Автоматическая система управления агрегатами автомобиля и охраны транспортного средства

Полезная относится к радиотехнике и может быть использована для диагностики, управления агрегатами автомобиля, а также для охраны транспортного средства и ускорения оперативно-розыскных мероприятий при поиске ТС. Возможно использование такой системы для беспроводного управления удаленными стационарными объектами. Техническим результатом заявленной полезной модели является предоставление владельцу ТС возможности автоматического управления агрегатами автомобиля, автоматической диагностики, в том числе и предвыездной проверки, функции охраны ТС, а также опции сообщения информации при угоне ТС для ускорения и облегчения оперативно-розыскных мероприятий. Также реализуется модульность конструкции и возможность изменения конфигурации узлов системы.

Автоматическая система управления агрегатами автомобиля и охраны транспортного средства содержащая электронный узел, состоящий из блока автосигнализации, в состав которого входит блок радиочастотной сигнализации, блока навигации и спутниковой связи, блок тахографа с модулями входных сигналов, выходных сигналов и контроллера; блок управления, отличающаяся тем, что в состав блока автосигнализации дополнительно включен считыватель меток идентификации, а блок управления выполнен на основе перепрограммируемого контроллера, реализованного по принципу системной шины с возможностью наращивания или смены блоков и модулей с опцией перепрограммирования алгоритма работы системы.

Полезная относится к радиотехнике и может быть использована для диагностики, управления агрегатами автомобиля, а также для охраны транспортного средства и ускорения оперативно-розыскных мероприятий при поиске ТС. Возможно использование такой системы для беспроводного управления удаленными стационарными объектами.

Из уровня техники известен способ дистанционного управления ТС (А) (патент RU 2163871, B60R 25/00, G08C 17/02), содержащий устройство радиосвязи, охранный и противоугонный блоки, коммутатор, логический узел, что позволяет повысить эффективность и надежность защиты транспортного средства.

Суть такого способа - передача команд, кодированных дополнительно логическими сигналами и установка дополнительного ключа на логическом устройстве в ТС, однако сканирование приемником таких команд и запись их в память могут позволить злоумышленникам завладеть ТС.

Известна также телематическая охранно-противоугонная система (RU 2195406, B60R 25/00, G08B 25/08), содержащая контроллер локальной информационной сети ТС, подключенный к общей мультиплексорной шине ТС и к контроллеру-преобразователю протокола обмена данными, связанному с блоком приема и передачи данных и блок дистанционной идентификации пользователя ТС, состоящий из бесконтактно связанных носимой части и возимой части, подключенной к контроллеру подсистемы. Тем не менее, подключение дополнительного электронного оборудования к штатной электронной системе ТС, блока идентификации пользователя, содержащей WEB-сервер, а также модем локального соединения в протоколе Bluetooth не позволит значительно снизить вероятность несанкционированного пользования ТС, потому что можно просканировать устройствами Bluetooth или Wi-Fi и проанализировать протоколы контроллера предложенной охранно-противоугонной подсистемы.

Известен СПОСОБ РАБОТЫ БОРТОВОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ АГРЕГАТОВ АВТОМОБИЛЯ (RU 2126960, G01M 17/00, B60Q 9/00, B60R 16/02). Предложенный способ расширяет функциональные возможности бортовой системы. Указанный способ работы предусматривает предвыездную проверку, а также последующий контроль параметров автомобиля. Недостатком такой системы является отсутствие возможности охраны ТС. Наиболее близкое решение - ПРОТИВОУГОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ (RU 2198801, B60R 25/00). Эта система характеризуется повышенной надежностью от угона ТС и обеспечивает для пользователя возможность безопасного общения с внешним миром по мобильному телефону в процессе движения ТС. Недостатком этой системы является отсутствие функций проверки параметров автомобиля.

Техническим результатом заявленной полезной модели является предоставление владельцу ТС возможности автоматического управления агрегатами автомобиля, автоматической диагностики, в том числе и предвыездной проверки, функции охраны ТС, а также опции сообщения информации при угоне ТС для ускорения и облегчения оперативно-розыскных мероприятий. Также реализуется модульность конструкции и возможность изменения конфигурации узлов системы.

