工程機械無線遙控器權限管理方法探析

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摘要：在工程機械智能化發(fā)展的趨勢下，無線遙控系統(tǒng)逐步應用到了工程機械上，為了保證安全使用，本文設計了一套更安全、更智能、更方便管理的權限管理方法，并展望了該權限管理方法的發(fā)展前景。

關鍵詞：工程機械；遙控；權限管理

1引言

隨著無線通信技術和車輛智能化的發(fā)展，越來越多的工程機械需要無線化的控制，并對配備工業(yè)遙控器提出迫切的需求。工業(yè)遙控器是一種利用無線通信對工程機械進行遠距離操作控制或者遠程控制的一種裝置[1]，具有安全性高、控制精度高、信號連貫性強、信號實時傳輸、抗干擾性強等特點。其中安全性的優(yōu)先級是最高的，一方面應采取措施（如鑰匙開關、訪問碼等）防止擅自使用發(fā)射器，當阻止擅自使用的措施被激活時，發(fā)射器不應傳輸信號[2]。目前針對防止擅自使用發(fā)射器的措施，很多廠家并沒有，上電就可以開機，存在隱患；而有的廠家使用的是RFID（RadioFrequencyIdentification）卡作為鑰匙開關。但RFID卡一方面增加了硬件成本，也提高了整機功耗，另一方面管理起來比較麻煩，甚至容易丟失。這兩種情形均不能徹底地阻止非授權人員擅自使用，一定程度上仍存在未授權情況下操作的可能性。還有部分廠家采取了安全碼機制，但是使用比較復雜，用戶操作起來非常麻煩。針對現(xiàn)有技術方案的缺點，本文設計并實現(xiàn)了一種新的用于工程機械遙控系統(tǒng)的權限管理方法。該方法無需增加硬件，只需要在現(xiàn)有的按鍵上增加軟件算法，通過設置密碼的方式實現(xiàn)權限管理。該方法使用簡單，操作易上手，也不需要專人保管鑰匙，減少人工管理工作量。

2系統(tǒng)概述

常規(guī)的有線遙控系統(tǒng)，其功能集成在受控設備內(nèi)部，通過有線通訊的方式實現(xiàn)控制。實現(xiàn)無線遙控時，一般按照以下方式進行：首先將需要控制的功能從受控設備上分離出來，做成發(fā)射器上的按鍵，并在發(fā)射器內(nèi)置無線模塊，當功能按鍵被按下時，無線通信的報文被發(fā)出；其次，我們在受控設備上安裝接收模塊，接收模塊同樣內(nèi)置無線模塊，那么當接收器接收到無線信號時，接收器將其轉化為控制信號發(fā)送給受控設備；最后，受控設備按照控制信號執(zhí)行相應的響應，并將執(zhí)行結果逆向反饋給發(fā)射器。整個過程中有可能存在的主要安全隱患有：(1)發(fā)射器被擅自開啟，發(fā)射指令；(2)一臺發(fā)射器與特定的一臺接收器的無線連接，其必須是唯一配對的，否則現(xiàn)場有多臺設備時會引發(fā)事故；(3)無線傳輸?shù)目煽啃訹3]。而前兩種安全隱患都可以通過設置使用權限管理來進行規(guī)避，下面進行詳細講解。

3設計實現(xiàn)

3.1發(fā)射機訪問碼

針對發(fā)射器被擅自開啟的問題，本文設計了一套全新的安全碼系統(tǒng)，不同權限的人員其可進行的操作不同，實現(xiàn)了使用權限管理的同時，還可以進行系統(tǒng)設置。假設工業(yè)遙控器發(fā)射機本身有10個功能按鍵，發(fā)射機正常工作狀態(tài)下按下這些按鍵可以對被控的工程機械進行遠程操控。該方法將這些按鍵復用為數(shù)字按鍵1234567890，而且在發(fā)射機進入工作狀態(tài)前，他們只是數(shù)字按鍵。該方法需要預設3種功能密碼，4個數(shù)字組成一個密碼。在發(fā)射機在用戶輸入正確密碼成功開機后，發(fā)射機進入發(fā)射狀態(tài)，所有按鍵不再是數(shù)字按鍵，恢復為單一的功能按鍵，可以遙控接收端。也就是說一定條件下可以切換這些按鍵的兩種功能。功能密碼，分為（1）用戶密碼A、（2）修改密碼B、（3）管理密碼C三種。在發(fā)射機上電后會提示用戶輸入上述3種密碼之一。（1）用戶密碼A是一個預設可修改的功能密碼，后期可以被用戶更改。輸入正確的用戶密碼A，遙控器才會進入正常工作狀態(tài)，否則重新輸入；（2）修改密碼B是一個預設且公開的功能密碼，是用戶用來修改用戶密碼A的指令，輸入B密碼方可進入修改界面，已知舊密碼A，可以將其修改為新密碼A’；（3）管理密碼C是一個預設但不公開的密碼指令，只有管理員和生產(chǎn)廠家知道。輸入C密碼方可進入管理員界面，在該界面一方面可以清除用戶密碼A，恢復到出廠密碼；另一方面，該界面針對具體的應用增加了設置菜單，擁有管理權限的人員，在這里可以修改設備參數(shù)。在輸入過程中，如果輸入有誤，應回到最初輸入密碼的地方重新進行。

3.2發(fā)射機與接收機的地址配對碼

針對發(fā)射器與接收機的匹配問題，可以通過設置地址配對碼來解決。首先定義一個配對碼，固化在發(fā)射器和接收機內(nèi)部存儲器，掉電不丟失。其次定義無線通信的協(xié)議，其報文內(nèi)必須包含該配對碼。那么當接收機收到無線報文時，按照協(xié)議取出配對碼與自身存儲的配對碼對比，如果一致方可建立連接，并作出響應，否則丟棄。

3.3小結

綜上，通過給發(fā)射機建立訪問碼機制以及建立發(fā)射機和接收機之間的地址配對碼，就可以實現(xiàn)整套設備的使用權限管理，特定的發(fā)射器只能遙控與之配對的接收器，實現(xiàn)一對一遙控。

4結束語

本文針對當前工程機械無線化的核心需求以及現(xiàn)有技術方案的缺點，設計并實現(xiàn)了一種新的無線遙控系統(tǒng)的權限管理方法。該方法無需增加硬件，只需要在現(xiàn)有的設備上增加軟件算法，通過設置密碼和配對碼的方式實現(xiàn)權限管理。隨著電子技術和無線通信技術的發(fā)展，遙控技術將給工程機械帶來全新的未來，操作人員不再受限于駕駛室，僅使用一個遙控器就可以實現(xiàn)靈活操控，前景十分廣闊。

參考文獻

[1]李水平.工業(yè)遙控器在起重機上的應用[J].設備管理與維修.1997(09)：24-25.

[2]起重機械無線遙控裝置.中華人民共和國機械行業(yè)標準.JB/T8437-2016.

[3]江錦洲,李立林,李靜,金強.基于無線傳輸?shù)墓I(yè)遠程遙控器設計[J].電子世界.2015(15):126-127,129.

作者:莊靜 任大偉 張文偉 常錚 梁海華 單位:湖南中聯(lián)重科智能技術有限公司