遥控开锁工作原理

如果您的钥匙链上带有一个汽车“遥控开锁”装置，那么很可能从您第一次使用它到现在您的脑子里一直都在思索下面这两个问题：在我按按钮的时候这东西究竟干了些什么事情？它是怎样从6米远的地方打开车门的？它的安全性如何？我可以用它打开别人的车吗？或者说其别人能用他们的这个东西打开我的车吗？在本文中，您将了解到这种小装置如何安全地帮您锁上和打开车门现代遥控开锁系统中使用的跳频码极其复杂！两种最常见的遥控无匙开锁装置：钥匙环上的遥控钥匙，用于锁上和打开汽车车门（许多还可以启动和关闭汽车报警系统）挂在汽车遮阳板上的小控制器，用于打开和关闭车库门某些住宅安全系统也配有遥控设备，但是这种系统并不是很常见。挂在钥匙链上或者用来打开车库门的遥控钥匙实际上都是一个小型无线电发射器。当您按下遥控钥匙上的按钮时，便打开了这个发射器，它会将一个代码发送到汽车或车库中的接收器。在汽车或车库内有一个无线电接收器，这个接收器的频率已调整为发射器使用的频率（现代系统中通常使用或的频率）。该发射器类似于无线电遥控玩具中的发射器。有关无线电波和无线电发射器的详情，请参考无线电工作原理。在最早期（大约在20世纪50年代）的车库门开启装置中，这种发射器极其简单。它们发送一个单信号，车库门开启装置则根据此信号打开或关闭车库门。随着车库门开启装置逐渐普及，这种简单的系统带来了一个大问题即任何人都可以驶离街道并用一个发射器打开任何一个车库门！所有人都使用相同的频率，因此毫无安全性可言。到了70年代，车库门开启装置变得稍微复杂了一点。可以通过下面这些图片看到它的复杂程度。第一张图片显示了一个控制器芯片（黑色）和一个双列直插式组装开关（蓝色）。开关有八个微型开关，它们排列在一个小包装中并焊接到电路板上。通过设置发射器内部的开关，可以控制发射器发送的代码。只有当接收器的开关设置为同一模式时，车库门才会打开。这就提供了一定程度的安全性，但是安全性并不是很高。八个开关只有种可能的组合方式。这足以防止邻里之间打开别家的车库门，但是不足以提供真正的安全性。DIP开关在197年0前后生产的车库门开启装置中的发射器也非常简单发射器正如您看到的，发射器由两个晶体管和一对电阻组成，没有更多别的部件。这样的双晶体管发射器由一块9伏电池供电，是一个简单得不能再简单的无线电发射器。在10美元一对的低功率无线步话机中也可以找到。现在的远程开锁发射器已经变得远比以前复杂。我们来看看现代发射器是什么样子。对于现代汽车中的遥控无匙开锁系统来说，安全性是头等大事。如果在商业街上拥挤的停车场中，人们可以轻易打开别人的汽车，那就麻烦了。而且随着无线电扫描器的日益普及，您还需要防范别人“捕获”您的发射器发送的代码。一旦获得您的代码，他们只需再次发射它就可以打开您的汽车。图展示了现代汽车使用的常见钥匙环控制器的内部结构：汽车控制器的内部结构可以看到，所有的东西都被缩小了。有一个小芯片用来产生要发射的代码，而那个银色的罐状物（大小与干裂成两半的豌豆差不多）就是发射器。所有现代控制器中的控制器芯片都使用一项称作跳频码或循环码的技术来保证安全性。例如，您可以读读这个格式的文章，它介绍了一个使用位循环码的系统。位的循环码可产生（约等于万亿）个可能的代码。下面是它的工作原理：发射器控制器芯片的某个内存位置保存了当前的40位代码。在您按遥控钥匙上的按钮时，它将该40位代码与一个功能码一起发送出去，该功能码的作用在于告诉汽车您要做的事情（锁上车门、打开车门、打开行李箱等）。接收器控制器芯片的某个内存位置也保存了当前的40位代码。如果接收器收到它期望的40位代码，就会执行所请求的功能。如果没有，则不执行。发射器和接收器都使用相同的伪随机数发生器。发射器发送一个40位代码时，它使用伪随机数发生器选取一个新代码并将该代码保存在内存中。在另一端，接收器收到有效代码时，它也使用相同的伪随机数发生器选取一个新代码。这样，发射器和接收器就能保持同步。只有在接收器收到它期望代码的情况下，它才会打开车门。如果您在距离您汽车有数公里之远时不小心按下了发射器上的按钮，那么，发射器和接收器会变得不同步。为解决此问题，接收器会检查收到的代码是否属于伪随机数序列中接下来的25个6可能的有效代码，如果属于，则执行所请求的功能。这样，只要您（或您三岁大的孩子）不小心按下发射器按钮的次数少于或等于25次，那么也不会出现任何问题接收器仍然会接受传送的代码并执行所请求的功能。但是，如果您不小心将按钮按下了25次7，接收器将完全忽视您的发射器。它将不再工作。那么，如果您三岁大的孩子真的把按钮按了30次0，使您的发射器和接收器不再同步，从而导致接收器不能识别发射器，您该怎么办呢？大多数汽车都提供了重新同步的方法。以下是用于重新同步的典型操作步骤：转动点火钥匙，起动汽车然后关闭，在10秒钟之内反复执行此操作八次。这是在通知汽车的安全系统切换到编程模式。按下希望汽车识别的所有发射器上的一个按钮。大多数汽车至少允许使用4个发射器。关闭点火开关。假如采用的是40位代码、4个发射器，并且为了避免不同步，最多接受伪随机数序列中的后续25个6代码，那么使用您的发射器打开别人车门的几率是十亿分之一。如果考虑到所有汽车制造商都使用不同的系统并且最新系统使用更多位的代码，您就会明白，使用任何一把给定的遥控钥匙打开其他车门几乎是不可能的事情。您还会明白，代码捕获技术对于像这样的循环码发射器来说完全无效。较早的车库门发射器根据开关上设置的模式发送一成不变的位代码。别人可能会使用无线电扫描器捕获这个代码，然后轻而易举地重新发射它以打开车库门。而对于循环码，捕获所传输的代码毫无用处。没有办法预测发射器和接收器会选择哪一个随机数作为下一个代码，所以重新发射捕获到的代码不会有任何效果。由于存在几万亿种可能，也没有办法扫描完所有代码，因为这要花费好几年的功夫。