08.03.2014

PostHeaderIcon АВТОМОБИЛЬНЫЕ ОХРАННЫЕ СИСТЕМЫ

Автомобильная охранная система — одно или совокупность несколь­ких технических средств: сигнализации, блокираторов, иммобилизатора и системы местоопределения подвижных объектов, предназначенных для пре­дотвращения угона, несанкционированного доступа в автомобиль, а также порчи его элементов [2].

Автосигнализация — устройство, предназначенное для предотвращения угона, несанкционированного запуска двигателя, а также выдачи предупреж­дающих и оповещающих сигналов при попытке взлома автомобиля или вторжения в него [2].

По конструктивному исполнению автосигнализации делятся на два ти­па: компактные и модульные. Сигнализации в компактном исполнении пред­ставляют моноблок, содержащий почти все элементы системы: электронные узлы, сирену, датчики. В настоящее время этот тип сигнализации мало рас­пространен. Модульная сигнализация состоит из отдельных частей: цен­трального блока, сирены и внешних датчиков. Этот тип сигнализаций, как правило, оборудуется дополнительными датчиками и исполнительными уст­ройствами: центральный замок, замок багажника, стеклоподъемники и т. п.

По исполнению печатной платы различают сигнализации на базе «тра­диционного печатного монтажа» и на основе поверхностного автоматизиро­ванного монтажа (технология SMD), для которой используются микросхемы планарного типа и бескорпусные пассивные элементы. Данная технология значительно повышает помехоустойчивость схем, особенно высокочастот­ных, а также надежность элементной базы, следовательно, автосигнализации в целом.

Все новые модели автосигнализаций должны проходить комплексные испытания для получения международного сертификата соответствия стан­дартам качества сборочного производства ISO серии 9000, выдаваемые неза­висимыми центрами Европы и США.

Выделяют шесть режимов работы автосигнализаций:

— «охрана» — активное состояние сигнализации с включенными охранными и защитными функциями:

— «служебный» (Valet) — режим временного отключения охранных функций с сохранением сервисных, применяется при техническом обслуживании автомобиля;

— «паника» — режим работы сигнализации с включенным сигналом тревоги, для предупреждения или отпугивания посторонних объектов;

— «тревога» — режим работы с включенными охранными и защитными функциями и сигнала тревоги, при срабатывании одного или нескольких датчиков;

— «защита от нападения» (Anti-Hi-Jack) — режим работы сигнализации, ха­рактеризующийся периодическим включением охранных и защитных

функций и формирование сигнала тревоги, включается как правило брел­ком;

— «антиограбление» — режим аналогичен Anti-Hi-Jack с тем отличием, что включается заблаговременно.

Имеются также дополнительные режимы работы автосигнализаций, та­кие как: программирование, тестирование, обход неисправных датчиков. Укрупненно структура автосигнализации представлена на рисунке 11.1.

АВТОМОБИЛЬНЫЕ ОХРАННЫЕ СИСТЕМЫ

Рисунок 11.1- Структурная схема автосигнализации модульного типа

Большинство автосигнализаций имеют сервисные подсистемы позво­ляющие выполнять следующие функции:

— контроль ложных срабатываний (Fact);

— автоматическое тестирование датчиков и определение неисправных (Auto Testing);

— обход неисправностей с автоматическим мониторингом (Auto Bypass).

Автомобильные охранные сигнализации используют множество датчи­ков — от самых простых (контактных) до сложных, представляющих собой практически самостоятельные интеллектуальные электронные устройства (объемные датчики) [2].

Контактные датчики, как правило, используют все сигнализации. Эти датчики предназначены для защиты дверей автомобиля, капота и багажника.

В качестве таких датчиков обычно используются кнопочные выключатели (как правило, штатные дверные).

Датчик битого стекла реагирует на характерный звук разбитого стек­ла. Это датчик микрофонного типа и может быть одноуровневым или двух­уровневым. Срабатывание такого датчика в большой степени зависит от типа стекла, его толщины и расположения микрофона. Одноуровневый датчик реагирует только па характерный звук разбиваемого стекла. Двухуровневый — регистрирует звук удара по стеклу и собственно звон разбиваемого стекла.

