Электронный замок
Устройство относится к технике защиты различных объектов от доступа посторонних лиц, в частности к электронным замкам. Устройство содержит на объекте охраны элементы включения, выполненные в виде механического замка с электрическими контактами, исполнительные блоки, радиопередатчик, радиоприемник, задающий генератор, фазовращатель, масштабирующий перемножитель, генератор модулирующего кода, фазовый манипулятор, линию задержки, фазовый детектор, блок памяти, коррелятор, пороговый блок, обмотку реле тревожной сигнализации, контакты тревожной сигнализации, дистанционный переключатель с противофазными обмотками, геркон, звуковой сигнализатор, токоограничивающий резистор, светодиодный индикатор, источник питания, на пункте приема - радиоприемник, узкополосные фильтры, полосовой фильтр, фазовращатель, масштабирующий перемножитель, фазовый детектор, индикатор, на средстве для кодирования - колебательные контура, средство для преобразования частоты, генератор модулирующего кода, фазовый манипулятор, источник питания, кнопочный выключатель. Устройство позволяет повысить помехозащищенность, надежность и секретность. 2 ил.
Предлагаемый замок относится к технике защиты различных объектов от доступа посторонних лиц, в частности к электронным замкам.
Известны электронные замки (авт. свид. СССР NN 358.495, 475.450, 506.693, 592.693, 699.155, 878.889, 1.000.547, 1.201.472, 1.252.468, 1.326.718, 1.776.744; патенты РФ NN 2.002.020, 2.037.046, 2.043.476; патенты США NN 4.831.860, 5.209.088; патенты Великобритании NN 2.141.774, 2.261.254; патенты ФРГ NN 3.407.128, 3.907.326; патенты Франции NN 2.559.193, 2.692.309; патенты Японии NN 59-192.167, 60-29.912 и др.). Из известных электронных замков наиболее близким к предлагаемому является "Электронный замок" (авт. свид. СССР N 1.326.718, E 05 B 47/00, 1986), который и выбран в качестве прототипа. При нахождении вблизи замка средство для кодирования, выполненного, например, в виде ключа или брелка, генератор излучает радиосигнал, частота которого преобразуется в средстве для кодирования, после чего опять излучается и принимается усилителем (приемником), настроенным на эту частоту. При совпадении частоты настройки с частотой принимаемого сигнала замок открывается. Однако указанный электронный замок отличается сравнительно низкими помехозащищенностью, надежностью и секретностью. Это объясняется тем, что в эфире возможно появление сигналов, частота которых равна промежуточной частоте средства для кодирования. Эти сигналы выделяются приемником и обеспечивают ложные (несанкционированные) открывания замка. Задачей изобретения является повышение помехозащищенности, надежности и секретности, а также расширение функциональных возможностей путем передачи тревожной информации по радиоканалу на приемный пункт. Это достигается использованием сложных сигналов с фазовой манипуляцией (ФМн), которые обладают структурной и энергетической скрытностью. Энергетическая скрытность данных сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени или по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого сложный сигнал в точке приема может оказаться замаскированным шумами. Причем энергия сложного сигнала отнюдь не мала, она просто равномерно распределена по частотно-временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов, т.е. сложный сигнал оказывается под шумами. Структурная скрытность сложных сигналов обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменения значений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы квазиоптимальную обработку сложных сигналов априорно неизвестной структуры. Указанные сигналы позволяют применять новый вид селекции - структурную селекцию. Это значит, что появляется новая возможность разделять сигналы, действующие в одной и той же полосе частот и в одни и те же промежутки времени. Поставленная задача решается тем, что электронный замок, содержащий расположенные на объекте охраны радиопередатчик, радиоприемник, выход которого соединен с первым исполнительным блоком, и элементы включения, выполненные в виде механического замка с выключателем питания, соединенного с радиопередатчиком и радиоприемником, а также средство для кодирования, расположенное вне объекта охраны и выполненное в виде двух колебательных контуров, соединенных между собой через средство преобразования частоты, при этом первый исполнительный блок кинематически связан с механическим замком, снабжен на средстве для кодирования постоянным магнитом, кнопочным выключателем, вторым источником питания и последовательно соединенными первым генератором модулирующего кода и первым фазовым манипулятором, включенным между выходом средства преобразования частоты и вторым колебательным контуром, при этом средство преобразования частоты, первый генератор модулирующего кода и первый фазовый манипулятор соединены с вторым источником питания через кнопочный выключатель, на объекте охраны последовательно включенными задающим генератором, первым фазовращателем на 90o, первым масштабирующим перемножителем, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, и вторым фазовым манипулятором, второй вход которого соединен с выходом второго генератора модулирующего кода, а вход подключен к второму входу радиоприемника, третий вход которого соединен с выходом задающего генератора, последовательно включенными между выходом радиоприемника и входом первого исполнительного блока линией задержки, первым фазовым детектором, второй вход которого соединен с выходом радиоприемника, коррелятором, второй вход которого соединен с выходом блока памяти, пороговым блоком и третьими замыкающими контактами дистанционного переключателя, относящимися к его первой обмотке, а также вторым исполнительным блоком, обмоткой реле тревожной сигнализации, дистанционным переключателем с двумя противофазными обмотками, контактами тревожной сигнализации, герконом, звуковым сигнализатором, токоограничивающим регистором и светодиодным индикатором, при этом задающий генератор, второй генератор модулирующего кода, второй фазовый манипулятор, звуковой сигнализатор и радиопередатчик соединены с первым источником питания через замыкающие контакты реле тревожной сигнализации и вторые размыкающие контакты дистанционного переключателя, относящиеся к второй обмотке, второй исполнительный блок через третьи размыкающие контакты дистанционного переключателя, относящиеся к второй обмотке, соединен с первым источником питания и