КОМПЬЮТЕРНАЯ СИСТЕМА ОХРАНЫ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Российский патент 2004 года по МПК B60R25/00 G08B25/08 

Компьютерная система охраны транспортных средств относится к области электронной и вычислительной техники и предназначена для защиты от угона, например, автомобилей, воздушных судов, плавательных средств и других подвижных объектов, а также для предупреждения несанкционированного владельцем проникновения или попытки повреждения, перемещения транспортного объекта.

Известные охранные электронные системы в основном предназначены для подачи звуковых сигналов при попытке проникновения в салон, багажник, моторный отсек автомобиля. Примером такой автомобильной охранной сигнализации является широко применяемое электронно-мехническое устройство, действующее от датчиков дверных замков, вмонтированных в двери автомобиля или механических маятников, подающих сигналы на звуковое устройство при попытке проникновения в салон автомобиля. Другая автомобильная охранная сигнализация с электронным идентификационным кодовым ключом и дистанционным включением и выключением в невидимом инфракрасном диапазоне разработана авторами для завода “ Пирометр” в Ленинграде и выпускалась этим заводом с 1992 года несколько лет и эксплуатируется некоторыми владельцами автомобилей до настоящего времени.

Автомобильная охранная сигнализация с выдачей сигнала тревоги по радиоканалу известна с 1994 года, в упрощенном варианте изготавливалась промышленностью и действует следующим образом - при попытке проникновения в салон автомобиля срабатывает сигнализация от механических датчиков или маяков и сигнал тревоги на частоте 28 МГц излучается в эфир, принимается радиоприемником владельца автомобиля для принятия мер по пресечению угона. В расширенном варианте эта охранная сигнализация против угона подключается к городскому телефону владельца автомобиля с автоматической передачей сигнала тревоги и идентификационной информацией об автомобиле на пульт охранных служб или патрульно-дорожной инспекции.

Коллективная охранная сигнализация для защиты стоянок автомобилей от угона отдельных транспортных средств была разработана в 1996 году и серийно производилась для нужд населения, представляет комплекс простейших охранных датчиков, работающих в диапазоне 27-28 МГц с ограниченным радиусом действия. При попытке проникновения в салон какого-нибудь отдельного автомобиля срабатывают охранные датчики. Сигнал тревоги и номер стоянки автомобиля поступают на диспетчерский пульт охраны. В комплект диспетчерского пульта входит приемник, настроенный на 28 МГц. При поступлении сигнала тревоги на пульт высвечивается номер стоянки автомобиля. С учетом общей обстановки и своих возможностей охрана принимает соответствующие меры.

Известна американская противоугонная система фирмы “Logic”, состоящая из приемника-пеленгатора, и устанавливается на полицейском вертолете модели “Robinson-44”. Приемник пеленгует передатчик, скрыто вмонтированный в автомобиль. Приемник-пеленгатор с высоты 300 м, перекрывает территорию до 100-120 км. В случае угона автомобиля передатчик автоматически активизируется и позволяет обнаружить и запеленговать с воздуха автомобиль, даже помещенный в металлический контейнер, находящийся на глубине 3-х этажей. Процент обнаружения угоняемых автомобилей необычайно высок. Единственный и самый существенный недостаток этой системы обнаружения угнанных автомобилей, что она очень дорога не только в изготовлении, но и в эксплуатации, как и сам полицейский вертолет. Система обнаружения на борту вертолета состоит из инфравизора, панорамной видеокамеры и радиостанций дециметрового диапазона и многого другого оборудования, предназначена для поиска самых дорогих марок автомобилей. Нужен постоянно барражирующий в воздухе полицейский вертолет со специалистом-пеленгатором на борту.

Известны другие электронные охранные системы против угона транспортных средств, но они построены на тех же самых принципах и работают аналогичным образом.

Известным охранным сигнализациям для защиты транспортных средств от угона присущи общие недостатки:

- ориентированы на выдачу сигнала тревоги в индивидуальный радиоканал или поднятия звуковой тревоги при попытке проникновения в салон автомобиля и легко нейтрализуются угонщиками;

- при ограниченном наборе защитных функций каждое отдельно взятое электронное устройство сигнализации достаточно дорого в производстве и имеет относительно невысокую надежность из-за низкой степени интеграции элементной базы;

- каждое отдельно взятое устройство сигнализации легко обнаруживается по проводам питания и не имеет надежной степени защиты от механических, тепловых и других повреждений, а также от мощных электромагнитных полей и излучений.

