Охранное кодовое устройство

Охранное кодовое устройство

Реферат

 

Изобретение относится к охранным системам и может быть использовано для охраны транспортных средств, например автомобилей, позволяет повысить функциональную надежность устройства и состоит из двух конструктивно не соединенных частей: замка и ключа. Замок содержит генератор синхронизации 1, блок синхронизации 2, шифратор 3, элемент ИЛИ 4, генератор импульсов 5, антенный контур 6, формирователь импульсов 20, блок 21 сравнения кодов, исполнительный блок 22. При этом в состав блока синхронизации 2 входит асинхронный Т-триггер на шести логических элементах И-НЕ, три элемента И-НЕ, RS-триггер на двух логических элементах И-НЕ, двоичный счетчик со срабатыванием по заднему фронту сигнала, два инвертора, элемент ИЛИ-НЕ. Ключ содержит антенный контур 7, подключенный к анодам выпрямительного 8 и разделительного 9 диодов, накопительный конденсатор 10, формирователь импульсов 11, селектор импульсов по длительности 12, выход которого соединен со вторым входом счетчика 13, коммутатор 14, блок 15 набора кодов, шину 16 питания ключа, генератор импульсов 17, прерыватель 18, нагрузочный резистор 19. При внесении ключа в зону переменного магнитного поля антенного контура 6 замка происходит сравнение кодов, установленных в шифраторе 3, находящемся в замке, и в блоке 15 набора кодов, находящемся в ключе. При совпадении происходит выключение исполнительного блока 22. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к охранным системам и может быть использовано для охраны транспортных средств, например автомобилей. Известны охранные кодовые устройства, состоящие из двух конструктивно не соединенных частей замка и ключа. При этом в состав замка входит шифратор и блок сравнения кодов, а в состав ключа блок набора кодов. Недостатком этих охранных кодовых устройств, является низкая функциональная надежность, обусловленная необходимостью контактного соединения замка и ключа через разъем для считывания сравниваемого кода из ключа в замок с целью сравнения, а также для подключения напряжения питания к ключу. Известно также охранное кодовое устройство по авторскому свидетельству СССР 1188029. Это устройство содержит шифратор, подключенный к первой группе входов, выход которого подключен к исполнительному блоку, блок набора кодов, кодовый регистр. Данное техническое решение также имеет низкую функциональную надежность, так как оно основано на механическом наборе кода с помощью кодовой клавиатуры. Такой набор требует значительного промежутка времени, может быть зафиксирован посторонним лицом и осуществим только внутри салона автомобиля. Из известных охранных кодовых устройств наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является охранное кодовое устройство, состоящее из замка, содержащего генератор синхронизации и шифратор, выходы которого подключены к первой группе входов блока сравнения кодов, выход которого соединен со входом исполнительного блока, и ключа, содержащего блок набора кодов. Однако данное устройство обладает невысокой функциональной надежностью, вследствие ограничений установки сравниваемых сигналов в замке и ключе. Целью изобретения является повышение функциональной надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в известное охранное кодовое устройство, состоящее из замка, содержащего генератор синхронизации и шифратор, выходы которого подключены к первой группе входов блока сравнения кодов, выход которого соединен со входом исполнительного блока, и ключа, содержащего блок набора кодов, введены в замок блок синхронизации, элемент ИЛИ, генератор импульсов, антенный контур, формирователь импульсов, в ключ введены антенный контур, накопительный конденсатор, выпрямительный и разделительный диоды, формирователь импульсов, селектор импульсов по длительности, счетчик, коммутатор, генератор импульсов, прерыватель, нагрузочный резистор, в замке первый, второй и третий выходы блока синхронизации подключены соответственно к первому, второму и третьему входам управления блока сравнения кодов, выход генератора