Узел с датчиком движения противоугонного устройства для блокирования функционального органа транспортного средства
Полезная модель относится к технике защиты транспортных средств (ТС) и может быть использовано в составе противоугонного устройства для предотвращения угона или захвата ТС путем блокирования его электрических цепей функциональных органов, таких, как, например, зажигание, система запуска двигателя, топливный насос, автоматическая коробка переключения передач и др. Узел содержит связанный с процессорным блоком синтеза команд элемент согласования, последовательно подключенные к нему декодер, блок памяти и управляемый ключ, связанный с одним из функциональных органов ТС. Узел содержит также элемент задержки, выход которого связан со вторым разрешающим входом блока памяти, подключенный к его третьему разрешающему входу блок датчика движения, и энергонезависимый элемент памяти, вход которого подключен к информационному выходу блока памяти, а выход - к входу элемента задержки, подключенного выходом ко второму разрешающему входу блока памяти. Блок датчика движения выполнен в виде трехкомпонентного акселерометра, подключенного к нему через высокочастотный фильтр сумматора сигналов акселерометра, а также источника порогового сигнала и элемента сравнения. Выход сумматора подключен к первому входу элемента сравнения и к входу источника порогового сигнала, подключенного выходом ко второму входу элемента сравнения, выход которого, являясь выходом блока датчика движения, подключен к третьему разрешающему входу элемента памяти. Полезная модель обеспечивает исключение влияния на чувствительность датчика движения его ориентации относительно естественной системы координат и географического местоположения ТС, а также исключение возможности продолжения первоначального и возобновления повторного несанкционированного движения ТС. 2 ил.
Полезная модель относится к технике защиты транспортных средств (ТС) и может быть использовано в составе противоугонного устройства для предотвращения угона или захвата ТС путем блокирования электрических цепей его функциональных органов, таких, как, например, зажигание, система запуска двигателя, топливный насос, автоматическая коробка переключения передач и др.
Известен узел с датчиком движения для блокирования функционального органа ТС в противоугонном устройстве по патенту RU 2160196 С1, кл. В 60 R 25/00, 2000.12.10, содержащий последовательно включенные блок согласования с каналом связи, декодер и управляемый ключ. К входам элемента памяти подключены элемент задержки и датчик движения.
При работающем двигателе ТС с известным противоугонным устройством несанкционированное движение ТС может начаться и продолжаться в течение времени, равного длительности времени задержки, после чего по задержанному сигналу датчика движения управляемым ключом блокируется функциональный орган ТС.Угонщик, отключив зажигание, может снова запустить двигатель и получить возможность возобновить движение угоняемого ТС в течение следующего времени задержки и повторять это действие многократно.
Кроме того, обычно используемая в качестве датчика движения стандартная микросхема ADXL202 производства фирмы Analog Devices, Inc. (США) имеет в своем составе двухкомпонентный акселерометр, произвольно ориентируемый при его скрытной установке в различных местах ТС. Такая установка с произвольной ориентацией относительно естественной системы координат может существенно уменьшить
чувствительность датчика движения и, соответственно, снизить надежность блокирования функционального органа ТС при его несанкционированном использовании.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится возможность применения угонщиком дискретных возобновлении движения угоняемого ТС, усугубляемых возможной недостаточной чувствительностью датчика движения.
Известен также узел с датчиком движения для блокирования функционального органа ТС в противоугонном устройстве по патенту RU 2221711 С1, кл. В 60 R 25/00, 2004.01.20, который по совокупности существенных признаков является наиболее близким аналогом заявляемого технического решения.
Известный узел содержит связанный с процессорным блоком синтеза команд элемент согласования, последовательно подключенные к нему декодер, блок памяти, управляемый ключ, связанный с функциональным органом транспортного средства, а также элемент задержки, выход которого связан с первым разрешающим входом элемента памяти, ко второму разрешающему входу которого подключен блок датчика движения. Для повышения надежности работы этого известного противоугонного устройства в него включено N известных узлов и еще дополнительный датчик движения, подключенный к процессорному блоку обработки и синтеза команд.
