Электронные противоугонные системы

В связи с неуменьшающимся числом угонов автомобилей, как в нашей стране, так и за рубежом, и совершенствованием технического оснащения преступников большое распространение получили электронные противоугонные системы (ЭПС), классификация которых представлена на рис. 7.10.

Рис. 7.10. Классификация электронных противоугонных систем

В ряде стран приняты законы, делающие обязательным обору­дование всех выпускаемых автомобилей ЭПС. В связи с очевид­ным повышением устойчивости ЭПС к взлому при ее нестандарт­ной установке большое распространение получили системы, уста­навливаемые дополнительно.

Основными функциями ЭПС в режиме охраны является блоки­ровка систем, обеспечивающих пуск и работу двигателя, и подача тревожных сигналов при регистрации датчиками определенных внешних воздействий. При наличии соответствующих датчиков ЭПС контролирует открывание дверей, капота, багажника, удары по кузову автомобиля, в том числе разбивание стекол, перемещение, как внутри салона, так и в непосредственной близости от автомо­биля, тем самым не только препятствует угону, но и защищает от­дельные детали автомобиля и оставленные в автомобиле вещи.

В современных системах используются алгоритмы защиты от насильственного захвата автомобиля (режим Anti Hijack), делаю­щие невозможным несанкционированное движение автомобиля через небольшой промежуток времени после захвата.

Наряду с выполнением основных функций ЭПС существенно повышают комфортность автомобиля, управляя другим электрооборудованием, например электроприводом стеклоподъемников и зам-ков дверей, освещением салона. Некоторые ЭПС позволяют осуществлять дистанционный пуск двигателя с целью его предвари-тельного прогрева.

В последние годы получили распространение системы с возможностью удаленного контроля и системы радиопоиска автомобиля, для чего используется связь стандарта GSM, спутниковая система глобального позиционирования GPS и другие передовые тех-нологии.

Рассмотрим особенности ЭПС на конкретных примерах.

Примером штатной ЭПС может служить система АПС-4, устанавливаемая на семействе автомобилей ВАЗ с электронной системой управления двигателем (ЭСУД), например Bosh МР7.0. Система состоит из электронного блока управления, скрыто установленного в салоне автомобиля, и приемо-передающей антенны, расположенной рядом с выключателем зажигания на панели приборов. К АПС-4 также относится часть программы контроллера системы управления двигателем. Система комплектуется двумя рабочими кодовыми ключами и одним обучающим ключом. Для индикации состояния системы используется светодиод, расположенный в корпусе антенны, и зуммер, установленный внутри блока управления. На рис. 7.11 показана схема подключения АПС-4. Блок управления АПС-4 подключен к диагностической линии «К» контроллера ЭСУД, причем имеет приоритет над подключаемыми к колодке диагностики приборами. Для активизации режима опроса кодового ключа и автоматического перехода в режим охраны используется сигнал от датчика открывания двери водителя системы салонного освещения и сигнал о включении зажигания.

Рис. 7.11. Схема подключения АПС-4

Переход противоугонной системы в режим охраны происходит автоматически через 5 мин после выключения зажигания или через 30 с, если открывалась дверь водителя. При помощи светодиодного индикатора и зуммера подается предупредительный сигнал о включении режима охраны. Блок управления системы АПС-4 в ре-жиме охраны выдает запрещающую кодовую комбинацию на контроллер ЭСУД и делает невозможным пуск двигателя. При открыва-

нии двери водителя или включении зажигания система переходит в режим «чтения» (опроса) кода ключа. Для снятия противоугонной системы с охраны необходимо поднести рабочий кодовый ключ к приемо-передающей антенне. Кодовый ключ передает кодовое значение в зашифрованном, постоянно меняющемся виде.

Дополнительной функцией АПС-4 является задержка и плавное выключение освещения салона после закрытия двери водителя.

Обучающий ключ хранит пароль системы, который также записан в энергонезависимой памяти контроллера ЭСУД и блока управления АПС.

Пароль генерируется самой системой и записывается при первоначальном переводе нового контроллера ЭСУД и блока управления АПС в рабочее состояние.

Этот ключ используется при обучении новых рабочих кодовых ключей взамен утраченных, переходе в режим технического обслуживания и замене в случае неисправности контроллера или блока управления.

