СИСТЕМА ДЛЯ РАДИОЧАСТОТНОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

СИСТЕМА ДЛЯ РАДИОЧАСТОТНОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА


RU (11) 2241243 (13) C1

(51) 7 G01V3/00, B60R27/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2004.11.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2004101760/11 
(22) Дата подачи заявки: 2004.01.26 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.01.26 
(45) Опубликовано: 2004.11.27 
(56) Аналоги изобретения: US 6639509 B1, 28.10.2003. WO 03/100732 Al, 04.12.2003. RU 2076815 C1, 10.04.1997. DE 19514074 A1, 26.10.1995. 
(72) Имя изобретателя: Бондарик А.Н. (RU); Герасимчук А.Н. (RU); Косарев С.А. (RU); Шептовецкий А.Ю. (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Общество с ограниченной ответственностью "АЛЬТОНИКА" (RU) 
(98) Адрес для переписки: 117638, Москва, а/я 31, ул. Сивашская, 2А, ООО "АЛЬТОНИКА", А.Д. Чупрову 

(54) СИСТЕМА ДЛЯ РАДИОЧАСТОТНОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к технике радиочастотной идентификации, используемой на транспортных средствах. Система состоит из одного или нескольких тэгов, связанных по радиоэфиру с ридером. Последний содержит последовательно включенные и взаимосвязанные приемопередающий радиомодуль с антенной, блок обработки сигналов и микроконтроллер, к выходам которого подключены блоки световой и/или звуковой сигнализации. Тэги и ридер выполнены с возможностью ведения динамического идентификационного диалога при нахождении тэгов в зоне действия ридера. Во время диалога осуществляются периодическая передача от ридера к тэгам сигналов со случайными числами, нелинейное преобразование случайных чисел в ридере и тэгах, передача от тэгов к ридеру сигналов с нелинейно преобразованными случайными числами и сравнение в ридере имеющихся и принятых преобразованных случайных чисел. Тэги имеют идентичную с ридером конструкцию, обеспечивающую взаимозаменяемость тэгов и ридера, и в случае размещения ридера у пользователя - сигнализацию удаления пользователя от предметов личного пользования. Изобретение расширяет функциональные возможности системы за счет реализации функции микросторожа предметов личного пользования пользователя, например ключей от транспортного средства, документов на него, паспорта, записной книжки и т.д. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.






ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к технике радиочастотной идентификации (RFID). RFID - технология, которая позволяет автоматически собирать информацию о том или ином объекте, например, о местонахождении автомобильных, железнодорожных и морских транспортных средств (ТС), перевозимых ими товаров, идентифицировать владельцев и прочих пользователей, причем получать необходимую информацию быстро и просто, без вмешательства человека и, соответственно, с минимальным числом ошибок.

По прогнозу американского агентства CNN, опубликованному на Интернет-сайте www.cnews.ru, в 2004 году RFID будет занимать второе место в десятке самых перспективных инновационных технологий в мире и начнет активную экспансию на рынок.

Согласно информации, опубликованной группой компаний НКТ на Интернет-сайте www.smartcard.ru, основными областями применения технологии RFID в настоящее время являются: 

- идентификация ТС, автомобильных, железнодорожных и морских грузов;

- снабженческо-сбытовая деятельность;

- контроль доступа, идентификация имущества, людей и животных;

- управление производственными конвейерными линиями, контроль за персоналом на производстве;

- управление сортировкой почтовой корреспонденции, посылок, багажа;

- платежные системы;

- охранно-противоугонные системы.

Согласно международным стандартам в области RFID, диапазоны частот для создания систем RFID подразделяются на:

- низкочастотный (100-500) кГц;

- среднечастотный (3-30) МГц;

- высокочастотный (850-950) МГц; (2,45-8) ГГц.

Применяются следующие технологии RFID:TIRIS (134,2 кГц), Tag-It (13,56 МГц), UHP (850 МГц и выше) и LF/UHF (134,2 кГц / 850 МГц). 

В охранно-противоугонных системах для ТС, в устройствах идентификации людей и животных и в системах материально-технического снабжения в основном используют технологию TIRIS, при этом типовая дальность считывания данных не превышает 1 м.

