CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu về đề tài hệ thống immobilizer Hiện nay có khá nhiều trang thiết bị hiện đại được trang bị trên ô tô nhằm tạo sự thoải mái, tiện lợi cho người sử dụng ô tô và hệ thống chống trộm dành cho xe ô tô là một trong những hệ thống ấy. Hệ thống với những thiết bị góp phần đảm bảo an toàn cho tài sản của chủ xe cũng như hạn chế tình trạng trộm cắp xe. Trong các thiết bị chống trộm ô tô có một sản phẩm khá nổi bật đó là hệ thống chống trộm Immobilizer. Hệ thống chống trộm Immobilizer hay còn gọi là IMMO là một hệ thống có thể ngăn chặn động cơ ô tô khởi động bằng chìa khóa tự chế đến từ kẻ trộm.
Khi mã ID truyền từ chìa khóa không tương thích mới mã ID đã được đăng ký từ trước trong ECM (Electronic Control Modul) Hệ thống này sẽ có nhiệm vụ cố định khối nguồn của động cơ. Thiết bị sẽ ngắt mạch điện trong các hệ thống đánh lửa điện tử và các bộ phận khác của bộ nguồn như máy tính. Nhờ đó, xe sẽ bị vô hiệu hóa và không thể khởi động được khi có xâm nhập trái phép. Tình trạng trộm cắp xe sẽ được giảm thiểu đáng kể nếu chủ xe trang bị thêm hệ thống này bên cạnh một số cảnh báo chống trộm bằng còi, đèn.2 Mục tiêu, nhiệm vụ, phạm vi đề tài và phương pháp nghiên cứu 1.1 Mục tiêu Tìm hiểu về tính năng an toàn của hệ thống mã khoá động cơ hiện tại được lắp trên ô tô của các hãng xe trên thị trường.
Tăng độ hiểu biết về lĩnh vực điện – điện tử ô tô nói chung và về hệ thống mã hóa khóa động cơ (Engine Immobilizer System) nói riêng. Tiếp cận gần hơn với các hệ thống mới, hệ thống hiện đại, hệ thống đang được phát triển dần đến sự hoàn thiện được lắp đặt, trang bị trên ô tô hiện nay.2 Nhiệm vụ Tìm hiểu và trang bị kiến thức về hệ thống mã hóa khóa động cơ ( Engine Immobilizer System) trang bị trên ô tô. Lý thuyết cơ bản về nguyên lý hoạt động của hệ thống mã hóa khóa động cơ. Tìm hiểu cơ sở lý thuyết về sóng RFID Các hệ thống có liên quan và phát triển từ hệ thống mã hóa khóa động cơ.3 Giới hạn đề tài Hiện nay, hầu như các dòng xe hiện đại đều trang bị cho mình hệ thống mã hóa khóa động cơ cùng các thiết bị và hệ thống có liên quan đến hệ thống mã hóa khóa động cơ nhưng do kiến thức về trình độ công nghệ vẫn còn hạn chế của bản thân và giá thành các thiết bị liên quan đến hệ thống mã hóa khóa động cơ và hệ thống mã hóa khóa động cơ khá cao cũng như tài liệu chuyên môn về hệ thống mã hóa khóa động cơ còn hạn chế, khó thu thập nên chỉ dừng lại ở việc tìm hiểu, khai thác, vận dụng kiến thức hết mức có thể về hệ thống mã hóa khóa động cơ trong bài luận văn “Hệ thống mã hóa khóa động cơ (immobilizer) trên ô tô 1 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Trần Tạ Tú Tài con”.4 Phương pháp nghiên cứu Tìm kiếm các tài liệu tham khảo đề cập đến hệ thống mã hóa khóa động cơ.
Tìm kiếm các tài liệu tham khảo về hệ thống có liên quan và phát triển từ hệ thống mã hóa khóa động cơ. Nghiên cứu tham khảo cái bài báo về cơ sở lý thuyết về công nghệ và ứng dụng sóng RFID. Tham khảo hệ thống mã hóa khóa động cơ của một số dòng xe khác nhau. 2 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Trần Tạ Tú Tài CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN HỆ THỐNG MÃ HÓA KHÓA ĐỘNG CƠ 2.1 Lịch sử và quá trình phát triển 2.1 Lịch sử Hệ thống immobilizer/báo động điện được phát minh bởi St.
