阅读说明：本技术 基于gps通信和算法验证的工程机械锁车方法 (Engineering machinery vehicle locking method based on GPS communication and algorithm verification ) 是由 *** 张琳 张善睿 于 2019-09-17 设计创作，主要内容包括：本发明涉及工程机械设计领域,提供了一种基于GPS通信和算法验证的工程机械锁车方法,包括服务器、GPS通信模块和设置于所述工程机械上的整车控制器,包括如下步骤：S1、所述服务器定期检查与所述GPS通信模块是否保持通信；S2、若所述服务器与所述GPS通信模块的通信异常,则所述GPS进入确认通信状态模式；S3、若所述GPS通信模块确认通信中断,则向所述工程机械下发锁车指令；S4、所述整车控制器锁定所述工程机械,禁止任何人操作所述工程机械。本发明考虑了工程机械行业的多种实际情况,通过GPS通信、算法校验、主、被动锁车等方式实现了GPS防拆或替换,有效解决了主机厂、租赁商和终端用户的现实问题,有效保证了三方的合法权益。(The invention relates to the field of engineering machinery design, and provides an engineering machinery vehicle locking method based on GPS communication and algorithm verification, which comprises a server, a GPS communication module and a vehicle control unit arranged on the engineering machinery, and comprises the following steps: s1, the server periodically checks whether the communication with the GPS communication module is kept; s2, if the communication between the server and the GPS communication module is abnormal, the GPS enters a communication state confirmation mode; s3, if the GPS communication module confirms that the communication is interrupted, issuing a vehicle locking instruction to the engineering machinery; and S4, locking the engineering machine by the vehicle control unit, and forbidding any person to operate the engineering machine. The invention considers various practical conditions of the engineering machinery industry, realizes GPS anti-dismantling or replacement through GPS communication, algorithm verification, active and passive vehicle locking and the like, effectively solves the practical problems of a host factory, a leasing business and a terminal user, and effectively ensures the legitimate rights and interests of three parties.)

基于GPS通信和算法验证的工程机械锁车方法

技术领域

本发明涉及工程机械设计领域，尤其涉及一种基于GPS通信和算法验证的工程机械锁车方法。

背景技术

工程机械(由于一般包括一汽车底盘，通常也将其称为“车”)一般都比较庞大，售价通常偏高，即便是公司也不一定有足够财力购买。因此，专门出租各种工程机械的租赁公司应运而生。

目前，工程机械租赁市场规模巨大，全球工程机械租赁市场营业额为400亿美元左右，约相当于工程机械总产值的25％。在北美、欧盟和日本等发达国家市场，通过租赁形式销售的工程机械占当地市场的65％，已经成为最主要的销售途径。

但是，以租代售的销售方法对租赁公司来说，存在巨大风险。由于工程机械价值昂贵，在租赁过程中(即货款尚未完全收取时)如果出现损毁甚至遗失将使租赁公司损失巨大。但是，已出租的工程机械往往分布于不同的施工场所，租赁公司缺乏对其监管的有效手段。因此，需要设计一种能够远程监管的系统，方便租赁公司随时了解出租的工程机械的位置、工作状态等情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于GPS通信和算法验证的工程机械锁车方法，包括服务器、GPS通信模块和设置于所述工程机械上的整车控制器，所述GPS通信模块与所述服务器和所述工程机械分别通信连接，包括如下步骤：

S1、所述服务器定期检查与所述GPS通信模块是否保持通信；

S2、若所述服务器与所述GPS通信模块的通信异常，则所述GPS进入确认通信状态模式；

S3、若所述GPS通信模块确认通信中断，则向所述工程机械下发锁车指令；

S4、所述整车控制器锁定所述工程机械，禁止任何人操作所述工程机械。

上述的基于GPS通信和算法验证的工程机械锁车方法，其中，所述GPS通信模块向所述工程机械转发的数据包中包括动态密文；所述动态密文用于标识所述GPS通信模块的合法性；若所述整车控制器收到的密文不符合预期则所述整车控制器直接锁定所述工程机械，禁止任何人操作所述工程机械。

上述的基于GPS通信和算法验证的工程机械锁车方法，其中，所述动态密文的生成包括如下步骤：

M1、所述整车控制器间隔一定时间向所述GPS通信模块发送一随机数；

M2、所述GPS通信模块对所述随机数进行加密运算得到一随机密文；

M3、所述GPS通信模块将所述随机密文发送给所述整车控制器；

M4、所述整车控制器验证所述随机密文是否与所述随机数相吻合，若不吻合，则认为所述GPS通信模块被替换，所述整车控制器锁定所述工程机械，禁止任何人操作所述工程机械。