Указанный технический результат достигается за счет того, что автоматическая система управления агрегатами автомобиля и охраны транспортного средства содержащая электронный узел, состоящий из блока автосигнализации, в состав которого входит блок радиочастотной сигнализации, блока навигации и спутниковой связи, блок тахографа с модулями входных сигналов, выходных сигналов и контроллера; блок управления, отличающаяся тем, что в состав блока автосигнализации дополнительно включен считыватель меток идентификации, а блок управления выполнен на основе перепрограммируемого контроллера, реализованного по принципу системной шины с возможностью наращивания или смены блоков и модулей с опцией перепрограммирования алгоритма работы системы.

В системе (см. Фиг.) применяется электронный блок, состоящий из блока автосигнализации 1, который содержит две части - блок радиочастотной сигнализации и считыватель меток идентификации, блока навигации и связи 2, в который входят GSM и ГЛОНАСС\GPS модули и\или радиотрансивер\инфракрасный оптотрансивер резервного канала связи; блока тахографа 3 и блока управления 4.

Блок управления обрабатывает данные от блока автосигнализации, блока навигации и связи и блока тахографа. Выдача команд, обработка и передача данных осуществляется блоком управления по внутреннему алгоритму. В этот алгоритм заложены опции проверки и диагностики параметров автомобиля и соответствующие измеренным данным действия системы, опции защиты ТС от угона, а также опции реагирования системы на возможный угон.

Конструктивно система состоит из материнской кросс-платы и инсталируемых в нее блоков и модулей.

К достоинствам настоящей ПМ можно отнести модульность конструкции и возможность изменения конфигурации, а также перепрограммирование алгоритма. Например, блок навигации и связи совместно с блоком управления может работать, как самостоятельное устройство и устанавливаться совместно с любой системой сигнализации; специальные внешние вход и выход можно использовать для подключения в качестве внешнего датчика и исполнительного устройства к любой сигнализации. Блок управления совместно с модулем GSM блока навигации связи (без модуля ГЛОНАСС\GPS и без модуля резервного канала) представляет собой систему беспроводной охраны с опциями сотового телефона и могут применяться для охраны неподвижных объектов (строений), таких как квартиры, дома, коттеджи, склады, офисы и т.п.

Еще одним достоинством является то, что применение блока управления совместно с блоком сигнализации предоставляет собой систему ограничения допуска на объект за счет использования двух элементов системы идентификации пользователя: радиометка и брелок.

Кроме того, система, содержащая блок навигации и связи (модуль GSM), блок управления и блок тахографа с модулем входных-выходных интерфейсов может выполнять функции беспроводного управления удаленными объектами (система «Умный дом»). Предлагаемая система позволяет идентифицировать пользователя ТС с помощью радиометки без автономного источника питания, использующей двухсторонний обмен данными с блоком идентификации и работающей на небольшом (10-50 см) расстоянии, что позволяет значительно снизить вероятность перехвата обмена данными злоумышленником и подделывания ключа идентификации, и как следствие, несанкционированного использования ТС. Эффективность защиты обмена данными радиометки с блоком идентицикации достигается использованием алгоритма шифрования, что затрудняет подбор или простое копирование передаваемой информации. Перехват радиообмена практически невозможен вследствии малого расстояния между считывателем метки и ключом доступа. Алгоритм работы системы составлен так, что доступ к ТС осуществляется только посредством радиометки (ключа доступа), т.е. подразумевает физическое присутствие владельца, шофера или доверенного лица. Движение ТС без радиометки невозможно, и, таким образом, в случае захвата ТС во время движения, или в режиме автозапуска или дистанционного запуска двигателя, двигатель будет заглушен, имитируя неисправность. Радиобрелок используется для подачи команд, например, дистанционного запуска двигателя или открывания дверей, настройки системы автозапуска двигателя, и получения информации от системы, например, индикации текущего состояния системы охраны и отображения параметров: температуры двигателя, воздуха в салоне ТС и снаружи, напряжения АКБ, индикации работы двигателя, состояния зон охраны, установок системы автозапуска (температуры, времени, периода). Брелок оснащен системой обратной связи. Радиообмен происходите использованием системы шифрования, что позволяет повысить защищенность радиоканала от несанкционированного перехвата данных. Радиобрелок использует батарейное питание; в стационарных условиях возможно использование сетевого источника питания - в таком случае система охраны работает в режиме радиоякоря: происходит непрерывный радиообмен брелока с блоком автосигнализации ТС.

