Охранное кодовое устройство

 

Изобретение относится к охранным системам и может быть использовано для охраны транспортных средств, например автомобилей. Цель изобретения - повышение функциональной надежности устройства. Устройство 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. 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 с вторым входом счетчика 13, коммутатор 14, блок 15 набора кодов, шину 16 питания ключа, генератор импульсов 17, прерыватель 18, нагрузочный резистор 19, триггер 23. 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. 2 ил.

Изобретение относится к охранным системам и может быть использовано для охраны транспортных средств, например автомобилей. Целью изобретения является повышение функциональной надежности устройства. На фиг. 1 представлена электрическая функциональная схема 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. 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 с входом генератора импульсов 5; антенный контур 6, входящий в состав замка и подключенный к 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 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 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 таковую 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 соответственное к первым, вторым и третьим выходами блока синхронизации 2; исполнительный блок 22, вход которого подключен к выходу блока 21 сравнения кодов; триггер 23, счетный вход которого соединен с выходом формирователя импульсов 11, установочный вход (в нулевое состояние) с выходом селектора импульсов по длительности 12, единичный выход триггера 23 подключен к первому (счетному) входу счетчика 13 и к одному из входов блока 15 набора кодов, нулевой выход триггера 23 соединен с другим входом блока 15 набора кодов. В счетчике 13 первый вход является счетным, а второй входом начальной установки. В состав блока синхронизации 2 входит асинхронный Т-триггер на шести логических элементах, 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. 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 своей 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 F₁1=1-2 кГц и элемент И. Антенный контур в замке 6 и в ключе 7 может состоять из параллельно включенных конденсатора и катушки индуктивности, подключенных соответственно к общей шине замка и ключа. Блок 21 сравнения кодов может включать в свой состав первый и второй двоичные счетчики, коммутатор, узел сравнения кодов на элементами, ИЛИ-НЕ и ИЛИ, стробирующий элемент И, усилитель-формирователь, счетный триггер. Шифратор 3 (в замке) и блок 15 набора кодов (в ключе) представляют собой коммутационные схемы, которые позволяют соединить каждый из выходов с одним из четырех сигналов: шиной нуля вольт (логический ноль), шиной положительного питания (логическая единица), единичным выходом или нулевым выходом триггера (для шифратора 3 это триггер из блока 21 сравнения кодов, а для блока 15 набора кодов это триггер 23). Коммутационные схемы шифратора 3 и блока 15 набора кодов являются простейшими и могут быть выполнены однослойным печатным монтажом, позволяющим на любой выход устанавливать одну кроссировочную перемычку. 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. Продолжительность тактового импульса 30-50 мс, пауза между ними 10-30 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 стробирующих 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 n, равное числу разрядов 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 F₀ 100-200 кГц при подключении единичного сигнала на его вход (см. диаграмму 5.2 на 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 F₀ 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 F₀ и который может быть выполнен в виде конденсатора и катушки индуктивности, подключенных к общей шине ключа, возникает переменное напряжение в виде радиоимпульсов частотой F₀. 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 последовательность сигналов (синхронизирующий и n 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 с второго выхода блока синхронизации 2, производят установку в ноль триггера 23 и начальную установку счетчика 13. Таким образом, каждый нечетный после синхронизирующего выходной импульс формирователя импульсов 11 устанавливает своим передним фронтом единичную информацию в триггере 23. Каждый четный после синхронизирующего выходной импульс формирователя импульсов 11 устанавливает своим передним фронтом нулевую информацию в триггере 23. Такое срабатывание триггера 23 иллюстрируется диаграммами его работы на фиг.2. Поскольку счетчик 13 изменяет свое содержимое по переднему фронту единичного выходного сигнала триггера 23, можно сказать, что в счетчике 13 подсчитывается число пар 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/2. Такого же числа ключей в коммутаторе 14 достаточно для обеспечения работы устройства. На i-ой выходной шине блока 15 набора кодов формируется информация о (2i-1)-ом и (2i)-ом разрядах набираемого кода. Если необходимо задать (2i-1)-ый и (2i)-ый разряды в коде равными логическому нулю, то i-ую шину в блоке 15 набора кодов необходимо подключить к шине нуля вольт питания. Если необходимо задать (2i-1)-ый и (2i)-ый разряды в коде равными логической единицы, то i-ую шину в блоке 15 набора кодов необходимо подключить к шине положительного питания (+E). Если необходимо задать (2i-1)-ый разряд равным логической единице, а (2i)-ый разряд равным логическому нулю, то i-ую шину в блоке 15 следует подключить к единичному выходу триггера 23. Если необходимо задать (2i-1)-ый разряд равным логическому нулю, а (2i)-ый разряд равным логической единице, то i-ую шину в блоке 15 следует подключить к нулевому выходу триггера 23. Например, для задания кода 1000011010100111 необходимо восемь шин. На первую, четвертую, пятую и шестую шины (код " 10") следует подключить единичный выход триггера 23, на вторую шину (код "00") подключить сигнал нуля вольт. На третью и седьмую шину (код "01'') следует подключить нулевой выход триггера 23. На восьмую шину (код " 11) следует подключить шину положительного питания (+E). В этом случае на выходе коммутатора 14 будут последовательно появляться разряды набираемого кода. 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 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, который может быть выполнен по схеме, соответствующей схеме блока набора кодов 15 в ключе. При совпадении наборов 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, 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, в ключ введены антенный контур, накопительный конденсатор, выпрямительный и разделительный диоды, формирователь импульсов, селектор импульсов по длительности, счетчик, коммутатор, генератор импульсов, прерыватель, нагрузочный резистор и триггер, 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 и прерывателя к общей шине ключа, выход формирователя импульсов подключен к 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, выход формирователя импульсов соединен со счетным входом триггера, выход селектора импульсов по длительности подключен к установочному входу триггера, выходы которого подключены к шинам блока набора кодов, единичный выход триггера подключен к первому входу счетчика. 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, выход которого соединен с К-входом К-триггера, выход которого является вторым входом 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 К-триггера, выход второго элемента И-НЕ подключен к второму входу элемента ИЛИ-НЕ и к входу второго инвертора, выходы которого являются соответственно третьим и первым выходами блока синхронизации.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

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: 29-2000

Извещение опубликовано: 20.10.2000        

---