кинематически связан с механическим замком, обмотка реле через замыкающие контакты тревожной сигнализации соединена с первым источником питания, обмотки дистанционного переключателя подключены к первому источнику питания через его контакты разнонаправленного действия, относящиеся к первой обмотке, и геркон, а светодиодный индикатор - через последовательно включенные токоограничивающий резистор и первые размыкающие контакты дистанционного переключателя, относящиеся к второй обмотке, между выключателем питания и соответствующими входами задающего генератора, радиопередатчика и радиоприемника включены четвертые замыкающие контакты дистанционного переключателя, относящиеся к первой обмотке, на приемном пункте последовательно включенными вторым радиоприемником первым узкополосным фильтром, вторым фазовращателем на 90o, вторым масштабирующим перемножителем, второй вход которого соединен с выходом первого узкополосного фильтра, вторым узкополосным фильтром, вторым фазовым детектором, второй вход которого через полосовой фильтр соединен с выходом второго радиоприемника, и индикатором. Структурная схема предлагаемого электронного замка представлена на фиг. 1. Временные диафрагмы, поясняющие принцип работы электронного замка, изображены на фиг. 2. Электронный замок содержит на объекте охраны механический замок 1, кинематически связанный с выключателем 2 питания, исполнительные блоки 3 и 24, последовательно включенные задающий генератор 14, первый фазовращатель 15 на 90o, первый масштабирующий перемножитель 16, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 14, второй фазовый манипулятор 18, второй вход которого соединен с выходом второго генератора 17 модулирующего кода, и радиопередатчик 4, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 14, последовательно включенные радиоприемник 5, линию 19 задержки, фазовый детектор 20, второй вход которого соединен с выходом радиоприемника 5, коррелятор 22, второй вход которого соединен с выходом блока 21 памяти, пороговый блок 23, замыкающие контакты 28.3 дистанционного переключателя 27, относящиеся к его первой обмотке 28, и первый исполнительный блок 3. К источнику 34 питания через размыкающие контакты 29.3 дистанционного переключателя 27, относящиеся к второй обмотке 29 подключен второй исполнительный блок 24. К первому источнику питания 34 подключены через замыкающие контакты 26 тревожной сигнализации обмотка 25 реле, обмотки 28 и 29 дистанционного переключателя 27 через его контакты 28.1 и 28.2 разнонаправленного действия, относящиеся к первой обмотке 28, светодиодный индикатор 33 через последовательно включенные токоограничивающий резистор 32 и первые размыкающие контакты 29.1 дистанционного переключателя 27, относящихся к его второй обмотке 29. Задающий генератор 14, радиопередатчик 4 и радиоприемник 5 соединены с источником питания 34 через выключатель 2 питания и четвертые замыкающие контакты 28.4. Задающий генератор 14, второй генератор 17 модулирующего кода, второй фазовый манипулятор 18, радиопередатчик 4 и радиоприемник 5 соединены с источником 34 питания через размыкающие контакты 29.2 дистанционного переключателя 27, относящиеся к второй обмотке 29, и замыкающие контакты 25.1 реле. На средстве для кодирования 6 размещены последовательно включенные первый колебательный контур 7, средство 9 преобразования частоты, первый фазовый манипулятор 11, второй вход которого соединен с выходом первого генератора 10 модулирующего кода, и второй колебательный контур 8, при этом средство 9 преобразования частоты, первый генератор 10 модулирующего кода и первый фазовый манипулятор 11 соединены с вторым источником 12 питания через кнопочный выключатель 12.1. Средствами кодирования снабжены все лица, которым разрешен доступ на объект охраны. Если объектом охраны является квартира, то средствами кодирования владеют все лица, проживающие в квартире. На пункте приема устройство содержит последовательно включенные второй радиоприемник 35, первый узкополосный фильтр 37, второй фазовращатель 38 на 90o, второй масштабирующий перемножитель 39, второй вход которого соединен с выходом узкополосного фильтра 37, второй узкополосный фильтр 40, второй фазовый детектор 41, второй вход которого через полосовой фильтр 36 соединен с выходом радиоприемника 35, и индикатор 42. Электронный замок работает следующим образом. При поднесении средства 6 для кодирования, выполненного, например, в виде ключа или брелка, к геркону 30, установленному за обшивкой объекта охраны в месте, известном только лицам, допущенным к объекту, обмотка 29 дистанционного переключателя 27 через замкнутые контакты 28.2 и геркон 30 оказывается подключенной к источнику 34 питания. Обмотка 29 срабатывает и дистанционный переключатель 27 переводится в свое первое устойчивое состояние, при котором контакты 28.1, 29.1, 29.2 и 29.3 замыкаются, а контакты 28.2, 28.3, 28.4 размыкаются, как это показано на фиг. 1. Данный режим соответствует режиму охраны объекта (квартиры, офиса, склада и т.д.). Питание через токоограничивающий резистор 32 и замкнутые контакты 29.1 поступает на светодиодный индикатор 33, который срабатывает и сигнализирует о том, что объект взят под охрану. При этом исполнительный блок 24 через замкнутые контакты 29.3 подключается к источнику 34 питания, срабатывает и воздействует на механический замок 1, который закрывает объект. При этом, если в качестве объекта охраны используется квартира, то светодиодный индикатор 33 может быть установлен рядом с дверным глазком. Поэтому его срабатывание визуально можно наблюдать через дверной глазок. Для открытия входной двери владелец опять подносит средство 6 кодирования к геркону 30, а затем нажимает кнопочный выключатель 12.1. При этом питание подается на средство 9 преобразования частоты, генератор 10 модулирующего кода и фазовый манипулятор 11. Обмотка 28 дистанционного переключателя 27 через замкнутые контакты 28.1 и геркон 30 оказывается подключенной к источнику 34 питания. Дистанционный переключатель 27 переводится в свое второе устойчивое состояние, при котором контакты 28.2, 28.3, 28.4 замыкаются, а контакты 28.1, 29.1, 29.2, 29.3 размыкаются. Светодиодный индикатор 33 гаснет. В этом положении выключатель 2 питания оказывается включенным и питание через него и замкнутые контакты 28.4 подается на задающий генератор 14, радиопередатчик 4 и радиоприемник 5. Задающим генератором формируется сигнал высокой частоты (фиг. 2,а) Uc(t) = Uc