Режим технического обслуживания полезен при проведении ремонтных работ и в других случаях, когда необходимо временно отключить автоматическое включение охраны. То есть в этом режиме АПС не препятствует пуску двигателя, однако контроллер продол-жает запрашивать у АПС пароль для пуска двигателя и при обрыве связи двигатель не заведется.

Электронные противоугонные системы, выполняющие искпючи тельно функции блокировки пуска двигателя и движения автомоби­ля, как АПС-4, получили отдельное название - иммобилайзеры.

Электронные противоугонные системы АПС-4 во многом являет­ся аналогом систем, применяемых на зарубежных автомобилях. В некоторых версиях электронный ключ выполняется заодно с клю­чом зажигания. Отличительной особенностью штатных ЭПС фирмы Bosch, применяемых на автомобилях с дизельными двигателями, является электрическое блокирующее устройство, встроенное в насос высокого давления, это значительно повышает эффектив­ность блокировки.

Большое распространение получили многофункциональные ЭПС, выпускаемые для дополнительной установки. В системах та­кого типа предусматривается совместимость с электрооборудова­нием практически любого автомобиля. Необходимо только учиты­вать напряжение бортовой сети 12 или 24 В. В качестве примера кратко рассмотрим устройство отечественной охранной системы Fortress Туре 3.

На рис. 7.12 представлена схема подключения этой охранной системы. В состав системы входит электронный блок управления (БУ), несколько дистанционных пультов управления - радио­брелоков, кнопка аварийного отключения, индикатор состояния системы, датчики открывания дверей, капота и багажника, датчик удара, микроволновой датчик перемещения, сирена. Возможно подключение радио-пейджера с передатчиком и другого дополни­тельного оборудования.

Блок управления по своей структуре аналогичен контроллерам других электронных систем автомобиля. В него входит микропро­цессор с запоминающим устройством и интерфейсом вво­да/вывода, драйверы исполнительных механизмов, блок питания. В центральный блок также входит принимающее устройство с ан­тенной и силовые реле для управления указателями поворота и электроприводами замков дверей. БУ скрытно монтируется в сало­не автомобиля, для подключения к электрооборудованию автомо­биля, датчикам и другим устройствам на корпусе БУ расположены отдельные разъемы.

Питание БУ, указателей поворота в режиме тревожной сигнали­зации, электроприводов замков дверей и других дополнительных устройств осуществляется от бортовой сети автомобиля через от­дельные предохранители. БУ имеет энергонезависимую память, поэтому временное отключение питания не влияет на настройку и текущее состояние системы.

Рис. 7.12. Схема подключения охранной системы

 

Радио-брелоки представляют собой портативные радиопере­датчики. Согласно принятым стандартам радио-брелоки работают на частоте 433,92 МГц и формируют кодированный сигнал. В сис­темах FORTRESS для защиты от несанкционированного сканиро­вания (радиоперехвата) и подбора кода используется специальная технология формирования сигнала Keeloq фирмы Microchip (США). Дальность работы радио-брелоков в значительной степени зависит от условий распространения радиосигнала, наличия помех, прису­щих городским условиям, расположения антенны в автомобиле и составляет несколько десятков метров.

Радио-брелок имеет 2 кнопки. Для расширения возможностей радио-брелоков функции кнопок изменяются в зависимости от вре­мени их удержания в нажатом положении, одновременного нажатия различных сочетаний кнопок и последовательного двойного или тройного нажатия кнопки за короткий промежуток времени. Функции кнопок зависят от наличия подключенного дополнительного обору­дования и могут быть выбраны при настройке системы.

Индикация состояния системы осуществляется с помощью светодиода, который обычно располагают на видном как снаружи автомобиля, так и для водителя месте. Светодиод позволяет различать такие режимы работы как: охрана выключена, охрана включена, включен режим обслуживания. По частоте и характеру мигания СИД можно определить зону, вызвавшую последнее срабатывание тревожной сигнализации, неисправный датчик, выход, отключенный из-за перегрузки и др.

Для регистрации внешних воздействий на охраняемый автомобиль и формирования соответствующих электрических сигналов, передаваемых центральному блоку ЭПС, в базовую конфигурацию системы Fortress Туре 3 входят датчики открывания капота, багажника, дверей, датчик удара и перемещения.