При вновь запущенном или уже работающем двигателе ТС известный узел позволяет несанкционированное начало движения, которое может продолжаться в течение времени, равного длительности задержки, после чего по задержанному сигналу датчиков движения управляемым ключом блокируется функциональный орган ТС. Угонщик, отключив и вновь включив зажигание, может снова запустить двигатель и получить возможность продолжить движение угоняемого ТС в течение следующего
времени задержки и повторять это действие многократно.
Все датчики движения в электрооборудовании ТС в своем составе имеют акселерометры. В качестве таких датчиков движения использованы стандартные микросхемы ADXL202 производства фирмы Analog Devices, Inc. (США), имеющие в своем составе двухкомпонентный акселерометр, произвольно ориентируемый относительно естественной системы координат при его скрытной установке, возможно, в различных местах разных ТС. Такая установка с произвольной ориентацией относительно естественной системы координат может существенно уменьшить чувствительность датчика движения и, соответственно, снизить надежность блокирования функционального органа ТС при его несанкционированном использовании.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится возможность применения угонщиком дискретных возобновлении движения угоняемого ТС, усугубляемых возможной недостаточной чувствительностью датчика движения зависящей от его ориентации в ТС относительно естественной системы координат.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение надежности системы защиты ТС от его несанкционированного использования.
Технический результат, получаемый при осуществлении полезной модели, заключается в исключении влияния на чувствительность датчика движения его ориентации относительно естественной системы координат и географического местоположения ТС, а также в исключении возможности продолжения первоначального и возобновления повторного несанкционированного движения ТС.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в заявляемом узле с датчиком движения для блокирования функционального органа транспортного средства,
содержащем связанный с процессорным блоком синтеза команд элемент согласования, последовательно подключенные к нему декодер, блок памяти и управляемый ключ, связанный с одним из функциональных органов транспортного средства, а также элемент задержки, выход которого связан со вторым разрешающим входом блока памяти, и подключенный к его третьему разрешающему входу блок датчика движения, в отличие от известного, заявляемый узел снабжен дополнительным энергонезависимым элементом памяти, вход которого подключен к информационному выходу блока памяти, а выход - к входу элемента задержки, подключенного выходом ко второму разрешающему входу блока памяти, при этом блок датчика движения выполнен в виде трехкомпонентного акселерометра, подключенного к нему через высокочастотный фильтр сумматора сигналов акселерометра, а также источника порогового сигнала и элемента сравнения, причем выход сумматора подключен к первому входу элемента сравнения и к входу источника порогового сигнала, подключенного выходом ко второму входу элемента сравнения, выход которого, являясь выходом блока датчика движения, подключен к третьему разрешающему входу элемента памяти.
На фиг.1 изображена структурная схема заявляемого узла с датчиком движения для блокирования функционального органа транспортного средства, на фиг.2 - временная диаграмма работы ТС с противоугонным устройством.
Заявляемый узел содержит связанный с процессорным блоком синтеза команд 1 элемент согласования 2 и последовательно подключенные к нему декодер 3, блок памяти 4 и управляемый ключ 5, связанный с одним из функциональных органов ТС. Узел содержит также подключенный к информационному выходу блока памяти 4 дополнительный энергонезависимый элемент памяти 6, к выходу которого подключен вход элемента задержки 7, соединенный своим выходом со вторым разрешающим входом блока памяти 4.
Блок датчика движения 8 подключен к третьему разрешающему входу блока памяти 4 и содержит трехкомпонентный акселерометр 9, подключенный к нему через высокочастотный фильтр 10 сумматор 11 фильтрованных сигналов акселерометра 9, а также источник порогового сигнала 12 и элемент сравнения 13.
Выход сумматора 11 подключен к первому входу элемента сравнения 13 и к входу источника порогового сигнала 12, подключенного выходом ко второму входу элемента сравнения 13, выход которого, являясь выходом блока датчика движения 8, подключен к третьему разрешающему входу элемента памяти 4.
В блоке памяти 4 его первым разрешающим входом является вход основного элемента памяти 14. Выход основного элемента памяти 14 соединен с первым входом первого элемента «или» 15, второй вход которого является вторым разрешающим входом блока памяти 4, а выход первого элемента «или» 15 является информационным выходом блока памяти 4 и подключен к первому входу второго элемента «или» 16. Второй инвертирующий вход второго элемента «или» 16 является третьим разрешающим входом блока памяти 4. Выход второго элемента «или» 16 является управляемым выходом блока памяти 4 и подключен к входу ключа 5.