Датчик удара (вибрации) (Shock Sensor), как правило, поставляется в базовом комплекте автосигнализации. Он представляет собой устройство, ре­гистрирующее вибрацию и удары по корпусу автомобиля. Если амплитуда вибраций превышает заданную величину, срабатывает сигнализация. Датчик работает на основе пьезоэффекта или электромагнитной индукции, когда по­стоянный магнит перемещается вдоль обмотки катушки и, тем самым, созда­ет в ней переменный ток. В отечественной и зарубежной литературе в зави­симости от технической реализации такой датчик называют электромагнит­ным, магниторезонансным или датчиком Piezosensor.

К данному классу относится и лазерный датчик, принцип работы кото­рого заключается в смещении чувствительного элемента фотоприемника от­носительно узкого луча полупроводникового светодиода при вибрациях и ударах по кузову автомобиля.

Датчик удара имеет высокий уровень ложных срабатываний из-за внешних помех (ветра, проезжающего транспорта и т. п.). Серьезным недос­татком датчика удара является низкая чувствительность к плавным покачи­ваниям автомобиля.

Датчик наклона состоит из двух магнитов и катушки. Один магнит за­креплен неподвижно у основания катушки, а второй подвешен в магнитном поле первого. При наклоне корпуса датчика второй магнит смещается отно­сительно первого, что приводит к изменению магнитного поля, в котором на­ходится катушка. В обмотке катушки появляется электродвижущая сила, ко­торая усиливается и является информационным сигналом датчика.

Датчик падения напряжения в режиме охраны контролирует напряже­ние бортовой сети автомобиля. При возникновении бросков напряжения, вы­званных, например, открыванием дверей автомобиля, датчик выдает соответ­ствующий сигнал в блок управления сигнализации. Датчик такого типа встраивается в центральный блок и входит в состав базового комплекта большинства сигнализаций.

Токовый датчик работает аналогично датчику падения напряжения. Однако в режиме охраны он регистрирует скачок тока, возникающий при подключении дополнительной нагрузки к источнику питания (например, при открывании двери автомобиля).

Использование датчика обрыва питания в автосигнализациях считает­ся традиционным. При обрыве цепи питания сигнализации (отсоединении клемм аккумуляторной батареи) датчик срабатывает и включает сирену с ав­тономным питанием, если она подключена к сигнализации.

Датчик движения часто называют Proximity Sensor, поскольку он сра­батывает при попадании объекта, излучающего тепло, например человека, в зону охраны датчика. Proximity Sensor обычно имеет одну зону чувствитель­ности (90-110°) и устойчив к ложным срабатываниям. Недостаток самых простых и дешевых датчиков заключается в том, что они срабатывают при определенной скорости изменения теплового потока. Например, из-за про­грева солнцем салона автомобиля датчик может сработать.

Более совершенные датчики лишены этого недостатка. Их надежность и стойкость к тепловым помехам обеспечивается многоканальными головка­ми и сложной электронной обработкой сигнала в самом датчике. В простых моделях обработка сигналов осуществляется аналоговыми методами, а в бо­лее сложных — цифровыми, например, с помощью встроенного процессора.

Объемные датчики относятся к наиболее чувствительным системам охраны салона автомобиля. Они регистрируют любое перемещение в закры­том пространстве салона. Поэтому во многих сигнализациях предусмотрен режим дистанционного отключения датчика при помощи брелка. К объем­ным датчикам относятся:

— ультразвуковой;

— микроволновый;

— инфракрасный;

— изменения объема.