Все эти недостатки делают устройства сигнализации легко уязвимыми и малоэффективными средствами защиты от угонщиков высокой квалификации, оснащенных сканирующими приборами для вскрытия индивидуальных идентификационных кодов.

Наиболее близким прототипом является система навигационного сопровождения транспортных средств “Навигатор”. Назначение этой системы - обеспечить отслеживание положения транспортного средства в пространстве в процессе его движения, а также обеспечить достаточный уровень защиты автомобиля от угона и нападения на водителя. Автомобиль или другое транспортное средство оснащается блоком контроля местоположения, работающим в трех основных режимах навигационного сопровождения:

- “сопровождение” - основной режим контроля местоположения транспортного средства, информация о положении: координаты и скорость транспортного средства, поступает на диспетчерский пост с периодичностью один раз в 15 с;

- “стоянка” - режим, используемый при постановке транспортного средства на длительную стоянку, позволяет мгновенно активизировать специальный режим передачи данных о транспортном средстве (каждые 15 с) в случае попытки несанкционированного проникновения в транспортное средство и/или перемещения транспортного средства без разрешения владельца;

- “тревога” - специальный режим работы системы “Навигатор”, обеспечивающий непрерывное информационное сопровождение транспортного средства с отображением его топографических координат на электронной карте местности (пульт охраны) и скорости его перемещения в реальном режиме времени в случае его угона. Хотя эта система обладает рядом достоинств: позволяет осуществлять непрерывный контроль текущего местоположения и скорости перемещения автомобиля и отображать на электронной цифровой автодорожной карте местности в центральном, диспетчерском пульте, а также контроль отклонения от заданного маршрута движения с последующим непрерывным электронным сопровождением транспортного средства. Система позволяет обеспечить включение аварийной сигнализации при попытке проникновения, угона, разбойного нападения, потери связи, неисправности аппаратуры системы. В этом режиме происходит формирование отчетности “черный ящик” от 1 до 30 дней, содержащей сведения об изменениях режимов сопровождения транспортного средства, фиксация протекания аварийной ситуации вплоть до ее локализации или устранения, контроль команд и действий клиента и диспетчера.

Используемая система содержит ряд недостатков, которые ослабляют достоинства этой системы. Так, блок контроля местоположения транспортного средства или автомобиля располагается в доступном месте для выведения из строя, визуально легко обнаруживается и может быть отключен от бортового питания. Блок имеет жесткую программу функционирования, не учитывающую конкретную ситуацию попыток проникновения в транспортное средство и состояние агрегатов в момент угона.

Указанная система разрабатывалась для транспортных средств специального сопровождения, и ее надежность в работе тесно связана с наличием специальных охранных служб, согласованных маршрутов движения кортежей и многочисленного антуража. Другими словами, система не рассчитана на массового автомобилиста, что делает эту систему избранной и ориентированной только на службу быстрого реагирования, охраны потребителя услуг, на специализированную мобильную техническую службу и скорую специальную медицинскую помощь и исключает ее массовое использование в повседневной жизни обычных граждан. Кроме того, учитывая назначение системы “Навигатор”, библиографические источники информации в открытой печати отсутствуют. Система навигационного сопровождения “Навигатор” проектировалась государственным учреждением без учета экономических факторов, так как не предполагалось ее широкого коммерческого использования.