Датчики открывания капота, багажника, дверей представляют собой элементарные контакты. В качестве датчиков открывания дверей могут использоваться штатные концевые выключатели системы освещения салона. Наличие двух входов различной полярно-сти для концевых выключателей дверей обеспечивает совмести-мость ЭПС с электрооборудованием различных автомобилей.

Для регистрации несанкционированной попытки завести двигатель и ряда других функций в ЭПС предусмотрен вход от клеммы «15» выключателя зажигания.

Датчик удара является наиболее широко используемым в автомобильных ЭПС, его также называют датчиком вибрации (Shock Sensor). Датчик регистрирует удары по кузову автомобиля и основной его задачей является включение сигнализации при разбивании стекла.

Микроволновый датчик перемещения предназначен для обнаружения движения внутри салона и вблизи автомобиля. Принцип действия датчика основан на регистрации изменений интерференционной картины радиоволн сантиметрового диапазона, форми-руемой передатчиком. Зона действия микроволнового датчика в значительной степени зависит от его расположения, наличия поблизости металлических предметов (панели кузова, каркасы сидений, посторонние предметы в салоне автомобиля).

Оба датчика, выполнены в виде самостоятельных устройстю подключаются к отдельным разъемам БУ. Питание к исгользуются дается в режиме охраны. В системе Fortress Т^тюрога срабаты- двухуровневые датчики. К датчикам предъявляются противоречивые требования: обес­печить высокую чувствительность и исключить ложные срабатыва­ния. Поскольку чувствительность датчика значительно зависит от места его установки, температуры и других факторов, конструкция датчиков предусматривает регулировку. Регулировка осуществля­ется отдельно для каждого уровня посредством двух переменных резисторов на корпусе датчика. Кроме того, в ЭПС предусмотрена возможность временного отключения датчика удара и микроволно­вого датчика перемещения и ограничено количество срабатываний тревожной сигнализации, после чего эти датчики отключаются до конца цикла охраны.

В системе Fortress Туре 3 предусмотрена диагностика датчиков, которая проводится каждый раз после постановки на охрану.

Для подачи тревожных сигналов БУ системы Fortress Туре 3 имеет силовой выход для подключения сирены, два выхода, под­ключаемых к указателям поворота правого и левого борта отдель­но, и слаботочный выход на передатчик пейджера. Выходы указа­телей поворота коммутируются отдельными контактами встроенно­го реле. Выходы сирены и пейджера имеют защиту от перегрузки. В качестве устройств для подачи тревожных звуковых сигналов в ЭПС используются как отдельные электронные сирены, так и штат­ные звуковые сигналы. Мощность, потребляемая сиренами, со­ставляет 10-25 Вт, а развиваемое звуковое давление составляет 100-130 дБ.

Сирену рекомендуется располагать в труднодоступных местах в моторном отсеке, что предъявляет дополнительные требования по устойчивости сирены к пыли, влаге, вибрациям и температуре.

Сирены различают неавтономные и автономные. Сирены со встроенным автономным источником питания подключаются непо­средственно к бортовой сети автомобиля и имеют управляющий вход. Сирена включается как при подаче сигнала от центрального блока ЭПС на управляющий вход, так и при отключении ее от бор­товой сети. Выключатель встроенного источника питания сирены выполняется в виде замка с ключом.

Различают однотональные и многотональные сирены. Совре­менные сирены позволяют при настройке произвольно выбирать или составлять из отдельных звуков оригинальную мелодию.

Длительность и количество следующих подряд циклов подачи зву­ковых сигналов ограничено. Кроме того, в ряде стран использование тревожной звуковой сигнализации запрещено законодательством.

 

Радио-пейджеры предназначены для информирования вла­дельца о состоянии автомобиля и подачи сигнала тревоги при на­рушении охраняемых зон. Использование пейджера позволяет от­казаться от тревожной звуковой сигнализации.

Система радио-пейджера состоит из радиопередатчика с антен­ной, установленного в автомобиле и питающегося от бортовой сети, и портативного радиоприемника - пейджера. Радиопередатчик под­ключается либо к специальному выходу ЭПС, либо к выходу для си­рены. Пейджер работает на частоте 433,92 МГц. Дальность действия пейджера зависит от условий распространения радиоволн и состав­ляет от нескольких сотен метров до двух-трех километров. Важной характеристикой пейджера является количество различаемых им зон охраны. Современные пейджеры имеют жидкокристаллический дис­плей, отображающий информацию о датчике, вызвавшем тревогу и различные мелодии соответствующие отдельным зонам. Различают односторонние пейджеры и пейджеры с обратной связью.