В общем случае система радиочастотной идентификации содержит считывающее устройство (ридер) с антенной и транспондерные радиометки (тэги), работающие в полудуплексном (HDX-half-duplex) режиме по принципу "запрос-ответ" с частотно-модулированными сигналами. При использовании технологии TIRIS запрос от ридера формируется в виде радиочастотной посылки частотой 134,2 кГц приблизительно каждые 50 мс. Каждый тэг, находящийся в поле действия ридера и принявший такой импульс, формирует ответный частотно-модулированный сигнал, несущий в себе сведения об объекте идентификации. Эта информация представляет собой двоичный код, который может быть записан на заводе-изготовителе или запрограммирован пользователем. Передача ответного сигнала от тэга осуществляется в виде частотной манипуляции (FSK) на частотах 134,2 кГц и 123,2 кГц.

В группу стандартных TIRIS-тэгов входят изделия, выполненные в виде капсул длиной 23, 32 и 50 мм, тэги в виде карточек и брелоков, полиэфирамидные цилиндрические тэги диаметром 21 мм и длиной 120 мм, дисковые тэги диаметром 30 или 85 мм, изготовленные из специального акрилат-стиролового состава, тэги, непосредственно устанавливаемые на металл, а также тэги, упакованные в пластиковый корпус в виде клина длиной 12 мм (так называемые Wedge-транспондеры). 

Описания тэгов и ридеров семейства TIRIS приведены, например, в руководящих технических материалах фирмы Texas Instruments: "RI45538N/NS TIRIS RF Module IC. Reference Manual. Rev. 1.4. 05/31/94", "Texas Instruments Registration and Identification System. TIRIS 23 mm Glass Encapsulated Transponder RI-TRP-RRHB RI-TRP-WRHB. Reference Manual. 28 March 1995", "Texas Instruments Registration and Identification System. TIRIS Digital Signature Block Transponder RI-TRP-A9WK. Reference Manual. 21 June 1996". Тэги являются одним из ключевых элементов охранно-противоугонных систем, выпускаемых предприятием-заявителем. Известны тэги в виде пластиковых карточек, лепестков и миниатюрных капсул, встраиваемых в ключ зажигания, а также тэги в форме брелоков (см. каталог "Автомобильные охранные системы", ООО "Альтоника", 2003, с.32-33).

Принцип работы аппаратуры идентификации пользователя ТС в охранно-противоугонной системе заключается в следующем.

По запросу ридера, установленного в ТС, тэг передает свое идентификационное сообщение. Соответствие идентификационного сообщения определенным требованиям (выявляемое ридером) позволяет аппаратуре управления системой защиты ТС отделить пользователей от всех других лиц, которые рассматриваются указанной аппаратурой, как угонщики.

Подобные способы управления системой защиты ТС от несанкционированного использования широко представлены в патентно-технической литературе (см., например, RU № 2076815, В 60 R 25/00, 31.10.1995, DE № 19514074, В 60 R 25/04, 13.04.1995, DE № 19605836, В 60 R 25/00, 16.02.1994, DE № 9809624, В 60 R 25/00, 27.05.1999; DE № 19818263, В 60 R 25/00, 28.10.1999; US № 5905444, H 04 Q 1/00, 18.05.1999 и др.). Они позволяют осуществить эффективную защиту ТС от угона или кражи. Защита в общем случае может заключаться в том, что для любого лица, кроме пользователей, блокируются двери ТС, окна, капот и багажник, а при механическом срыве цепей блокировки с целью проникновения в охраняемое ТС включаются звуковая и/или световая сигнализации. Другим вариантом защиты может быть использование специальных иммобилайзеров, которые создают для всех лиц, кроме пользователей, такое состояние двигателя или модулей управления ТС, при котором использование ТС для передвижения становится невозможным. При этом считается, что лицо, проникшее в охраняемое ТС с целью угона, не будет разбираться в причинах отказа в работе ТС, а просто покинет его. Может существовать и защита с использованием обоих упомянутых выше методов.

Значительно большей дальностью действия, чем низкочастотные RFID, обладают среднечастотные и высокочастотные RFID:

- 1,5 м в диапазоне 13,56 МГц;

- 75 м в диапазоне 2,45 ГГц.

Типовыми областями их применения являются:

- контроль доступа в банках, офисах, на производстве; 

- контроль и учет продукции в торговле;

- идентификация железнодорожных вагонов и др.

