Устройство для защиты объекта с токопроводящей поверхностью

 

Использование: охранная сигнализация, защита автомобиля или другого объекта от неразрешенного доступа. Сущность изобретения: устройство содержит емкостный датчик положения с частотозадающим конденсатором, схему обработки сигнала емкостного датчика, позволяющую контролировать изменение емкости конденсатора, и узел тревожной сигнализации. Применение токопроводящей поверхности объекта в качестве одной обкладки конденсатора и чехла в качестве другой его обкладки позволяет сигнализировать о попытке проникновения к объекту путем снятия чехла. Выполнение чехла из гибкого многослойного материала с токопроводящими слоями, включенными как дополнительный конденсатор, дает возможность распознавать попытку повреждения самого чехла. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройствам охранной сигнализации и может быть использовано для защиты, например, автомобиля от угона, хищения или повреждения отдельных деталей при одновременной защите от атмосферных воздействий.

Известно, что для защиты автомобиля на открытых стоянках от атмосферных осадков используется чехол, покрывающий кузов.

Недостатком его является то, что он не предотвращает возможность доступа к отдельным элементам объекта, их хищения или повреждения, да и сам чехол от повреждений не защищен.

Известно также устройство для противоугонной сигнализации, содержащее генератор тревожного сигнала, коммутатор, емкостный датчик положения колеса, выполненного на токосъемных кольцах, щетках и пластинах, расположенных внутри шины и на внешней поверхности диска колеса, на котором размещены щетки, взаимодействующие с токосъемными кольцами, расположенными на ступице колеса, причем датчик положения колеса связан с генератором тревожного сигнала.

Недостатком этого устройства является то, что оно не может защитить отдельные части автомобиля (кроме колес) от доступа к ним, возможного хищения или повреждения, а также не защищает от атмосферных воздействий.

Задачей изобретения является создание надежной защиты объекта и его элементов от неразрешенного доступа с одновременным предохранением от атмосферных осадков.

Для этого в устройство для защиты объекта с токопроводящей поверхностью на стоянке, содержащее датчик положения с генератором сигналов, во входную цепь которого включен частотозадающий конденсатор, ключ, установленный в выходной цепи источника питания, и узел тревожной сигнализации, введены с соответствующими функциональными связями формирователь команд, блок памяти, блок задания порога, блок сравнения, первый элемент И и триггер, датчик положения снабжен опорным генератором частоты, вторым элементом И, формирователем коротких импульсов, счетчиком, инвертором и многоэлементным блоком совпадений, одна из обкладок частотозадающего конденсатора выполнена в виде токопроводящего чехла защищаемого объекта, а в качестве другой обкладки использована токопроводящая поверхность последнего.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема формирователя команд; на фиг. 3, а-д - конструкция чехла (разрез А-А на фиг. 1) и схема подключения токопроводящих слоев чехла.

Устройство содержит (фиг. 1) датчик 1 положения с частотозадающим конденсатором 2, ключ 3, формирователь 4 команд, блок 5 памяти, блок 6 задания порога, логический узел 7 и подключенный к его выходу узел 8 тревожной сигнализации. Ключ 3 подключен к первому входу формирователя 4 команд и к источнику питания (не показан). К второму входу формирователя 4 команд подключен первый выход датчика 1. Первый выход формирователя 4 команд подключен к первому входу блока 5 памяти, к второму входу которого подключен второй выход датчика 1, а к третьему входу - выход блока 6 задания порога. Выход блока 5 памяти подключен к первому входу логического узла 7, к второму входу которого подключен первый выход датчика 1, к третьему входу - второй выход датчика 1, к четвертому входу - второй выход формирователя 4 команд.

Одна обкладка конденсатора 2 выполнена в виде гибкого чехла 9 из одно- или многослойного материала с чередующимися токопроводящими и изолирующими слоями (фиг. 3). Такой чехол может быть выполнен из различных материалов, например из покрытого алюминиевой фольгой полиэтилена или в виде обычного тканевого чехла с прикрепленными к нему полосами электропроводящего материала (например, фольги и т.п.).