Ультразвуковой датчик (Ultrasonic) предназначен для обнаружения перемещений в салоне автомобиля. Действие его основано на интерференции ультразвуковых колебаний. В состав датчика входят излучатель ультразвуко­вой частоты и приемник, которые разнесены в салоне автомобиля. При за­крытых окнах и дверях пространство, контролируемое датчиком, ограничено салоном автомобиля, и в точке расположения приемника формируется ус­тойчивая интерференционная картина. При проникновении какого-либо объ­екта в салон устойчивость интерференционной картины нарушается и фор­мируется сигнал тревоги. К основному недостатку ультразвукового датчика можно отнести ложные срабатывания при возникновении конвекционных потоков воздуха в системе отопления автомобиля.

Микроволновый датчик предназначен для обнаружения движения внутри салона и вблизи автомобиля. Поэтому его еще называют двухзоновым датчиком. Первая зона охраны находится за пределами автомобиля, а вторая — собственно салон. Принцип действия датчика основан на регистрации из­менений интерференционной картины радиоволн сантиметрового диапазона.

Инфракрасный датчик (Infrasonic) так же, как и ультразвуковой, охра­няет только салон автомобиля. Его действие основано на регистрации изме­нения интерференционной картины волн инфракрасного диапазона. Этот датчик способен контролировать закрытые помещения большого объема, по­этому рекомендуется для установки в салонах микроавтобусов, фургонов и т.

п. Основной недостаток — большой потребляемый ток по сравнению с други­ми объемными датчиками.

Датчик изменения объема предназначен для регистрации изменения давления воздуха в салоне автомобиля, возникающего, например, при откры­вании двери либо стекла автомобиля. Этот датчик имеет очень высокую чув­ствительность и в связи с этим, возможны его ложные срабатывания, особен­но при остывании салона автомобиля в зимний период. В автосигнализациях применяется крайне редко.

Исполнительными устройствами автосигнализаций являются: цен­тральный замок (электроприводы замков дверей), электромагнитные клапаны для блокировки топливной или воздушных магистралей ДВС, внешние реле блокировки цепей, электромеханические замки капота и багажника.

Внешнюю световую сигнализацию выполняют фары автомобиля. Для звуковой сигнализации как правило используют сирены и крайне редко штатный звуковой сигнал.

Сирены могут быть с автономным питанием и с питанием от АКБ ав­томобиля. Особое внимание уделяется звуковым и механическим параметрам сирен.

В качестве индикаторов режимов работы обычно применяют светодио­ды, устанавливаемые внутри салона.

Важным элементом автосигнализации является дистанционный ключ — брелок. Большинство конструкций используют радио-ключ, с «плавающим» кодированным кодом. Реже применяют электронный кодовый ключ- транспондер бесконтактного типа, конструктивно оформленный в виде брел­ка или пластиковой карточки.

Производители применяют современную на сегодняшний день техно­логию кодирования DID (динамический идентификационный диалог). Тех­нология DID применяется в метках-транспондерах, благодаря которым авто­мобильная охранная система распознает владельца. В основе этой техноло­гии лежит диалоговое распознавание динамического кода. В соответствии с ней противоугонная система идентифицирует метку в процессе диалога, со­стоящего из нескольких информационных посылок.

Для начала метка должна получить сообщение о том, что она находит­ся в зоне видимости системы. Следующий шаг — отзыв метки собственным кодом. После его получения система выдает случайное число, которое метка принимает, преобразует согласно заложенному в нее нелинейному алгоритму и передает обратно. Система параллельно проводит такое же преобразование, и при совпадении чисел — собственного и полученного от метки — автомобиль снимается с охраны. Основным отличием нового динамического кода от обычного является то, что с него невозможно сделать "электронный слепок", так как код самой метки является лишь одним из элементов распознавания. На каждом этапе диалога верным признается лишь один-единственный код. Рассинхронизация метки с охранной системой невозможна. Это означает, что нельзя перехватить код, а через какое-то время предъявить его системе.

Как правило, современные автосигнализации частично выполняют функции иммобилизатора, то есть позволяют осуществлять электронную блокировку двигателя различными методами: от простейшего разрыва цепи электромагнитным реле до цифрового управления микропроцессорными блоками управления двигателем.

