Охранное кодовое устройство

(И) ЗОБРЕТ НИЩИ ЕНТУ 2 Комитет Россцйской Федерации по патентам н товарным знакам(71) Научно-исследовательский институт измерительной техники(73) Научно-исследовательский институт измерительной техники(54) ОХРАННОЕ КОДОВОЕ УСТРОЙС ВО(57) Изобретение относится к транспортной технике, может быть использовано.в устройствах. дляпредотвращения недозволенного чсвюьзованиятранспортньх средств, например, автомобилей.Цель изобретения - повышение криптостбйкостиустройства Оно состоит из двух конструктивно несоединенных частей: замка м кпача Замок содержит блок (1) синхронизации, шифратОр (2), элементИЛИ (3), первый генератор импульсов (4), парал-. лельно соединенные первь й конденсатор (5) и первую катушку индуктивности (6), первый формирователь импульсов (21), исполнительный блок (23), элемент И (24), вспомогательный счетчик (25), элемент сравнения (26). Кпач содержит параллельно соединенные второй конденсатор (7) и вторую катушку индуктивности (8), два диода (Я и 10), третий конденсатор (11), включенный между шиной (1 7) питания ключа и общей 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.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 - 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 В й - Я-триггера, выходкоторого является вторым выходом блока5 синхронизации, выход первого элемента И -НЕ соединен с вторым входом второго элемента И - НЕ и входом первого инвертора,выход которого соединен с вторым входомтретьего элемента И - НЕ и 8-входом й -10 Я-триггера, выход второго элемента И-НЕподключен к второму входу элемента ИЛИНЕ и к входу второго инвертора, выходыкоторых являются соответственно третьими первым выходами блока синхронизации.15 При работе это устройство не обеспечивает высокую функциональную надежностьработы, поскольку оно не рассчитано на активные действия лиц, которые могут пытаться проникнуть в охраняемый объект20 (например, салон автомобиля),Целью изобретения является повышение функциональной надежности устройства.Цель достигается тем, что в охранноекодовое устройство введены в замок дваэлемента И, счетчик и элемент сравнения,выход формирователя импульсов и третийвыход блока синхронизации подключенысоответственно к входам первого элемента30 И., выход которого подключен к счетномувходу счетчика, второй выход блока синхронизации соединен с обнуляющим входомсчетчика, выходы которого подключены квходам элемента сравнения, в разрыв цепи35 блока сравнения кодов и исполнительногоблока включен второй элемент И, выход элемента сравнения подключен к второму входу второго. элемента И,На фиг, 1 представлена схема электри 40 ческая функциональная предлагаемого охранного кодового устройства; на фиг, 2 -временные диаграммы его работы.Номер диаграммы на фиг. 2 соответствует номеру элемента, с выхода которогоснимается 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. 2указывается 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 свыходом генератора синхронизации 1; шифратор 3; элемент ИЛИ 4, входы которогоподключены к первому и второму выходамблока 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 котороо 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 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 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 наиболеетехнологичным является исполнение каждого из этих блоков в виде коммутационногополя,Генератор импульсов 5 в замке можетвключать в свой состав задающий импульсный генератор на частоту Ео=(100 - 200) кГц,элемент И и усилительный каскад на транзисторе, включающий дроссель, резистор,три конденсатора, диод. Формировательимпульсов 11 в ключе может состоять изпоследовательно соединенных фильтранижних частот и порогового элемента, Селектор импульсов по длительности 1 2 можетвключать в свой состав пороговый элемент,вход которого подключен к интегратору, выполненному на резисторе, диоде и конденсаторе.Формирователь импульсов 20 в замкеможет состоять из последовательно включенных фильтра нижних частот, усилителя ипорогового элемента с порогом, равным середине уровней логических нулей и единицв принимаемом коде. Блок сравнения кодов21 может включать в свой состав два двоичных счетчика, коммутатор, узел сравнениякодов 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 включенияохранной сигнализации, то в его состав могут входить дистанционный переключатель,имеющий контакты и обмотки замыкания иразмыкания (например, реле РПС - 20), кнопка включения сигнализации (находящаясявнутри охраняемого объекта, например, автомобиля, и которую необходимо нажатьдля включения охранного кодового устройства) и блок охранной сигнализации. Генератор импульсоа 17 в кляче можетвключать в свой состав неуправляемый импульсный генератор на частоту Р 1=(1-2)кГц и элемент И, Антенный контур в замке6 и в ключе 7 могут состоять из параллельновключенных конденсатора и катушки индуктивности, подключенных соответственно кобщей шине замка и ключа.Элемент сравнения 25 может быть выполнен разными методами, напримео, в виде элемента И, входам которого черезкроссировку подключаются либо прямые,либо инверсные выходы каждого разрядасчетчика 24. Остальные элементы, входящие в состав охранного кодового устройства, являются стандартными.Устройство работает следующим образом, По выходным импульсам генераторасинхронизации 1 (частотой 10-50 Гц) блоксинхронизации 2 формирует на трехсвоих 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 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 п, 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 Ео=(100-200) кГц 30 35 40 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 Е, 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 Ео, и который может быть выполнен в виде конденсатора и катушки индуктивности, подключенных к общей шине ключа, возникает переменное напряжение в виде радиоимпульсов частотой Ео, 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,50 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 последовв 5 10 15 тельность 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 "и". 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 Е=(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, 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 дополнител ь ну ю модуляцию частотой Е 1 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 Е 1. то на выходе формирователя импульсов 20 оказывается2003176 генератора ил 1 пульсов, первый выход которого подклочен через формирователь им пульсов к второму входу блока сравнениякодова второй выход соединен с антекным 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 входолл 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 ис 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 соответсгвует задаваемой блоком 15 набо ра кодов последовательности выходных сигналов коммутатора 14. В блоке 21 сравнения кодов в момент прохождения стробирующего импульса происходит сравнение кодов с выхода формирователя им 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 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 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 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 УСТРОАСТВО, 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 не 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 и. 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, сиг. нал на входе исполнительного блока 22 будет неизменно нулевым и срабатывания исполнительного блока 22 не произойдет.Ъ(56) Авторское свидетельство СССР Ь 1188029, кл. В 60 К 25/04, 1983,Журнал "Радио", Р 5, 1971, с. 37, 2003176 12прерыватель, 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 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 - с 10- НВ, выход которого соединен с й-входом общей шиной ключа, выход формирователя ВЯ-триггера, выход которого является втоимпульсов подключен к первому входу рым выходом блока синхронизации, выход счетчика и входу селектора импульсов по первого 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 которого15соединены с первыми входами коммутато- соединен с вторым входом третьего элера, выходы блока набора кодов соединены мента И - НЕ и Я-входом ЯЯ-триггера, выс вторыми входами коммутатора, выход ко- . ход второго элемента И - НЕ подключен к торого подключен к входу генератора им второму входу элемента ИЛИ - НЕ и к вхопульсов, выход которого соединен с ду второго инвертора, выходы которых явуправляющим входам прерывателя. ляются соответственно третьим и первым2. Устройство по п.1, отличающееся выходами блока синхронизации,