которое поступает на первый вход фазового манипулятора 11, на второй вход которого подается модулирующий код M(t) (фиг. 2,в) с выхода генератора 10 модулирующего кода. На выходе фазового манипулятора 11 образуется фазоманипулированный (ФМн) сигнал на промежуточной частоте (фиг. 2,г)
U1(t) = Uпр





где










где



где U3 = 2Uc2,
которое поступает на первый вход фазового манипулятора 18, на второй вход которого подается модулирующий код M(t) (фиг. 2,в) с выхода генератора 17 модулирующего кода. На выходе фазового манипулятора 18 образуется ФМН-сигнал (фиг. 2,з)
U4(t) = U3





который поступает на второй вход радиопередатчика 4. Напряжение Uс(t) (фиг. 2,а) и U4(t) (фиг. 2,з) излучается антенной 4.1 в эфир. На приемном пункте приемной антенной 35.1 и радиоприемником 35 выделяются ФМН-сигнал U4(t) и гармоническое напряжение Uс(t), которые разделяются с помощью полосового фильтра 36 и узкополосного фильтра 37. ФМН-сигнал U4(t) (фиг. 2,з) с выхода полосового фильтра 36 поступает на первый вход фазового детектора 41. Гармоническое напряжение Uс(t) (фиг. 2,а) с выхода узкополосного фильтра 37 поступает непосредственно и через фазовращатель 38 на 90o на два входа масштабирующего перемножителя 39, на выходе которого образуется гармоническое напряжение U3(t) (фиг. 2,ж). Указанное напряжение выделяется узкополосным фильтром 40 и подается на опорный вход фазового детектора 41, на входе которого образуется низкочастотное напряжение (фиг. 2,и)
U5(t) = U5




где

Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2