Охранное кодовое устройство

Охранное кодовое устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к транспортной TexHtf- ке, может быть использовано в устройствах для предотвращения недозволенного мспаяьзования транспортных средств, например, автомобилей. Цель изобретения - повышение криптошйкош устройства Оно состоит из двух конструктивно несоединенных частей, замка « ключа Замок содержит блок (1) синхронизации, шифратор (2) элемент ИЛИ (3), первый генератор импульсов (4), параллельно соединенные первый конденсатор (5) и первую катушку индуктивности (6), первый формирователь импульсов (21). исполнительный блок (23), элемент И (24). вспомогательный счетчик (25), элемент сравнения (26). Ключ содержит параллельно соединенные второй конденсатор (7) и вторую катушку индуктивности (8), два диода (9 и 10), третий конденсатор (11), включенный между шиной (17) питания ключа и общей шиной ключа, второй формирователь импульсов (12), селектор импульсов по длительности (13), счетчик (14), коммутатор (15), блок

(e) КЦ <щ (5Ц5 0 Â13 ОО

ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, „:, ) ОПИСАН

К ПАТЕНТУ

Комитет Россцйской Федерации о патентам и товарным знакам (21) 4793861 /24 (22) 20.02.90 (46} 15.11.93 Бюл. Ng 41-42 (71) Научно-исследовательский институт измерительной техники (72) Грибок В.П„Косарев СА; Давпетшин МГ; Гулякин А.Ф; Воробьев С.И. (73) Научно-исследовательский институт измерительной техники (54) OXPAHHOE КОДОВОЕ УСТРОЙС ВО (57) Изобретение относится к транспортной технйке, может быть использовано в устройствах. для предотвращения недозволенного тспользования транспортных средств, например, автомобилей.

Цель изобретения — повышение криптостойкости устройства Оно состоит из двух конструктивно несоединенных частей: замка м кп@ча Замок содержит блок (1) синхронизации, шифратОр (2), элемент

ИЛИ (3), первый генератор импульсов (4}, парал-лельно соединенные первь и конденсатор (5) и первую катушку индуктивности (6), первый формирователь импульсов (21), исполнительный блок (23), элемент И {24), вспомогательный счетчик (25), элемент сравнения (26). Кпвч содержит параллельно соединенные второй конденсатор (7) и вторую катушку индуктивности {8), два диода (9 и 10), третий конденсатор (11}, включенный между шиной (17) питания ключа и обцей шиной ключа, второй формирователь импупьсов (12), селектор импульсов по длительности (13}, счетчик (14), коммутатор (15). блок (16) набора кодов, второй генератор импульсов (1 8), ключевое устройство (19}, резистор (20). При внесении ключа в зону переменного магнитного поля первой катушки индуктивности (6) происходит сравнение кодов, установленных в шифраторе (2) и блоке (16) набора кодов, при совпадении происходит выключение исполнительного блока (23). 1 зл ф-пы, 2 ил.

2003176

Изобретение относится к охранным системам и может быть использовано для охраны транспортных средств, например, автомобилей.

В основном изобретении описано охранное кодовое устройство, состоящее из замка, содержащего генератор синхронизации, блок синхронизации, элемент ИЛИ, генератор импульсов, антенный контур, формировагель импульсов 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, 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 сравнения 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 к второму входу счетчика, выходы которого соединены с первыми входами коммутатора, выходы блока набора кодов соединены с вторыми входами коммутатора, выход которого подключен к 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 замка соединен с первым входом элемента

ИЛИ вЂ” 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 вЂ” НЕ и к первому входу третьего элемента И вЂ” НЕ, выход. которого соединен с входом .R R — S-триггера, выход которого является вторым выходом блока синхронизации, выход первого элемента И—

НЕ соединен с вторым входом второго элемента И вЂ” НЕ и входом первого инвертора, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И вЂ” НЕ и S-входом R—

S- gyrrepa, выход второго элемента И вЂ” НЕ подключен к второму входу элемента ИЛИНЕ и к входу второго инвертора, выходы которых являются соответственно третьим и первым выходами блока синхронизации.