上述的基于GPS通信和算法验证的工程机械锁车方法，其中，步骤M1中，所述整车控制器间隔10秒向所述GPS通信模块发送一次所述随机数。

上述的基于GPS通信和算法验证的工程机械锁车方法，其中，所述整车控制器定期检查与所述GPS通信模块的通信状态，若所述整车控制器与所述GPS通信模块通信中断，则所述整车控制器提示通信故障要求人工介入，并同时锁定所述工程机械，禁止任何人操作所述工程机械。

上述的基于GPS通信和算法验证的工程机械锁车方法，其中所述服务器包括一人机接口模块，操作人员通过所述人机接口模块下达解锁指令和所述锁车指令。

上述的基于GPS通信和算法验证的工程机械锁车方法，其中，排除异常情况后，还包括：

S5、操作人员通过服务器下达解锁指令，从而使所述工程机械可正常工作。

与现有技术相比，本发明的技术方案解决了对工程机械远程监管的问题。GPS通信模块和整车控制器通过定期检查通信状态来判定当前的通信状态，当通信状态出现不正常/中断时，GPS通信模块或整车控制器自主下达锁车命令，使工程机械“罢工”，通过这一手段迫使租用者停止使用该工程机械。对于拖欠租金/货款的租用者，禁止使用是最有效的警戒手段。目前本发明已在本司中大型挖掘机上批量装配。

附图说明

图1是本发明的网络状态示意图之一；

图2是本发明的网络状态示意图之二；

图3是本发明的网络状态示意图之三；

图4是本发明的网络状态示意图之四；

图5是本发明一实施例的工作流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。然而，本发明可以用不同的形式实现，不应只是局限在所述的实施例。且，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征允许相互组合或替换。结合以下的说明，本发明的优点和特征将更清楚。

需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

还需声明的是，本发明中对步骤编号的目的在于便于引用，而非限定先后顺序。对于个别需强调顺序的步骤，文中将以专门文字进行特别说明。

当今大型工程机械销售的潮流趋向“以租代售”，即租赁者只需按月付租金就可获得工程机械的使用权，而不必一次性付清全款以获得所有权。对于工程机械的使用方来说，大大降低了采购门槛，有益于公司运营；对于租赁公司来说，却存在一定风险，风险来自租赁者的恶意毁约甚至是毁坏。

对于故意拖欠租金或者租约到期藏匿工程机械的情况，租赁公司需要有可靠途径对所述工程机械定位，并锁定其各种功能。

对于拆除或破坏GPS模块、中断GPS通信的情况，租赁公司需要使所述工程机械能够自主发现与服务器“失联”，进而能够自主的锁定自身，以迫使租用方主动恢复损坏部分。

图1～图4示意了多种网络状态。

图1所示为一个正常通信的网络状态。图中，云端服务器Server受控于租赁公司，GPS(Global Positioning System，全球定位系统)模块和VECU(Vehicle ElectronicalControl Unit，车辆电子控制单元)以及IECU(Instrument Electronical Control Unit，指令电子控制单元)设置于所述大型工程机械中。其中，VECU和IECU是控制车辆执行操作的主要控制单元，所述VECU和IECU通过GPS与云端服务器Server保持通信连接，所述VECU主要用于控制、执行对车辆对各种操作，所述IECU主要用于显示报警(锁车)和通信状态，以便操作人员查看。

图2显示了被恶意屏蔽GPS信号的网络状态。此种情况下，GPS开始自主计时，当计时时间超过预设时间而网络通信未恢复时，GPS下发锁车指令给VECU，由VECU负责执行锁车操作。

图3显示了GPS到VECU通信中断到情况，这种情况多数出现在GPS模块被恶意拆除。此时，VECU无法获取GPS数据，与图2相类似，VECU开始自主计时，超过预设时间后，VECU报通信故障并执行锁车操作。

图4显示了GPS模块被替换为另一个GPS模块的情况。为了防止GPS模块被恶意修改或更换，一个优选的实施例为，在所述GPS模块中增加随机数校验子模块，非指定的GPS模块，或者说未得到租赁公司认可的GPS模块缺乏所述校验子模块，无法通过校验，则VECU将执行锁车操作。

本实施例提出一种基于GPS通信和算法验证的工程机械锁车方法。本方法涵盖了对租用方多种不良行为的检测和处理方法，总的来说，是通过通信中断与否来判定租用方是否存在不良行为，若存在，则由整车控制器执行锁车操作，使所述工程机械不能实施工程操作，也不能被移动。通过禁止租用方使用所述工程促进使用方与租赁公司进行沟通，协商解决方案。