Заявляемый узел с датчиком движения для блокирования функционального органа транспортного средства осуществляет работу в двух режимах - санкционированного и несанкционированного использования ТС.
Работа в режиме санкционированного использования осуществляется следующим образом.
В момент включения зажигания питание подается на центральный блок охранной системы 1 и на все элементы, входящие в состав заявленного узла.
Трехкомпонентный акселерометр 9 вне зависимости от его
ориентации относительно естественной системы координат вырабатывает суммарный сигнал, пропорциональный ускорению силы тяжести в месте географического расположения ТС. Выработанный сигнал с выхода сумматора 11 поступает в источник порогового сигнала 12, где устанавливается его уровень.
Одновременно с момента подачи питания анализируется состояние дополнительного энергонезависимого элемента памяти 6. Если его внутреннее состояние разрешающее (хранится «1»), то разрешающий сигнал с его выхода поступает на вход элемента задержки 7 и происходит запуск временной задержки, в течение которой на выходе элемента задержки 7 поддерживается разрешающий сигнал, поступающий на второй разрешающий вход блока памяти 4 - один из входов первого элемента «ИЛИ» 15.
В результате этого, независимо от того, какой сигнал поступает на второй вход первого элемента «ИЛИ» 15, на его выходе поддерживается разрешающий сигнал, который поступает на прямой (неинвертирующий) вход второго элемента «ИЛИ» 16, с выхода которого, независимо от того, какой сигнал присутствует на его втором (инвертирующем) входе, разрешающий сигнал поступает на вход ключа 5 и поддерживает его в замкнутом состоянии.
В течение времени задержки центральный блок охранной системы производит идентификацию пользователя и передает через процессорный блок синтеза команд 1 кодированный сигнал на вход элемента согласования 2, с выхода которого согласованный сигнал поступает на вход декодера 3. С его выхода декодированный разрешающий сигнал поступает на первый разрешающий вход блока памяти 4, являющийся входом основного элемента памяти 14. Разрешающий сигнал на выходе декодера поддерживается в течение времени передачи кодированного сигнала от блока 1 и приема этого сигнала декодером 3 через элемент согласования 2. При поступлении разрешающего сигнала на входе
элемента памяти 14 его внутреннее состояние меняется на разрешающее (после подачи питания в элементе памяти 14 устанавливается запрещающее состояние) и на выходе поддерживается, соответственно, разрешающий сигнал либо до выключения питания, либо до поступления на его вход запрещающего сигнала. С выхода основного элемента памяти 14 разрешающий сигнал поступает на второй вход первого элемента «ИЛИ» 15. С его выхода разрешающий сигнал поступает на прямой (неинвертирующий) вход второго элемента «ИЛИ» 16, с выхода которого, вне зависимости от того, какой сигнал присутствует на втором (инвертирующем) входе второго элемента «ИЛИ» 16, разрешающий сигнал поступает на вход ключа 5 и поддерживает его в замкнутом состоянии.
Этот сигнал поступает на вход дополнительного энергонезависимого элемента памяти 6, что до следующего сеанса работы приводит к сохранению его внутреннего разрешающего состояния либо, в случае поступления на его вход запрещающего сигнала - запрещающего состояния.
Во время санкционированного режима работы в основном элементе памяти 14 хранится разрешающее состояние. В этом случае заявленный узел находится в замкнутом состоянии и не учитывает состояние выхода блока датчика движения 8.
Таким образом, при санкционированном использовании ТС и при прохождении правильной идентификации в отведенное на это время задержки, заявленный узел не разрывает цепи функциональных органов ТС при начале и продолжении движения ТС.
В режиме несанкционированного использования ТС заявленный узел с датчиком движения для блокирования функционального органа ТС работает следующим образом.
Если предыдущий сеанс работы узла осуществлялся с прохождением правильной идентификации, то в момент несанкционированного
включения зажигания злоумышленником в источнике порогового сигнала 12 устанавливается пороговый сигнал, соответствующий ускорению силы тяжести в месте географического расположения ТС и одновременно в дополнительном энергонезависимом элементе памяти 6 продолжает сохраняться его предыдущее разрешающее состояние.