Односторонний пейджер через несколько минут после включе­ния режима охраны принимает сигнал от радиопередатчика для контроля дальности действия, после чего переходит в режим ожи­дания. Недостатком такой системы является возможность выхода пейджера из зоны действия передатчика без ведома владельца автомобиля как случайным образом, так и при умышленном созда­нии радиопомех.

В системах с обратной связью происходит периодический обмен сигналами между пейджером и радиопередатчиком. И при наруше­нии связи подается тревожный сигнал. В некоторых моделях ЭПС радио-пейджеры и радио-брелоки объединены в один дистанцион­ный пульт с двухсторонней связью.

Для блокировки пуска и работы двигателя в ЭПС Fortress Туре 3 имеется два слаботочных выхода, подключаемых к дополнитель­ным реле. Блокировка может быть обеспечена размыканием цепи систем пуска, зажигания, электронной системы управления двига­телем, и др.

Блокировка двигателя осуществляется при включении режима охраны, и в режиме защиты от насильственного захвата автомоби­ля при работающем двигателе. Однако блокировка работающего двигателя может создать опасность при дорожном движении и ее применение запрещено на территории России и Единого Европей­ского Содружества (ГОСТ Р 41.97 и Правила ЕЭК ООН № 97). Для обеспечения безопасности в системе Fortress Туре 3 предусмотрен алгоритм постепенной блокировки зажигания, имитирующий неис­правность и исключающий резкую остановку автомобиля.

Более скрытной является блокировка двигателя с помощью спе­циальных реле, управляемых по штатной проводке автомобиля. Фирма Izicom разработала реле Power Net, выполненное в корпусе обычного автомобильного реле типа 904.3747 и управляемое высо­кочастотным кодированным сигналом по цепи питания. В зависи­мости от предварительно записанной программы реле могут вы­полнять блокировку различных цепей двигателя и управлять элек­троприводом замка капота.

В системе Fortress Туре 3, как в большинстве современных ЭПС, предусмотрена возможность управления блокировкой замков две­рей. Наличие двух встроенных реле с переключающими контактами позволяет управлять как штатными системами блокировки замков дверей, так и установленными дополнительно электроприводами.

На рис. 7.13 показана возможная схема подключения дополни­тельных моторедукторов для управления замками дверей к встро­енным реле. Блокировка и деблокировка замков дверей осуществ­ляется при включении и выключении режима охраны соответствен­но. Возможно подключение функции блокировки замков при вклю­чении зажигания и организация отдельного отпирания двери води­теля и пассажиров. Длительность управляющих импульсов может программно изменяться.

Наличие выхода дополнительного канала позволяет обеспечить дистанционное управление различными устройствами, например электроприводом замка багажника или капота.

Еще одной функцией, существенно повышающей как комфорт­ность, так и безопасность автомобиля, является управление элек­троприводом стеклоподъемников и люка крыши.

В системе Fortress Туре 3 предусмотрена возможность закрыва­ния стекол дверей при включении режима охраны, для чего исполь­зуется один из выходов блокировки. Способ подключения этой функции существенно зависит от типа применяемых электростек­лоподъемников и может потребовать использование дополнитель­ных модулей.

Функции системы Fortress Туре 3, как и любой ЭПС, устанавли­ваемой дополнительно, в значительной степени зависят от имею­щегося на автомобиле электрооборудования и могут быть расши­рены при применении дополнительных модулей, например систе­мы дистанционного пуска двигателя.

Значительного повышения комфорта в управлении ЭПС удается достичь при применении электронных ключей - транспондеров. Так в системе Blask Bug Super транспондеры выполнены в виде брелока-метки или пластиковой карточки, не требующей элемента питания. Система должна опознавать транспондер, находящийся у водителя в кармане. Антенну встраивают в спинку сиденья или дверь водителя либо располагают в салоне автомобиля в непосредственной близости от места водителя. Режим охраны включается автоматически, если водитель с имеющимся у него транспондером после выключения зажигания и закрывания двери отошел от автомобиля на расстояние больше 0,8 м. Выключение режима охраны осуществляется при приближении водителя к автомобилю на расстояние действия транспондера. Управление с помощью метки позволяет эффективно реализовывать функцию защиты от насильственного захвата автомобиля (Anti Hijack). Открывание двери водителя при заведенном двигателе инициирует режим опроса транспондера. Если метка не будет распознана, т. е. водитель был вынужден покинуть автомобиль, то при нажатии педали тормоза двигатель блокируется.

