一种基于近场通信的数字车钥匙刷卡方法、装置及车辆与流程

本技术涉及近场通信，尤其涉及一种基于近场通信的数字车钥匙刷卡方法、装置及车辆。

背景技术：

1、近场通信(near field communication，nfc)是一种短距离的无线通信技术，其允许nfc设备之间在短距离内进行非接触式数据传输，具有安全性高、功耗低和成本低等特点。nfc技术的传输速度包括106kbit/s、212kbit/s或者424kbit/s。目前，nfc技术己成为相关国际标准，并被广泛应用。例如，nfc遵循iso 18092(nfcip-1)和iso 21481(nfcip-2)等标准。nfc有三种通信模式：

2、1、读/写模式(reader/writermode)：工作于该模式下的nfc设备从nfc部件读取数据或向其写入数据，随后它可能根据读取来自部件的信息执行操作。主要应用场景包智能海报，信息查询等。

3、2、卡模拟模式(cardemulationmode)：工作于该模式下的nfc设备的类似于标准的非接触式智能卡，主要应用场景包括地铁公交、门禁管制、移动支付等。

4、3、点对点模式(peer-to-peermode)：支持具有nfc功能的两个设备进行交互，并遵守“说前先听(listen-beforetalk)”规则。该通信模式下的数据交换相比其他模式更快，因此可以交换更多的数据，主要应用场景包括名片交换、照片互传等。

5、现在手机厂商已经与汽车制造商合作，实现了nfc数字车钥匙功能，解决了车主忘记携带实体车钥匙而无法驾驶车辆的问题。手机nfc数字车钥匙是指将手机设备注册为nfc车钥匙，利用nfc技术实现手机与车辆的无线数据传输，完成身份认证并实现解/闭锁车门或启动车辆的功能。对于具有解锁权限的手机nfc数字车钥匙，当车主将手机nfc模块贴近车辆nfc模块时，可以实现解/闭锁车门功能；对于具有启动权限的手机nfc数字车钥匙，当车主将手机nfc模块贴近车辆nfc模块时，可以启动车辆。

6、通过上述说明可以看出，现有的手机nfc数字车钥匙方案是使手机在“卡模拟模式”下与车辆通信，具体应用上主要通过以下两种方式实现：

7、1、通过手机os(operating system，操作系统)的“钱包”app(application，应用程序)开通手机nfc数字车钥匙，实现手机nfc数字车钥匙功能。该方案的缺点是开通该功能受限于手机钱包，车厂需要适配不同的手机厂商的钱包接入流程，且手机钱包提供的nfc服务大多数是付费的，提高了车厂的业务成本。对于用户来说，需要将该手机钱包中作为车钥匙的模拟卡设置默认卡片，当要用其他卡片进行付款时还需手动切换，十分不便。

8、2、通过手机os复制实体nfc车钥匙卡片，实现手机nfc数字车钥匙功能。该方案的缺点是仅安卓手机支持该方案，苹果手机未开放卡模拟api(application programminginterface，应用程序编程接口)给第三方应用，且需要将系统默认应用切换到车主app，这也不便于用户使用。

9、综上，现有方案中手机os对于“卡模拟模式”的种种限制，包括手机厂商仅对自家手机钱包开放或虽对外开放但管理限制较多等等，导致手机nfc数字车钥匙的开通和使用受限，引发用户体验下降问题。

技术实现思路

1、本技术提供一种基于近场通信的数字车钥匙刷卡方法、装置及车辆。通过上述方法，本技术能够规避手机os对于“卡模拟模式”的种种限制，提高用户在开通移动终端作为nfc数字车钥匙和使用过程中的体验。

2、第一方面，本技术提供了一种基于近场通信的数字车钥匙刷卡方法，车端nfc模块感应到移动终端发射的射频场，进入卡模拟工作模式，建立该移动终端与车辆之间的nfc通信链路；通过该nfc通信链路，该车端nfc模块接收来自该移动终端的预认证指令，该预认证指令包括工作模式信息和认证启动通知信息；该工作模式信息用于触发该车端nfc模块进入读/写工作模式，该认证启动通知信息用于通知车端数字钥匙控制器启动数字车钥匙认证流程；接收来自该移动终端对该认证流程中指令的响应消息，该响应消息至少包括数字车钥匙信息，用于该车端数字钥匙控制器对该移动终端进行数字车钥匙认证；发送包含该数字车钥匙信息的消息至该车端数字钥匙控制器。

3、上述实施方式中，移动终端发射射频信号，移动终端nfc模块作为发起设备主动请求读取车辆信息，车辆nfc模块作为被读/写设备接收射频信号并响应数据，从而建立移动终端与车辆之间的nfc通信链路。车辆nfc模块收到由移动终端主动发起的数字车钥匙预认证指令后，切换至读/写模式下工作，启动数字钥匙认证流程。该实施方式能够规避手机os对于“卡模拟模式”的种种限制，车厂无需入手机os的钱包，用户也不需要打开app和其他设置，即可开通移动终端作为nfc数字车钥匙，提高用户使用过程中的体验。

4、在一种可能的实施方式中，上述建立移动终端与车辆之间的nfc通信链路包括：接收来自该移动终端的卡片选择指令，该卡片选择指令用于指示对车端模拟nfc卡片进行选取；发送该卡片选择指令至该车端数字钥匙控制器；接收来自该车端数字钥匙控制器对该卡片选择指令的响应消息，该响应消息包含aid，该aid为车端模拟nfc卡的卡片id；发送包含该aid的消息至该移动终端。