При работе это устройство не обеспечивает высокую функциональную надежность . работы, поскольку оно не рассчитано на активные действия лиц, которые могут пытаться проникнуть в охраняемый объект

20 (например, салон автомобиля).

Целью изобретения является повышение функциональной надежности устройства.

Цель достигается тем, что в охранное кодовое устройство введены в замок два элемента И, счетчик и элемент сравнения, выход формирователя импульсов и третий выход блока синхронизации подключены соответственно к входам первого элемента

И, выход которого подключен к счетному входу счетчика, второй выход блока синхронизации соединен с обнуляющим входом счетчика, выходы которого подключены к входам элемента сравнения, в разрыв цепи блока сравнения кодов и исполнительного блока включен второй элемент И, выход элемента сравнения подключен к второму входу второго. элемента И, На фиг, 1 представлена схема электри40 ческая функциональная предлагаемого охранного кодового устройства; на фиг, 2— временные диаграммы его работы.

Номер диаграммы на фиг. 2 соответствует номеру элемента, с выхода которого снимается указанный сигнал, Для элементов, выход которых не установлен (конденсаторы, диоды и т. и,), 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. 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

2003176 блока синхронизации 2, а выход соединен с входам генератора импульсов 5; антенный контур 6, входящий в состав замка и подключенный к второму выходу генератора импульсов 5; антенный контур 7, входящий 5 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; 10 формирователь импульсов 11, вход которого соединен с катодом разделительного диода 9; селектор импульсов па длительности

12, вход которого подключен к выходу формирователя импульсов 11, а выход соединен 15 с вторым входом счетчика 13; коммутатор

14, первая группа входов которого подключена к выходам счетчика 13; блок 15 набора кодов, выходы которого подключены к второй группе входов коммутатора 14; шина 16 20 питания ключа, соединенная с катодом выпрямительного диода 8; генератор импульсов 17, вход которого соединен с выходом коммутататора 14, а выход подключен к управляющему входу прерывателя 18; нагру- 25 зочный 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 30 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 сое- 35 динены соответственно с первым, вторым и третьим выходами блока синхронизации 2; исполнительный блок 22; первый элемент И

23, входы которого подключены соответственно к выходу формирователя импульсов 40

20 и к третьему выходу (выходу стробирующих импульсов) блока синхронизации 2; счетчик 24, первый (счетный) вход которого подключен к выходу первого элемента И 23, а второй (обнуляющий) вход соединен со 45 вторым выходом (выходом синхронизирующих импульсов) блока синхронизации 2; элемент сравнения 25, входы которого подключены к выходам вспомогательного счетчика 24; второй элемент И 26, входы 50 которого соединены соответственно с выходами блока 21 сравнения кодов и элемента

25 сравнения, а выход подключен к входу исполнительного блока 22. В счетчике 13 первый вход является счетным, а второй — 55 входом начальной установки.

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 Е,>=-(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 1 2 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 вЂ” HE и ИЛИ, стробирующий элемент И, усилитель-формирователь, Схема исполнительного блока 22 определяется его назначением. В частности, если этот блок предназначен для включения охранной сигнализации, то в его состав могут входить дистанционный переключатель, имеющий контакты и обмотки замыкания и размыкания (например, реле РПС вЂ” 20), кнопка включения сигнализации (находящаяся внутри охраняемого объекта, например, автомобиля, и которую необходимо нажать для включения охранного кодового устройства) .и блок охранной сигнализации. Генератор импульсоа 17 в ключе может включать в свой состав неуправляел ый импульсный генератор на частоту F>=(1-2} кГц и элемент И, Антенный контур в замке

6 и в ключе 7 могут состоять из параллельно включенных конденсатора и катушки инлуктивности, подключенных соответственно к общей шине замка и ключа.

Элемент сравнения 25 может быть выполнен разными методами, напримео, в виде элемента И, входам которого через кроссировку подключаются либо прямые, либо инверсные выходы каждого разряда счетчика 24. Остальные элементы, входящие в состав охранного кодового устройства, являются стандартными.

