Устройство для сигнализации о несанкционированном воздействии на стекло транспортного средства

 

Изобретение относится к технике предотвращения несанкционированного использования транспортных средств (ТС). Устройство содержит последовательно соединенные микрофон, активный фильтр высоких частот, фильтр низких частот и микроконтроллер. Имеется блок управления громкой связью с встроенным Bluetooth-узлом, который беспроводно связан с аналогичным Bluetooth-узлом, встроенным в сотовой телефон на ТС. Центральный блок управления охранно-противоугонной системой подключен к блоку управления громкой связью и связан с блоком хранения телефонных номеров пользователей ТС. Блок управления громкой связью связан с блоком хранения мелодий вызова, с блоком хранения телефонных номеров пользователей ТС и с блоком хранения речевых сообщений, подключенным к центральному блоку управления. В состав микроконтроллера входят последовательно включенные аналого-цифровой преобразователь, микропроцессорный блок обработки и решающее устройство, выход которого соединен с дополнительным входом центрального блока управления. Последний выполнен с возможностью селекции кодовых сообщений о степени повреждения стекла и активации в охранно-противоугонной системе, предупредительной либо тревожной зон сигнализации о несанкционированном воздействии на стекло ТС. Изобретение обеспечивает своевременное предупреждение удаленного пользователя ТС о несанкционированном воздействии на стекло ТС для принятия соответствующих мер. 1 ил.

Изобретение относится к технике предотвращения несанкционированного использования транспортного средства (ТС) и предназначено для сигнализации о попытках нежелательного проникновения в ТС.

Аппаратура управления электронной системой защиты от несанкционированного использования ТС может включать в себя носимую часть, например находящиеся у владельца ТС и уполномоченных им лиц (далее - пользователей ТС) транспондеры (метки) и/или радиобрелоки и возимую (то есть устанавливаемую на защищаемом ТС) часть, которая содержит логический модуль, блок предупреждения пользователя, релейный орган иммобилайзера, считыватель, вход которого соединен с выходом строба запроса логического модуля, выход управления реле которого подключен ко входу релейного органа иммобилайзера, выход управления сигнализацией - ко входу блока предупреждения пользователя, групповой выход управления исполнительными механизмами - к группе управляющих шин, а групповой вход сигнальных датчиков соединен с группой сигнальных шин (ЕР №0635408, В 60 R 25/10, Е 05 В 49/00, 22.07.1993).

Недостатком вышеуказанного технического решения является то, что, обеспечивая защиту ТС от угона, захвата или кражи, оно не способствует повышению удобства пользования ТС для самих его пользователей, поскольку не позволяет предложить каждому пользователю сервисные возможности (например, управление запуском/выключением двигателя, регулировку положения кресел, наклона рулевой колонки и т.п.).

Основным направлением решения этой задачи является введение режима программирования аппаратуры управления электронной системой защиты ТС. Так, известен способ управления электронной системой защиты ТС, предусматривающий предварительную запись информации о конфигурации и сервисных установках системы в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) главного транспондера (Мастер-метки), вход в режим программирования с помощью этой Мастер-метки, связывание иммобилайзера ТС с запасной меткой и последующую запись ее кода в оперативное запоминающее устройство иммобилайзера и в ПЗУ Мастер-метки (US №5416471, Е 05 В 53/00, 16.05.1995).

Однако известный способ характеризуется ограниченными возможностями, не позволяющими совместить комплексное программирование противоугонной и охранной частей электронной системы защиты ТС с созданием комфортных условий эксплуатации его пользователем.

