认证通过，则车辆与nfc移动设备建立通信连接。

优选地，本实施例中校验结果采用代码表示，9000表示校验通过，6a88表示校验失败。

示例性地，在所述步骤a2）中，车内安全芯片发送的快速认证的校验结果的生成过程具体包括：

步骤b1）车内安全芯片对所述edf1进行签名校验以获取其签名，并根据预设解密方式对所述ernd进行解密得到随机数rnd0；

具体而言，所述edf1为当前nfc卡使用nfcid进行签名得到的签名信息，因此对所述edf1进行签名校验以获取其签名；举例而言，签名验证原理如下：接收方收到数字签名的结果，其中包括数字签名、电子原文和发方公钥，即待验证的数据。接收方进行签名验证的验证过程是：接收方首先用发方公钥解密数字签名，导出数字摘要，并对电子文件原文做同样哈希算法得出一个新的数字摘要，将两个摘要的哈希值进行结果比较，相同签名得到验证，否则无效。

其中，本实施例中预设解密方式的解密方式没有限制，其与前文所述的预设加密方式对应，为匹配的加解密算法。

步骤b2）若所述edf1的签名为所述nfcid，且所述rnd0与所述rnd一致，则校验结果为快速认证通过，否则，校验结果为快速认证失败。在一较佳实施例中，在所述步骤s6中，进行绑定认证，具体包括：

步骤c1）车外nfc模块接收当前nfc卡发送的第二签名信息edf2、当前nfc卡用户信息nfcinfo、加密信息ernd，并将所述edf2、nfcinfo、ernd发送至车内安全芯片以进行校验；其中，所述edf2为当前nfc卡根据所述nfcinfo生成的签名信息，所述ernd为当前nfc卡根据所述预设加密方式对所述rnd加密得到的加密信息；

具体而言，本实施例中预设加密方式的加密方式没有限制，可以选用任一种加密方式来实现本实施例的目的。步骤c2）车外nfc模块接收车内安全芯片发送的校验结果，若校验结果为绑定认证通过，则车辆与nfc移动设备建立通信连接；其中，当绑定认证通过时，车内安全芯片存储所述nfcinfo以及nfcid。

优选地，本实施例中校验结果采用代码表示，9000表示校验通过，6a88表示校验失败。

示例性地，在所述步骤c2）中，车内安全芯片发送的绑定认证的校验结果的生成过程具体包括：

步骤d1）车内安全芯片对所述edf1进行签名校验以获取其签名，并根据预设加密方式对所述ernd进行解密得到rnd0；

具体而言，所述edf2为当前nfc卡使用nfcinfo进行签名得到的签名信息，因此对所述edf2进行签名校验以获取其签名；举例而言，签名验证原理如下：接收方收到数字签名的结果，其中包括数字签名、电子原文和发方公钥，即待验证的数据。接收方进行签名验证的验证过程是：接收方首先用发方公钥解密数字签名，导出数字摘要，并对电子文件原文做同样哈希算法得出一个新的数字摘要，将两个摘要的哈希值进行结果比较，相同签名得到验证，否则无效。

其中，本实施例中预设解密方式的解密方式没有限制，其与前文所述的预设加密方式对应，为匹配的加解密算法。

步骤d2）若所述edf1的签名为所述nfcinfo，且所述rnd0与所述rnd一致，则校验结果为绑定认证通过，否则，校验结果为绑定认证失败。

可选地，所述当前nfc卡为nfc物理卡或nfc虚拟卡。

其中，当所述当前nfc卡为nfc虚拟卡时，所述方法还包括：

步骤s7、车外nfc模块将快速认证或绑定认证通过的校验结果（即代码9000或6a88）发送至当前nfc卡，以使得当前nfc卡所在的移动设备进行连接成功的显示。

在一较佳实施例中，上述实施例的方法还包括：

步骤s8、当车辆与nfc移动设备建立通信连接时，车内安全芯片向车内蓝牙模块发送车辆解闭锁请求；其中，所述车辆解闭锁请求用于车内蓝牙模块控制车辆执行机构对车辆执行解闭锁操作。

以上实施例的方法的具体流程可以参阅图2，图2中ese为车内安全芯片，sbm为车内蓝牙模块，onm为车外nfc模块，card表示nfc卡，phone为手机终端。

本发明的另一实施例提出一种车外nfc模块，其设置于车辆的车身上或靠近车身位置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行根据上文的实施例所述车辆与nfc移动设备通信的方法的步骤s1~s7。

应当理解的是，上文的实施例所述车辆与nfc移动设备通信的方法的步骤s1~s7构成本实施例的车位nfc模块的功能性限定，相关描述可以参阅上文的方法实施例步骤s1~s7具体内容获得，此处不再赘述。

当然，所述车外nfc模块还可以具有有线或无线网络接口、键盘以及输入输出接口等部件，以便进行输入输出，该车外nfc模块还可以包括其他用于实现设备功能的部件，在此不做赘述。

示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个单元，所述一个或者多个单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述车外nfc模块中的执行过程。

所述处理器可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述车外nfc模块的控制中心，利用各种接口和线路连接整个所述车外nfc模块的各个部分。

所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或单元，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或单元，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述车外nfc模块的各种功能。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard,smc)，安全数字(securedigital,sd)卡，闪存卡(flashcard)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

如图3所示，本发明的另一实施例还提出一种车辆与nfc移动设备通信的系统，所述nfc移动设备包括nfc卡4，本实施例的系统设置于车辆上，包括车外nfc模块1、车内安全芯片2和车内蓝牙模块3，所述车内安全芯片2与所述车内蓝牙模块3通过spi总线连接，所述车外nfc模块1与所述车内蓝牙模块3通过can总线连接，本实施例的系统用于执行根据上文的实施例所述车辆与nfc移动设备通信的方法的步骤s1~s8。

应当理解的是，上文的实施例所述车辆与nfc移动设备通信的方法的步骤s1~s8构成本实施例的车辆与nfc移动设备通信的系统的功能性限定，相关描述可以参阅上文的方法实施例步骤s1~s8具体内容获得，此处不再赘述。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。