Замыкание can шины как защита

Используемые во многих системах для коммуникационных целей интерфейсы CAN уязвимы для высоковольтных бросков напряжения. Однако некоторые устройства могут помочь защититься от этих проблем.

CAN (Controller Area Network – сеть контроллеров) – это очень популярная последовательная шина, широко используемая в автомобилях, средствах промышленной автоматизации и других промышленных приложениях. Более новая усовершенствованная версия, названная CAN-FD (гибкая скорость передачи данных), обеспечивает более высокие скорости и другие улучшения.

Как обнаружили многие разработчики, CAN часто требует электрической изоляции между узлами и защиты от высоковольтных выбросов, которые регулярно происходят в автомобильном и промышленном оборудовании. Некоторые из недавно анонсированных приемопередатчиков CAN теперь поддерживают последнюю спецификацию CAN-FD, и, кроме того, имеют необходимую изоляцию. Решения для защиты могут также быть основаны на внешних дискретных компонентах, подключаемых к шине.

Видео:ИГЛА замыкание CAN (кан) шины - Миф или реальность?Скачать

Знакомство с CAN

CAN – это стандарт последовательного интерфейса, разработанный компанией Robert Bosch и одобренный Собществом автомобильных инженеров (SAE) еще в 1980-х годах. С тех пор, благодаря своей гибкости и надежности, он стал широко использоваться в транспортных средствах и многих промышленных приложениях. Топология интерфейса представляет собой дифференциальную шину с экранированной или неэкранированной витой парой, к которой может быть подключено до 127 узлов. Все узлы являются приемопередатчиками, способными посылать и получать данные. Выпускаются стандартные микросхемы приемопередатчиков, но многие микроконтроллеры имеют интегрированный интерфейс CAN (Рисунок 1).

Данные передаются кадрами, состоящими из 8 байт данных, адресного поля, поля контрольной суммы CRC и других служебных полей. Скорость передачи данных не фиксирована и, начинаясь с 5 кбит/с, может достигать 1 Мбит/с. Максимальная длина шины при скорости 1 Мбит/с равна 40 м. Используется множественный доступ к шине с прослушиванием несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD). CAN имеет ряд разновидностей, таких как CAN-FD, CANopen и SAE J1939. Используются также обозначения ISO-11898 и ISO-11519, присвоенные Международной организацией по стандартизации (ISO).

CAN-FD (ISO-11898-1) – это новейшая версия, которая увеличивает скорость передачи данных до 5 Мбит/с и выше, что делает систему более адаптированной к приложениям реального времени, требующим более низкой задержки и большего детерминизма. Кадр большего размера теперь вмещает 64 байта данных.

Видео:Защита CAN шины автомобиляСкачать

Необходимость изоляции

Помимо широкого распространения в автомобильных приложениях, интерфейс CAN используется в системах промышленной автоматизации, драйверах двигателей переменного и постоянного тока, каналах обмена ПЛК, источниках питания телекоммуникационного оборудования, системах отопления и кондиционирования, лифтах, солнечных инверторах и зарядных станциях электрических автомобилей. В некоторых случаях в оборудовании имеются низко- и высоковольтные сегменты, которые должны быть изолированы друг от друга, чтобы защитить низковольтные компоненты от повреждения.

Высоковольтные двигатели, коммутаторы, источники питания и другое оборудование могут генерировать помехи амплитудой в сотни и тысячи вольт. Высоковольтный сигнал, попадающий в низковольтную подсистему, потенциально может уничтожить микроконтроллер. Способом решения этой проблемы является использование изолированных приемопередатчиков и отдельных источников питания с их собственными возвратными землями.

Видео:Блокировка can-шины в фаре Toyota/Lexus. Шок для опытных установщиков. Зачем думать и читать схемыСкачать

Изоляция

В современных системах CAN необходимо изолировать как сигналы, так и питание. Изоляция реализуется в приемопередатчике, но ее эффект пропадет, если блоки питания по разные стороны изолирующего барьера будут просто соединены друг с другом.

Во многих новых приемопередатчиках CAN используется емкостная изоляция между входами и выходами данных и цепями подключения шины. Два слоя двуокиси кремния образуют два последовательно соединенных конденсатора, через которые передаются данные между схемами, расположенными на двух разных кристаллах, соединенных внутри корпуса.