Комплексное повышение эффективности электронной защиты ТС от несанкционированного использования и улучшение комфортности условий его эксплуатации достигается в способе управления системой защиты ТС от несанкционированного пользования, согласно которому записывают в ПЗУ Мастер-метки информацию о конфигурации и установках охранной и противоугонной частей электронной системы защиты, кодах радиобрелоков, предназначенных для дистанционного управления охранной частью электронной системы защиты, дистанционного пуска двигателя и задания сервисных функций, кодах используемых меток, предназначенных для дистанционного управления противоугонной частью электронной системы защиты с отключением иммобилайзера, о функциональном назначении кнопок радиобрелоков, параметрах канала пейджинговой связи, обеспечивающего пуск и блокирование двигателя, приоритетности команд, передаваемых с меток и по каналу пейджинговой связи, а также о параметрах каналов для выполнения сервисных функций, помещают Мастер-метку в зону считывания и переписывают информацию из Мастер-метки в ПЗУ электронной системы защиты, расположенное на ТС, а для внесения изменений в режимы работы указанной электронной системы защиты либо заново программируют ПЗУ электронной системы защиты, либо изменяют содержание ПЗУ Мастер-метки и переписывают из него уточненную информацию Мастер-метки в ПЗУ электронной системы защиты, осуществляют скрытый беспроводной обмен данными между носимым электронным устройством, встроенным в предмет личного пользования пользователя ТС, и возимыми электронными устройствами, встроенными в отдельные узлы охранной и противоугонной частей электронной системы защиты ТС от несанкционированного использования, при этом обмен данными между носимым электронным устройством и одним или несколькими возимыми электронными устройствами осуществляют автоматически, как только носимое электронное устройство оказывается в пределах досягаемости одного или нескольких возимых электронных устройств, при этом в качестве вышеупомянутых носимого и возимых электронных устройств используют микрочипы, реализующие технологии беспроводного обмена данными, например Bluetooth (RU №2185297, В 60 R 25/00, 20.07.2003).

В последние годы широкое распространение получили также технологии беспроводной связи, обеспечивающие дистанционное подключение абонента к телефонной сети общего пользования, например к сотовой сети подвижной связи стандарта GSM. Это - так называемые пикосотовые сети фиксированной связи, разворачиваемые в помещениях предприятий, офисов, складов и т.п. (см., например, US №2002/0132582, Н 04 В 5/00, 19.09.2002).

Однако устройства этого типа не рекомендуются для ведения переговоров во время движения ТС, поскольку, держа сотовый телефон в руках, водитель нарушает правила дорожного движения и создает угрозу другим его участникам. В связи с этим широкое распространение получили автомобильные комплекты громкой связи ("hands free" или "свободные руки") - приспособления, обеспечивающие водителю ТС возможность разговаривать по сотовому телефону, не держа его в руках.

Типовой комплект громкой связи для ТС включает в себя микрофон, громкоговоритель, держатель сотового телефона и соединительный кабель. Применение комплекта громкой связи на борту ТС значительно снижает вероятность возникновения опасных ситуаций на дорогах.

К указанному классу устройств относится, например, автомобильное телефонное устройство по заявке GB №2363287, В 60 R 25/10, G 08 В 25/10, Н 04 М 11/04, 17.06.2000. Наряду с возможностями комплектов громкой связи в указанном устройстве реализованы также охранно-противоугонные функции и сервисные возможности.

Наличие описанных выше функциональных возможностей в реально существующей аппаратуре управления электронными системами защиты ТС, например в серийно выпускаемых предприятием-заявителем, позволяет перейти на еще более высокий уровень безопасности и сервисных возможностей аппаратуры такого класса. Это достигается путем формирования радиоканалов обмена данными между носимым электронным устройством, встроенным в какой-либо предмет личного пользования пользователя ТС, и возимыми электронными устройствами, встроенными в какие-либо электронные узлы ТС при одновременном использовании комплекта громкой связи.

Уже в настоящее время на рынке товаров широкого потребления имеется ряд предметов личного пользования (сотовые телефоны, часы, электронные записные книжки), снабженных микрочипами для беспроводной передачи данных на расстояния порядка 10-50 м. Приобретя такие предметы и установив соответствующие микрочипы в электронные узлы ТС, пользователь получает возможность обеспечить автоматическую и совершенно скрытую от визуального наблюдения передачу команд управления охранно-противоугонными функциями и сервисными возможностями электронной системы защиты ТС от несанкционированного использования. Команды начинают передаваться, как только носимое электронное устройство, встроенное в предмет личного пользования, оказывается в пределах досягаемости одного или нескольких возимых электронных устройств.