синхронизации подключен ко входу блока синхронизации, первый и второй выходы которого подключены ко входам элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом генератора импульсов, первый выход которого подключен через формирователь импульсов ко второму входу блока сравнения кодов, а второй выход соединен с антенным контуром замка, антенный контур ключа через выпpямительный диод подключен к шине питания ключа, которая через накопительный конденсатор соединена с общей шиной ключа, и через разделительный диод со входом формирователя импульсов, через последовательно включенные нагрузочный резистор и токовую цепь прерывателя к общей шине ключа, выход формирователя импульсов подключен к первому входу счетчика и входу селектора импульсов по длительности, выход которого подключен ко второму входу счетчика, выходы которого соединены с первыми входами коммутатора, выходы блока набора кодов соединены со вторыми входами коммутатора, выход которого подключен ко входу генератора импульсов, выход которого соединен с управляющим входом прерывателя. При этом блок синхронизации содержит асинхронный Т-триггер, вход которого является входом блока синхронизации, выход заема соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, прямой выход со входом двоичного счетчика, единичные выходы старших разрядов которого подключены ко входам первого элемента И-НЕ, а единичный выход младшего разряда к первому входу второго элемента И-НЕ и к первому входу третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с входом RS-триггера, выход которого является вторым выходом блока синхронизации, выход первого элемента И-НЕ соединен со вторым входом второго элемента И-НЕ и входом первого инвертора, выход которого соединен со вторым входом третьего элемента И-НЕ и -входом RS-триггера, выход второго элемента И-НЕ подключен ко второму входу элемента ИЛИ-НЕ и ко входу второго инвертора, выходы которых являются соответственно третьим и первым выходами блока синхронизации. На фиг. 1 представлена схема электрическая функциональная предлагаемого охранного кодового устройства; на фиг. 2 временные диаграммы его работы. При этом номер диаграммы на фиг.2 соответствует номеру элемента, с выхода которого снимается указанный сигнал. Для элементов, выход которых не установлен, (конденсаторы, диоды и т.п.) на фиг. 2 через запятую указаны номера элементов, с точки соединения которых снимается сигнал. Если у элемента несколько выходов, на фиг. 2 указывается номер элемента и через точку номер выхода; на фиг. 3 приведен пример реализации блока синхронизации; на фиг. 4-временные диаграммы его работы. На фиг. 1 пунктирными линиями ограничены элементы, входящие в состав ключа и замка. В состав охранного кодового устройства входят генератор синхронизации 1; блок синхронизации 2, вход которого соединен с выходом генератора синхронизации 1; шифратор 3; элемент ИЛИ 4, входы которого подключены к первому и второму выходам блока синхронизации 2, а выход соединен со входом генератора импульсов 5; антенный контур 6, входящий в состав замка и подключенный ко второму выходу генератора импульсов 5; антенный контур 7, входящий в состав ключа и подключенный к анодам выпрямительного 8 и разделительного 9 диодов; накопительный конденсатор 10, включенный между нулевой шиной питания ключа и катодом выпрямительного диода 8; формирователь импульсов 11, вход которого соединен с катодом разделительного диода 9; селектор импульсов по длительности 12, вход которого подключен к выходу формирователя импульсов 11, а выход соединен со вторым входом счетчика 13; коммутатор 14, первая группа входов которого подключена к выходам счетчика 13; блок 15 набора кода, выходы которого подключены ко второй группе входов коммутатора 14; шина 16 питания ключа, соединенная с катодом выпрямительного диода 8; генератор импульсов 17, вход которого соединен с выходом коммутатора 14, а выход подключен к управляющему входу прерывателя 18; нагрузочный резистор 19, через который и через токовую цепь прерывателя 18 катод разделительного диода 9 подключен к общей шине