Микропроцессорная система охранной сигнализации автомобиля (стр. 1 из 12)
ВВЕДЕНИЕ
С появлением частной собственности появились лица, которые захотели ее получить незаконным путем. Среди множества материальных ценностей изобретённых человеком автомобиль занимает особое место. Являясь средством передвижения, он обладает значительной стоимостью и при этом очень часто бывает вне пределов видимости своего хозяина. Благодаря этому тенденция к хищению и раскомплектации личных автотранспортных средств постоянно растет. Чтобы противостоять этому, необходимо устанавливать дополнительные устройства на автомобиль, которые затрудняют злоумышленнику его чёрную работу. Эффективным методом является использование систем охранной сигнализации. Как показывает статистика, автомашины, оборудованные системой сигнализации, менее подвергаются угону или раскомплектации. Существующие ныне системы охранной сигнализации обладают недостаточными функциональными возможностями или большой стоимостью. Следовательно, есть потребность в разработке дешевых, не сложных в производстве и установке систем охранной сигнализации которые в то же время обладают достаточной функциональной насыщенностью, надежностью чтобы без ущерба выполнять свои функции- предупредить хищение или раскомплектацию автотранспортного средства.
Для расширения функциональных возможностей и для снижения стоимости при разработке охранных систем необходимо использовать микропроцессоры, что позволит реализовать аппаратуру с улучшенными техническими и потребительскими характеристиками.
Цель и задача настоящей работы:
1. На основе использования современной элементной базы (PIC контроллеры) и современных принципов организации информационного обмена между разнесенными объектами, разработать систему передачи извещений о проникновении отличающуюся: гибкостью (легкость и простота разворачивания, возможность конфигурирования);
2. надежностью (автоматический контроль за состоянием системы, канала передачи информации о состоянии системы и объектов охраны);
3. расширенными функциональными возможностями и простотой в обращении (автоматическая постановка под охрану и снятие с охраны объектов);
4. низкой себестоимостью, высокой экономичностью.
1. ОБЗОР АНАЛОГИЧНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ
1.1 Устройства и системы предотвращения угонов и посягательств на автомобиль
Проблема охраны автомобилей от посягательств в настоящее время весьма актуальна. В связи с этим производится большое число разнообразных защитных и охранных устройств. Наиболее простые из них представляют собой механические приспособления (например, специальные запорные устройства, блокирующие рычаг переключения передач, колесо рулевого управления, педаль газа и т.д.). Более сложные - электронные системы охраны.
Наиболее простой электронной системой охраны автомобиля от угона является иммобилайзер [1]. Иммобилайзер - средство пассивной защиты - дополнение к замку зажигания. Он может блокировать следующие цепи.
В автомобиле с бензиновым двигателем:
- питание системы зажигания;
- питание катушки зажигания;
- запуск стартера;
- запуск электрического топливного насоса;
- включение топливного электроклапана (если установлен);
- управление инжектором;
В автомобиле с дизельным двигателем:
- цепь включения калильных свечей;
- запуск стартера;
- запуск электрического топливного насоса;
- включение топливного электроклапана (если установлен);
Простейший вариант представляет собой скрытый в потайном месте выключатель.
Рассмотрим современные иммобилайзеры на примере иммобилайзера CYBORG (США). Управление этим иммобилайзером осуществляется плоским электронным ключом, выполненным по технологии фирмы DALLAS, который представляет собой энергонезависимую микросхему памяти с однопроводным протоколом обмена данными. Разрыв необходимых электрических цепей автомобиля производится с помощью специальных устройств – блокираторов. Управление ими осуществляется с помощью новой технологии DigitalCodeCommunicationNetwork (коммуникационная сеть с цифровым кодом), благодаря которой появилась возможность посылать кодовые сигналы по штатной проводке автомобиля. Цифровой код для деактивации блокираторов передается по всей сети. Это позволяет располагать их в любом месте автомобиля, не соединяя проводами с центральным блоком. Определить место расположения блокираторов для угонщика автомобиля крайне затруднительно. Максимальное количество блокираторов, и соответственно, цепей разрыва – восемь. Возможно программирование времени задержки активации каждого блокиратора.
Иммобилайзер CYBORG обеспечивает выполнение следующих функций:
- Активация устройства осуществляется автоматически через 1 минуту после выключения зажигания.
- Деактивация производится с помощью электронного ключа, который необходимо вставить в приемное гнездо считывателя. Загорается индикатор, и у водителя есть 1 минута для запуска двигателя.
Иммобилайзер CYBORG способен запрограммировать коды 4-х ключей, а так же стереть из памяти коды утерянных ключей. Он имеет высокую степень помехозащищенности и может быть установлен на любые отечественные автомобили.