Указанное техническое решение реализовано, например, в патенте RU №2211159, В 60 R 25/00, Н 04 М 9/08, 27.08.2003, в котором рассматривается комплект громкой связи для ТС, содержащий центральный блок управления охранно-противоугонной системой, первые вход и выход которого связаны с охранно-противоугонной системой ТС, а вторые вход и выход - с блоком хранения номеров телефонов пользователей ТС, блок таймера и управления подачей питания, вход которого подключен к третьему выходу центрального блока управления охранно-противоугонной системой, а выход подключен к бортовой сети питания, блок памяти речевых сообщений, вход которого подключен к четвертому выходу центрального блока управления охранно-противоугонной системой, а также один или несколько сотовых телефонов, соединительный кабель с микрофоном и громкоговорителем, блок управления громкой связью с встроенными в него блоком звуковой сигнализации и Bluetooth-узлом связи, выполненным с возможностью радиообмена данными с одним или несколькими сотовыми телефонами, оснащенные Bluetooth-узлами связи, выносной орган управления и программирования громкой связи с встроенным в него блоком световой индикации, блок памяти голосовых команд, блок хранения мелодий вызова и служебных звуковых сигналов, блок шумопонижения и подавления акустического эха и блок приглушения или отключения магнитолы, при этом блок управления громкой связью связан с блоком хранения номеров телефонов и секретных кодов пользователей ТС, с блоком памяти речевых сообщений, с блоком памяти голосовых команд и с блоком хранения мелодий вызова и служебных звуковых сигналов, один из выходов блока управления громкой связью подключен через блок приглушения или отключения магнитолы к управляющему входу бортовой аудиосистемы, а другой выход блока управления громкой связью через блок шумопонижения и подавления акустического эха и соединительный кабель связан с микрофоном и громкоговорителем, один из входов блока управления громкой связью подключен к системе зажигания ТС, а другой вход - к выходу выносного органа управления и программирования громкой связи.

Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа настоящего изобретения.

Предметом изобретения является устройство для сигнализации о несанкционированном воздействии на стекло ТС, содержащее микроконтроллер, микрофон, блок управления громкой связью со встроенным первым Bluetooth-узлом, выполненным с возможностью беспроводной связи с аналогичным вторым Bluetooth-узлом, встроенным в сотовой телефон, находящийся на ТС, а также центральный блок управления охранно-противоугонной системой, который связан с охранно-противоугонной системой и с блоком хранения телефонных номеров пользователей ТС, а к одному из его входов подключен соответствующий выход блока управления громкой связью, который связан с блоком хранения мелодий вызова и с блоком хранения телефонных номеров пользователей ТС, а ко входу блока управления громкой связью подключен выход блока хранения речевых сообщений, вход которого подключен к выходу центрального блока управления охранно-противоугонной системой. Указанное устройство содержит также последовательно соединенные усилитель, вход которого подключен к выходу микрофона, и частотный фильтр, а в состав микроконтроллера введены последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь (АЦП), вход которого подключен к выходу частотного фильтра, микропроцессорный блок обработки и решающее устройство, выход которого соединен с дополнительным входом центрального блока управления охранно-противоугонной системой, выполненного с возможностью селекции кодовых сообщений о степени повреждения стекла и активации в охранно-противоугонной системе, в зависимости от указанной степени предупредительной, либо тревожной зон сигнализации о несанкционированном воздействии на стекло ТС.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности своевременного предупреждения удаленного пользователя ТС, находящего, например, в офисе или в квартире, о несанкционированном воздействии на его ТС (в виде разбития стекла).

Обеспечиваемый технический результат заключается в обнаружении и распознавании такого воздействия и своевременном тревожном оповещении пользователя для принятия им необходимых мер по защите ТС.

Сущность изобретения поясняется на чертеже, на котором представлена структурная схема заявленного устройства. Использованы следующие обозначения:

1 - микрофон; 2 - усилитель; 3 - частотный фильтр; 4 - АЦП; 5 - микропроцессорный блок обработки; 6 - решающее устройство; 7 - микроконтроллер; 8 - центральный блок управления охранно-противоугонной системой; 9 - охранно-противоугонная система; 10 - блок хранения телефонных номеров пользователей ТС; 11 - блок управления громкой связью; 12 - блок хранения речевых сообщений; 13 - первый Bluetooth-узел; 14 - блок хранения мелодий вызова; 15 - второй Bluetooth-узел; 16 - сотовый телефон.