Предлагаемое изобретение представляет собой компьютерную систему, в которую введены: модуль, находящийся в металлической защитной оболочке с “окном прозрачности”, позволяющий обеспечить связь внутренних антенн модуля с внешними радиоприемными и передающими устройствами как внутри, так и во вне автомобиля, причем модуль включает в себя компьютерный программируемый микрочип, спутниковый позиционный блок с антенной, набор радиоприемных и передающих устройств для связи с передающей аппаратурой навигационных спутников, с локальной сотовой или спутниковых систем связи, датчики состояния агрегатов автомобиля, размещенные на различных агрегатах автомобиля, микрофон и видеокамеру, исполнительные механизмы блокировки, состоящие из приемной части, релейной схемы и механических, гидро или электрических приводов на различных агрегатах автомобиля, включает радиомаячки, имеющие автономные и/или питание от бортовой системы автомобиля, причем радиомаячки размещены в различных труднодоступных частях автомобиля, идентификатор владельца, бесконтактное зарядное устройство, устанавливаемое на период подзарядки и фиксируемое в зоне размещения модуля, датчик разрушительных воздействий на транспортное средство, идентификаторы заводского номера агрегата.

На фиг.1 изображено устройство, где:

1 - компьютерный модуль;

2 - защитная поглотительная оболочка;

3 - “прозрачное радио окно”;

4 - компьютерный программируемый микрочип;

5 - спутниковый позиционный блок;

6 - антенна приемная спутникового блока;

7 - радиоприемное и передающее устройство;

8 - антенна приемопередающая для связи с радиотелефонной сетью;

9 - внутренний источник питания;

10 - датчики состояния агрегатов автомобиля;

11 - идентификатор владельца автомобиля;

12 - радиомаячки;

13 - микрофон с усилителем;

14 - скрытая видеокамера;

15 - исполнительные механизмы блокировки;

16 - антенны внутренней связи транспортного средства;

17 - бесконтактное зарядное устройство;

18 - датчик разрушительного воздействия на транспортное средство;

19 - идентификатор номера агрегата;

20 - устройство записи “черный ящик”;

21 - сканер.

На фиг.2 изображен состав блока идентификатора агрегатов (19):

22 - постоянная энергозависимая память;

23 - источник питания идентификатора с внешней подпиткой от сигнала сканера.

В сборном виде компьютерная система охраны транспортных средств, например, для автомобиля представляет модуль 1 в металлической защитной оболочке 2 с “окном прозрачности” 3, включающий в себя компьютерный программируемый микрочип 4, спутниковый позиционный блок 5 с антенной 6 связи с передающей аппаратурой навигационных спутников, радиопередающие и приемные устройства 7 с антеннами 8 для связи локальной радиотелефонной сетью, с антеннами 16 для получения информации от датчиков состояния агрегатов автомобиля 10, сигналов, поступающих от установленных в салоне автомобиля микрофона с усилителем 13 и скрытой видеокамеры 14, а также для связи с исполнительными механизмами автомобиля 15 и внутренними радиомаячками 12. Встроенный в модуль источник питания 9 с устройством бесконтактной подзарядки 17. Модуль и радиомаячки размещаются в труднодоступных для обнаружения местах транспортного средства.

Датчики состояния агрегатов автомобиля 10, размещенные на различных агрегатах автомобиля и состоящие из микропередатчиков и чувствительных элементов (состояния) автомобиля.

Электронный блок-идентификатор владельца автомобиля 11, состоящий из микропередатчика, контроллера, сравнивающего поступающий код от ключа владельца автомобиля с кодами, хранящимися в энергонезависимой памяти контроллера, и выдающего сигнал “свой чужой”.

Радиомаячки 12, размещенные в различных труднодоступных частях автомобиля, имеют автономное или питание от бортовой системы автомобиля. Радиомаячок состоит из приемника сигнала, поступающего от передатчика модуля для внутренней связи автомобиля, передатчика высокой частоты, включаемого в режим генерации сигналом модуля.

Микрофон с усилителем 13 для приема несанкционированных акустических сигналов в салоне автомобиля и передаваемых в модуль для записи или ретрансляции для спутниковой или сотовой связи с владельцем или охранным пунктом.

Скрытая видеокамера 14 установлена в салоне автомобиля с широкоугольным обзором.

Исполнительные механизмы блокировки 15, размещенные на различных агрегатах автомобиля, состоящие из приемной части, релейной схемы и механических, гидро или электрических приводов, для включения или отключения агрегатов или приспособлений, препятствующих угону транспортного средства (такие как прерыватели напряжения, клапаны в топливной системе и т.д.).

