工程机械无线遥控器权限管理方法探析

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摘要：在工程机械智能化发展的趋势下，无线遥控系统逐步应用到了工程机械上，为了保证安全使用，本文设计了一套更安全、更智能、更方便管理的权限管理方法，并展望了该权限管理方法的发展前景。

关键词：工程机械；遥控；权限管理

1引言

随着无线通信技术和车辆智能化的发展，越来越多的工程机械需要无线化的控制，并对配备工业遥控器提出迫切的需求。工业遥控器是一种利用无线通信对工程机械进行远距离操作控制或者远程控制的一种装置[1]，具有安全性高、控制精度高、信号连贯性强、信号实时传输、抗干扰性强等特点。其中安全性的优先级是最高的，一方面应采取措施（如钥匙开关、访问码等）防止擅自使用发射器，当阻止擅自使用的措施被激活时，发射器不应传输信号[2]。目前针对防止擅自使用发射器的措施，很多厂家并没有，上电就可以开机，存在隐患；而有的厂家使用的是RFID（RadioFrequencyIdentification）卡作为钥匙开关。但RFID卡一方面增加了硬件成本，也提高了整机功耗，另一方面管理起来比较麻烦，甚至容易丢失。这两种情形均不能彻底地阻止非授权人员擅自使用，一定程度上仍存在未授权情况下操作的可能性。还有部分厂家采取了安全码机制，但是使用比较复杂，用户操作起来非常麻烦。针对现有技术方案的缺点，本文设计并实现了一种新的用于工程机械遥控系统的权限管理方法。该方法无需增加硬件，只需要在现有的按键上增加软件算法，通过设置密码的方式实现权限管理。该方法使用简单，操作易上手，也不需要专人保管钥匙，减少人工管理工作量。

2系统概述

常规的有线遥控系统，其功能集成在受控设备内部，通过有线通讯的方式实现控制。实现无线遥控时，一般按照以下方式进行：首先将需要控制的功能从受控设备上分离出来，做成发射器上的按键，并在发射器内置无线模块，当功能按键被按下时，无线通信的报文被发出；其次，我们在受控设备上安装接收模块，接收模块同样内置无线模块，那么当接收器接收到无线信号时，接收器将其转化为控制信号发送给受控设备；最后，受控设备按照控制信号执行相应的响应，并将执行结果逆向反馈给发射器。整个过程中有可能存在的主要安全隐患有：(1)发射器被擅自开启，发射指令；(2)一台发射器与特定的一台接收器的无线连接，其必须是唯一配对的，否则现场有多台设备时会引发事故；(3)无线传输的可靠性[3]。而前两种安全隐患都可以通过设置使用权限管理来进行规避，下面进行详细讲解。

3设计实现

3.1发射机访问码

针对发射器被擅自开启的问题，本文设计了一套全新的安全码系统，不同权限的人员其可进行的操作不同，实现了使用权限管理的同时，还可以进行系统设置。假设工业遥控器发射机本身有10个功能按键，发射机正常工作状态下按下这些按键可以对被控的工程机械进行远程操控。该方法将这些按键复用为数字按键1234567890，而且在发射机进入工作状态前，他们只是数字按键。该方法需要预设3种功能密码，4个数字组成一个密码。在发射机在用户输入正确密码成功开机后，发射机进入发射状态，所有按键不再是数字按键，恢复为单一的功能按键，可以遥控接收端。也就是说一定条件下可以切换这些按键的两种功能。功能密码，分为（1）用户密码A、（2）修改密码B、（3）管理密码C三种。在发射机上电后会提示用户输入上述3种密码之一。（1）用户密码A是一个预设可修改的功能密码，后期可以被用户更改。输入正确的用户密码A，遥控器才会进入正常工作状态，否则重新输入；（2）修改密码B是一个预设且公开的功能密码，是用户用来修改用户密码A的指令，输入B密码方可进入修改界面，已知旧密码A，可以将其修改为新密码A’；（3）管理密码C是一个预设但不公开的密码指令，只有管理员和生产厂家知道。输入C密码方可进入管理员界面，在该界面一方面可以清除用户密码A，恢复到出厂密码；另一方面，该界面针对具体的应用增加了设置菜单，拥有管理权限的人员，在这里可以修改设备参数。在输入过程中，如果输入有误，应回到最初输入密码的地方重新进行。

3.2发射机与接收机的地址配对码

针对发射器与接收机的匹配问题，可以通过设置地址配对码来解决。首先定义一个配对码，固化在发射器和接收机内部存储器，掉电不丢失。其次定义无线通信的协议，其报文内必须包含该配对码。那么当接收机收到无线报文时，按照协议取出配对码与自身存储的配对码对比，如果一致方可建立连接，并作出响应，否则丢弃。

3.3小结

综上，通过给发射机建立访问码机制以及建立发射机和接收机之间的地址配对码，就可以实现整套设备的使用权限管理，特定的发射器只能遥控与之配对的接收器，实现一对一遥控。

4结束语

本文针对当前工程机械无线化的核心需求以及现有技术方案的缺点，设计并实现了一种新的无线遥控系统的权限管理方法。该方法无需增加硬件，只需要在现有的设备上增加软件算法，通过设置密码和配对码的方式实现权限管理。随着电子技术和无线通信技术的发展，遥控技术将给工程机械带来全新的未来，操作人员不再受限于驾驶室，仅使用一个遥控器就可以实现灵活操控，前景十分广阔。

参考文献

[1]李水平.工业遥控器在起重机上的应用[J].设备管理与维修.1997(09)：24-25.

[2]起重机械无线遥控装置.中华人民共和国机械行业标准.JB/T8437-2016.

[3]江锦洲,李立林,李静,金强.基于无线传输的工业远程遥控器设计[J].电子世界.2015(15):126-127,129.

作者:庄静 任大伟 张文伟 常铮 梁海华 单位:湖南中联重科智能技术有限公司