Заявленное устройство содержит последовательно соединенные микрофон 1, усилитель 2, частотный фильтр 3 и микроконтроллер 7, состоящий из последовательно соединенных АЦП 4, микропроцессорного блока 5 обработки и решающего устройства 6, выход которого является выходом микроконтроллера 7 и подключен к центральному блоку 8 управления охранно-противоугонной системой. При этом вход АЦП 4 является входом микроконтроллера 7.

В рассматриваемом варианте заявленного технического решения предполагается, что используется тот же микрофон 1, что и в устройстве-прототипе, то есть их различия не существенны.

Последовательно соединенные усилитель 2 и частотный фильтр 3 представляют собой операционный усилитель и фильтр, амплитудно-частотная характеристика которого обеспечивает режекцию как низкочастотных шумов, так и верхней части частотного спектра. В результате аналоговая цепочка из указанного усилителя 2 и частотного фильтра 3 обеспечивает пропускание средней части спектра звуковых частот, в которой сосредоточены тона звуковых сигналов, характерные для ударов по стеклу, появления и распространения трещин, образования и высыпания осколков стекла.

Микрофон 1, усилитель 2 и частотный фильтр 3 являются стандартными радиотехническими компонентами (см., например, Справочник "Выполнение электрических схем по ЕСКД", Москва, "Издательство стандартов", 1989). Что касается микроконтроллера 7, то в разработанном на предприятии-заявителе и намеченном для серийного производства устройстве RG-1 (аппаратурной реализации заявляемого устройства для сигнализации о несанкционированном воздействии на стекло ТС) использована одна из новых разработок фирмы Texas Instruments (США) - 16-битовый микроконтроллер MSP430F149 с низким энергопотреблением, конструктивные параметры которого обеспечивают возможность работы на борту ТС. В настоящее время указанный микроконтроллер уже используется в разработанных на предприятии-заявителе образцах распознавателей звуковых сигналов RK-01 и RZ-1.

Устройство RG-01 совместимо с серийно производимыми предприятием-заявителем и реализуемыми на открытом рынке под торговыми марками BLACK BUG и REEF охранно-противоугонными системами 9, содержащими датчики несанкционированного воздействия на ТС, устройства тревожной сигнализации и исполнительные узлы, например иммобилайзеры. Каждая такая система управляется центральным блоком 8 управления охранно-противоугонной системой.

Остальные функциональные узлы, показанные на чертеже, являются общими с устройством-прототипом и входят в состав серийно производимого предприятием-заявителем "Комплекта автомобильной громкой связи" REEF HP-1000 (сертификат соответствия №РОСС RU.ME30.B.01281).

Таким образом, возможность практической реализации заявляемого устройства не вызывает сомнений.

Рассматриваемое устройство для сигнализации о несанкционированном воздействии на стекло ТС работает следующим образом.

Роль датчика ударов по стеклу в заявленном устройстве играет микрофон 1, установленный в салоне ТС. Как уже было отмечено, может быть использован микрофон громкой связи, входящий в состав устройства-прототипа. Микрофон 1 преобразует акустическое воздействие, возникающее в результате ударов по стеклу и последствий таких ударов (распространение трещин, разрушение и выпадение осколков стекла), в электрический сигнал, который подается на вход аналоговой цепочки, состоящей из последовательно включенных усилителя 2 и частотного фильтра 3. Указанная аналоговая цепочка выделяет среднюю часть спектра звуковых частот, в которой сосредоточены спектральные составляющие, характерные для звуков ударов по стеклу, появления и расползания трещин и высыпания осколков стекла.

Отфильтрованный сигнал поступает на микроконтроллер 7, где подвергается аналого-цифровому преобразованию в АЦП 4, после чего подается на вход микропроцессорного блока 5 обработки, в котором осуществляется спектральный анализ выделенного участка спектра сигнала, например, путем быстрого преобразования Фурье (Б.Голд, Ч.Рэйдер "Цифровая обработка сигналов", Москва, "Советское радио", 1973, гл. 6).

Наличие ряда гармонических составляющих с достаточно большой амплитудой в средней части спектра звуковых частот характерно для звуков каждого из классов сигналов, различаемых заявляемым устройством:

- ударов по стеклу;

- расползания по стеклу трещин;

- высыпания осколков стекла.

