可再充电电池组和操作系统技术方案

一种用于认证具有智能型电池和电子设备的智能型电池的方法和系统。使用基于通过Ａ／Ｄ噪声位产生的密钥素材，该装置和该智能型电池产生加密随机信息串作为初始值。根据Ａ／Ｄ噪声位产生伪随机数，其被传输到电子设备和智能型电池。通过两个装置使用该伪随机数作为密钥索引以选择单独密钥库中存储的多个密钥中的一个。该密钥或密钥素材用于执行一种加密算法。随后比较该两种编密码数据流以认证智能型电池。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及可重新充电电池和尤其涉及在例如充电器或电动工具的电子设备上使用的智能型(smart)电池组。在一个示范性实施例中，本专利技术要求进行智能型电池组和充电器或工具之间的识别和认证的步骤，其作为进行其它操作的先决条件。
技术介绍
用于便携式电动工具、室外工具、以及一些厨房和家用器械的电池组可包括可充电二次电池，例如可以充电而不更换的锂离子、镍镉和铅酸电池。在工厂和在家中使用可重新充电电池的产品非常普遍。从家庭器具到电动工具，可重新充电电池用于各种不同的用途。根据想要使用的环境，用户可以选择具有一个或多个独有特性的可重新充电电池。用户一般通过权衡由所需用途确定的很多因素，例如功率、重量、成本、安全性和其它因素，来选择特定的可重新充电电池。特别是，一些向例如电动工具的装备供电的电池的用户可能对增强电量和运行时间的电池具有独特的需要。在其它用途中，电池成本的需要可能多于加强性能的需要。从而，对于可重新充电电池用户存在很多选择，以满足各种需要和可以用于不同的用途。因为存在很多类型和化学性质的可重新充电电池，用户对于所需用途选择适当设计的可重新充电电池是很重要的。专门设计例如电动工具和充电器的许多功率装置，以仅仅使用具有独有的化学性质和特性的可重新充电电池适当运行。设计例如电动工具和充电器的复杂的便携式电子设备以在狭窄的限定条件下操作。随着这些装置的发展，所以就需要开发具有更复杂的智能，又名智能型电池的可重新充电电池，当向装置充电和/或供电时其能生成准确的和最佳的操作状态。不论是电动工具或充电器，没有适当设计电源，装置不大可能发挥其全部潜力。然而，当与其它装置组合使用时，传统的电池组、充电器和工具不能执行用于认证和识别电池组的有效和安全的方法。
技术实现思路
在一个示范性实施例中，本专利技术涉及一种可再充电电池组系统和操作系统，其识别和认证用于相应用途和/或环境的可重新充电电池电源。在另一个示范性实施例中，本专利技术涉及一种可再充电电池组系统和操作系统，其使用规定的加密算法来识别和认证用于相应用途和/或环境的可重新充电电池电源，该加密算法例如国家标准和技术学会(“NIST”)开发的先进加密标准(“AES”)。在另一个示范性实施例中，本专利技术涉及一种可再充电电池组系统和操作系统，其使用具有例如128位密钥值和64或128位消息(加密的随机数)的加密方法来识别和认证用于相应用途和/或环境的可重新充电电池电源。在另一个示范性实施例中，本专利技术涉及一种可再充电电池组系统和操作系统，其从例如8或16密钥的任意密钥程序库中选择一个或多个加密密钥来识别和认证用于相应用途和/或环境的可重新充电电池电源，也就是说通过预选消息的提取值来选择。在另一个示范性实施例中，本专利技术涉及一种可再充电电池组系统和操作系统，其基于通过使用A/D噪声位(noise bit)产生的随机数作为初始值(seed)和异或-相加和移位算法的加密密钥，以提供伪随机数发生器(PRGN)，来识别和认证用于相应用途和/或环境的可重新充电电池电源。在下文给出的详细说明中，本专利技术可应用的更多领域将会变得更加明显。应该理解，说明本专利技术的优选实施例的同时，详细说明和具体实例仅是用于说明目的而不打算限制本专利技术的范围。附图说明图1是示出具有可再充电电池组的多个电子设备实例的方框图； 图2是智能型电池示范性实施例的透视图；图3是根据本专利技术的示范性实施例的电池充电器的透视图；图4是与可再充电的智能型电池结合使用的电子设备(例如，充电器)组合的方框图；图5是根据本专利技术的示范性实施例的识别/认证过程一部分的流程图；图6是根据本专利技术的示范性实施例的识别/认证过程一部分的流程图；图7是根据本专利技术的示范性实施例的识别/认证过程一部分的流程图；图8是根据本专利技术的示范性实施例的识别/认证过程一部分的流程图；和图9是根据本专利技术的示范性实施例的识别/认证过程一部分的流程图；具体实施方式参考图1，示出了根据本专利技术示范性实施例的各种电子设备。该系统包括电子设备(例如电动工具或充电器)，以及可再充电电池组，例如智能型电池。图1中示出的电动工具是无绳手持电动工具。这种电动工具可包括示出的无绳钻1或圆盘锯2，但也可以包括例如往复锯、打磨器和无线电设备的其它装置的广泛组合。虽然图1中示出了电动工具，但是公开的可再充电电池组和认证/识别方法，可以由使用可再充电的智能型电池的其它类型的电气装置所采用。图2中示出的充电器20表示能够容纳和供电向可再充电的智能型电池30的电池充电器的集合。本领域周知，具有许多用于向各种其中具有独特化学性质的可重新充电电池重新充电的电池充电器。在很多情况下，在用于独特电池组的充电器中采用充电方法以保证最恰当的结果。例如，通常向第一类型可重新充电电池充电的重新充电方法在向具有不同化学性质(例如镍镉)、单元结构或其它功能特性的第二可重新充电电池充电时可能是无效的。图4是说明根据本专利技术示范性实施例能够执行认证/识别协议的系统组成元件之间的数据流的方框图。为了便于讨论，所描述的电子设备为充电器。然而，应该认识到，在不脱离本专利技术的构思的情况下，可使用具有类似界面和内部处理系统的任何电子设备，尤其包括电动工具的。该电池组优选是智能型电池。图4示出充电器40和电池组60之间连接的两个引脚连接。沿着数据总线连接部分70和72提供用于电池组60和电子设备40之间的数据通信。虽然显示了两个引线连接，但是也可以使用能够进行下述的用于由电子设备认证和识别电池组的信息通讯的其它连接配置。充电器40包含中央处理器，例如充电器CPU 42，其能够执行多项功能，包括执行下文中陈述和解释的认证/识别过程。充电器CPU 42首先能够基于初始值和与异步事件无关的时间产生伪随机数。该异步事件包括电子设备、电池组或其两者组合的电气环境内部发生的时间相关随机事件，例如检测到的温度输入、用户介入和半导体噪声。上述列举仅仅是说明目的。不脱离本专利技术构思和范围也可以利用其它事件。在A/D转换器中通过检测噪声来确定初始值。检测噪声的一个方法包括读取非零A/D通道的最小有效位和使用其作为初始值。在给定时间由于LSB值的不可预测性，所以提供不确定数。可以进一步扩展包括在产生初始值时的按照时变信号的A/D通道的过程。充电器CPU 42包含用于存储基于从A/D通道检测到的噪声的预定数目的位的初始值寄存器44。当充电器CPU 42检测到特定事件时，在特别事件时，其基于初始值寄存器44中的内容计算伪随机数。在示范性实施例中，当在两个单元之间形成电连接时，电池组60一插入到充电器40中时产生伪随机数。通过“电池组插入”42示意示出示范性实施例中由充电器CPU 42检测的这一事件。在一个实施例中，电池组60初始插入到充电器40中时仅仅执行这步骤。然而，在不脱离本专利技术范围和构思的情况下起动产生伪随机数的事件可以改变。在伪随机数产生时充电器CPU 42还能够执行CHECKSUM(检查和)操作。该CHECKSUM操作接收所产生的用于计算密钥索引的伪随机数。执行CHECKSUM的充电器CPU 42的一部分示意性地显示为元件50。可使用总伪随机数或者其部分来计算密钥索引。在一个示范性实施例中，所选择的伪随机数的位可形成密钥索引。用于基于伪随机数确定任意的密钥本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种向智能型电池充电的方法，该方法包括：使用通过时间相关异步随机事件确定的密钥素材产生加密随机信息串作为初始值，其中该加密随机信息串包括加密形式的随机信息串；和将该随机信息串转移到一装置中和解密该加密随机信息串以恢复用于认证 智能型电池对于操作的随机信息串，该装置与智能型电池电连接。