 

Рис. 7.13. Схема подключения дополнительных моторедукторов для управления замками дверей к встроенным реле

 

При рассмотрении ЭПС Fortress Туре 3 были перечислены рас-пространенные способы подачи тревожных сигналов, в том числе и с использованием радио-пейджеров. Перспективным является способ дистанционного оповещения владельца автомобиля с использованием телефонной сотовой связи.

Примером может служить система Autotel, которая работает в сети GSM 900/1800. Система Autotel предназначена для использования как независимо, так и в паре с любой ЭПС. Для работы системы необходимо ее подключение к оператору сотовой связи как обычного мобильного телефона. В память системы записывается до трех телефонных номеров владельца (сотовых или стационарных).

При попытке угона Autotel автоматически дозванивается по этим номерам, и воспроизводит голосовое сообщение: «Вызываю помощь». Одновременно на сотовый телефон приходит текстовое (SMS) сообщение с указанием причины и времени тревожного со-бытия, а также с номером соты базовой станции оператора связи, по которому возможно определить местонахождение автомобиля. Кроме того, автовладелец может дистанционно заблокировать двигатель, включить подогреватель салона, открыть центральный за-мок, или управлять любыми другими исполнительными устройства-ми с мобильного телефона. Для этого он должен послать на телефонный номер Autotel SMS-сообщение с командой и личным паролем. К недостаткам такой системы можно отнести необходимость оплаты услуг оператора сотовой связи.

Особое место в ряду ЭПС занимают радиопоисковые системы. Их задача состоит в определении точного местоположения автомобиля после угона. Выполнение задачи обеспечивается с привлечением силовых структур. Дополнительными функциями могут быть, вызов экстренных служб нажатием кнопки, проверка состояния автомобиля (открыты ли двери, заведен ли двигатель), дистанционное блокирование или пуск двигателя, управление замками дверей. Радиопоисковые системы можно разделить на две группы: спутниковые, например «Цезарь Сателлит», «Навигатор-С», «Гранит», и наземные «Автолокатор», «КОРЗ», Lo Jack.

В спутниковых системах связь с автомобилем происходит через наземную радиосистему, а его местоположение определяется с помощью системы глобального позиционирования - GPS. В наземных системах для поиска автомобиля используются стационарные и расположенные в патрульных автомобилях устройства, пеленгующие радиосигнал от угнанного автомобиля.

На рис. 7.14 показана схема функционирования спутниковой сис-темы охраны «Цезарь Сателлит». Система состоит из двух основных частей: мобильного устройства, скрытно устанавливаемого в автомобиль и диспетчерского центра, где на специальном мониторе в случае тревожной ситуации отображается местоположение автомобиля, и диагностическая информация в реальном масштабе времени.

В состав мобильного устройства входят блок управления, устройство определения координат, блок связи с пультом охраны, устройство блокировки двигателя. Система подключается к штатной или установленной дополнительно сигнализации и может использовать отдельные датчики. При нарушении хотя бы одного из контуров защиты автомобиля, определив при помощи системы спутников координаты, мобильное устройство по высокоскоростному каналу связи, сообщает о произошедшем в диспетчерский центр. Для связи автомобиля с пультом охраны может использоваться прямая радиосвязь, сотовая, спутниковая и другие виды связи.

В отличие от радиопоисковых систем, «Цезарь Сателлит» рабо­тает по всей территории РФ, странах СНГ и Западной Европы.

Распространение радиопоисковых систем ограничивает высокая стоимость оборудования и услуг по сравнению с другими ЭПС.

Рис. 7.14. Схема функционирования спутниковой системы охраны «Цезарь Сателлит»

 

Вопросы для самоконтроля

1. Какие приборы входят в состав вспомогательного электрооборудования?

2. Какое применение находит электропривод на автомобиле?

3. Какие существуют режимы работы электропривода?

4. Каковы устройство и принцип действия электродвигателей с постоянными магнитами?

5. Как устроены стеклоочиститель и фароочиститель?

6. Как устроены звуковые сигналы?

7. Существующие противоугонные системы.