Модули входных и выходных сигналов блока тахографа используются для приема сигналов отдатчиков и передачи команд на исполнительные устройства для контроля зон охраны, дистанционного запуска двигателя, управления стартером, бензонасосом, фарами, зажиганием.

Модули считывателя идентификации и радиочастотной сигнализации определяют параметры системы для доступа пользователя с помощью радиометки, обмена данными с радиобрелоком, настройки параметров автозапуска двигателя, управления тревожной сигнализацией, управления блоком навигации и связи ГЛОНАСС/GPS+GPRS. Зоны охраны включают в себя:

- Концевой выключатель двери водителя

- Концевые выключатели остальных дверей

- Концевой выключатель капота

- Концевой выключатель крышки багажника

- Состояние зажигания

- Датчик удара

- Датчик движения

- Датчик объема

Модуль входных сигналов оснащен входами для подключения:

- Концевого выключателя двери водителя

- Концевых выключателей остальных дверей

- Концевого выключателя капота

- Концевого выключателя крышки багажника

- Состояния зажигания

- Датчика удара

- Датчика движения

- Датчика положения рукоятки стояночного тормоза

- Датчика объема

- Модуля работы с радиометкой

- Модуля работы с брелоком

- Блока навигации и связи ГЛОНАСС/GPS+GPRS

- Датчиков температуры

- Контроля напряжения бортовой сети (АКБ)

- Контроля состояния двигателя

Модуль выходных сигналов имеет:

- выход управления питанием бензонасоса

- выход управления блоком навигации и связи ГЛОНАСС/GPS+GPRS

- выход управления зажиганием

- выход управления стартером

- выход управления фарами

- выход управления сиреной

- выход управления центральным замком

- выход управления замком крышки багажника

Блок навигации и связи содержит модуль ГЛОНАСС/GPS и модуль GSM\GPRS, которые используются для определения местоположения ТС посредством спутниковой системы навигации ГЛОНАСС/GPS, передачи информации пользователю через интернете помощью GPRS модема и/или CMC-сообщений, настройки GPRS-модема, для управления системой сигнализации в случае невозможности использования брелока, а также для обработки и обмена данными с блоком тахографа, и передачи этих данных пользователю через интернет или СМС\ММС-сообщение.

Блок навигации и связи имеет автономный источник питания (аккумулятор), который активируется в случае отсутствия бортового напряжения.

Блок тахографа используется для считывания информации от модуля входных сигналов, для подачи команд на модуль выходных сигналов, записи и хранения данных навигационной системы, данных времени работы двигателя, времени простоя, средней и максимальной скорости движения, величине пробега, состояния системы сигнализации, записи идентификационных данных пользователя ТС.

Блок имеет слот под флэш-накопитель, предназначеный для хранения данных тахографа. Блок автосигнализации содержит модуль считывателя идентификации и модуль радиочастотной сигнализации. При необходимости блок может быть дополнен резервным радиоканалом или оптическим инфракрасным каналом связи. Блок управления выполнен по принципу системной шины с возможностью наращивания или смены блоков и модулей и содержит контроллер с записанным в него алгоритмом работы системы. Наличие разъема перепрограммирования контроллера позволяет изменить алгоритм работы системы на любой другой, таким образом, система в целом представляет собой перепрограммируемый высокоинтеллектуальный автомат.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Для снятия системы с режима охраны необходимо нажать соответствующую кнопку на брелоке. Блок сигнализации, приняв команду с брелока, формирует запрос данных для радиометки, которая обрабатывает полученную информацию и отправляет ее блоку сигнализации. Повышение криптоустойчивости обмена данными между брелоком и блоком сигнализации, и блоком сигнализации и радиометкой достигается использованием динамически изменяющейся последовательности, что затрудняет несанкционированный доступ к ТС путем перехвата радиообмена между брелоком и блоком сигнализации. Таким образом, снятие системы с режима охраны невозможно без взаимодействия с радиометкой, что подразумевает физическое присутствие владельца рядом с ТС. Система оповестит пользователя ТС о снятии с режима охраны с помощью звуковой и световой сигнализации и на дисплее брелока.