К этому классу систем относится, например, аппаратура идентификации объектов по патенту WO № 03/100732, G 07 C 9/00, 04.12.2003, состоящая из тэга, который содержит память, связанную через управляющую логическую цепь с антенной, взаимодействующей по радиоэфиру с антенной ридера, ридер содержит центральный компьютер с базой данных, коммутационное устройство, подключенное к антенне ридера, и считывающее устройство, предназначенное для ввода в центральный компьютер машиночитаемой информации, например, видеоизображения лица человека или картинки, передающей форму и цвет объекта.

Как правило, все вышеупомянутые системы RFID используются в своей деятельности организациями, производственными и сервисными предприятиями. Предложения, касающиеся широкого применения RFID в быту, пока находятся на уровне идеи.

Так, в журнале "Радио" № 1997, 10, с.6 и 2002, № 8, с.46-47 описана идея создания систем, называемых "незабудкой" или "микросторожем". Суть указанной идеи заключается в следующем. Микромощный радиопередатчик, находящийся, например, в портфеле, рюкзаке, на связке ключей или на других аналогичных предметах личного пользования периодически излучает в эфир радиосигнал. Миниатюрный радиоприемник, находящийся у владельца данных предметов, принимает этот сигнал и автоматически реагирует на исчезновение контакта с "радиофицированными" предметами личного пользования подачей светового и/или звукового сигнала. Это происходит каждый раз, когда радиоприемник удаляется от радиопередатчика на расстояние, превышающее заданный порог.

Недостатком данной технической идеи является односторонний характер связи "радиофицированного" предмета личного пользования с его владельцем. В связи с этим, злоумышленнику не представляет труда сделать "электронный слепок" с кода, заложенного в сигнале, излучаемом предметом личного пользования. После этого злоумышленник может имитировать код и осуществить кражу указанного предмета незаметно для его владельца.

По этой причине в других вышеупомянутых системах RFID осуществляется двусторонняя связь между ридером и тэгами, а в ряде систем используется весьма эффективная технология кодирования типа "запрос/ответ" со случайно изменяемым кодом - так называемый динамический идентификационный диалог (DID). Указанная технология используется, в частности, при построении вычислительных сетей (US № 2003/0018893, Н 04 L 9/00, 23.01.2003), в охранно-противоугонных системах (US № 6658328, G 08 C 19/00, 2.12.2003). Под торговой маркой DIDialog® (свидетельство на товарный знак № 214589 от 14.06.2002) указанная технология применяется и в выпускаемых предприятием-заявителем охранно-противоугонных системах элитного и среднего классов.

Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является система радиочастотной идентификации пользователя по патенту US №6639509, G 01 V 3/00, 28.10.2003, которая содержит тэг, связанный по радиоэфиру с ридером. В состав ридера входят последовательно соединенные приемопередающий радиомодуль с антенной, блок обработки сигналов и микроконтроллер. Микроконтроллер выполнен с возможностью подключения к внешним периферийным устройствам, например, к блокам световой и звуковой индикации. Блок обработки сигналов может быть выполнен, например, в виде цифрового процессора, генератора тактовой частоты, подключенного к цифровому процессору, цифроаналогового и аналого-цифрового преобразователей и полосовых фильтров. Цифровой процессор связан с микропроцессором и приемопередающим радиомодулем, который, в свою очередь, связан по радиоэфиру с тэгом. Указанная система выбрана в качестве прототипа предлагаемого технического решения.

Предметом настоящего изобретения является система для радиочастотной идентификации пользователя ТС, включающая в себя тэг, связанный по радиоэфиру с ридером, содержащим последовательно включенные и взаимосвязанные приемопередающий радиомодуль с антенной, блок обработки сигналов и микроконтроллер, к выходам которого подключены блоки световой и/или звуковой сигнализации, - при этом тэг имеет идентичную с ридером конструкцию, обеспечивающую их взаимозаменяемость, при этом тэг и ридер выполнены с возможностью ведения динамического идентификационного диалога с периодической передачей от ридера к тэгу или от тэга и ридеру сигнальных посылок со случайными числами, изменяющимися случайным образом от посылки к посылке, приемом указанных сигнальных посылок, соответственно, тэгом или ридером, нелинейным преобразованием указанных случайных чисел, переизлучением сигнальных посылок с нелинейно преобразованными случайными числами, тождественным нелинейным преобразованием случайных чисел в ридере или тэге, передавшем указанные сигнальные посылки со случайными числами, сравнением тождественно нелинейно преобразованных и принятых нелинейно преобразованных случайных чисел и включением, в случае несовпадения указанных нелинейно преобразованных случайных чисел, блоков световой и/или звуковой сигнализации для индикации использования нерегламентированного тэга злоумышленником или при удалении регламентированного тэга пользователя от ридера за пределы зоны связи по радиоэфиру.