Бесконтактное зарядное устройство 17 устанавливается снаружи на период подзарядки и фиксируется в зоне размещения скрытого модуля с помощью магнитов или иных креплений.

Датчик разрушительных воздействий на автомобиль 18 представляет собой акселерометр, срабатывающий от силовых воздействий на корпус автомобиля.

Идентификаторы номера агрегатов 19. На фиг.2 изображен состав идентификатора агрегатов, где 22 - постоянная энергонезависимая память, сохраняющая заводской номер агрегата, номер автомобиля, в который он установлен, и другую полезную информацию. Источник питания идентификатора с внешней подпиткой от сигнала сканера 23. Идентификатор 19 устанавливается при производстве агрегата в недоступном для визуального обнаружения месте.

Внутренняя компьютерная система охраны транспортных средств, например, для автомобиля работает следующим образом: на заводе-изготовителе в память микрочипа вводится стандартная программа “поведения” - реакции модуля 1 на все внутренние (от датчиков состояния агрегатов автомобиля 10 и электронного блока-идентификатора 11, микрофона-усилителя 13 и внешние сигналы - события: позиционная информация от спутника, запросы от диспетчера локальной охранной системы или от радиозапроса владельца автомобиля.

Модуль начинает функционировать с момента установки на объект охраны, подключения внутреннего источника питания 9 и поступления шифрованного кода на начало функционирования. С этого момента компьютерная охранная система находится в дежурном режиме. При нормальном порядке взаимодействия “ владелец - автотранспортное средство” внутренняя компьютерная система охраны транспортного средства остается в спокойном состоянии, отслеживая циклически все внутренние и наружные воздействия с помощью датчиков состояния агрегатов автомобиля 10 в режиме “черный ящик” с записью информации со спутникового позиционного блока 5 и датчиков состояния агрегатов автомобиля 10, электронного блока-идентификатора 11, запросов через сотовую связь о местонахождении объекта, состоянии его исправности и т.д. Внутренняя компьютерная система охраны транспортных средств активизируются, переходя в следующий режим работы при попытках несанкционированного доступа (без поступления кода идентификации владельца автомобиля в электронный блок-идентификатор 11 в салон, багажник или в моторное отделение автомобиля, при попытках перемещения или угона автомобиля, при поступлении сигнала тревоги от электронного блока-идентификатора 11, запуске двигателя при выключенном ключе зажигания, открывании дверей и т.д. Момент и режим выхода в эфир задаются алгоритмом адаптивной программы компьютерного программируемого микрочипа 4 с учетом сложившейся общей ситуации (состояния датчиков состояния агрегатов автомобиля 10, команд, поступающих от электронного блока-идентификатора 11 по специальной команде владельца автомобиля “Захват” или по запросу от специальной аппаратуры диспетчера локальной охранной системы, или по срабатыванию специального датчика защиты 18, при аварии или катастрофе (режим аварийного SOS-маяка) с учетом всех приоритетов, закладываемых в адаптивную программу “поведения”. При проникновении злоумышленников в салон включается скрытая видеокамера, изображение и все акустические сигналы отправляются в эфир или на запись в “черный ящик” 20 компьютерный модуль 1. В нужный момент адаптивная программа включает один из радиомаячков 12 с целью отвлечения внимания угонщиков, тем самым маскируя работу основного передатчика, создавая условия для дополнительного пеленгования охраняемого транспортного объекта аппаратурой локальной охранной системы и выигрыша времени для организации и проведения перехвата транспортного средства. При отключении угонщиками одного из маячков через некоторое время адаптивная программа включает очередной маячок.

Включение аварийного SOS-маяка производится как человеком, так и по срабатыванию датчиков защиты 18, настроенных на определенную величину, разрушающей конструкцию транспортного средства, перегрузки. SOS-маячок также включается по скрытному сигналу “Нападение”, подаваемым владельцем автотранспортного средства.

Вмонтированные в агрегаты идентификаторы номера агрегата 19 реагируют на определенную частоту возбуждения, выдают шифрованную информацию о своей принадлежности к определенному транспортному средству. Идентификатор срабатывает при облучении агрегата от внешнего сканера, который подкачивается энергией облучения, принимаемой антенной источника питания идентификатора 23. Идентификатор 19 устанавливаются при производстве агрегата в недоступном для визуального обнаружения месте.