Устройство работает следующим образом. По выходным импульсам генератора синхронизации 1 (частотой 10 — 50 Гц) блок

2003176

50 синхронизации 2 формирует на трех своих выходах последовательности управляющих сигналов: тактовые, синхронизирующие, стробирующие. Они обозначены на фиг, 2

К8К 2.1, 2.2, 2.3.

Продолжительность тактового импульса 30-50 мс, пауза между ними f0-30 мс.

При единичном тактовом импульсе формируется стробирующий импульс, выделяющий среднюю часть соответствующего тактового импульса. Продолжительность стробирующего импульса должна быть в 3—

10 раз меньше тактового импульса. Последовательность тактовых- и стробирурующих импульсов прерывается при формировании синхронизирующего импульса, продолжительность которого должна в 3-5 раз превышать длительность тактового импульса.

Между двумя синхронизирующими импульсами должно укладываться число тактовых импульсов и, равное числу разрядоц.шифратора 3.

Тактовые и синхронизирующие импульсы на выходе элемента ИЛИ 4 объединяются в одну последовательность импульсов, подключаемую к входу генератора импульсов 5.

При этом генератор импульсов 5 формирует на своем втором выходе последовательность импульсов частотой Fo=(100-200) кГц при подключении единичного сигнала на его вход (диаграмиа 5.2, фиг, 2), При нулевом сигнале на входе генерация импульсов прекращается. Импульсы с 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< 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 Fo, и который может быть выполнен в виде конденсатора и катушки индуктивности, подключенных к общей шине ключа, возникает переменное напряжение в виде радиоимпульсов частатой F<, Это напряжение поступает на аноды выпрямительного диода 8 и разделительного 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 последоввтельность сигналов(синхронизирующий и и тактовых), как и на выходе элемента ИЛИ 4.

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 F>=(1 — 2) кГц. При логическом нуле на выходе коммутатора 14 выходным сигналом генератора импульсов t7 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, Зто 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, нахо- . дящегося в замке. Зто накладывает дополнительную модуляцию частотой Fi на выходные сигналы генератора импульсов 5.

При этом огибающая сигнала будет сформирована на первом выходе генератора импульсов 5 (диаграмма 5.1 на фиг. 2). Зтот сигнал поступает на вход формирователя импульсов 20. Если в сигнале на входе формирователя импульсов 20 присутствует модуляция частотой F). то на выходе формирователя импульсов 20 оказывается

2003176 генератора ил1пульсов, первый выход которого подкл очен через формирователь vM40 пульсов к второму входу блока сравнения кодов„а второй выход соединен с антекны» контуром замка, выход формирователя импульсов и третий выход блока синхронизации подключены к входам первого элемента И, выход которого подключен к счетному входу счетчика, второй выход блока синхронизации соединен с обнуляющим входол счетчика, выходы которого подключены к входам элемента сравнения, выход блока сравнения кодов и выход элемента сравнения подключены соответственно к входам второго элемента

И, выход которого соединен с входом ис55 полнительного блока, в ключ введены антенный контур, накопительный конденсатор, выпрямительный и разделительный диоды, формирователь импульсов, селектор импульсов по длительности, счетчик, коммутатор, генератор импульсов, 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 набо- 5 ра кодов последовательности выходных сигналов коммутатора 14. В блоке 21 сравнения кодов в момент прохождения стробирующего импульса происходит сравнение кодов с выхода формирователя им- 10 пульсов 20 и с выходов шифратора 3. При совпадении этих кодов на выходе блока 21 сравнения кодов появляется единичный разрешающий сигнал.