Большинство моделей иммобилизаторов имеет дистанционное управ­ление (кодовый брелок), с помощью которого владелец может включать и выключать режим охраны на расстоянии. Почти во всех иммобилизаторах предусмотрен режим пассивного (автоматического) включения охраны (ак­тивации) через заданный промежуток времени после выключения зажигания.

В режиме активации иммобилизатор разрывает 3-4 цепи, а иногда и 5 цепей пуска двигателя. Для выключения (деактивации) иммобилизатора в некоторых моделях применяют электронный кодовый ключ-транспондер бесконтактного типа, конструктивно оформленный в виде брелка или пла­стиковой карточки.

Так, например, в бесконтактном иммобилизаторе Proximity ключ — транспондер не имеет внутреннего источника питания и, следовательно, не способен самостоятельно излучать управляющие сигналы. При приближении к проволочной петле (антенне) иммобилизатора ключ-транспондер принима­ет кодовый сигнал, излучаемый антенной, трансформирует его определен­ным образом и переотражает. Проволочная петля устанавливается под об­шивкой салона автомобиля и не нарушает его интерьера.

Автосигнализации, иммобилизаторы могут иметь несколько цепей пи­тания, а также автономный источник питания, что позволяет реализовать бо­лее совершенную систему защиты от электронного взлома системы.

Большинство автосигнализаций обладают дополнительным програм­мируемым каналом управления, который может быть использован различ­ным образом: открывание багажника, включение подогрева сидений и т. д.

Важным режимом работы является программирование системы, для че­го может использоваться специальная колодка или дистанционный ключ — брелок. Программирование может менять параметры системы, однако они не значительно влияют на охранные свойства сигнализации, а лишь меняют ал­горитм взаимодействия человека с системой.

В настоящее время отсутствует единая для всех типов автосигнализа­ций классификация. Специалисты классифицируют сигнализации по сочета­нию их охранных и сервисных функций. В соответствии с одной из таких классификаций автосигнализации подразделяются на три основных класса: «Стандарт», «Экстра» и «Супер».

В качестве отличительных черт сигнализаций класса «Супер» можно выделить наличие резервного источника питания, двухсторонней связи сиг­нализации и брелка, который становится уже приемником сигнала, а так же информирующим устройством.

Надежная охрана автомобиля пока немыслима без механических бло­кираторов.

Механические противоугонные устройства (блокираторы) — приспо­собления, препятствующие проникновению в автомобиль, а также его дви­жению и управлению путем блокировки соответствующих узлов (дверей, ка­пота, колес, рулевого механизма, педалей, коробки передач и т. д.).

Блокираторы могут быть либо самостоятельными механизмами, либо частью сложных охранных комплексов.

С точки зрения унификации по моделям автомобиля [27]: адаптирован­ные блокираторы сконструированы с учетом особенностей узлов определен­ных моделей автомобилей; универсальные — предназначены для различных марок и моделей автомобилей.

По технологии монтажа блокираторы делятся на съемные (в незапер­том состоянии могут быть сняты с автомобиля) и стационарные.

Большинство механических устройств содержит блокирующий (сило­вой) и запирающий механизмы.

Основными характеристиками блокиратора являются противоугонная надежность, безопасность и удобство пользования (эргономичность) [2].

Противоугонная надежность блокиратора определяется защитными свойствами конструкции, секретностью запорного механизма (криптостойко­стью) и механической прочностью устройства.

Криптостойкость запирающего механизма характеризует вероятность отпирания противоугонного устройства путем подбора ключа или отмычки.

Современные конструкции запирающих механизмов могут иметь до нескольких миллионов вариантов исполнения ключа.

Механическая прочность блокиратора зависит от свойств, применяе­мых в его конструкции материалов и массивности деталей.

К защитным свойствам конструкции относятся:

— способность устройства надежно блокировать узел автомобиля, т. е. ис­ключить его приведение в действие даже нештатным способом (например, отсоединением или отпиливанием заблокированного рычага переключе­ния передач и включение скорости воздействием на тяги рычага);

— невозможность демонтажа запертого противоугонного устройства.

Защитные свойства универсальных блокираторов нельзя рассматривать отдельно от конкретной модели автомобиля.