Определение класса воздействия на стекло осуществляется с помощью решающего устройства 6 по правилам, установленным эмпирически, в результате многочисленных экспериментов. Например, результаты спектрального анализа нормируются и сравниваются с некоторыми заранее заданными порогами. АЦП 4, микропроцессорный блок 5 обработки и решающее устройство 6 выполнены в виде программируемого микроконтроллера 7, реализующего такое сравнение. Конкретизация указанных правил не является предметом данного изобретения.

С выхода решающего устройства 6, являющегося выходом микроконтроллера 7, кодовые сообщения, для которых в решающем устройстве 6 определен класс воздействия на стекло, подаются на дополнительный вход центрального блока 8 управления охранно-противоугонной системой.

В том случае, если решающее устройство 6 классифицировало внешнее воздействие как удары по стеклу, срабатывает предупредительный уровень (зона) сигнализации и центральный блок 8 управления охранно-противоугонной системой активирует в охранно-противоугонной системе 9 блоки звуковой и световой сигнализации ТС (например, блоки управления сиреной и включением фар) в режиме подачи предупредительных звуковых и световых сигналов. Кроме того, центральный блок 8 управления охранно-противоугонной системой включает в охранно-противоугонной системе 9 узлы блокировки периметра. То есть охранно-противоугонная система 9 запирает на ТС все двери, багажник и капот, а также полностью поднимает все стекла. Если блокировка периметра оказывается невозможной, например, в результате ударов по слегка открытому стеклу оно не поднимается полностью, то охранно-противоугонная система 9, спустя промежуток времени, необходимый для блокирования периметра, сообщает в центральный блок 8 управления противоугонной системой о невозможности полной блокировки. Этот сигнал переводит центральный блок 8 управления противоугонной системой в режим тревожной сигнализации.

В тех случаях, когда решающее устройство 6 классифицировало внешнее воздействие как расползание трещин и/или высыпание осколков стекла, центральный блок 8 управления противоугонной системой сразу переходит в режим тревожной сигнализации.

В режиме тревожной сигнализации центральный блок 8 управления противоугонной системой вызывает срабатывание узлов охранно-противоугонной системы 9, препятствующих проникновению в ТС. Входящие в состав охранно-противоугонной системы 9 узлы звуковой и световой сигнализации начинают выдавать более мощные, чем в режиме подачи предупредительных сигналов, сигналы тревоги с целью привлечения к происходящему внимания окружающих людей.

Кроме того, в режиме тревожной сигнализации из центрального блока 8 управления охранно-противоугонной системой в охранно-противоугонную систему 9 и в блок 10 хранения телефонных номеров пользователей ТС поступают соответственно команды на включение определенных функциональных узлов охранно-противоугонной системы (например, на включение иммобилайзера) и команды, активирующие поиск номера телефона пользователя с наиболее высоким установленным приоритетом (например, владельца данного ТС).

В соответствии с найденным в блоке 10 хранения телефонных номеров пользователей ТС телефонным номером в блоке 11 управления громкой связью формируется команда дозвона. Одновременно, по команде из центрального блока 8 управления охранно-противоугонной системой, блок 12 хранения речевых сообщений выбирает требуемое обращение к пользователю ТС, которое передается в блок 11 управления громкой связью для последующего излучения на высокочастотной несущей (2,4 ГГц) в эфир с помощью первого Bluetooth-узла 13.

Вместо речевого сообщения или совместно с ним пользователю может быть передана некоторая тревожная мелодия. О необходимости формирования такого сообщения блок 12 хранения речевых сообщений дополнительно извещает блок 11 управления громкой связью. После этого блок 11 управления громкой связью запрашивает блок 14 хранения мелодий вызова, получает из него ответ в виде соответствующей мелодии и с помощью первого Bluetooth-узла 13 передает ее в радиоэфир.

Сигналы радиовызова пользователя ТС поступают во второй Bluetooth-узел 15, встроенный в находящийся в салоне (или в багажнике) ТС сотовый телефон 16, который передает их по сотовой сети подвижной связи (например, стандарта GSM) удаленному пользователю ТС.