【技术特征摘要】
US 2005-11-1 60/731,8571.一种向智能型电池充电的方法，该方法包括使用通过时间相关异步随机事件确定的密钥素材产生加密随机信息串作为初始值，其中该加密随机信息串包括加密形式的随机信息串；和将该随机信息串转移到一装置中和解密该加密随机信息串以恢复用于认证智能型电池对于操作的随机信息串，该装置与智能型电池电连接。2.根据权利要求1的方法，其中该产生步骤包括在基于A/D噪声位的密钥库中存储的一个或多个任意密钥中选择密钥素材作为初始值。3.根据权利要求2的方法，其中该产生步骤包括基于A/D噪声位计算伪随机数作为初始值。4.根据权利要求3的方法，其中该选择密钥素材步骤包括根据该伪随机数确定密钥索引。5.根据权利要求3的方法，其中该伪随机数至少是8位。6.根据权利要求3的方法，其中该伪随机数至少是64位。7.根据权利要求3的方法，其中该伪随机数至少是128位。8.根据权利要求4的方法，其中按预定时间读取A/D噪声位之后计算的伪随机数是固定的。9....

【专利技术属性】
技术研发人员：小安德鲁E西曼，丹尼尔C布罗托，丹T特林，秦福根，
申请(专利权)人：布莱克和戴克公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]