В статье рассматривается противоугонное средство — иммобилайзер.
Ключевые слова: иммобилайзер, противоугонное средство, узлы блокировки.
The article discusses an anti-theft device — an immobilizer.
Keywords: immobilizer, anti-theft device, locking nodes.
Автомобильный иммобилайзер стал неотъемлемым элементом современных систем защиты транспортных средств от угона. Он может функционировать как самостоятельное устройство или в составе комплексной противоугонной системы. В данной статье рассматривается электронный иммобилайзер — устройство, управляемое электронной меткой, которое блокирует ключевые элементы автомобиля, предотвращая его несанкционированное использование.
В настоящее время существует острая потребность в инновационных подходах к проектированию иммобилайзеров. Электрическая система автомобилей за последние годы значительно усложнилась и продолжает развиваться, включая появление гибридных двигателей и совершенствование интерфейсов между узлами и блоками. Однако современные иммобилайзеры по-прежнему используют устаревшие решения: блокировку цепей с помощью электромеханических реле, отображение служебной информации через светоизлучающие элементы и звуковые датчики, а также фиксированные алгоритмы управляющего программного обеспечения. Кроме того, использование электромеханических реле приводит к значительному потреблению тока, которое может достигать сотен миллиампер в зависимости от количества установленных реле.
На мой взгляд, иммобилайзеры требуют существенной модернизации, включая переработку блокирующих узлов, подсистемы отображения служебной информации и программной платформы. Эти компоненты остаются практически неизменными на протяжении многих лет и технически устарели.
Ниже приведены основные недостатки каждой подсистемы и предложения по их устранению.
Узлы блокировки
В современных иммобилайзерах в качестве конечных элементов блокировки по-прежнему используются электромеханические реле (ЭМИ), которые имеют ряд существенных недостатков: чувствительность к положению при монтаже, низкая надежность из-за изнашиваемых деталей, образование искр и пыли, большие габариты и высокое потребление управляющего тока, пропорциональное максимальному току через контакты.
Одним из перспективных решений является замена ЭМИ на полупроводниковые силовые ключи с изолированным управлением (ПСКИУ). Такие узлы блокировки включают полупроводниковый силовой ключ с изолированной схемой управления, источник стабилизированного напряжения для обеспечения необходимых уровней мощности и элемент управления, который принимает кодированный сигнал (через проводную или беспроводную связь) и генерирует управляющий сигнал для ключа.
ПСКИУ обладают рядом преимуществ по сравнению с ЭМИ: отсутствие контактных вибраций, устойчивость к ударам и вибрациям, независимость от монтажного положения. Кроме того, они сертифицированы для работы в диапазоне температур от -40 до +125 °C (с возможностью эксплуатации до +175 °C), имеют усиленную изоляцию более 3 кВ и устойчивость к переходным помехам свыше 1 кВ/мкс. ПСКИУ также обеспечивают эффективное подавление шума между входом и выходом, а открытые клеммы на выходе минимизируют нежелательные переходные явления.
Использование ПСКИУ позволяет значительно уменьшить габариты блокирующих узлов и повысить их надежность, что делает их практически вечными в эксплуатации.
Подсистема отображения служебной информации (ПОСИ)
Подсистема отображения служебной информации (ПОСИ) является важным компонентом иммобилайзера, предназначенным для визуального и звукового оповещения пользователя о текущем режиме работы устройства, обнаруженных неисправностях, попытках несанкционированного доступа и других служебных параметрах.
В существующих решениях настройка ПОСИ обычно реализуется следующим образом: в зоне видимости пользователя устанавливается светоизлучающий элемент, который передает информацию через изменение цвета, частоты и длительности вспышек. Пользователь должен интерпретировать эти параметры (количество вспышек, их цвет и частоту) для идентификации «сообщения». В случае звукового оповещения информационное «сообщение» формируется за счет тональности, частоты и продолжительности звуковых сигналов.
Такой подход крайне неудобен, так как пользователь не способен запомнить все возможные комбинации сигналов. Сокращение количества «сообщений» для упрощения восприятия приводит к снижению их информативности. Кроме того, подобные ПОСИ не позволяют передавать сложные данные, такие как дата и время попытки взлома, что требует принципиально иного подхода к реализации системы.
Одним из решений данной проблемы является использование ПОСИ с функцией передачи звуковой и текстовой информации на дисплей стандартной автомагнитолы посредством радиоволн. Передача может осуществляться на любой частоте, например, в FM-диапазоне.
Такой подход обеспечивает своевременное и понятное информирование пользователя. Современные радиоприемники позволяют легко переключаться на частоту, используемую для передачи важной информации, что делает данный метод удобным и эффективным для взаимодействия с пользователем.
Программная платформа
Программная платформа, интегрированная с процессором управления, представляет собой ключевой компонент любого иммобилайзера. На базовом уровне она реализуется в виде логического автомата состояний (ЛАС), который формирует реакции на события, основываясь на текущем состоянии системы. В существующих решениях алгоритм работы ЛАС фиксирован и описан в руководстве пользователя, что исключает возможность его модификации. Хотя в некоторых устройствах доступно включение или отключение отдельных функций (например, поворотников, звуковых сигналов и т. д.), пользователь не может задать уникальную реакцию на конкретное событие, отличную от предустановленных производителем параметров.
Такой подход обладает существенными ограничениями, поскольку не обеспечивает полной совместимости с дополнительными модулями, представленными на рынке (например, GSM-модулями, датчиками, блокирующими устройствами и т. д.). Производители поддерживают только собственные решения, что затрудняет создание комплексной противоугонной системы на основе устройств от разных вендоров.
В частности, установка иммобилайзеров, взаимодействующих с нестандартными сигналами (например, от датчиков открывания дверей), требует использования внешних преобразователей. Это усложняет монтаж системы и снижает надежность ее работы.
Для устранения данных недостатков целесообразно внедрение полностью открытого и настраиваемого пользователем ЛАС. Производитель может предоставить базовую логику для начальной инициализации, но основная конфигурация должна выполняться пользователем. Такой подход обеспечит полную совместимость с любыми устройствами на рынке, упростит интеграцию иммобилайзера с электрической системой автомобиля и позволит максимально эффективно использовать его ресурсы для достижения основной цели — защиты от угона.
Таким образом, характеристики иммобилайзера могут быть значительно улучшены за счет следующих элементов:
Узлы блокировки с проводным или беспроводным управлением, где конечным элементом выступает силовой полупроводниковый ключ.
Подсистема отображения служебной информации, способная передавать данные на дисплей стандартного радиоприемника с использованием радиоволн.
Программная платформа на основе открытой архитектуры ЛАС, позволяющая программировать любые возможные состояния и реакции.
Это обеспечит гибкость, надежность и расширенные возможности для создания эффективных противоугонных систем.
Литература:
- Патент Российской Федерации № 2160196.
- Патент Российской Федерации № 2090395.
- Патент Российской Федерации № 2124992.
- Патент Российской Федерации № 2373083.