При каждом появлении единичного сиг- 15 нала на выходе формирователя импульсов

20 стробирующий импульс от блока синхронизации 2 проходит через первый элемент И

23 и поступает на счетный вход счетчика 24, Поскольку установка в ноль счетчика 24 осу- 20 ществляется синхронизирующими импульсами блока синхронизации 2, в счетчике 24 фиксируется количество выходных единичных сигналов блока 15 набора кодов. Выходные сигналы счетчика 24 поступают на 25 элемент сравнения 25, который формирует на своем выходе единичный сигнал при равенстве содержимого счетчика 24 и числа единичных выходных сигналов шифратора 3, Очевидно, при совпадении кодов, на- 30 бранных в шифраторе 3 и блоке 15 набора кодов, количество единиц в этих кодах равно. Это значит, что при появлении единичного сигнала на выходе блока 21 сравнения кодов, на выходе элемента сравнения 25 35

Формула изобретения

1. ОХРАННОЕ КОДОВОЕ УСТРО АСТВО, состоящее из замка, содержащего генератор синхронизации, шифратор, выходы которого подключены к первой группе входов блока сравнения кодов, исполнительный блок и ключ, содержащий блок набора кодов, отличающееся тем,. что, с целью повышения криптостойкости устройства, в замок введены блок синхронизации, элемент ИЛИ, генератор ил пульсов, антенный контур, формирователь импульсов, первый и второй элементы И, счетчик и элемент сравнения, 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 также появится единичный сигнал. То есть на обоих входах второго элемента И 26 будут присутствовать логические единицы, что вызовет формирование единичного сигнала на входе исполнительного блока 22, При этом исполнительный блок 2 срабатывает, вызывая, например, отключение охранной сигнализации, Рассмотрим случай, когда на замок воздействуют «е сигналы ключа, а сигналы активного "псевдоключа", формирующего переход от единичного к нулевому сйгналу (или наоборот) синфазно стробирующему импульсу, В этом случае после прохождения п тактовых импульсов после сигнала синхронизации блок сравнения кодов 21 (зафиксировав и совпадений) выдает единичный выходной сигнал, С другой стороны, в этом случае содержимое счетчика 24 также будет равно п. Поскольку и логических единиц в и разрядном слове может быть лишь в том случае, когда пользователь задал код из всех единиц без единого нуля (а такое действие необходимо запретить), элемент сравнения 25 должен выдать после и тактовых импульсов логический ноль. Т, е. одновременного наличия двух логических единиц на входах второго элемента И 26 не будет, сигнал на входе исполнительного блока 22 будет неизменно нулевым и срабатывания исполнительного блока 22 не произойдет. (56) Авторское свидетельство СССР

М 1188029, кл. В 60 К 25/04, 1983.

Журнал "Радио", M 5, 1971, с. 37.

2003176

12 прерыватель, нагрузочный резистор, ан- тем, что блок синхронизации содержит тенный контур ключа через выпрямитель- асинхронный Т-триггер, вход которого явный диод подключен к шине питания ляется входом блока синхронизации, инключа, которая через накопительный кон- 5 версный выход соединен с первым входом денсатор соединена с общей шиной ключа элемента ИЛИ - НЕ, прямой выход - с вхои через разделительный диод - с входом дом двоичного счетчика, единичные выхоформирователя импульсов, через посаедо- ды старших разрядов которого вательно включенные нагрузочный рези- подключены к входам первого элемента И стор и токовую цепь прерывателя - c 10- Н9, выход которого соединен с R-входом общей шиной ключа, выход формирователя RS-триггера, выход которого является втоимпульсов подключен к первому входу рым выходом блока синхронизации, выход счетчика и входу селектора импульсов uo nepeoro элемента И - НЕ соединен с втодлительности, выход которого подключен к рым входом второго элемента И - НЕ и второму входу счетчика, выходы которого входом первого инвертора, выход которого

15 соединены с первыми входами коммутато- соединен с вторым входом третьего элера, выходы блока набора кодов соединены мента И - НЕ и S-входом RS-триггера, выс вторыми входами коммутатора, выход ко- . ход второго элемента И - НЕ подключен к торого подключен к входу генератора им- 20 второму входу элемента ИЛИ - НЕ и к вхопульсов, выход которого соединен с. ду второго инвертора, выходы которых явуправляющим входом прерывателя. ляются соответственно третьим и первым

2. Устройство по п.1, отличающееся выходами блока синхронизации.