ключа; формирователь импульсов 20, вход которого подключен к первому выходу генератора импульсов 5; блок 21 сравнения кодов, первая группа входов которого соединена с выходами шифратора 3, второй вход подключен к выходу формирователя импульсов 20, а три входа управления соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами блока синхронизации 2; исполнительный блок 22, вход которого подключен к выходу блока 21 сравнения кодов. В счетчике 13 первый вход является счетным, а второй входом начальной установки. На фиг. 3 приведена реализация блока синхронизации 2, а на фиг.4 - временные диаграммы его работы. В состав блока синхронизации 2 входит асинхронный Т-триггер на шести логических элементах И-НЕ 23-28, три элемента И-НЕ 29-31, RS-триггер на двух логических элементах И-НЕ 32, 33, двоичный счетчик 34 со срабатыванием по заднему фронту сигнала, два инвертора 35 и 36, элемент ИЛИ-НЕ 37. Шифратор 3 (в замке) и блок 15 набора кодов (в ключе) представляют собой коммутационные схемы, соединяющие каждый из выходов с шинами логического нуля или логической единицы. Конструктивно наиболее технологичным является исполнение каждого из этих блоков в виде коммутационного поля. Генератор импульсов 5 в замке может включать в свой состав задающий импульсный генератор на частоту F_o (100-200) кГц, элемент И и усилительный каскад на транзисторе, включающий дроссель, резистор, три конденсатора, диод. Формирователь импульсов 11 в ключе может состоять из последовательно соединенных фильтра нижних частот и порогового элемента. Селектор импульсов по длительности 12 может включать в свой состав пороговый элемент, вход которого подключен к интегратору, выполненному на резисторе, диоде и конденсаторе. Формирователь импульсов 20 в замке может состоять из последовательно включенных фильтра нижних частот, усилителя и порогового элемента с порогом, равным середине уровней логических нулей и единиц в принимаемом коде. Блок сравнения кодов 21 может включать в свой состав два двоичных счетчика, коммутатор, узел сравнения кодов на элементах И, ИЛИ-НЕ и ИЛИ, стробирующий элемент И, усилитель-формирователь. Схема исполнительного блока 22 определяется его назначением. В частности, если этот блок предназначен для включения охранной сигнализации, в его состав могут входить дистанционный переключатель, имеющий контакты и обмотки замыкания и размыкания (например, реле РПС-20), кнопка включения, сигнализации (находящаяся внутри охраняемого объекта, например, автомобиля, и которую необходимо нажать для включения охранного кодового устройства) и блок охранной сигнализации. Генератор импульсов 17 в ключе может включать в свой состав неуправляемый импульсный генератор на частоту F₁=(1-2) кГц и элемент И. Антенный контур в замке 6 и в ключе 7 могут состоять из параллельно включенных конденсатора и катушки индуктивности подключенных соответственно к общей шине замка и ключа. Остальные элементы, входящие в состав охранного кодового устройства, являются стандартными, широко описанными в технической литературе и в дальнейших пояснениях не нуждаются. Работает устройство следующим образом: по выходным импульсам генератора синхронизации 1 (частотой 10-50 Гц) блок синхронизации 2 формирует на трех своих выходах последовательности управляющих сигналов: тактовые, синхронизирующие, стробирующие. Они обозначены на фиг. 2, как 2.1, 2.2, 2.3. Формирование управляющих сигналов происходит следующим образом. Асинхронный Т-триггер на элементах И-НЕ 23-28, входящий в состав блока синхронизации 2, делит на два частоту импульсов генератора синхронизации 1. При этом на прямом выходе асинхронного Т-триггера (выход элемента И-НЕ 28) формируется меандр частотой (5-25) Гц. Эти сигналы считает счетчик 34. При этом, если в старших разрядах счетчика 34 (подключенных к первому элементу И-НЕ 29) отсутствуют все единичные сигналы, на выходе элемента И-НЕ 29 оказывается единичный сигнал, а на выходе первого инвертора 35 сигнал логического нуля. Логический ноль на выходе первого инвертора 35, воздействуя на элемент И-НЕ 31, формирует на входе