В качестве другой обкладки частотозадающего конденсатора 2 используется токопроводящая поверхность защищаемого объекта 10 (например, кузов автомобиля, являющийся массой для аккумулятора).

Датчик 1 положения содержит также генератор 11 сигналов, к которому подключен конденсатор 2, влияющий на его частоту (например, LC-генератор), опорный генератор 12 частоты, элемент И 13, к первому и второму входам которого подключены соответственно выходы генераторов 11 и 12. В состав датчика 1 входят, кроме того, формирователь 14 короткого импульса, счетчик 15, инвертор 16, многоэлементный блок 17 совпадений. Выход опорного генератора 12 частоты подключен к входам формирователя 14 короткого импульса и инвертора 16. Выход элемента И 13 подключен к счетному входу счетчика 15, к входу сброса которого подключен выход формирователя 14 короткого импульса. Выход счетчика 15 подключен к первому входу блока 17 совпадений, к второму входу которого подключен выход инвертора 16. Выход инвертора 16 является первым выходом датчика 1, выход блока 17 совпадений является вторым выходом датчика 1. Блок 5 памяти выполнен на основе сумматора и оперативного запоминающего устройства. Блок 6 задания порога выполнен на основе резисторов и переключателей для установки кода. Логический узел 7 содержит блок 18 сравнения (например, цифровой компаратор), элемент И 19 и триггер 20. Выход блока 18 сравнения подключен к первому входу элемента И 19, к второму входу которого подключен первый выход датчика 1. Выход элемента И 19 подключен к установочному входу триггера 20. К входу сброса триггера 20 подключен второму выход формирователя 4 команд, а выход триггера 20 подключен к входу узла 8 тревожной сигнализации. Триггер 20 является RS-триггером. Узел 8 содержит последовательно соединенные усилитель, генератор тревожного сигнала, звуковой динамик.

Формирователь 4 команд содержит (фиг. 2) линию 21 задержки, формирователь 22 короткого импульса, к входу которого подключена линия задержки, блок 23 выделения кадра, элемент ИЛИ 24. Выход ключа 3 подсоединен к входу линии 21 задержки. Первый вход блока 23 выделения кадра соединен с первым выходом датчика 1, второй вход - с выходом формирователя 22 короткого импульса, а выход блока 23 выделения кадра является первым выходом формирователя 4 команд, вторым выходом которого является выход элемента ИЛИ 24. Выход формирователя 22 коротких импульсов подключен к первому входу элемента ИЛИ 24, к второму входу которого подключен второй выход блока 23 выделения кадра. Блок 23 выделения кадра содержит первый элемент Д1 совпадения, первый вход которого соединен с первым выходом датчика 1, делитель Д2 на 2, выполненный на D-триггере, триггер Д3 (выполнен на D-триггере, выполненном как RS-триггер), линию Д4 задержки и второй элемент Д5 совпадения. Выход первого элемента Д1 совпадения подключен к счетному входу делителя Д2, и через линию Д4 задержки к первому входу второго элемента Д5 совпадения, к второму входу которой подключен прямой выход делителя Д2. Выход второго элемента Д5 совпадения подключен к первому входу блока 5 памяти. Инверсный выход делителя Д2 подключен к установочному входу триггера Д3 и второму входу элемента ИЛИ 24. Входы сброса делителя Д2 и триггера Д3 соединены и подключены к выходу формирователя 22 короткого импульса. Инверсный выход триггера Д3 подключен к второму входу элемента Д1 совпадения. Чехол 9 может быть выполнен с одним токопроводящим слоем (фиг. 3,а) или несколькими (фиг. 3, в). На фиг. 3,б, 3,г, показаны схемы включения токопроводящих слоев. Токопроводящие слои могут быть выполнены в виде сетки (фиг. 3,д).