Конструкция противоугонного устройства должна исключать его само­произвольное срабатывание и создание аварийной ситуации.

Механические противоугонные устройства можно разделить по функ­циональным признакам на три категории: препятствующие проникновению в автомобиль(блокираторы дверей, капота, багажника), препятствующие его передвижению (в том числе буксировке) (блокираторы колес, карданного ва­ла) и блокирующие управление автомобилем (блокираторы рулевого вала, рычага или механизма переключения КП, рулевого колеса, педалей).

Цена, естественно, играет не последнюю роль при оценке характери­стик блокиратора, но условные единицы «добротности» блокиратора сильно отличаются от банковских. Берется минимальное время, за которое можно вскрыть блокиратор, затем оно умножается на стоимость инструмента, при­менявшегося для вскрытия, и делится на стоимость самого блокиратора — все просто. Конечно, такой критерий нельзя назвать интегральным: он не учиты­вает ни удобство пользования, ни сложность монтажа — однако общее пред­ставление об изделии он, безусловно, дает. С формальной точки зрения раз­мерность условной единицы соответствует минуте, однако понятно, что од­ним только секундомером ее не измерить.

Наиболее сложными, дорогостоящими и в то же время эффективными автосигнализациями являются системы, обладающие возможностями опре­деления местоположения автомобиля на основе спутниковой или радионави­гации.

Современные системы автоматического (автоматизированного) опре­деления местоположения транспортных средств — AVL (Automatic Vehicle Location system), выполняющие эти задачи, автоматически определяют коор­динаты транспортного средства в группе ему подобных по мере его переме­щения в пределах определенной территории.

При получении владельцем информации о несанкционированном дос­тупе к автомобилю система может выполнить следующие действия:

— остановить автомобиль;

— «атаковать» угонщика включением внутрисалонной сирены или дымовой машины (если они установлены);

— запустить передатчик поиско-пеленгационного комплекса, например ком­плекс оперативного розыска и задержания (КОРЗ) Россия, LoJack (США);

— включить одновременно все указанные противоугонные функции.

Активизации передатчика, установленного в автомобилях в составе по — иско-пеленгационных комплексов, осуществляется:

— автономно — при срабатывании датчиков охранной сигнализации в случае несанкционированного проникновения в автомобиль;

— дистанционно — сетью мощных передатчиков, которые периодически по­сылают команду «включить передатчик».

Комплекс КОРЗ имеет два радиоканала: информационный и команд­ный.

Информационный радиоканал предназначен для оповещения владельца и сотрудников милиции о несанкционированном проникновении в автомо­биль или попытки его угона.

Командный радиоканал предназначен для экстренной остановки угнан­ного автомобиля, двигающегося мимо оборудованных постов контроля, как стационарных, так и подвижных. При экстренной остановке приемник ко­мандного канала угнанного автомобиля, получив закодированную команду с передатчика поста контроля, прекращает подачу топлива или выключает сис­тему зажигания двигателя. Автомобиль плавно останавливается с включен­ной аварийной сигнализацией.

В аппаратуре КОРЗ приняты меры, обеспечивающие ее работоспособ­ность, как в нормальных условиях, так и в условиях значительных радиопо­мех. В случае подавления помехами информационного канала КОРЗ может работать по командному каналу. Воздействие помех на командный канал приводит к остановке угоняемого автомобиля.

КОРЗ разрабатывался по принципу возможного наращивания и имеет двухуровневую структуру. Задачей нижнего уровня является оповещение владельца и ГИБДД (милиции) о несанкционированных действиях в отноше­нии охраняемого транспортного средства и предотвращение угона.

Эффективность охранной системы определяется не только параметра­ми узлов системы, но и особенностью конструкции систем автомобиля: типа систем питания, зажигания, управления трансмиссией, проводки, наличия штатных охранных компонентов и. т.д. Только тщательный анализ конструк­ции защищаемого автомобиля позволит рационально выбрать узлы охранной системы.