Примером может служить ISO1042 – выпущенный компанией Texas Instruments новый изолированный приемопередатчик CAN, обеспечивающий емкостную изоляцию и защиту практически любых промышленных и автомобильных конструкций. Устройство, отвечающее требованиям стандартов физического уровня ISO 11898-2 и ISO 11898-5, поддерживает стандарты CAN до 1 Мбит/с и CAN-FD до 5 Мбит/с. Защита шины выдерживает напряжения ±70 В и синфазные напряжения ±30 В. Диапазон напряжений питания составляет от 1.7 В до 5.5 В. Поддерживаются логические уровни 1.8, 2.5, 3.3 и 5.0 В. Микросхема ISO1042 выпускается в корпусах SOIC-8 или SOIC-16.

Реализация разделенного источника обеспечивает дополнительный уровень изоляции. Один из подходов с использованием устройства Texas Instruments показан на Рисунке 2. Микросхема генератора/драйвера SN6505 формирует 100-килогерцовый сигнал для трансформатора, выходное напряжение которого, преобразованное до требуемого уровня, затем выпрямляется и фильтруется. Трансформатор обеспечивает необходимую изоляцию питания. Отфильтрованное напряжение стабилизируется LDO регулятором (таким, скажем, как TPS76350) и питает приемопередатчик CAN. Узловые приемопередатчики и выводы интерфейса CAN микроконтроллера подключаются к шине через дифференциальные линии CANL и CANH.

Читайте также: Каким должно быть давление в шинах автомобиля газель

Для упрощения процесса проектирования изолированных подсистем CAN и изоляции сигналов и питания CAN выпускаются различные устройства, как дискретные, так и интегральные.

Видео:Как проверить CAN шину Используем симулятор ElectudeСкачать

Защита шины CAN

Изолированные системы обеспечивают нормальную защиту микросхем. Однако в некоторых условиях могут возникать проблемы электростатических разрядов (ESD), высокий уровень которых способен повредить приемопередатчик. По этой причине шина должна быть каким-то образом защищена. При этом крайне важно, чтобы выбранное устройство защиты интерфейса было совместимо с приемопередатчиком.

Наилучшим решением для защиты является использование супрессоров (TVS-диодов), подключенных между каждой линией шины и землей (Рисунок 2). Эти диоды фактически представляют собой два встречно включенных стабилитрона с высоким пробивным напряжением. Максимально допустимое напряжение на выводах приемопередатчиков зависит от типа микросхемы.

Приемопередатчик ISO105 компании TI выдерживает напряжения в диапазоне от −27 В до +40 В. ISO1042 рассчитан на броски напряжения до ±70 В. Максимальное пробивное напряжение супрессоров должно быть меньше этих значений, но больше рабочего напряжения сигналов на шине. Обычно два логических уровня шины составляют менее половины напряжения питания «0» и напряжения питания «1».

Не забывайте, что добавление TVS-диодов обеспечивает защиту от ESD, но одновременно добавляет к шине емкость, ограничивающую верхние скорости передачи данных. Необходимо, чтобы дополнительная емкость была меньше 50 пФ.

Видео:Экспресс диагностика CAN шины на автомобиле. №21Скачать

Материалы по теме

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

Видео:CAN шина👏 Как это работаетСкачать

Защищаем Toyota от угона цифровым способом

Защищаем Toyota от угона цифровым способом

Какие способы угона автомобилей Тойота сегодня популярны?

Как защитить свой автомобиль от «цифровых» способов угона?

Рассмотрим подробно!

Прогресс неумолим: сегодня актуальны преимущественно цифровые способы угона, поэтому логично, что и защита от них должна быть цифровой. Наши системы защиты разрабатываются с учётом технических нюансов самих методов угона, поэтому оборудование АВТОР так надёжно: мы действуем наверняка, защищая автомобиль максимально естественным для него образом, на современном и безопасном цифровом уровне.

Как это работает?

Давайте представим, что мы – угонщики, и первая наша задача – проникнуть в салон автомобиля.

Отключить штатную систему охраны можно по-разному. Например, подключиться к CAN-шине автомобиля через арку переднего колеса или заднее крыло и программно открыть центральный замок, попутно сняв штатную систему охраны. А можно просто разбить стекло или механически вскрыть замок двери, предварительно выведя из строя проводку штатного клаксона и аварийной сигнализации.