Однако дозвон до соответствующего пользователя не всегда оказывается успешным. При отсутствии связи с удаленным пользователем в течение установленного времени дозвона второй Bluetooth-узел 15 передает по радиоэфиру на первый Bluetooth-узел 13 сигнал отсутствия связи. После этого блок 11 управления громкой связью (в состав которого входит первый Bluetooth-узел 13) передает в блок 10 хранения телефонных номеров пользователей ТС команду о временном изменении приоритета. В свою очередь, в центральный блок 8 управления охранно-противоугонной системой поступает команда, активирующая повторный поиск номера телефона пользователя с наиболее высоким приоритетом (с учетом временного изменения приоритета в блоке 10 хранения телефонных номеров пользователей ТС). В конце концов, один из пользователей ТС получает тревожный сигнал радиовызова.

Приняв указанный сигнал, пользователь ТС должен оценить ситуацию и предпринять соответствующие действия по защите ТС. Например, он может позвонить в дежурную часть милиции (в службу "02") или обратиться к кому-либо из операторов общегородских противоугонных систем.

Если в составе охранно-противоугонной системы предусмотрены средства блокирования двигателя ТС по каналам сотовой подвижной связи и пользователь желает воспользоваться этим средством защиты ТС, переданный с телефона пользователя сигнал блокирования двигателя ТС поступает на расположенный на борту ТС сотовый телефон 16. Далее, через встроенный в него второй Bluetooth-узел 15 этот сигнал передается по радиоэфиру на находящийся в салоне ТС первый Bluetooth-узел 13, встроенный в блок 11 управления громкой связью. Из блока 11 управления громкой связью сигнал блокирования двигателя ТС поступает в центральный блок 8 управления охранно-противоугонной системой. Из него соответствующая блокирующая команда передается в охранно-противоугонную систему 9 и блокирует движение ТС. Это значительно облегчает дальнейшие действия по поиску и перехвату угнанного ТС.

Таким образом, введение в устройство-прототип аналоговой цепочки, состоящей из усилителя 2 и частотного фильтра 3, и микроконтроллера 7, выход которого связан с дополнительным входом центрального блока 8 управления охранно-противоугонной системой, позволяет решить поставленную задачу, а именно обеспечить удаленного пользователя ТС, находящего, например, в офисе или в квартире, возможностью оперативного реагирования на попытки злоумышленников разбить стекло и проникнуть в ТС. Обеспечиваемый технический результат заключается в обнаружении и распознавании такого воздействия и в своевременном тревожном оповещении пользователя для принятия им необходимых мер по защите ТС.

Указанная совокупность признаков обладает новизной и полезностью, что позволяет классифицировать ее как изобретение.

Формула изобретения

Устройство для сигнализации о несанкционированном воздействии на стекло транспортного средства, содержащее микроконтроллер, микрофон, блок управления громкой связью со встроенным первым Bluetooth-узлом, выполненным с возможностью беспроводной связи с аналогичным вторым Bluetooth-узлом, встроенным в сотовой телефон, находящийся внутри транспортного средства, а также центральный блок управления охранно-противоугонной системой, который связан с охранно-противоугонной системой и с блоком хранения телефонных номеров пользователей транспортного средства, а к одному из его входов подключен соответствующий выход блока управления громкой связью, который связан с блоком хранения мелодий вызова и с блоком хранения телефонных номеров пользователей транспортного средства, а ко входу блока управления громкой связью подключен выход блока хранения речевых сообщений, вход которого подключен к выходу центрального блока управления охранно-противоугонной системой, отличающееся тем, что в него введены последовательно соединенные усилитель, вход которого подключен к выходу микрофона, и частотный фильтр, а в состав микроконтроллера введены последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, вход которого подключен к выходу частотного фильтра, микропроцессорный блок обработки и решающее устройство, выход которого соединен с дополнительным входом центрального блока управления охранно-противоугонной системой, выполненного с возможностью селекции кодовых сообщений о степени повреждения стекла и активации в охранно-противоугонной системе, в зависимости от указанной степени, предупредительной либо тревожной зон сигнализации о несанкционированном воздействии на стекло транспортного средства.

РИСУНКИ

Рисунок 1