Внутренняя компьютерная система охраны транспортных средств, например автомобиля, от угона и других несанкционированных действий, направленных против интересов автовладельца, предполагает наличие специальных программ, позволяющих менять “поведение” модуля в зависимости от складывающейся криминальной ситуации, диагностировать состояние систем автомобиля или другого транспортного средства. Возможность же оперативно менять коды, пароли и систему шифрования информации исключает перехват этой информации другими сторонними лицами, чем повышается надежность защиты охраняемого объекта и сводится к минимуму вероятность угона. Непредсказуемое для угонщиков поведение адаптивной программы в процессе ее противодействия угонщикам, включающей или отключающей различные агрегаты или электронные блоки, обеспечивающие работу двигателя, позволяет выиграть время и дать возможность охранным службам предотвратить угон. Одновременно компьютерная система охраны транспортных средств обеспечивает гражданину оказание быстрой медицинской или технической помощи на месте дорожно-транспортного происшествия, посылая автоматически вызовы на дежурные посты соответствующих оперативных служб с информацией о месте происшествия и транспортном средстве, терпящем бедствие.

Внутренняя компьютерная система охраны транспортных средств технологична, например, для автомобиля, строится из независимых блоков и элементов как отечественного, так и зарубежного производства, по стандартным интерфейсам, принятым для персональных компьютеров, может конфигурироваться в зависимости от запросов потребителя услуг.

Изобретение относится к технике защиты транспортных средств от несанкционированного использования. В системе имеется модуль, находящийся в металлической защитной оболочке с “окном прозрачности” для обеспечения связи внутренних антенн модуля с внешними радиоприемными и передающими устройствами как внутри, так и вне автомобиля. В модуле установлены программируемый микрочип, спутниковый позиционный блок с антенной, радиоприемные и передающие устройства для связи с передающей аппаратурой навигационных спутников, с локальной сотовой или спутниковыми системами связи. Система содержит также внутренний источник питания, микрофон с усилителем, видеокамеру, датчики состояния агрегатов автомобиля, исполнительные механизмы блокировки агрегатов автомобиля, радиомаячки, имеющие автономное и/или питание от бортовой системы, идентификатор владельца, бесконтактное зарядное устройство, устанавливаемое на период подзарядки и фиксируемое в зоне размещения модуля, датчик разрушительных воздействий на автомобиль и идентификаторы заводского номера агрегата. Радиомаячки размещены в различных труднодоступных частях автомобиля. Исполнительные механизмы блокировки состоят из приемной части, релейной схемы и механических, гидро или электрических приводов на различных агрегатах автомобиля. Система характеризуется повышенной эксплуатационной надежностью и обеспечивает информационное взаимодействие с охранными государственными и коммерческими структурами. 2 ил.

Компьютерная система охраны транспортных средств, например для автомобиля, содержащая программируемый микрочип, спутниковый позиционный блок, радиоприемные и передающие устройства, внутренний источник питания, микрофон с усилителем, видеокамеру, отличающаяся тем, что в нее введены модуль, находящийся в металлической защитной оболочке с “окном прозрачности” для обеспечения связи внутренних антенн модуля с внешними радиоприемными и передающими устройствами как внутри, так и во вне автомобиля, датчики состояния агрегатов автомобиля, исполнительные механизмы блокировки, размещенные на различных агрегатах автомобиля, радиомаячки, имеющие автономное и/или питание от бортовой системы автомобиля, идентификатор владельца, бесконтактное зарядное устройство, устанавливаемое на период подзарядки и фиксируемое в зоне размещения модуля, датчик разрушительных воздействий на автомобиль и идентификаторы заводского номера агрегата, при этом программируемый микрочип, спутниковый позиционный блок с антенной, набор радиоприемных и передающих устройств для связи с передающей аппаратурой навигационных спутников, с локальной сотовой или спутниковыми системами связи установлены в модуле, радиомаячки размещены в различных труднодоступных частях автомобиля, а исполнительные механизмы блокировки состоят из приемной части, релейной схемы и механических, гидро- или электрических приводов на различных агрегатах автомобиля.