Для постановки системы в режим охраны необходимо нажать соответствующую кнопку брелока. При этом происходит двухсторонний радиообмен данными между брелоком и блоком сигнализации с использованием динамически изменяющейся последовательности.

После получения команды на постановку системы в режим охраны, система закрывает центральный замок и производит проверку всех зон охраны. Если обнаружена ошибка (неисправен какой-либо из датчиков), то система оповестит пользователя ТС о неисправности с помощью звуковой и световой сигнализации и на дисплее брелока. Состояние системы охраны отображается соответствующей пиктограммой на дисплее брелока и световой индикацией в салоне ТС.

В режиме охраны система контролирует состояние зон охраны, наличие и уровень напряжения бортовой сети, показания датчиков температуры и контролирует местоположение ТС, принимая данные от блока навигаци и связи, а также периодически производит обмен данными с брелоком.

Если автозапуск/дистанционный запуск двигателя разрешен установками системы, то при получениии команды на дистанционный запуск двигателя с брелока или СМС-сообщения соответствующего формата из блока навигации и связи или команды автозапуска по установкам температуры и/или таймера, система охраны производит запуск двигателя при выполнении определенных условий: поднят рычаг стояночного тормоза, напряжение бортовой сети не ниже допустимого уровня, двигатель не запущен. В режиме автозапуска/дистанционного запуска в случае изменения местоположения ТС по данным системы блока навигации, или срабатывания концевых выключателей всех дверей, крышки багажника и капота, датчика движения, пропадания сигнала ГЛОНАСС/GPS (если данная опция включена), GSM (если данная опция включена) или брелока при работе в режиме радиомаяка (если данная опция включена) активируется противоугонная система, которая глушит двигатель, блокирует зажигание, цепи питания бензонасоса и стартера, включает систему звуковой и световой сигнализации и посылает соответствующую команду на брелок, а также отсылает CMC-сообщение владельцу ТС (если данная опция включена) и отсылает координаты ТС в интернет через GPRS (если данная опция включена).

Состояние двигателя отображается соответствующей пиктограммой на дисплее брелока. Также на дисплее отображается в виде символа разрешен или запрещен автозапуск/дистанционный запуск двигателя. Таким образом, система оповещает пользователя о возможности автозапуска/дистанционного запуска. Вероятность запуска двигателя с включенной передачей исключена за счет проверки сигнала «логической нейтрали». Алгортим работы данной функции следующий: водитель в конце поездки ставит машину на стояночный тормоз, выключает передачу, т.е. ставит в нейтральное положение рычаг КПП, вытаскивает ключ из замка зажигания и выходит из ТС. Двигатель в это время работает. Затем переводит систему в режим охраны, и двигатель выключается через несколько секунд.

Блок навигации и связи имеет в своем составе ГЛОНАСС/GPS модуль, GSM\GPRS модуль и работает следующим образом. ГЛОНАСС/GPS модуль принимает сигнал с навигационных спутников и передает данные блоку управления. Модуль всегда работает после запуска двигателя, а в режиме охраны либо переключается в режим пониженного энергопотребления либо постоянно включен (в зависимости от настроек пользователя). Блок управления принимает данные от ГЛОНАСС/GPS модуля и GSM-модуля и управляет их работой. В режиме охраны в случае срабатывания датчиков зон охраны или изменении координат ТС, блок управления передает данные пользователю посредством GPRS и/или CMC-сообщения и через блок сигнализации на радиобрелок. При пропадании сигнала навигационных спутников блок управления отправляет последние полученные координаты по каналу сотовой связи GSM, что сужает круг поиска ТС в случае угона и упрятывания в гаражный бокс, что облегчает задачу обнаружения ТС. Тахограф записывает на флэш-носитель следующие данные: время, температура двигателя, воздуха, время работы двигателя, скорость движения, координаты, уровень топлива, напряжения бортовой сети, а также информацию от блока сигнализации. Конструктивно может быть выполнен как совместно, так и отдельно от блока связи и навигации.

В качестве устройства, задающего режимы работы, используют преимущественно перепрограммируемый микропроцессор.

Такая система позволяет перейти на еще более высокий уровень безопасности ТС и сервисных возможностей.