RS-триггера на элементах И-НЕ 32 и 33 единичный сигнал. В это же время на входе того же триггера оказывается сигнал логического нуля (с выхода инвертора 35). Такой набор входных сигналов однозначно обеспечивает единичное состояние RS-триггера, при котором на его инверсном выходе, подключенном к выходной шине синхронизирующих импульсов 2.2 блока синхронизации 2, сохраняется неизменный сигнал логического нуля. Логическая единица с выхода элемента И-НЕ 29 приводит к тому, что на выходе элемента И-НЕ 30 повторяется с точностью до инверсии выходной сигнал первого разряда двоичного счетчика 34. Выходной сигнал элемента И-НЕ 30 инвертируется вторым инвертором 36 и поступает на первую выходную шину 2.1 блока синхронизации 2. То есть, при отсутствии всех логических единиц на выходах старших разрядов счетчика 34, подключенных к элементу И-НЕ 29, сигналы на первой выходной шине блока синхронизации 2 (на шине тактовых импульсов) повторяют выходные сигналы прямого выхода первого разряда двоичного счетчика 34: импульсы, длительность которых равна паузе между ними и составляет (10-50) мс. Продолжительность сигнала неизменного логического нуля на выходе элемента И-НЕ 30 точно равна периоду выходного сигнала элемента И-НЕ 28 асинхронного Т-триггера, если считать началом периода задний фронт сигнала на выходе элемента 28. Однако продолжительность сигнала заема (логический ноль на выходе элемента И-НЕ 25) по логике работы асинхронного Т-триггера равна четверти этого периода, притом фаза совпадает с третьей четвертью (от 50% до 75%) периода. На выходе элемента ИЛИ-НЕ 37 логическая единица появляется при наличии логических нулей на обоих входах элемента. Поскольку при каждом нулевом сигнале на выходе элемента И-НЕ 30 появляется единичный сигнал на выходе 2.1 блока синхронизации 2, можно сделать вывод: при каждом сигнале логической единицы на тактовом выходе 2.1 блока синхронизации 2, на выходе стробирующих импульсов (2.3) блока синхронизации 2 также выделяется сигнал логической единицы. При этом единичный стробирующий импульс начинается на середине единичного тактового импульса и заканчивается после прохождения 75% продолжительности тактового импульса. В тот момент, когда на выходах старших разрядов счетчика 34 оказываются все высокие сигналы, на остальных единичных выходах разрядов счетчика 34 должны быть сигналы логических нулей. При этом из последовательного характера срабатываний разрядов двоичного счетчика следует, что сначала должен сформироваться логический ноль на выходе первого разряда счетчика 34 (подтверждающий неизменный сигнал логической единицы на выходе элемента И-НЕ 31), а уже потом набор всех логических единиц на входах элемента И-НЕ 29. Итак, при всех единицах на входах элемента И-НЕ 29, на выходе этого элемента образуется сигнал логического нуля. Он вызывает появление логических единиц на выходах инвертора 35 и элемента И-НЕ 30. Логическая единица на выходе элемента И-НЕ 30 запрещает формирование высоких выходных сигналов на шинах тактовых (2.1) и стробирующих (2.3) импульсов. Однако в момент появления всех единиц на входах элемента И-НЕ 29 RS-триггер на элементах И-НЕ 32, 33 не переключается, он запоминает свое прежнее состояние. Только после прохождения целого периода импульса на выходе элемента И-НЕ 28 формируется единичный сигнал на выходе первого разряда счетчика 34. При этом на обоих входах элемента И-НЕ 31 оказываются высокие сигналы, и на входе RS-триггера формируется сигнал логического нуля, переключающий RS-триггер. При его переключении на выходной шине (2.2) синхронизирующих импульсов формируется единичный сигнал, сохраняющийся до того момента, когда счетчик 34 переключается из состояния "11.1" в состояние "00.0". После этого работа блока синхронизации 2 будет повторять рассмотренную выше. Если, как показано на фиг.3, к элементу И-НЕ 29 будут подключены все прямые выходы разрядов счетчика 34, начиная с третьего, то длительность синхронизирующего импульса ровно в три раза будет превышать длительность тактового импульса (как это показано на фиг.4). Если же, например, к