专利名称：用于传输传感器数据的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于传输传感器数据的方法以及一种传感器装置和一种用于执行所述方法的接收单元。
背景技术：
传感器被用在机动车辆中，以便定性地取得物理和化学特性或将其定量地取得为测量参量。然后，表示测量参量的传感器数据被从传感器转发给机动车辆中的控制设备。基于这些传感器数据控制和/或调节机动车辆中的运行。通常传感器输出模拟信号，该模拟信号承载关于所取得的测量参量的信息。如果操纵该信号，则可以干预机动车辆的运行或过程，例如干预发动机控制。因此，用于提 升机动车辆的功率的可能方法、即所谓的调整(Tuning)在于，将也被称为Power-Box的前置控制设备用于伪造传感器信号。在此，为发动机控制设备预先给定伪造的测量值，例如充气压力、喷油压力和空气质量，以便产生提高的发动机功率。前置设备在一般情况下可以不被发动机控制设备的软件识别。对于这种行为导致发动机损坏的情况，前置设备可以被容易地移除，以便将成本转嫁到担保上。由于该原因，力求可靠地传输传感器数据，这意味着进行传感器数据的如下传输，所述传输不能被操纵或在传输时可以识别操纵并由此可以显示该操纵。已知的方式规定了对测量值的数字式签名的传输，其中测量值在传感器装置中被数字化并且利用传感器装置的私有密钥被签名。接收单元、一般是控制设备，利用公共密钥检查签名是否正确。传输不再作为模拟值而是作为例如构造为总线的数字线路上的位流来进行。在此必须通过适当的学习方法或信任中心(Trustcenter)来确保密钥的分配和将公共密钥传输到控制设备中，例如在更换传感器时。文献DE 10 2004 021 660 Al描述了在具有产生废气的内燃机的机动车辆中的传
感器数据的传输。在此利用第一传感器测量与速度相关的测量值，该测量值被传送给行车记录仪以用于记录速度特征参量。行车记录仪与第二传感器连接，利用该第二传感器可以测量与尿素输送有关的测量值。该测量值可以被加密并且数字式地传送给行车记录仪。文献US 5 898 782 B描述了用于可靠地在传感器和记录单元之间传输数据元素的方法，其中传感器提供由记录单元处理的脉冲。在该方法中，又包括数字式指令消息的经加密的数据元素被交换。力求这样地传输传感器数据，所述传输是可靠的并且同时实现足够快速地传输利用该传感器装置检测的数据。
发明内容
在该背景下提出具有权利要求1的特征的方法、根据权利要求8的传感器装置和根据权利要求10的接收单元。实施由从属权利要求和描述得出。因此利用所描述的方法可能的是，例如压力、空气质量等测量值由“智能的”传感器以密码保护的方式被传输。与纯粹地传输数字式数据相比，所提出的方法同样实现了数据的快速传输。传感器装置具有附加的快速的模拟输出端，该模拟输出端不安全但是能实现足够快速地传输数据。例如在浮动的平均值上附加地应用加密方法并且将加密的数据传输给接收单元，例如控制设备。在控制设备中利用数字化的快速的模拟信号进行相同的操作。接着可以通过可信度检查来确定模拟信号是否被伪造。该可信度检查例如以规则的间隔进行并且与模拟信号的传输并行地进行。如果通过可信度检查确定有操纵，则可以停止模拟数据的传输和/或输出相应的警告。作为加密可以使用对称的和不对称的加密方法。例如也可以使用基于证书的方法，例如SSL (Secure Sockets Layer,安全套接层)。这可以例如在发动机控制中在保护免受调整措施时以及在用于保护免受产品盗版的措施中使用。所述方法原则上可以用在所有的传感器中，所述传感器的输出信号应被保护免受操纵。本发明的其他优点和构型由描述和附图得出。可以理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，以上所述的和以下还要解释的特征不仅可以在分别说明的组合中而且也·可以在其他组合中使用或者单独使用。
图1示出根据现有技术的装置。图2示出传感器装置的实施以及用于执行所提出方法的接收单元的实施。图3示出组合的信号的变化曲线。
具体实施例方式本发明借助实施方式以附图示意性示出并且在下面参照附图详细描述。在图1中根据现有技术示出总体上配备有附图标记10的传感器装置。该图示还示出接收单元12，在该情况下为控制设备，该接收单元从传感器装置10接收测量数据。传感器装置10具有传感器14、模拟/数字转换器16和存储单元18。在存储单元18中存放私有密匙。为了传输数据设置数字式线路20。在接收单元12中设置另一个存储单元22，在其中存放公共密钥。由此进行测量值的数字式签名的传输，其中所取得的测量值在传感器装置10中被数字化并用私有密钥被签名。接收单元12用公共密钥检查签名是否正确。因此，传输不再作为模拟值而是作为数字式线路20上的位流来进行。在图1中说明的方法不利的是，基于在传输所取得的数据之前连续地数字化和加密这些数据的需求，不可能实现数据的快速传输。在图2中再现了所述的、总体上配备有附图标记30的传感器装置的实施方式。