7.4. 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.

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 зам­ков дверей, освещением салона. Некоторые ЭПС позволяют осу­ществлять дистанционный пуск двигателя с целью его предвари­тельного 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 тех­нологии.

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 MP7.0. 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.

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 ре­жиме охраны выдает запрещающую кодовую комбинацию на кон­троллер ЭСУД и делает невозможным пуск двигателя. При открывании 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 продол­жает запрашивать у АПС пароль для пуска двигателя и при обрыве связи двигатель не заведется.

Электронные противоугонные системы, выполняющиеисключительно 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 Type 3.

Рис. 7.12.

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.

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.

Питание радио-брелоков осуществляется от встроенного эле­мента питания типа А 23. Периодичность замены элемента питания составляет примерно один год. В системе предусмотрена функция контроля степени разряженности батарейки.

Кнопка аварийного отключения используется для отключения ре­жима охраны при отсутствии радио-брелока. Защита от несанкционированного отключения обеспечивается скрытной установкой кноп­ки и использованием двухзначного кода для аварийного отключения.

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, 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 Type 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 полярно­сти для концевых выключателей дверей обеспечивает совмести­мость 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, форми­руемой 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 устройств и подключаются к отдельным разъемам БУ. Питание к датчикам по­дается в режиме охраны. В системе Fortress Type 3 используются двухуровневые датчики. Такие датчики имеют два порога срабаты­вания. При слабом воздействии подается короткий сигнал сирены, при срабатывании второго уровня включается полный цикл тревож­ной сигнализации.

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 Type 3 предусмотрена диагностика датчиков, которая проводится каждый раз после постановки на охрану.

Для подачи тревожных сигналов БУ системы Fortress Type 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 Type 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 Type 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 Type 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.

Рис. 7.13.

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 Type 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 Type 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.

При рассмотрении ЭПС Fortress Type 3 были перечислены рас­пространенные 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 со­бытия, 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 за­мок, или управлять любыми другими исполнительными устройства­ми 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», LoJack.

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 сис­темы 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.

Рис. 7.14.

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.