Ключ 3 установлен с возможностью взаимодействия с секретным замком или подвижным элементом автомобиля (например, замком двери, дверью т.п.; на фиг. 1 не показан), к которому имеется доступ в чехле 9.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии ключ 3 разомкнут, схема обесточена. На блоке 6 задания порога установлены коды, определяющие пороги срабатывания устройства, определенные экспериментально для данного типа объекта 10. Чехол 9 надевают на объект (автомобиль), закрепляют его (подвязывают), затем закрывают замок. При этом замыкается ключ 3 и на схему подается питание от источника питания (аккумулятора). Датчик 1 положения начинает работать. При этом опорный генератор 12 формирует импульсы заданной частоты и скважности ("окно") и подает их на вход формирователя 14 короткого импульса элемента И 13 и второй вход формирователя 4 команд. Формирователь 14 короткого импульса по переднему фронту импульса генератора 12 формирует короткий импульс сброса, который поступает на вход сброса счетчика 15 и устанавливает его в исходное состояние.

Одновременно импульс с опорного генератора 12 поступает на вход элемента И 13 и разрешает прохождение импульсов с генератора 11. Генератор 11, к которому подключен конденсатор 2, формирует импульсы, частота которых зависит от величины емкости С2 (чем меньше емкость С2, тем больше частота генератора 11). Этой частотой, поступающей на вход элемента И 13, заполняется "окно" - импульс, подающийся от опорного генератора 12.

На счетный вход счетчика 15 поступают пачки импульсов с периодом, определяемым опорным генератором 12. Импульс опорного генератора, инвертированный инвертором 16, направляется на вход блока 17 совпадений и после завершения счета разрешает передачу числа, записанного счетчиком 15, в виде кода в логический узел 7 и блок 5 памяти.

Одновременно с включением датчика 1 положения с ключа 3 поступает импульс включения на первый вход формирователя 4 команд, а именно, на вход линии 21 задержки, которая задерживает сигнал на время переходных процессов в схеме. Далее импульс включения подводится к входу формирователя 22 короткого импульса, который по переднему фронту импульса включения формирует короткий импульс и подает его на вход блока 23 выделения кадра, а именно, на вход сброса триггера Д3 и делителя Д2 на 2. Одновременно импульс сброса через элемент ИЛИ 24 поступает на вход сброса триггера 20, входящий в состав узла 7, и приводит его в исходное состояние.

Триггер Д3 и делитель Д2 также устанавливаются в исходное состояние. При этом с инверсного выхода триггера D3 поступает на вход первого элемента Д1 совпадения потенциал разрешения. Первый же импульс с первого выхода датчика 1 (с выхода опорного генератора 12) поступает на счетный вход делителя Д2 и своим передним фронтом переводит его инверсный выход в противоположное состояние. При этом с прямого выхода делителя Д2 на вход второго элемента Д5 совпадения поступает сигнал разрешения, и импульс с выхода элемента Д1 совпадения, задержанный линией Д4 задержки на время срабатывания делителя Д2, подводится к входу второго элемента Д5 совпадения и проходит на его выход.

Поступление второго импульса с первого выхода датчика 1 приводит к тому, что по переднему фронту второго импульса прямой выход делителя Д2 переходит в исходное состояние и на вход второго элемента Д5 совпадения поступает потенциал запрещения.

Одновременно импульс с инверсного выхода делителя Д2 поступает на триггер Д3 и своим фронтом устанавливает его в противоположное состояние. С инверсного выхода триггера Д3 поступает сигнал запрещения на вход первого элемента Д1 совпадения и через него уже не проходят импульсы от датчика 1.

Одновременно с инверсного выхода триггера Д3 через элемент ИЛИ 24 импульс сброса проходит на вход сброса триггера 20, входящий в состав узла 7, и блокирует его на время работы блока 5 памяти, что исключает возможность ложного срабатывания устройства. Поскольку импульсов сброса больше на вход блока 23 выделения кадра не поступает (замок закрыт), он остается в этом состоянии. Таким образом, после включения устройства будет выделен первый импульс "окно", который поступит на первый вход блока 5 памяти. На втором входе блока 5 памяти будет стоять код числа, поступивший с второго выхода датчика 1, а на третьем входе - код числа, поступивший с блока 6 задания порога.