此外示出构造为控制设备的接收单元32的图示。传感器装置30和接收单元32构成用于执行所提出的方法的单元。传感器装置30包括传感器34、模拟/数字转换器36、用于求平均值的计算单元38和加密单元40。接收单元32具有模拟/数字转换器42、用于求平均值的计算单元44、解密单元46和用于可信度检查的计算单元48。与在图1中示出的传感器装置10不同，图2中示出的传感器装置30尤其是在仅仅数字式地传输测量数据太慢时适用。传感器装置30具有用于加密的数字信号的第一输出端50和第二输出端52,该第二输出端52表不不安全的快速模拟输出端。为了传输测量数据设置第一线路60，通过该第一线路60传输加密的数字信号。此外提供第二线路62，通过该第二线路62传输模拟信号。因此利用这两条线路60和62可能的是，尤其是同时地传输模拟信号以及加密的数字信号。可替换地可能的是，通过唯一的线路进行两个信号的传输。在该情况下传输组合的信号，该组合的信号承载关于模拟信号和加密的数字信号的信息。在所示的传感器装置30中，在构成浮动的平均值以后附加地使用加密方法。在接收单元32中，利用接收到的模拟信号进行相同的操作。接着利用可信度检查来确定模拟信号是否被伪造。因此将模拟信号与加密的数字信号相对比。该可信的模拟信号然后可以继续被使用(箭头66)。通常，该模拟信号在确定有操纵之前一直被使用。求平均值是为了不必永久地加密数字式的值，而是总是只在可预先确定的时刻加密数字化的模拟信号的平均值。该平均值承载关于信号在该时间段的变化曲线的信息，在所述时间段内执行求平均值。在图2中设置两条用于测量数据传输的线路60和62。原则上该方法也可以只用一条线路执行。在该情况下，模拟信号和加密的数字信号必须通过一条线路被传输。这可以例如通过相继地传输两个信号来进行。另一可能性规定，数字信号被加调(aufmodulieren)给模拟信号。在此可以进行频率调制或调幅调制。在该情况下通过一条线路传输承载模拟信号和数字信号的信息的组合的信号。在此也可能的是，在模拟信号的总的变化曲线上加调数字信号。可替换地可设想，数字信号只在模拟信号的确定的时间片段中被调制。在每种情况下都有必要在接收单元中提供可以用于提取组合的信号的两个成分——即模拟信号和加密的数字信号——的装置。在图3中示出了组合的信号70的变化曲线，该组合的信号70具有片段72、74和76以及片段78和80，在片段72、74和76中仅传输模拟信号，并且在片段78和80中向模拟信号加调数字信号。在此在横坐标73上描绘时间t，并且在纵坐标75上描绘电压U。箭头82说明加调的数字信号的开始，另一个箭头84说明加调的数字信号。时间段T 86给出了两个时间上相继的 调制之间的时间段并且表明一种周期。第一条虚线90说明了最大的模拟值。第二条虚线92说明了模拟值零。在此重要的是，组合的信号在调制期间被拉到模拟信号无法到达的电压范围中。这使提取变得简单。
权利要求
1.用于传输传感器数据的方法，其中传感器(34)输出模拟信号，根据所述模拟信号产生数字信号，加密所述数字信号并且将模拟信号以及加密的数字信号传输给接收单元(32)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中通过线路(60，62)传输模拟信号和数字信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其中通过其中一条线路(60，62)传输调制的信号。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其中在接收单元(32)中互相比较模拟信号和加密的数字信号。
5.根据权利要求4所述的方法，其中在比较之前将模拟信号数字化。
6.根据权利要求1至4之一所述的方法，其中数字信号在被加密之前经受求平均值。
7.根据权利要求5和6所述的方法，其中所接收的模拟信号被数字化并且然后经受求平均值。
8.尤其是用于执行根据权利要求1至7之一所述的方法的传感器装置，具有用于取得测量值、提供模拟信号的传感器(34)、和用于提供取决于模拟信号的数字信号的模拟/数字转换器(36，42)、以及用于加密数字信号的加密单元(40)，其中传感器装置(30)被构造为传输模拟信号和加密的数字信号。
9.根据权利要求8所述的传感器装置，具有用于求平均值的计算单元(38，44)。
10.尤其是用于执行根据权利要求1至7之一所述的方法的接收单元，具有模拟/数字转换器(36，42 )、解密单元(46 )和用于可信度检查的计算单元(48 )。
全文摘要
描述了用于传输传感器数据的方法和传感器装置(30)。在方法中规定，传感器(34)输出模拟信号，根据该模拟信号产生数字信号，加密该数字信号并且向接收单元(32)传输模拟信号以及加密的数字信号。
文档编号G05B19/042GK103053127SQ201180041111
公开日2013年4月17日 申请日期2011年8月9日 优先权日2010年8月26日
发明者K.施瓦策 申请人:罗伯特·博世有限公司