
- •Министерство образования и науки российской федерации
- •«Тюменский государственный нефтегазовый университет» кафедра автоматизации и вычислительной техники пояснительная записка
- •1. Описание и принципы работы автосигнализации
- •1.1 Область применения автосигнализации
- •1.2 Принципы работы автосигнализации
- •1.3 Основные компоненты автосигнализации
- •2. Принципы построения автосигнализации
- •2.1 Обобщенная схема построения автосигнализации
- •2.2 Функциональная схема построения автосигнализации
- •2.3 Структурная схема управления автосигнализацией
- •3. Применение датчиков в автосигнализации
- •3.1 Датчики, применяемые для сбора информации в автосигнализации
- •3.2 Расчет датчиков
- •3.2.1 Датчик давления
- •3.2.2 Датчик тока
- •3.3.3 Датчик Холла
- •3.3.4 Датчик температуры на основе металлических проводников
- •3.3.5 Терморезистор на основе полупроводникового элемента
- •3.3.6 Пьезоэлектрический датчик
- •3.3.7 Преобразование экспериментальных данных в аналитическую функцию
- •3.3.8 Информационная пропускная способность
- •Список литературы
1.3 Основные компоненты автосигнализации
Состоит, как правило, из основного блока, приемо-передатчика (антенны), брелока, датчика удара, сервисной кнопки и индикатора в виде светодиода. Автосигнализации бывают с обратной связью, то есть брелок-пейджер информирует о состоянии автомобиля.
Современные сигнализации – это сложные многоуровневые системы, которые включают в себя множество компонентов, из которых и складывается весь комплекс защиты.
К таким компонентам можно отнести: встраиваемые сенсорные датчики движения машины, изменения угла наклона или удара; акустические датчики, реагирующие на звук разбития стекла; спутниковая система позиционирования, сделанная по аналогии с системой GPS; различные иммобилайзеры и устройства для блокировки важнейших узлов автомобиля и так далее.
Кроме того, новые сигнализации обычно меньше своих предшественников по размеру, а в целях защиты от электронного взлома используется многоканальный радиотракт с диалоговым кодом, паролем и персональным шифровальным ключом, длина которого может доходить до 80 бит, что дополнительно улучшает криптостойкость.
Могут быть использованы и дополнительные реле блокировки, обладающие модулями для управления замком капота и динамическим кодом.
Дальность действия сигнализации может доходить до 20-х километров при условии прямой видимости и отсутствия помех для прохождения радиосигнала с миниатюрного брелока-передатчика.
Такие системы устанавливаются на автомобили с любыми типами двигателей и коробок переключения передач и автоматических, и ручных, в том числе и для турбированных силовых агрегатов, позволяют контролировать и управлять ими даже с максимально допустимой дистанции.
Из наиболее популярных вспомогательных устройств назовем радиомаяк (пейджер) и центральный замок.
Радиомаяк (пейджер). При срабатывании сигнализации передатчик пейджера выдает в эфир кодированный радиосигнал, принимаемый миниатюрным приемником. В новых моделях пейджеров кроме сигнала тревоги есть еще и возможность идентификации сработавшего датчика - очень удобно для оценки ситуации. К примеру, при работе с радарным датчиком пейджер передаст владельцу сообщение о приближении к охраняемой машине, не включая сигнализацию. Реальная дальность при работе со стандартной антенной, наклеиваемой изнутри салона на стекло - 200-300 м прямой видимости. С качественной выносной антенной передатчик пейджера теоретически может обеспечить и 2 км.
Центральный замок. Функция дистанционного открывания и закрывания автомобильных дверных замков. Важно подчеркнуть, что на самом деле механической блокировки замка не происходит (распространенное заблуждение) - это - функция комфорта. Как и любое электромеханическое устройство, требует хотя бы элементарного обслуживания.
2. Принципы построения автосигнализации
2.1 Обобщенная схема построения автосигнализации
Бензоклапан (топливный клапан) - регулятор подачи топлива, управляемый электрическим или пневматическим сигналом.
Блок управления (системный блок) - центральный блок сигнализации, принимающий и обрабатывающий кодированные команды управления от брелока, входные сигналы датчиков, а также формирующий сигналы для сигнализационных и исполнительных устройств.
Брелок-передатчик - малогабаритное устройство управления, формирующее и передающее кодированные сигналы команд.
Иммобилайзер - защитное противоугонное устройство, служащее для предотвращения запуска двигателя посторонними лицами.