Частными существенными признаками изобретения являются следующие. 

Приемопередающий радиомодуль содержит коммутатор с антенной, вход которого подключен к выходу передающего узла, а выход - ко входу приемного узла.

Микроконтроллер выполнен в виде микропроцессора, к первому входу которого подключен генератор тактовой частоты, а второй вход выполнен с возможностью подключения внешних вычислительных устройств, например, персонального компьютера. 

Блок обработки сигналов содержит процессор, выход которого подключен к цифроаналоговому преобразователю, а также последовательно соединенные полосовой фильтр и аналого-цифровой преобразователь, выход которого подключен к первому входу процессора, и блок синхронизации, выход которого подключен ко второму входу процессора.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности нормальной работы системы типа "незабудка" в случае перепутывания тэга с ридером и своевременного обнаружения попыток подмены тэга с целью кражи предмета, на котором он установлен.

Обеспечиваемый при этом технический результат заключается в возможности организации крупносерийного или массового производства изделий типа "незабудка" для последующей реализации их на рынке и широкого применения в быту.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами фиг.1-4.

На фиг.1 показана структурная схема предлагаемой системы.

На фиг.2 представлена структурная схема приемопередающего радиомодуля.

На фиг.3 показана структурная схема микроконтроллера.

На фиг.4 представлен возможный вариант выполнения блока обработки сигналов.

На фиг.1-4 использованы следующие обозначения: 1 - ридер; 1' - тэг; 2 - микроконтроллер; 3 - блок звуковой сигнализации; 4 - блок световой сигнализации; 5 - блок обработки сигналов; 6 - приемопередающий радиомодуль; 7 - передающий узел; 8 - приемный узел; 9 - коммутатор; 10 - микропроцессор; 11 - генератор тактовой частоты; 12 - процессор; 13 - блок синхронизации; 14 - цифроаналоговый преобразователь; 15 - аналого-цифровой преобразователь; 16 - полосовой фильтр.

Как уже было отмечено выше, принципиальным для данного изобретения является идентичность тэга 1' и ридера 1. Идентичны и схемы построения и конструкции этих узлов. Поэтому для тэга 1' на фиг.1 использованы те же обозначения, что и для ридера 1, но со штрихом, а схемы, показанные на фиг.2 – 4, в одинаковой степени относятся как к тэгу 1', так и к ридеру 1.

Ридер 1 содержит последовательно соединенные взаимосвязанные микроконтроллер 2, выходы которого подключены к блоку 3 звуковой сигнализации и к блоку 4 световой сигнализации, а также блок 5 обработки сигналов и приемопередающий радиомодуль 6.

Поскольку конструкция используемого в системе тэга 1' идентична конструкции ридера 1, тэг 1' также содержит микроконтроллер 2', выходы которого подключены к блокам звуковой 3' и световой 4' сигнализации, и блок 5' обработки сигналов, связанный с микроконтроллером 2' и с приемопередающим радиомодулем 6'.

На фиг.2-4 показаны возможные варианты выполнения, соответственно, приемопередающего радиомодуля 6, микроконтроллера 2 и блока 5 обработки сигналов.

Приемопередающий радиомодуль 6 содержит коммутатор 9 с антенной, вход которого подключен к выходу передающего узла 7, а выход - ко входу приемного узла 8. Вход передающего узла 7 и выход приемного узла 8 являются, соответственно, входом и выходом приемопередающего радиомодуля 6, служащими для связи с блоком 5 обработки сигналов.

Микроконтроллер 2 содержит микропроцессор 10, ко входу которого подключен генератор 11 тактовой частоты. При этом микропроцессор 10 имеет выходы на блоки 3 звуковой и 4 световой сигнализации. Кроме того, в микропроцессоре 10 предусмотрена возможность взаимодействия с внешними вычислительными устройствами, например, с персональным компьютером, по стандартному интерфейсу RS-232.