Тем не менее при всех своих достоинствах, проблемы защиты от раскомплектации как механические устройства, так и эта система не решает. Проникнув в автомобиль, грабитель может применить весь арсенал техники (жидкий азот, дисковые пилы и т.д.) и в благоприятных условиях никто ему не будет мешать.
Следующим классом охранных устройств являются охранные сигнализации. Сигнализация в классическом исполнении (рис.1.1) состоит из:
- центрального блока;
- внешних датчиков;
- сирены;
- реле блокировок;
- кодового брелка.
 |
Рис.1.1. Устройство сигнализации в классическом исполнении.
Современные охранные сигнализации это сложные электронные устройства, которые имеют дистанционное управление, некоторые функции иммобилайзера (в отдельных моделях есть и полноценные иммобилайзеры) а также выполняют множество сервисных функций. Включенная сигнализация контролирует ряд точек в автомобиле, и, в случае вторжения, включает звуковые и световые сигналы для привлечения внимания и иногда выполняет и некоторые другие функции. Количество контролируемых точек зависит от комплекта поставки и количества дополнительных датчиков, подключаемых к сигнализации.
1.2 Датчики, применяемые в автомобильных сигнализациях
Электроконтактные устройства (ЭУ) стали использоваться для защиты и распознавания проникновения ранее всех остальных электронных и электрических охранных приборов и тот факт, что различные их разновидности всё ещё используют и поныне свидетельствует о наличии у них достоинств в определённых ситуациях [2]. ЭУ, вмонтированные в коробку двери (капота, багажника) известны как дверные контакты (дверные выключатели, концевые переключатели). Эти контакты всегда есть в дверях (соединены с лампой плафона). Установка их в багажнике и капоте не представляет труда. Достоинства данных датчиков: определённость действия (однозначность перехода между рабочими ситуациями и малая реакция на случайные помехи), высокая надёжность. Но есть и проблемы: загрязнение поверхности контактов, окисление, нагрев зоны контакта. Место установки контактов трудно скрыть, и традиционно считается, что их легко вывести из строя, закрепив рычажок в закрытой позиции кусочком жевательной резинки, если у преступников есть предварительный доступ к интересующей их двери.
Широкое применение нашли герконовые (магнитоуправляемые) датчики, когда контакты замыкаются при приближении магнита, установленного, например, на дверях. Но опытный преступник может нейтрализовать их, используя мощный внешний магнит. Однако, реально трудно одновременно удерживать магнит в требующемся положении открывать дверь. Более того, фирма Sigma, например, выпускает герконовые датчики, экранированные от постоянного магнитного поля специальными защитными пластинами-экранами и снабжённые специальными герконовыми контактами, срабатывающими в присутствии постороннего поля.
Ударный датчик. Ударный датчик представляет собой устройство, которое улавливает вибрации корпуса автомобиля. Если амплитуда вибраций превышает заданную величину, ударный датчик вызывает срабатывание сигнализации. Традиционно, ударные датчики являются самыми простыми и дешевыми, среди применяемых в автомобильных сигнализациях. Они поставляются, как правило, в базовом комплекте. Серьезным недостатком ударного датчика является нечувствительность к качанию и высокая чувствительность к помехам. Ударный датчик может с большим приоритетом срабатывать на проезжающие мимо тяжелые автомобили, чем на откручивание колеса.
Обычно, вибрационный датчик [3] содержит корпус, в котором соосно размещены верхний и нижний контакты, между которыми размещён сферический элемент из электропроводящего материала, в верхней части корпуса размещена с возможностью перемещения крышка, верхний контакт соединён с крышкой, а нижний контакт - с корпусом. С целью расширения области использования датчика, нижний и верхний контакты выполнены в форме шайбы, причём опорная поверхность верхнего контакта выполнена в форме углубления конической формы, а опорная поверхность нижнего контакта выполнена в виде углубления сферической формы.
Ударный датчик охранной сигнализации может содержать корпус [4], в котором размещён чувствительный узел, выполненный в виде подвижного и неподвижного элементов с возможностью их взаимодействия. В такой датчик введены винтовой элемент, пластина с отверстием и стопорное кольцо. Корпус выполнен в виде колпака с дном, в котором выполнено отверстие, в котором размещена пластина, закреплённая стопорным кольцом. Неподвижный элемент чувствительного узла выполнен в виде полого цилиндра из поляризованного пьезокерамического материала, на торцах цилиндра размещены обкладки, цилиндр размещён на пластине соосно с её отверстием. Подвижный элемент чувствительного узла выполнен в виде маятника, нить которого соединена с винтовым элементом, а инерционная масса маятника размещена во внутреннем диаметре цилиндра, обкладки которого являются выходами датчика.