При поступлении сигнала "окно" в блоке 5 будет записана алгебраическая сумма чисел, поданных от датчика 1 и блока 6 задания порога. В итоге в блоке 5 памяти будут записаны числа, соответствующие заданным границам возможного отклонения показаний датчика 1 относительно первоначального показания, соответствующего первоначальному значению емкости конденсатора С2 и первоначальному положению чехла 9 относительно объекта 10.

При записи числа в блок 5 памяти триггер 20 импульсом, поступающим с второго выхода формирователя 4 команд на вход сброса, удерживается в исходное состояние.

Результат суммирования направляется на первый вход логического узла 7. Далее в блоке 18 сравнения происходит периодическое сравнение числа, поступающего с датчика 1, с заданными границами. Поскольку число с датчика 1 поступает в узел 7 периодически, синхронно с этим подается сигнал разрешения с первого выхода датчика 1 на вход элемента И 19.

Если число, поступающее с датчика 1, находится в заданных пределах, с выхода блока 18 сравнения сигнал не поступает и триггер 20 не меняет свое состояние. Если же предпринята несанкционированная попытка снять чехол, то соответствующее изменение емкости С2 приведет к изменению частоты генератора 11 и, следовательно, в счетчик 15 будет записано число, отличное от первоначального.

Если число, поступающее с выхода датчика 1, выходит за установленные границы, то блок 18 сравнения выдает импульс, который через элемент И 19 проходит на установочный вход триггера 20, поскольку на втором входе элемента И 19 стоит сигнал разрешения, поступающий синхронно от датчика 1. При этом триггер 20 изменяет свое состояние и включает узел 8 тревожной сигнализации.

Отключение узла 8 производится ключом 3, защищенным секретным замком. Аналогично срабатывает устройство и при попытке порезать или проколоть чехол 9, выполненный из многослойного материала.

Предложенное устройство с использованием многослойного чехла реагирует только на попытку неразрешенного доступа к объекту, что уменьшает вероятность ложной тревоги. Кроме того, чехол одновременно защищает объект от атмосферных осадков.

Использование многослойного чехла позволяет повысить надежность защиты, поскольку сигнализация будет срабатывать даже при небольшом повреждении чехла, например при проколе.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОБЪЕКТА С ТОКОПРОВОДЯЩЕЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ, преимущественно автомобиля, на стоянке, содержащее датчик положения с генератором нефиксированной частоты, во входную цепь которого включен частотозадающий конденсатор, ключ, установленный в выходной цепи источника питания, и узел тревожной сигнализации, отличающееся тем, что в него введены формирователь команд, блок памяти, блок задания порога, блок сравнения, первый элемент И и триггер, одна из обкладок конденсатора выполнена в виде токопроводящего, покрытого изолирующим материалом чехла защищаемого объекта, а в качестве другой обкладки использована поверхность последнего, при этом входы формирователя команд соединены с выходами ключа и первым выходом датчика положения, один из выходов - с первым входом блока памяти, а другой выход - с первым входом триггера, второй и третий входы блока памяти подключены соответственно к выходу блока задания порога и второму выходу датчика положения, входы блока сравнения соединены с выходом блока памяти и вторым выходом датчика положения, входы первого элемента И подключены к выходам блока сравнения и первому выходу датчика положения, второй вход триггера соединен с выходом первого элемента И, а выход - с входом узла тревожной сигнализации.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что датчик положения снабжен генератором опорной частоты, вторым элементом И, формирователем коротких импульсов, счетчиком, инвертором и многоэлементным блоком совпадений, причем входы второго элемента И подключены к выходам обоих генераторов частоты, а выход - к первому входу счетчика, второй выход которого через формирователь коротких импульсов соединен с выходом генератора опорной частоты, один их входов блока совпадений подключен к выходу счетчика, а другой вход через инвертор - к выходу генератора опорной частоты, при этом выход инвертора и выход блока совпадения являются соответственно первым и вторым выходами датчика положения.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что чехол защищаемого объекта выполнен из гибкого многослойного материала с чередующимися изолирующими и токопроводящими слоями.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что токопроводящий слой чехла выполнен в виде сетки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3