Микропроцессор 10 выполнен также с возможностью взаимодействия с блоком 5 обработки сигналов - со входящим в его состав процессором 12.

Блок 5 обработки сигналов содержит вышеупомянутый процессор 12, выход которого подключен к цифроаналоговому преобразователю 14, а также последовательно соединенные полосовой фильтр 16 и аналого-цифровой преобразователь 15, выход которого подключен к первому входу процессора 12, и блок 13 синхронизации, выход которого подключен ко второму входу процессора 12. Полосовой фильтр 16 может быть реализован путем последовательного соединения фильтра низких и фильтра высоких частот. Вход полосового фильтра 16 и цифроаналогового преобразователя 14 являются, соответственно входом и выходом блока 5 обработки сигналов, через которые осуществляется взаимодействие с приемопередающим радиомодулем 6. Кроме того, процессор 12 выполнен с возможностью обмена данными с микроконтроллером 2 - с входящим в его состав микропроцессором 10.

Все показанные на фиг.1-4 блоки применяются в серийно выпускаемых предприятием-заявителем охранно-противоугонных системах и аксессуарах, в частности в радиопейджерах (см. каталог "Автомобильные охранные системы", ООО "Альтоника", 2003). Поэтому возможность практической реализации заявленной системы не вызывает сомнений.

Рассматриваемая система для радиочастотной идентификации пользователя ТС работает следующим образом.

Один из компонентов рассматриваемой системы (пусть, для определенности это ридер 1), находится у пользователя, например, в кармане его пиджака. Тогда другой компонент (соответственно, тэг 1') размещается в предмете личного пользования. Это могут быть ключи от ТС, документы на ТС, паспорт, записная книжка и т.п.

Если "радиофицированный" таким образом предмет личного пользования находится у пользователя ТС, например, в кармане брюк, расстояние между двумя вышеуказанными компонентами системы достаточно мало и радиоконтакт между ними возможен.

Радиоконтакт осуществляется между ридером 1 и тэгом 1' или между тэгом 1' и ридером 1 в виде динамического идентификационного диалога.

В динамическом идентификационном диалоге следует выделять этапы:

- отсутствие связи;

- вхождение в режим диалога;

- ведение диалога.

На этапе отсутствия связи в ридере 1 или тэге 1' микроконтроллер 2 или 2' находится в состоянии начальной установки, когда в его микропроцессоре 10 не зафиксировано наличие связи с другим блоком системы (тэгом 1' или ридером 1). В этом случае микропроцессор 10, используя для синхронизации импульсы генератора 11 тактовой частоты, выдает сигналы управления блоками звуковой 3 и световой 4 сигнализации в соответствии с теми командами, которые были ранее введены в микроконтроллер 2 через штатный интерфейс RS-232. То есть, ридер 1 или тэг 1' формирует заранее установленную световую и звуковую тревожную сигнализацию. Микропроцессор 10 периодически выдает в блок 5 обработки сигналов команды на формирование сигнала "Первоначальный запрос".

Получив каждую из этих команд, процессор 12, входящий в состав блока 5 обработки сигналов, формирует код "Первоначального запроса". Этот код определенными группами разрядов выдается из процессора 12 на цифроаналоговый преобразователь 14. По каждой кодовой группе цифроаналоговый преобразователь 14 формирует аналоговую величину (многопозиционный, например, четырехпозиционный код), соответствующую поданной на цифроаналоговый преобразователь 14 кодовой группе. По этому многопозиционному коду в передающем узле 7, входящем в состав блока 5 обработки сигналов, формируется соответствующая частота, которая через коммутатор 9 передается в антенну и излучается в эфир.

То есть, на этапе отсутствия связи каждый ридер 1 или тэг 1' с установленными заранее интервалами времени излучает в эфир посылку "Первоначального запроса" в виде последовательности радиочастот. В эту посылку могут входить, например, следующие части:

- маркер "Первоначального запроса";

- код системы идентификации пользователя; 

- код случайного числа, произвольно изменяющийся при подаче каждой из посылок "Первоначального запроса".

Используя переданный в составе посылки "Первоначального запроса" код случайного числа, процессор 12 осуществляет строго установленный для данной системы идентификации пользователя алгоритм нелинейного преобразования. Результат нелинейного преобразования запоминается в процессоре 12.