С выхода этого элемента памяти 6 разрешающий сигнал поступает на вход элемента задержки 7, что приводит к запуску временной задержки, в течение которой на выходе элемента задержки 7 поддерживается разрешающий сигнал, дальнейшее прохождение которого описано выше. Это приводит к тому, что в течение времени задержки ключ 5 замкнут, блокировка функциональных органов ТС отсутствует и возможен запуск двигателя и осуществление начала движения ТС.
После истечения времени задержки разрешающий сигнал на выходе элемента задержки 7 меняется на запрещающий и поступает на второй разрешающий вход блока памяти 4 - один из входов первого элемента «ИЛИ» 15.
Так как идентификация пользователя не была произведена или была проведена отрицательная идентификация, то отсутствие на выходе декодера 3 разрешающего сигнала приводит к тому, что основной элемент памяти 14 не меняет своего начального запрещенного состояния, поэтому на выходе основного элемента памяти 14 присутствует запрещающий сигнал.
В результате этого на оба входа первого элемента «ИЛИ» 15 поступают запрещающие сигналы, первый - с выхода элемента задержки 7, а второй - с выхода основного элемента памяти 14. Это приводит к тому, что на соединенный с выходом первого элемента «ИЛИ» 15 вход дополнительно элемента памяти 6 поступает запрещающий сигнал, переводящий его в запрещающее состояние до следующего сеанса работы.
Далее, с выхода первого элемента «ИЛИ» 15 запрещающий сигнал поступает на прямой - неинвертирующий вход второго элемента «ИЛИ»
16, состояние выхода которого будет определяться сигналом на втором - инвертирующем входе элемента «ИЛИ» 16. Ко второму (инвертирующему) входу элемента «ИЛИ» 16 (третьему разрешающему входу блока памяти 4) подключен выход блока датчика движения 8.
При отсутствии движения на выходе блока датчика движения 8 присутствует «нулевой» сигнал, который фиксирует то, что движения ТС нет, либо оно не превышает установленный при включении зажигания порог чувствительности трехкомпонентного акселерометра 9. Нулевой сигнал с выхода блока датчика движения 8 поступает на второй (инвертирующий) вход второго элемента «ИЛИ» 16 и интерпретируется им как разрешающий сигнал, что приводит к появлению на выходе второго элемента «ИЛИ» 16 разрешающего сигнала, поступающего на вход ключа 5, поддерживающего его в замкнутом состоянии. При начале движения на выходах трехкомпонентного акселерометра 9 появляются сигналы, уровни которых пропорциональны ускорению ТС, которые поступают через высокочастотный фильтр 10 (отсекающего высокочастотную составляющую сигналов, вызванную вибрацией работающего двигателя) на сумматор 11, на выходе которого появляется сигнал, пропорциональный ускорению ТС в горизонтальной плоскости. С выхода сумматора 11 сигнал поступает на первый вход элемента сравнения 13, ко второму входу которого подключен выход источника порогового значения 12.
При равенстве или превышении сигнала с выхода сумматора 11 по сравнению с сигналом с выхода источника порогового сигнала 12 элемент сравнения 13 срабатывает, и сигнал на его выходе меняется на «единичный», что означает наличие ускорения, фиксируемого датчиком движения 8.
С выхода элемента сравнения 13 сигнал поступает на второй (инвертирующий) вход второго элемента «ИЛИ» 16, на выходе которого появляется запрещающий сигнал, поступающий на вход ключа 5, что приводит к его размыканию и блокировке функционального органа ТС,
делая невозможным дальнейшее движение. ТС, например, при включенном зажигании - запуск двигателя.
При снижении сигнала на выходе сумматора 11 ниже уровня порогового сигнала на выходе источника порогового сигнала 12 происходит обратное переключение элемента сравнения 13 и измененный сигнал на его выходе на «нулевой» поступает на второй (инвертирующий) вход второго элемента «ИЛИ» 16 и вне зависимости от сигнала на первом входе элемента 16 на выходе дает разрешающий сигнал на вход ключа 5.