элементу И-НЕ 29 будут подключены единичные выходы разрядов счетчика 34, начиная с четвертого, то длительность синхронизирующего импульса будет в семь раз превышать длительность тактового импульса. Между двумя синхронизирующими импульсами должно укладываться число n тактовых импульсов, равное числу разрядов шифратора 3. Число n определяется модулем счета счетчика 34 и продолжительностью синхронизирующего импульса. Если, например, счетчик 34 выделяет 32 состояния (начиная с "00000" до "11111"), а длительность синхронизирующего импульса ровно в три раза больше тактового, то n=14. Тактовые и синхронизирующие импульсы на выходе элемента ИЛИ 4 объединяются в одну последовательность импульсов, подключаемую ко входу генератора импульсов 5. При этом генератор импульсов 5 формирует на своем втором выходе последовательность импульсов частотой F_o (100-200) кГц при подключении единичного сигнала на его вход (см.диаграмму 5.2 на чертеже фиг.2). При нулевом сигнале на входе генерация импульсов прекращается. Импульсы со второго выхода генератора импульсов 5 поступают на антенный контур 6, который может быть выполнен в виде конденсатора и катушки индуктивности, подключенных к общей шине замка. Антенный контур 6 настраивается на частоту F_o генератора импульсов 5. Таким образом создается переменное магнитное поле. Если к антенному контуру 6 поднести ключ, то в его антенном контуре 7, настроенном на ту же частоту F_o и который может быть выполнен в виде конденсатора и катушки индуктивности, подключенных к общей шине ключа, возникает переменное напряжение в виде радиоимпульсов частотой F_o. Это напряжение поступает на аноды выпрямительного диода 8 и разделительногоо диода 9. При этом напряжение с катода диода 8 сглаживается накопительным конденсатором 10 и подается на шину 16, которая используется в качестве шины питания элементов ключа. С катода диода 9 пачки продетектированных радиоимпульсов поступают на формирователь импульсов 11, где они преобразуются в видеоимпульсы требуемой длительности. Таким образом на выходе формирователя импульсов 11 формируется та же последовательность сигналов (синхронизирующий и n тактовых), как и на выходе элемента ИЛИ. Выходные сигналы формирователя импульсов 11 подключаются к селектору импульсов по длительности 12, который выделяет из последовательности импульсов более продолжительные синхронизирующие импульсы. Селектор импульсов 12 может быть выполнен в виде интегратора или в виде счетчика, обнуляемого сигналами с выхода формирователя 11 и производящего подсчет импульсов. Выходные сигналы селектора импульсов по длительности 12, синфазные синхронизирующим импульсам со второго выхода блока синхронизации 2, производят начальную установку счетчика 13, в котором подсчитывается число выходных импульсов формирователя импульсов 11. Счетчик 13 управляет работой коммутатора 14, подключая при каждом новом своем содержимом на выход коммутатора 14 сигнал с какой-либо выходной шины блока 15 набора кодов. Число выходных шин в блоке 15 набора кодов при этом должно быть равно n. Такого же числа ключей в коммутаторе 14 достаточно для обеспечения работы устройства. В этом случае на выходе коммутатора 14 будут последовательно появляться разряды кода, набранного в блоке 15. Последовательность выходных сигналов коммутатора 14 управляет работой генератора импульсов 17. При единичном выходном сигнале коммутатора 14 на выходе генератора импульсов 17 формируются импульсы частотой F₁=(1-2) кГц. При логическом нуле на выходе коммутатора 14 выходным сигналом генератора импульсов 17 также является нулевой сигнал. Логическая единица с выхода генератора импульсов 17 открывает прерыватель 18. Таким образом, сигнал с катода диода 9 шунтируется через нагрузочный резистор 19 и открытый прерыватель 18. Это приводит к увеличению отбора тока от антенного контура 7 ключа. Поскольку находящийся в ключе антенный контур 7 находится в индуктивной связи с антенным контуром 6 (в замке), возрастает выходной ток генератора импульсов 5, находящегося в замке. Это накладывает дополнительную модуляцию