После излучения посылки "Первоначального запроса" коммутатор 9 переключается в режим ожидания внешней посылки.

При получении такой внешней посылки тэг 1' или ридер 1 переходит от этапа отсутствия связи к этапу вхождения в режим диалога. Источником внешней посылки может быть ридер 1 или тэг 1', находящийся в зоне связи.

Внешняя посылка принимается на антенну приемопередающего радиомодуля 6 и через коммутатор 9 и через приемный узел 8 поступает в блок 5 обработки сигналов. В этом блоке внешняя посылка для увеличения отношения сигнал/шум проходит полосовой фильтр 16 и поступает на аналого-цифровой преобразователь 15. На выходе аналого-цифрового преобразователя 15 формируется последовательный код внешней посылки, поступившей на тэг 1' или ридер 1.

Код внешней посылки анализируется в процессоре 12. Анализ может дать два результата: либо полученный код признается ложным (например, из-за того, что получены не все разряды посылки "Первоначального запроса"), либо устанавливается, что получен допустимый вариант внешней посылки. Если код внешней посылки признан ложным, его поступление игнорируется, и работа тэга 1' или ридера 1 продолжается на этапе отсутствия связи.

Прием допустимого варианта внешней посылки служит для системы идентификации пользователя началом перехода от этапа отсутствия связи к этапу вхождения в режим диалога.

Одним из допустимых вариантов внешней посылки является поступление извне посылки "Первоначального запроса". Этот код идентифицируется по наличию в нем известных маркера "Первоначального запроса" и кода системы идентификации пользователя (последний код должен храниться в памяти процессора 12, но не обязательно совпадать с аналогичным кодом, формируемым рассматриваемым тэгом 1' или ридером 1). По выделенному из поступившего "Первоначального запроса" коду случайного числа процессор 12 реализует строго установленный для данной системы идентификации пользователя алгоритм нелинейного преобразования. Результат нелинейного преобразования по сигналам блока 13 синхронизации передается в цифроаналоговый преобразователь 14 в составе "Пароля". Другими составными частями "Пароля" являются признак пароля и код случайного числа, произвольно выбранный в процессоре 12. Над этим кодом процессор 12 вновь осуществляет алгоритм нелинейного преобразования и запоминает новый результат нелинейного преобразования.

"Пароль", поступивший на тэг 1' или ридер 1, является вторым вариантом допустимой внешней посылки, которая может поступить после того, как тэг 1' или ридер 1 выдал в эфир посылку "Первоначального запроса". "Пароль" принимается на антенну блока 5 обработки информации и через коммутатор 9 и приемный узел 8 передается в блок 5 обработки сигналов. В этом блоке посылка "Пароля" проходит полосовой фильтр 16 и преобразуется в код в аналого-цифровом преобразователе 15. Из этого кода выделяется результат нелинейного преобразования и сравнивается с результатом нелинейного преобразования, сохраненным в процессоре 12. При их тождественном совпадении тэг 1' или ридер 1 переходит от этапа вхождения в режим диалога к этапу ведения диалога. При этом процессор 12 передает в микроконтроллер 2 команду, по которой микропроцессор 10, входящий в состав микроконтроллера 2, запрещает работу блоков звуковой 3 и световой 4 сигнализации. В тэге 1' или ридере 1 прекращается подача световых и звуковых сигналов предупреждения. Кроме того, процессор 12 выделяет из "Пароля" код случайного числа и осуществляет над ним алгоритм нелинейного преобразования. Результат нелинейного преобразования поступает из процессора 12 через цифроаналоговый преобразователь 14 в приемопередающий радиомодуль 6, в котором через передающий узел 7 передается на коммутатор 9, после чего через антенну излучается в эфир в виде "Ответного сигнала".