Крайне важно, не только правильно подобрать автосигнализацию для конкретного автомобиля, но и смонтировать все ее компоненты на автомоби­ле.

Весь комплекс требований к установке можно разделить по видам ком­понентов сигнализации. То есть требования к установке: датчиков, основного блока, сирены, а также требования к выполнению электрических соедине­ний.

Требования к датчикам можно сформулировать как обеспечение на­дежного электрического контакта и механической прочности их закрепле­ния. Одновременно в зависимости от типа датчиков формулируются требо­вания по месту установки.

Любые устройства, в том числе и компоненты автосигнализации, уста­новленные на автомобиле, подвергаются целому комплексу воздействий — от перепада температур -40° С до +50° С (в моторном отсеке и до 100° С и бо­лее), до химических воздействий паров электролитов разных составов. Высо­ки также вибрационные нагрузки элементов автосигнализации.

Таким образом, имеется два противоречивых требования: с одной сто­роны — обеспечить защиту от внешних воздействий, с другой стороны — обеспечить скрытность и снизить доступность элементов сигнализации. К сигнализаторам режима работы это не относится.

При установке компонентов под капот, чтобы надежность этой части системы была на уровне нужно соблюдать несколько моментов: устанавли­вать подальше от выпускного коллектора, подальше от зоны пробок аккуму­лятора, прятать по возможности в гофротрубки и надежно изолировать со­единения изоляционной лентой.

Механическое закрепление элементов следует производить болтовыми или винтовыми соединениями, с применением средств, препятствующих их ослаблению (клей, шайбы, скобы). При невозможности применить резьбовое соединение, и если требуется обеспечить электрическую изоляцию, часто применяют клеевое соединение, как правило, на базе акриловых, полиурета­новых и силиконовых клеев и герметиков. Важно выполнять требования к подготовке поверхностей склеивания.

Выполнение электрических соединений возможно: путем пайки, что наиболее надежно, при покрытии пайки защитными антикоррозийными со­ставами: применение закрытых и открытых стандартных колодок. Предпоч­тение отдается герметичным колодкам с покрытием благородными металла­ми, их главный недостаток — высокая цена. Целесообразно применение спе­циальных зажимов и термоусадочных трубок.

Не допускается прокладка проводов в местах их цикличной работы на изгиб, например, из двери в кузов автомобиля. Для исключения напряжений изгиба применяют гофрированные изоляционные трубки.

Монтаж центрального блока сигнализации должен обеспечить высо­кую сложность доступа для потенциального угонщика.

Для надежной защиты блокируются от 2 до 5 цепей автомобиля. Сле­дует выбирать нетрадиционные цепи и место разрыва, еще более желательна блокировка цепей, не разрушая штатной проводки. Эффективными являются методы блокировки, имитирующие непостоянные неисправности систем ав­томобиля.

Особое внимание следует уделять электрическим контактам к корпусу автомобиля — обеспечение надежного электрического контакта. Подключе­ние сигнализации к АКБ желательно отдельным проводом. Установка сире­ны должна обеспечивать ее максимальную недоступность и отсутствие пря­мого попадания влаги — обычно под крылом автомобиля.

При использовании внешних электромагнитных реле обязательно их шунтирование диодами от бросков напряжения самоиндукции, способных вывести из строя порты сигнализации. Желательна развязка диодами цепей контактных датчиков, подсоединяемых к одному порту сигнализации.

Наличие значительного количества требований к установке автосигна­лизаций, в том числе и противоречивых, а также значимость проблемы охра­ны автомобиля, привела к тому, что производители стали встраивать в авто­мобили штатные автосигнализации или их отдельные элементы. Наиболее распространенным таким прибором является иммобилизатор. Так АВТОВАЗ комплектует свои автомобили иммобилизаторами АПС-4 и АПС-6. Важно правильно коммутировать штатные средства охраны с внешними комплекса­ми, что нельзя сделать, не зная алгоритма работы и особенностей обеих сис­тем.

Март 2014
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Фев    
 12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31  

Мастерская Своего Дела - msd.com.ua