请参考图5，系统由服务器、GPS通信模块和设置于所述工程机械上的整车控制器组成，所述GPS通信模块与所述服务器和所述工程机械分别通信连接。其中，服务器可以是独立的专用服务器，也可以是云端服务器。为了防止GPS通信模块被随意改造，或植入恶意木马程序，所述的GPS通信模块还可以包括一加密子模块，用于在通信过程中对随机数加密，以验证通信的双方是否为原厂、原设备。

具体的，所述服务器包括一人机接口模块，操作人员通过所述人机接口模块下达解锁指令和锁车指令。例如，在排除异常情况后，操作人员通过服务器下达解锁指令，从而使所述工程机械可正常工作。当然，在通信正常的情况下，操作人员也可以通过所述人机接口模块下达其他指令。

所述的锁车方法包括如下步骤：

S1、所述服务器定期检查与所述GPS通信模块是否保持通信；

S2、若所述服务器与所述GPS通信模块的通信异常，则所述GPS进入确认通信状态模式；

S3、若所述GPS通信模块确认通信中断，则向所述工程机械下发锁车指令；

S4、所述整车控制器锁定所述工程机械，禁止任何人操作所述工程机械。

上述的S1～S4的步骤包括了2种情境处理：

其一，通信正常，则服务器到整车控制器的指令传递通道有效，租赁公司的人员可在服务器端对工程机械下达指令，该指令可以包括锁车指令，适用于所述工程机械未遭认为损坏的情况；

其二，服务器到GPS通信模块的通信不正常，此种情况一般是由于人为屏蔽了GPS通信的信号，当所述GPS通信模块长时间与所述服务器中断通信时，则所述GPS通信模块自主向所述工程机械下达锁车指令。

进一步地，在所述GPS通信模块和所述整车控制器之间的通信还包括一加密验证的过程。所述GPS通信模块向所述工程机械转发的数据包中包括动态密文；所述动态密文用于标识所述GPS通信模块的合法性；若所述整车控制器收到的密文不符合预期则所述整车控制器直接锁定所述工程机械，禁止任何人操作所述工程机械。具体的，所述动态密文的生成包括如下步骤：

M1、所述整车控制器间隔一定时间向所述GPS通信模块发送一随机数；

M2、所述GPS通信模块对所述随机数进行加密运算得到一随机密文；

M3、所述GPS通信模块将所述随机密文发送给所述整车控制器；

M4、所述整车控制器验证所述随机密文是否与所述随机数相吻合，若不吻合，则认为所述GPS通信模块被替换，所述整车控制器锁定所述工程机械，禁止任何人操作所述工程机械。

在一个优选的实施例中，所述整车控制器间隔10秒向所述GPS通信模块发送一次所述随机数。

在与GPS通信模块的通信过程中加入密文的目的在于防止租用方非法替换GPS通信模块。本领域技术人员应知，GPS通信模块被恶意替换后，使用方可能会向服务器发送迷惑信息，使服务器认为工程机械还处于正常工作状态，从而逃避租赁公司的监管。

还有一种更恶劣的情形就是GPS通信模块被暴力破坏，指令无法下达到整车控制器。对此，一改进的实施例中加入了整车控制模块定期检查通信状态的步骤。具体的，所述整车控制器定期检查与所述GPS通信模块的通信状态，若所述整车控制器与所述GPS通信模块通信中断，则所述整车控制器提示通信故障要求人工介入，并同时锁定所述工程机械，禁止任何人操作所述工程机械。由于所述整车控制器与所述GPS通信模块一般是通过CAN总线通信，因此所述整车控制器只需关注CAN总线上有多久未收到所述GPS通信模块发来的数据包即可。一般若所述整车控制器与所述GPS通信模块中断通信n分钟即可进入报警状态。所述的n分钟可预设在程序中，也可通过人机交互界面进行设置或修改。

上述的基于GPS通信和算法验证的工程机械锁车方法能够利用GPS对工程机械定位，并通过实时监测通信状态确认工程机械的工作状态，能够及时发现使用方的不良行为，通过锁车来保护租赁公司的利益，充分考虑了多种工程机械买卖和租赁行业的多种实际情况，通过GPS通信、算法校验、主、被动锁车等方式实现了GPS防拆或替换，有效解决了主机厂、租赁商和终端用户的现实问题，有效保证了三方的合法权益。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。