George Evans và Edward Birkenbuel và được cấp bằng sáng chế vào năm 1919. Họ đã phát triển một mạng lưới 3x3 gồm các công tắc tiếp xúc kép trên một bảng điều khiển gắn bên trong ô tô để khi khóa điện được kích hoạt, dòng điện từ ắc quy (hoặc nam châm) đi đến bugi cho phép động cơ khởi động hoặc làm xe bất động và phát ra âm thanh còi báo. Có thể thay đổi cài đặt hệ thống mỗi khi xe được lái. Các hệ thống cố định hiện đại là tự động, nghĩa là chủ sở hữu không cần phải nhớ kích hoạt nó.
Thiết bị IMMO là bắt buộc đối với tất cả các ô tô mới được bán ở Đức kể từ ngày 1 tháng 1 năm 1998, ở Vương quốc Anh kể từ ngày 1 tháng 10 năm 1998, ở Phần Lan từ năm 1998, ở Úc từ năm 2001 và ở Canada từ năm 2007. Các mẫu xe đầu tiên sử dụng mã tĩnh trong khóa điện (hoặc chìa khóa thông minh) đã được nhận dạng bằng một vòng RFID xung quanh nòng khóa và được kiểm tra đối chiếu với bộ điều khiển động cơ (ECU) của xe để tìm sự trùng khớp. Nếu mã không được nhận dạng, ECU sẽ không cho phép nhiên liệu chảy và quá trình đánh lửa diễn ra. Các mô hình sau này sử dụng mã cuộn hoặc mật mã tiên tiến để đánh bại việc sao chép mã từ chìa khóa hoặc ECU.
Vi mạch bên trong chìa khóa được kích hoạt bởi một trường điện từ nhỏ tạo ra dòng điện chạy bên trong thân chìa khóa, từ đó phát ra một mã nhị phân duy nhất được đọc bởi ECU của ô tô. Khi ECU xác định rằng chìa khóa được mã hóa hiện tại và hợp lệ, ECU sẽ kích hoạt trình tự phun nhiên liệu. Trong một số phương tiện, việc cố gắng sử dụng chìa khóa trái phép hoặc "không theo trình tự" khiến phương tiện kích hoạt tình trạng không khởi động được hẹn giờ và trong một số hệ thống tiên tiến, thậm chí sử dụng liên lạc qua vệ tinh hoặc điện thoại di động để cảnh báo cho công ty bảo mật rằng một nỗ lực trái phép đã được thực hiện để mã hóa một chìa khóa. Thật trùng hợp, thông tin này thường được ghi lại trong ECU ô tô hiện đại, có thể ghi lại nhiều biến số khác bao gồm tốc độ, nhiệt độ, trọng lượng người lái, vị trí địa lý, vị trí bướm ga và góc nghiêng.
Thông tin này có thể được sử dụng trong quá trình điều tra bảo hiểm, yêu cầu bảo hành hoặc khắc phục sự cố kỹ thuật.2 Quá trình phát triển Hệ thống Immibilizer: Mã hóa khóa động cơ giúp xe chống trộm. Remote Keyless Entry (RKE): Thêm chức năng mở đóng cửa bên ngoài xe. Passive Keyless Entry (PKE): Thêm chức năng khởi động từ xa. Smart Car Management: Thêm chức năng xem mức nhiên liệu, biết trạng thái của xe từ xa, cảnh báo trạng thái cửa, kính, cốp, capo.