Итак, мы внутри, и теперь можем действовать несколькими способами.

Видео:поиск нерабочей can шины, часть дваСкачать

Способ 1: прописывание ключей

Информация о ключах хранится в блоке сертификации. Чтобы прописать новые ключи, нужно подключиться к штатному диагностическому разъему (OBD-II).

Решение: запрет прописывания ключей.

В цифровую противоугонную систему IGLA встроена защита от «прописывания» новых ключей. Прописать новый ключ не получится – автомобиль спасён.

Видео:Блокировка по CAN-шине в Hyundai и KIAСкачать

Способ 2: «заводилка»

Сленговое название сразу говорит о сути устройства: «заводилка» создана для того, чтобы запустить двигатель без ключа. Не понадобится даже прописывать новые — достаточно подключить «заводилку» или к штатному диагностическому разъему, или к блоку сертификации.

Решение: цифровые блокировки.

IGLA требует ввод PIN —кода штатными кнопками. Без него цифровые блокировки системы запретят запуск двигателя или заглушат его при попытке начать движение. И никакая «заводилка» не поможет.

Видео:Защита кабеля CAN-шины Прадо Prado 120 от угонаСкачать

Способ 3: обход CAN-блокировок

Особенность автомобилей марки Toyota — сохранение возможности запуска и движения даже при поврежденной шине CAN. Пусть с ошибками в работе штатных систем, потерей мощности и прочими неудобствами, но авто может и будет ехать.

Воспользуемся этой особенностью и выведем шину CAN из строя, используя простую канцелярскую скрепку. Воткнуть скрепку можно даже в диагностический разъём (OBD-II) — это мгновенно вызовет замыкание CAN, и противоугонное устройство не сможет отправлять команды на блокировку.

Патовая ситуация? Не волнуйтесь, IGLA знает, как справиться и с этой проблемой.

Решение: дополнительная блокировка.

Разработчики IGLA учитывают все особенности работы своей системы на автомобиле любой марки. Квалифицированный специалист знает, что вместе с цифровой противоугонной системой IGLA на Toyota необходимо установить дополнительную аналоговую блокировку. Это может быть цифровое реле TOR или аналоговое реле AR20 — они заблокируют работу двигателя даже в случае замыкания шины CAN.

Читайте также: Замена шинам 195 65 r15

Видео:Проверка исправности CAN шиныСкачать

Способ 4: «глаз»

Теперь обсудим легендарный «глаз», умеющий определять PIN-код. Он уже стал притчей во языцех. После включения зажигания, заранее подключенный к шине CAN «глаз» начинает записывать все данные, поступающие по шине. В их числе «проскакивает» и PIN-код, который набирает владелец. Нам остаётся проникнуть в автомобиль и заставить «глаз» воспроизвести обратно в шину всё, что он подглядел.

Звучит, конечно, эффектно, но на практике всё не так гладко.

Судите сами: мы должны заранее установить оборудование, выждать, пока «глаз» соберёт данные о PIN-коде, потом повторно проникнуть в автомобиль. И это ещё не всё!

Затем придётся подключиться к «глазу» и проанализировать записанные данные — это тоже займёт время. После этого можно попытаться использовать полученный код, но сработает он только в том случае, если настоящий PIN-код действительно был распознан полностью и без ошибок. Ведь помимо информации о PIN-коде, по шине проходит огромное количество других данных, и гарантировать стопроцентный результат невозможно.

Но можно ли всё-таки защитить именно от угона «глазом»? Без проблем!

Решение: двухфакторная авторизация.

Система IGLA может сниматься с охраны в 2 этапа. То есть требуется не только ввод PIN-кода, но и наличие в салоне метки или смартфона. Всё, и «глаз» не страшен!

Дополнительная защита.

Поможет OBD BLOCK – цифровой переходник, который вставляется в разъём OBD-II перед посещением станции ТО, что позволяет беспрепятственно диагностировать автомобиль.

Цель достигнута: угонщики остались с носом, автомобиль надёжно защищён. Восхитительно!

Мы не раз упоминали, что при попытке угона требуется подключаться к штатному диагностическому разъему OBD-II. Поэтому логично отдельно защитить сам разъём, в принципе исключив риск несанкционированного подключения.

Будьте бдительны и не оставляйте свои средства авторизации без присмотра — остальное мы берём на себя.