В случае если сигнал с выхода сумматора 11 не превышает уровень сигнала с выхода источника порогового сигнала 12, то разрешающий сигнал на входе ключа 5 возобновляет его замкнутое состояние и разблокирует функциональный орган ТС. В противном случае ситуация повторяется и на вход ключа 5 поступает запрещающий сигнал, блокируя подключенный к нему функциональный орган. Этот режим, отраженный на фиг.2. в диапазоне времен от tзад+t0 до t1, имитирует неисправность двигателя или иного функционального органа ТС и вводит злоумышленника в заблуждение, не давая однозначной информации о причине проявляющейся «неисправности».
В случае выключения и повторного включения зажигания (фиг.2, моменты времени t1 и t2 соответственно) после попытки несанкционированного пользования ТС хранящееся в дополнительном элементе памяти 6 запрещающее состояние обуславливает на выходе присутствие запрещающего сигнала, который, поступая на вход элемента задержки 7, запрещает запуск временной задержки и направляет запрещающий сигнал на первый вход первого элемента «ИЛИ» 15. Если правильная идентификация пользователя не была произведена, то на втором входе первого элемента «ИЛИ» 15 также будет запрещающий сигнал. На прямом входе второго элемента «ИЛИ» 16 присутствует запрещающий сигнал, и сигнал на выходе второго элемента «ИЛИ» 16 будет определяться выходом блока датчика движения 8 с момента
включения зажигания.
Это исключает повторный запуск временной задержки и с первого же момента включения зажигания (фиг.2, отрезок времени с t 2 по t3) функциональный орган ТС будет блокироваться при превышении сигнала с выхода сумматора 11 уровня порогового сигнала с выхода источника порогового сигнала 12 датчика движения.
Если во время санкционированного режима работы злоумышленник, проникший в ТС или там находившийся, захватывает ТС и выкидывает пользователя из салона, то при фиксации этого события центральный блок охранной системы может инициировать проведение повторной идентификации.
Если при этом результат идентификации отрицательный, то на вход элемента согласования 2 поступает кодированный сигнал, с выхода которого согласованный сигнал поступает на вход декодера 3 и на его выходе появляется запрещающий сигнал, поступающий на вход основного элемента памяти, меняя его состояние на запрещающее. В этот момент времени на выходе элемента задержки 7 присутствует запрещающий сигнал, подаваемый на первый вход первого элемента «ИЛИ» 15, на второй вход которого поступает также запрещающий сигнал с выхода основного элемента памяти. Соответственно, запрещающий сигнал с выхода первого элемента «ИЛИ» 15 поступит на вход дополнительного элемента памяти 6, а также на прямой вход второго элемента «ИЛИ» 16. В этом случае, состояние ключа 5 будет определяться сигналом на выходе блока датчика движения 8 связанного с ключом 5 через второй элемент «ИЛИ» 16. Т.е. при появлении сигнала с датчика движения 8 ключ 5 будет блокировать функциональный орган ТС.
Таким образом, видно, что приведенные выше сведения подтверждают возможность осуществления заявляемого технического решения, достижения указанного технического результата и решения поставленной задачи.
Узел с датчиком движения противоугонного устройства для блокирования функционального органа транспортного средства, содержащий связанный с процессорным блоком синтеза команд элемент согласования, последовательно подключенные к нему декодер, блок памяти и управляемый ключ, связанный с одним из функциональных органов транспортного средства, а также элемент задержки, выход которого связан со вторым разрешающим входом блока памяти, и подключенный к его третьему разрешающему входу блок датчика движения, отличающийся тем, что узел снабжен дополнительным энергонезависимым элементом памяти, вход которого подключен к информационному выходу блока памяти, а выход - к входу элемента задержки, подключенного выходом ко второму разрешающему входу блока памяти, при этом блок датчика движения выполнен в виде трехкомпонентного акселерометра, подключенного к нему через высокочастотный фильтр сумматора сигналов акселерометра, а также источника порогового сигнала и элемента сравнения, причем выход сумматора подключен к первому входу элемента сравнения и к входу источника порогового сигнала, подключенного выходом ко второму входу элемента сравнения, выход которого, являясь выходом блока датчика движения, подключен к третьему разрешающему входу элемента памяти.