Таким образом, совокупность существенных признаков устройства-прототипа и вновь введенных заявителем признаков позволяет решить поставленную выше задачу - повысить гибкость управления агрегатами ТС и увеличить надежность охраны и облегчить поиск ТС в случае угона.

К достоинствам настоящего решения можно отнести модульность конструкции и возможность изменения конфигурации узлов, а также перепрограммирование алгоритма. Например, блок навигации и связи совместно с блоком управления может работать, как самостоятельное устройство и устанавливаться совместно с любой системой сигнализации; специальные внешние вход и выход можно использовать для подключения в качестве внешнего датчика и исполнительного устройства к любой сигнализации.

Блок управления совместно с модулем GSM блока навигации связи (без модуля GPS и без модуля радиоканала представляет собой систему беспроводной охраны с опциями сотового телефона и могут применяться для охраны неподвижных объектов (строений), таких как квартиры, дома, коттеджи, склады, офисы и т.п.

Кроме того, применение блока управления совместно с блоком сигнализации предоставляет собой систему ограничения допуска на объект за счет использования двух элементов системы идентификации пользователя: радиометка и брелок.

Кроме того, система, содержащая блок навигации и связи (модуль GSM), блок управления и блок тахографа с модулем входных-выходных интерфейсов может выполнять функции

беспроводного управления удаленными объектами (система «Умный дом»).

Блок автосигнализации содержит модуль считывателя идентификации и модуль радиочастотной сигнализации. При необходимости блок может быть дополнен резервным радиоканалом или оптическим инфракрасным каналом связи.

Блок навигации и связи имеет автономный источник питания (аккумулятор), который активируется в случае отсутствия бортового напряжения.

Блок тахографа используется для считывания информации от модуля входных сигналов, для подачи команд на модуль выходных сигналов, записи и хранения данных навигационной системы, данных времени работы двигателя, времени простоя, средней и максимальной скорости движения, величине пробега, состояния системы сигнализации, записи идентификационных данных пользователя ТС.

Блок имеет слот под флэш-накопитель, предназначеный для хранения данных тахографа. Блок управления содержит перепрограммируемый микроконтроллер, который обрабатывает данные от блока автосигнализации, блока навигации \ связи и блока тахографа. Выдача команд, обработка и передача данных осуществляется блоком управления по внутреннему алгоритму. В этот алгоритм заложены опции проверки и диагностики параметров автомобиля и соответствующие измеренным данным действия системы, опции защиты ТС от угона, а также опции реагирования системы на возможный угон. При этом владелец ТС получает возможность автоматического управления агрегатами автомобиля, автоматической диагностики, в том числе и предвыездной проверки, функции охраны ТС, а также опции сообщения информации при угоне ТС для ускорения и облегчения оперативно-розыскных мероприятий.

Блок управления выполнен по принципу системной шины с возможностью наращивания или смены блоков и модулей и содержит контроллер с записанным в него алгоритмом работы системы. Наличие разъема перепрограммирования контроллера позволяет изменить алгоритм работы системы на любой другой, таким образом, система в целом представляет собой перепрограммируемый высокоинтеллектуальный автомат. Определение из перечня выявленных аналогов наиболее близких решений позволило выявить совокупность существенных, по отношению к усматриваемому техническому результату, отличительных признаков в заявляемом изобретении и устройстве для его осуществления. Приведенная совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна".

Критерий изобретения "промышленная применимость" подтверждается тем, что предлагаемая автоматическая система управления агрегатами автомобиля и охраны транспортного средства и устройство для его осуществления, с их новыми признаками успешно используется на предприятии для защиты автомобилей от угона.

Автоматическая система управления агрегатами автомобиля и охраны транспортного средства, содержащая электронный узел, состоящий из блока автосигнализации, в состав которого входит блок радиочастотной сигнализации, блока навигации и спутниковой связи, блок тахографа с модулями входных сигналов, выходных сигналов и контроллера, блок управления, отличающаяся тем, что в состав блока автосигнализации дополнительно включен считыватель меток идентификации, а блок управления выполнен на основе перепрограммируемого контроллера, реализованного по принципу системной шины с возможностью наращивания или смены блоков и модулей с опцией перепрограммирования алгоритма работы системы.