Видео:Поиск неисправности в шине CAN мультиметром. Suzuki Grand Vitara. U1073, P1674, B1553.Скачать

Защита CAN-шины автомобиля от угона – преимущества и недостатки

Практически в любом современном автомобиле электронные блоки «общаются» между собой посредством цифровой шины CAN. К этому модулю может быть подключен двигатель, руль, тормоза и другие электронные компоненты. Злоумышленник может прописать ключ, подключить «заводилку» (устройство для запуска двигателя без ключа), обойти КАН-блокировку – спокойно завести машину и уехать. Защита CAN-шины автомобиля от угона – одно из действий, направленное на сохранение своего имущества. Блокировка модуля не влияет на работу транспортного средства, «невидима» (угонщик не в состоянии определить причину блокировки визуально), снимается только с помощью пин-кода или брелока.

Практически в любом современном автомобиле электронные блоки «общаются» между собой посредством цифровой шины CAN. К этому модулю может быть подключен двигатель, руль, тормоза и другие электронные компоненты. Злоумышленник может прописать ключ, подключить «заводилку» (устройство для запуска двигателя без ключа), обойти КАН-блокировку – спокойно завести машину и уехать. Защита CAN-шины автомобиля от угона – одно из действий, направленное на сохранение своего имущества. Блокировка модуля не влияет на работу транспортного средства, «невидима» (угонщик не в состоянии определить причину блокировки визуально), снимается только с помощью пин-кода или брелока.

Видео:Если замкнуть шину CAN скрепкой напримерСкачать

Что такое КАН-модуль

Чтобы понять, что такое CAN-шина и как она обеспечивает защиту автомобиля от угона, стоит изучить принцип действия модуля, его настройки. Разберемся, почему злоумышленники не могут воспользоваться транспортным средством.

Принцип действия КАН-модуля

Шина – это интерфейсный блок, который взаимодействует с охранной системой авто и позволяет управлять транспортным средством с помощью заданных программ. Все узлы машины подчиняются установленным правилам, передающимся через прошивку.

При активации сигнализации на шину отправляется соответствующая команда. То, что происходит дальше, записано в программном обеспечении этого модуля. Заносится туда информация с помощью прошивки.

Настройка CAN-модуля

Принципы настройки модуля на машине зависят от установленной сигнализации. Для Starline требуется взаимодействовать с сервисной кнопкой, но перед этим активируется режим программирования. Информация о звуковых сигналах указана в инструкции к охранной системе.

Как настроить параметры модуля:

1. Нажмите на сервисную кнопку, чтобы запустить программирование.
2. Откройте нужный раздел, выбор будет подтвержден с помощью звукового сигнала.
3. Выберите параметр тем же способом.
4. Дождитесь звука, сообщающего о возможности изменения состояния выбранного раздела.
5. Если прозвучит один сигнал, значит параметр активирован, два – деактивирован.

Читайте также: Шины грузовые грузовая резина

Если автолюбитель решит изменить и другие параметры, то ему придется повторить пункт 2 и последующие.

Видео:Работа реле кан-имплант при замыкании шины CANСкачать

Как взламывают автомобили через CAN-шину

Первый способ взлома автомобиля – присоединение «жучка» к проводке транспортного средства. Место не так важно, главное – добраться до него. Это может быть фара, задние огни, поворотники. Нужно это только для питания и передачи команд в общую сеть. После этого один или несколько узлов выполняют команду, заданную в новом элементе сети.

Другой вариант – внешние сети. Иногда используется даже смартфон, если та же мультимедийная система автомобиля не имеет выхода в интернет. Достаточно связи с магнитолой через Bluetooth. Единственный недостаток этого способа – отсутствие мобильного устройства в авто, когда в нем нет водителя.

Последний вариант из используемых – перепрошивка штатного блока сигнализации. Это самый трудоемкий способ, но вредоносный код точно передастся по шине до нужного узла, а тот выполнит команду угонщиков. Так прописывается открытие дверей, запуск двигателя, включение фар. Строки из ПО удаляются, когда злоумышленники завершают свое дело. Ни один эксперт не найдет их при проверке автомобиля, когда его будут продавать на вторичном рынке по поддельным документам.