3 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Trần Tạ Tú Tài Advanced Car Access: Giúp xe chống trộm, tích hợp tất cả các chìa khóa, định vị xe, phát hiện khoảng cách xe. Connected Keyless Entry: Kết nối xe thông qua Bluetooth của các thiết bị thông minh, chuyển giao quyền sử dụng xe, tích hợp tất cả các chìa khóa.2 Hệ thống mã hóa khóa động cơ (Immobilizer System) 2.1 Cơ sở lý thuyết về bảo mật thông tin: 2.1 Khái niệm Bảo mật thông tin chính là lưu trữ, bảo vệ những dữ liệu bảo mật liên quan đến thông tin của từng chủ thể, hoặc tài sản của chủ thể không bị đánh cắp hoặc bị sử dụng với các đối tượng xấu. Có rất nhiểu phương pháp được sử dụng để bảo mật thông tin. Mỗi phương pháp đều có mức độ an toàn và hiệu quả khác nhau phụ thuộc vào mức độ hiện đại và phức tạp của công nghệ được sử dụng.
Trước đây để đảm bảo an toàn, không bị mất trộm cho những chiếc xe nhà chế tạo dùng các loại khoá cơ khí nhưng sau đó họ thấy không an toàn nên đã chế tạo ra ổ khoá điện và để an toàn hơn họ cho ra đời ổ khoá và chìa khoá có gắn chíp chứa mã chìa khoá hoặc trong một số trường hợp chủ sở hữu có thể loại bỏ cơ chế cắm chìa khóa cơ khí và thay vào đó là chìa khóa từ và nút bấm khởi động (Start/Stop button).2 Phương pháp bảo mật thông tin Hình 2. 1 Sơ đồ khối cơ bản về nguyên lý bảo mật thông tin 4 Luận Văn Tốt Nghiệp SVTH: Trần Tạ Tú Tài Trong nên công nghiệp ô tô các nhà khoa học và chế tạo thường sử dụng phương pháp dùng tín hiệu từ trường với tần số nhất định không đổi cho việc mã hóa khóa động cơ trên ô tô.2 Cơ sở lý thuyết về tín hiệu và xử lý tín hiệu 2.1 Khái niệm tín hiệu Tín hiệu là sự biểu hiện vật lý của tin tức mà nó mang nguồn tin đến nơi nhận trong quá trình phát và thu. Nó có thể là tín hiệu điện (dòng điện hay điện áp), tín hiệu từ trường hay tín hiệu dạng sóng (sóng âm thanh hoăc sóng ánh sáng)… Một tín hiệu là biểu diễn quá trình vật lý, do đó nó phải là một tín hiệu vật lý thực hiện được. Tín hiệu như vậy phải thoả mãn các yêu cầu sau: - Có năng lượng hữu hạn.
- Có biên độ hữu hạn. - Có phổ hữu hạn và tiến tới 0 khi tần số tiến tới vô cùng.2 Phân loại tín hiệu Theo quá trình biến thiên của tín hiệu, các tính chất của nó có thể đoán trước hay không tín hiệu được chia thành các loại sau: Phân loại theo tính chất của tín hiệu phát ra: - Tín hiệu xác định (tuần hoàn hoặc không tuần hoàn). - Tín hiệu ngẫu nhiên (dừng hoặc không dừng). Phân loại theo năng lượng nguồn tín hiệu: - Có thể phân biệt thành tín hiệu năng lượng hữu hạn.
- Tín hiệu công suất trung bình hữu hạn (năng lượng vô hạn). Phân loại theo hình thái của tín hiệu được biểu diễn qua phổ biểu kiến theo thời gian: - Tín hiệu liên tục (tín hiệu analog). - Tín hiệu rời rạc tín hiệu số (digital).3 Xử lý tín hiệu Xử lý tín hiệu là vấn đề kỹ thuật, nó áp dụng kiến thức của lý thuyết hiệu, lý thuyết thông tin, kỹ thuật điện tử, vật lý ứng dụng để tạo ra hay biểu diễn tín hiệu mang tin tức. Nó được ứng dụng trong các lĩnh vực truyền tin tức, khai thác tin tức, nhận dạng xử lý ảnh, an toàn bảo mật an ninh, quan sát các quá trình công nghiệp… Để có được một hệ thống ứng dụng lĩnh vực xử lý tín hiệu thường xuất phát là một nguồn phát tín hiệu, bộ thu tín hiệu, bộ khuyếch đại tín hiệu, bộ xử lý tín hiệu (vi điều khiển đươc nạp các chương trình thích hợp), cơ cấu chấp hành.