5、上述实施方式中，移动终端nfc模块作为发起设备主动请求读取车辆信息，车端模拟nfc卡发送包含aid的响应消息给移动终端，从而规避了手机os对于“卡模拟模式”的种种限制，建立起移动终端与车辆之间的nfc通信链路。

6、在另一种可能的实施方式中，该预认证指令进一步包括card id和随机数，其中：该card id为该移动终端申请作为数字车钥匙的id，该随机数用于计算加密后续车端与移动终端之间的通信的密钥。

7、上述实施方式中，移动终端申请作为数字车钥匙，将其id发给车端以便进行后续认证流程。

8、在另一种可能的实施方式中，该刷卡方法还包括：接收来自该车端数字钥匙控制器的第一指令，该第一指令包含根据该预认证指令产生车端随机数和验证数据，用于获取数字车钥匙信息；发送包含该车端随机数和该验证数据的消息至该移动终端nfc模块；接收来自该移动终端nfc模块的第一响应消息，该第一响应消息包含数字车钥匙信息和车辆密钥id；发送包含该数字车钥匙信息和该车辆密钥id的消息至车端数字钥匙控制器。

9、上述实施方式中，第一指令例如是getprocessdata指令，其为获取钥匙信息的指令。

10、在另一种可能的实施方式中，该刷卡方法还包括：接收来自该车端数字钥匙控制器的第二指令，该第二指令包含根据该第一响应消息生成的会话密钥和验证请求信息，用于开启会话认证；发送包含该会话密钥和该验证请求信息的消息至该移动终端nfc模块；接收来自该移动终端nfc模块的第二响应消息，该第二响应消息包含移动终端nfc钥匙验证信息；发送包含该移动终端nfc钥匙验证信息的消息至车端数字钥匙控制器。

11、上述实施方式中，第二指令例如是auth指令，其为开启会话认证指令。

12、第二方面，本技术提供一种基于近场通信nfc的数字车钥匙刷卡装置，该装置包括车端nfc模块和车端数字钥匙控制器；该车端nfc模块包括第一接收单元和第一发送单元，该第一接收单元用于当该车端nfc模块在卡模拟工作模式下建立移动终端与车辆之间的nfc通信链路后，通过该nfc通信链路接收来自移动终端nfc模块的预认证指令；该预认证指令包括工作模式信息和认证启动通知信息，该工作模式信息用于触发该车端nfc模块进入读/写工作模式，该认证启动通知信息用于通知车端数字钥匙控制器启动数字车钥匙认证流程；该第一接收单元还用于接收来自该移动终端对该认证流程中指令的响应消息，该响应消息至少包括数字车钥匙信息，用于该车端数字钥匙控制器对该移动终端进行数字车钥匙认证；该第一发送单元用于发送包含该认证启动通知信息的消息和包含该数字车钥匙信息的消息至车端数字钥匙控制器；该车端数字钥匙控制器包括第二接收单元和第二发送单元，该第二接收单元用于接收第一发送单元发送的包含该数字车钥匙信息的消息，该消息用于对该移动终端进行数字车钥匙认证。

13、在一种可能的实施方式中，该第一接收单元还用于接收来自该移动终端的卡片选择指令，该卡片选择指令用于指示对车端模拟nfc卡片进行选取；该第一发送单元还用于发送该卡片选择指令至该车端数字钥匙控制器；该第一接收单元还用于接收来自该车端数字钥匙控制器第二发送单元发送的对该卡片选择指令的响应消息，该响应消息包含aid，其中该aid为车端模拟nfc卡的卡片id；该第一发送单元还用于发送包含该aid的消息至该移动终端。

14、在另一种可能的实施方式中，该预认证指令进一步包括card id和随机数，其中：该card id为该移动终端申请作为数字车钥匙的id，该随机数用于计算加密后续车端与移动终端之间的通信的密钥。

15、在另一种可能的实施方式中，该第一接收单元还用于接收来自该车端数字钥匙控制器第二发送单元发送的第一指令，该第一指令包含根据该预认证指令产生车端随机数和验证数据，用于获取数字车钥匙信息；该第一发送单元还用于发送包含该车端随机数和该验证数据的消息至该移动终端nfc模块；该第一接收单元还用于接收来自该移动终端nfc模块的第一响应消息，该第一响应消息包含数字车钥匙信息和车辆密钥id；该第一发送单元还用于发送包含该数字车钥匙信息和该车辆密钥id的消息至该车端数字钥匙控制器。

16、在另一种可能的实施方式中，该第一接收单元还用于接收来自该车端数字钥匙控制器第二发送单元发送的第二指令，该第二指令包含根据该第一响应消息生成的会话密钥和验证请求信息，用于开启会话认证；该第一发送单元还用于发送包含该会话密钥和该验证请求信息的消息至该移动终端nfc模块；该第一接收单元还用于接收来自该移动终端nfc模块的第二响应消息，该第二响应消息包含移动终端nfc钥匙验证信息；该第一发送单元还用于发送包含该移动终端nfc钥匙验证信息的消息至该车端数字钥匙控制器。

17、在另一种可能的实施方式中，该装置还包括整车控制模块，用于执行该车端数字钥匙控制器发送的车控指令。

18、第三方面，本技术提供一种车辆，包括第二方面任一项所描述的基于近场通信nfc的数字车钥匙刷卡装置。

19、上述第二方面至第三方面提供的方案，用于实现或配合实现上述第一方面中对应提供的方法，因此可以与第一方面中对应的方法达到相同或相应的有益效果，此处不再进行赘述。