Видео:Рич-трак. Множественные ошибки логики и CAN - шины. Причина найдена.Скачать

Блокировка двигателя по CAN-шине

Защита CAN-шины автомобиля для страховки от угона – один из способов обезопасить свое имущество. Но некоторые водители ограничиваются блокировкой силового агрегата, рассчитывая на то, что угонщики не будут перепрошивать сигнализацию, а просто попробуют подключиться к ней и отправить нужный сигнал.

Видео:Кан шина, что это? Поймет школьник! принцип работыСкачать

Как подключить сигнализацию по CAN-шине

Защита CAN-шины автомобиля от угона подразумевает ее подключение к сигнализации. Инструкция:

1. Установите сигнализацию и подключите ее ко всем узлам.
2. Найдите оранжевый кабель, он самый крупный, по нему обнаруживается CAN-шина.
3. Присоедините к ней адаптер системы защиты.
4. Установите девайс так, чтобы он был изолирован и зафиксирован.
5. Проведите настройку каналов связи с узлами для полноценной защиты автомобиля.

Если достаточных для этого знаний у автолюбителя нет, то лучше обратиться в специализированный сервис.

Преимущества сигнализации с CAN-шиной

Основные «плюсы» установки шины для сигнализации:

1. Справиться с установкой и программированием сможет любой автолюбитель, прочитавший инструкцию от производителя сигнализации.
2. Узлы обмениваются данными между собой так быстро, что злоумышленники не смогут завладеть автомобилем.
3. Внешние помехи не влияют на работоспособность системы.
4. Доступны многоуровневые системы мониторинга и контроля. Это убережет сигнализацию от появления ошибок при передаче данных.
5. Эффективная работа модуля обеспечивается его способностью распределять скорость по всем установленным каналам.
6. Большой выбор. Автолюбитель сможет выбрать любую охранную систему с шиной и установить ее на свой автомобиль. В продаже присутствуют элементы защиты авто даже для старых отечественных машин.

Схема расположения элементов CAN

«Плюсов» у такой сигнализации много, но главный – противодействие угонщикам.

Недостатки сигнализации с CAN шиной

При всех положительных сторонах таких охранных систем есть и отрицательные:

1. Ограничения на передачу данных. Количество узлов и приборов в современных автомобилях только увеличивается. И все это подключается к шине, что серьезно повышает нагрузку на этот элемент. Как итог такого воздействия – существенно изменяется время отклика.
2. Не все данные, передающиеся по шине, полезны. Некоторые из них имеют только одно значение, которое не увеличивает безопасность движимой собственности.
3. Нет стандартизации. Производители выпускают разную продукцию и от этого зависит сложность ее настройки.

«Минусов» существенно меньше, что объясняет высокую востребованность подобных систем.

Защита шины CAN

Защита CAN-шины автомобиля от угона подразумевает установку диодных сборок. Они предотвращают воздействие электростатических разрядов и выбросов напряжения. С ними исключено также перенапряжение при работе определенных процессов.

Одна из таких сборок – SM24 CANA. Ее главное предназначение – рассеивание повторяющихся электростатических разрядов, если их уровень выше, чем записан в международном стандарте.

Подобные сборки выпускаются разными производителями, но главное требование к ним – прохождение сертификации. Причина такой строгости в возможности подключения к элементам управления «коробкой», двигателем и системами безопасности.

Главные преимущества описываемой защиты:

• защита от электростатического разряда повышенного уровня – до 30 кВ;
• сниженное динамическое сопротивление – до 0,7 ОМ;
• минимизированный риск утраты данных;
• пониженный показатель утечки тока;
• возможность установки даже на старые отечественные автомобили.

Защита CAN-шины не обязательна, но она позволяет исключить стороннее воздействие на систему, а значит повышает сохранность движимого имущества. Поэтому ее установка все же рекомендуется.

• Свежие записи
  • Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
  • Скрипят амортизаторы на машине что делать
  • Из чего состоит стойка амортизатора передняя
  • Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
  • Для чего нужны амортизаторы в автомобиле

  
  

  источники:

  https://fasad-adelante.ru/zamykanie-can-shiny-kak-zaschita

  🔥 Видео

  лекция 403 CAN шина- введениеСкачать

  

  Подробно про CAN шинуСкачать

  

  MCP2515, контроллер CAN шины с интерфейсом SPIСкачать

  

  С чего начать ремонт ЭБУ: Типы шин данных, CANСкачать

  

  Мерседес разьем CAN шины, как выглядит и где?Скачать