частотой F₁ на выходные сигналы генератора импульсов 5. При этом огибающая сигнала будет сформирована на первом выходе генератора импульсов 5 (диаграмма 5.1 на чертеже фиг.2). Этот сигнал поступает на вход формирователя импульсов 20. Если в сигнале на входе формирователя импульсов 20 присутствует модуляция частотой F₁, то на выходе формирователя импульсов 20 оказывается сигнал логической единицы, в противном случае сигнал логического нуля. То есть последовательность логических нулей и единиц на выходе формирователя импульсов 20 соответствует задаваемой блоком 15 набора кодов последовательности выходных сигналов коммутатора 14. В блоке 21 сравнения кодов в момент прохождения стробирующего импульса происходит сравнение кодов с выхода формирователя импульсов 20 и с выходов шифратора 3. При совпадении этих кодов на выходе блока 21 сравнения кодов появляется единичный разрешающий сигнал, поступающий на вход исполнительного блока 22. Сигнал блока 21 при совпадении кодов замка и ключа вызывает срабатывание исполнительного блока 22, который при этом, например, отключает охранную сигнализацию.

Формула изобретения

1. Охранное кодовое устройство, состоящее из замка, содержащего генератор синхронизации и шифратор, выходы которого подключены к первой группе входов блока сравнения кодов, выход которого соединен с входом исполнительного блока и ключа, содержащего блок набора кодов, отличающееся тем, что, с целью повышения функциональной надежности устройства, в нем в замок введены блок синхронизации, элемент ИЛИ, генератор импульсов, антенный контур, формирователь импульсов, в ключ введены антенный контур, накопительный конденсатор, выпрямительный и разделительный диоды, формирователь импульсов, селектор импульсов по длительности, счетчик, коммутатор, генератор импульсов, прерыватель, нагрузочный резистор, в замке первый, второй и третий выходы блока синхронизации подключены соответственно к первому, второму и третьему входам управления блока сравнения кодов, выход генератора синхронизации подключен к входу блока синхронизации, первый и второй выходы которого подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом генератора импульсов, первый выход которого подключен через формирователь импульсов к второму входу блока формирования кодов, а второй выход соединен с антенным контуром замка, антенный контур ключа через выпрямительный диод подключен к шине питания ключа, которая через накопительный конденсатор соединена с общей шиной ключа и через разделительный диод с входом формирователя импульсов, через последовательно включенные нагрузочный резистор и токовую цепь прерывателя к общей шине ключа, выход формирователя импульсов подключен к первому входу счетчика и входу селектора импульсов по длительности, выход которого подключен ко второму входу счетчика, выходы которого соединены с первыми входами коммутатора, выходы блока набора кодов соединены с вторыми входами коммутатора, выход которого подключен ко входу генератора импульсов, выход которого соединен с управляющим входом прерывателя. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок синхронизации содержит асинхронный Т-триггер, вход которого является входом блока синхронизации, инверсный выход соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, прямой выход с входом двоичного счетчика, единичные выходы старших разрядов которого подключены к входам первого элемента И-НЕ, а единичный выход младшего разряда к первому входу второго элемента И-НЕ и к первому входу третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с входом RS-триггера, выход которого является вторым выходом блока синхронизации, выход первого элемента И-НЕ соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ и входом первого инвертора, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ и входом RS-триггера, выход второго элемента И-НЕ подключен к входу второго инвертора, выходы которых являются соответственно третьим и первым выходами блока синхронизации.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000

Извещение опубликовано: 10.11.2000