Кодовый (электронный) ключ - устройство, предназначенное для управления противоугонной функцией охранной системы.
Мастер-привод - электропривод замков двери с пятью проводами, обеспечивающий управление электроприводами всех пассажирских дверей.
Метка - электронный ключ с источником питания и увеличенной дальностью действия.
Модуль - конструктивное исполнение устройства в виде компактного блока.
Модуль обхода - устройство, предназначенное для временного отключения заводской противоугонной системы для обеспечения дистанционного запуска двигателя.
Моноблок (компакт) - конструктивное исполнение охранной системы в виде единого компактного блока, содержащего центральный блок, сирену и датчики.
Пейджер - автомобильный приемо-передатчик, содержащий индикатор при автономном использовании.
Сирена программируемая - сирена с возможностью выбора определенных звуковых тонов или изменения уровня громкости подтверждающих сигналов.
Транспондер (кодовый преобразователь) - кодовый электронный ключ бесконтактного типа, предназначенный для управления противоугонными устройствами, конструктивно оформленный в виде брелока, жетона или пластиковой карточки.
Центральный замок - устройство, обеспечивающее централизованное (общее) одновременное запирание/отпирание замков дверей автомобиля.
Электропривод - привод, используемый для управления замками дверей автомобиля, содержащий электродвигатель и редуктор для поступательного перемещения управляющего штока.
Типовая автосигнализация включает в себя такие функциональные узлы (рис. 2):
- блок управления с приемником команд дистанционного управления;
- датчики, обнаруживающие то или иное воздействие на автомобиль, а также открывание дверей, капота и багажника;
- звуковое сигнальное устройство в виде сирены большой мощности;
- индикатор режимов работы (светодиод);
- исполнительные цепи управления различными электроустройствами автомобиля;
- переключатели режимов работы и функций автосигнализации;
- пульт дистанционного управления (ПУ ДУ), оформленный в виде брелока-передатчика;
- резервные источники питания блока управления и сирены, не являющиеся обязательными.
Рисунок 2 - Обобщенная схема построения автосигнализации
Блок управления непрерывно анализирует поступление команд управления с брелока-передатчика и при их приеме производит выполнение задаваемых ими команд.
В режиме ОХРАНА блок управления обрабатывает информацию, поступающую от датчиков. В соответствии с заложенным в нем алгоритмом формирует выходные сигналы автосигнализации, управляющие соответствующими цепями автомобиля:
- цепи блокировки зажигания, стартера, подачи топлива;
- цепи световой сигнализации - габаритные фонари, фары, лампы освещения салона автомобиля и тормозные фонари;
- цепи управления автоматическим запиранием (отпиранием) замков дверей.
Подключенные к выходным цепям дополнительные каналы предназначены для управления замком багажника, электростеклоподъемниками и цепями дистанционного запуска двигателя и прогрева салона автомобиля.
В конкретной системе автосигнализации предусмотрены, естественно, не все указанные здесь возможности.
Главным узлом блока управления является микропроцессор. Запоминание состояния автосигнализации и кодов брелока производится в энергонезависимой памяти. Применяемые микросхемы памяти позволяют запомнить 256 байт. Напряжение питания микропроцессора 5 В. Программа микропроцессора циклически анализирует сигналы на всех его входах и в зависимости от них формирует адекватную реакцию. Большое быстродействие процессора обеспечивает обработку сигналов без существенной задержки реагирования. Микропроцессор производит:
- обработку сигналов концевых выключателей с учетом «дребезга контактов»;
- фильтрацию шумов датчиков в изменяющихся условиях эксплуатации (при наличии цифровых датчиков);
- ускорение и замедление процедур опроса в зависимости от режимов и условий работы автосигнализации;
- управление энергопотреблением автосигнализации с целью уменьшения тока потребления в режиме охраны, без снижения охранных и эксплуатационных свойств;
- обработку импульсных помех радиоприемного тракта с целью уменьшения влияния помеховой обстановки на дальность связи.
Датчики и входные цепи.
Наличие в охранной системе нескольких типов датчиков повышает вцелом уровень охраны автомобиля. Главной причиной применения различных датчиков является повышение надежности охраны и защиты. При выходе из строя одного датчика, необходимо, чтобы другой выполнял свои охранные функции. В системах расширенного класса используют 3-4 типа датчика.
Если охранная система не распознает причины срабатывания, то целесообразно ограничиться лишь стандартным набором, включающим контактные датчики на открывание и ударный датчик.