Для ридера 1 или тэга 1', выдавшего в эфир "Пароль", поступление на его антенну "Ответного сигнала" означает переход от этапа вхождения в режим диалога к этапу ведения диалога. После поступления кода "Ответного сигнала" в процессор 12 блока 5 обработки сигналов процессор 12 осуществляет его сравнение с запомненным результатом нелинейного преобразования. При их совпадении процессор 12 передает в микроконтроллер 2 команду, по которой микропроцессор 10, входящий в состав микроконтроллера 2, запрещает работу блоков звуковой 3 и световой 4 сигнализации. В ридере 1 или тэге 1' прекращается подача световых и звуковых сигналов предупреждения. После этого процессор 12 выбирает произвольный код случайного числа и через цифроаналоговый преобразователь 14 передает его на приемопередающий радиомодуль 6, откуда этот код поступает в эфир в виде "Запроса". Над кодом "Запроса" процессор 12 вновь осуществляет алгоритм нелинейного преобразования и запоминает результат нелинейного преобразования.

На этапе ведения диалога один из блоков, входящих в систему идентификации пользователя (тэг 1' или ридер 1), последовательно формирует "Запросы", принимает "Ответные сигналы" и контролирует их правильность, а другой блок (ридер 1 или тэг 1') принимает "Запросы" и по каждому из них формирует "Ответный сигнал". При этом, каждый из блоков должен находиться в зоне действия другого блока системы.

Поскольку ридер 1 всегда находится у пользователя, а тэг 1' вмонтирован в предмет личного пользования, за присутствием которого следит система, работа системы на этапе ведения диалога (при отсутствии звуковых и световых сигналов предупреждения) свидетельствует о том, что данный предмет личного пользования находится на положенном ему месте. Таким образом, реализуется принцип "незабудки". При этом система обладает всеми преимуществами, присущими системам с двухсторонней связью, выполненными с возможностью ведения динамического идентификационного диалога.

В каждом цикле динамического идентификационного диалога между ридером 1 и тэгом 1' истинным признается лишь один единственный код. Это означает, что имитация кода со стороны злоумышленника практически не возможна, поскольку код меняется от цикла к циклу случайным образом. Поэтому подмена тэга 1' не приведет к желаемому для злоумышленника результату. 

Необходимо отметить, что через штатный интерфейс RS- 232 в процессор 12 (через микропроцессор 10) могут быть введены допустимые предельные ограничения на возможные ошибки связи. Это вызвано тем, что даже если ридер 1 и тэг 1' взаимно находятся в зонах действия друг друга, при приеме "Запросов" или "Ответных сигналов" могут быть отдельные сбои, вызываемые, например, внешними наводками. То есть, при программировании может быть указано, сколько подряд должен получить тэг 1' или ридер 1, формирующий "Запросы", внешних "Ответных сигналов", не совпадающих с запомненным результатом нелинейного преобразования, чтобы считать завершенным этап ведения диалога.

В частности, удаление тэга 1' из зоны действия ридера 1 сразу же приведет к завершению этапа ведения диалога. При этом для тэга 1' или ридера 1, формирующего "Запросы", процессор 12 передает на микроконтроллер 2 сигнал включения предупредительной сигнализации. По этому сигналу микроконтроллер 2 включает блоки звуковой 3 и/или световой 4 сигнализации и переходит в состояние начальной установки, то есть тэг 1' или ридер 1 оказываются на этапе отсутствия связи. С другой стороны, удаление тэга 1' из зоны действия ридера 1, означает для ридера 1 или тэга 1', формирующего "Ответные сигналы", прекращение поступления на него сигналов "Запроса". Если эти сигналы не поступают в течение установленного при программировании промежутка времени, то в ридере 1 или тэге 1', формирующем "Ответные сигналы", микроконтроллер 2 включает блоки звуковой 3 и/или световой 4 сигнализации и переходит в состояние начальной установки, то есть и этот ридер 1 или тэг 1' оказываются на этапе отсутствия связи.

Таким образом, о краже (или о забывчивости пользователя) предупреждает сигнализация, формируемая в каждом из блоков системы. Причем это произойдет даже в том случае, если злоумышленник попытается подменить тэг 1'.

В настоящее время на предприятии-заявителе созданы и прошли испытания опытные образцы описанной выше системы, реализующей идею "незабудки".

Подготовлен серийный выпуск указанной системы. Полученные результаты испытаний, высокая технологичность и относительно низкая цена изделия позволяет рассчитывать на широкое применение в будущем в быту систем типа "незабудка".

Идентичность тэга 1' и ридера 1 позволяет исключить влияние на работу системы их перепутывания, а применение динамического идентификационного диалога значительно снижает вероятность подмены тэга 1' с целью кражи предмета личного пользования, на котором он установлен.

Обеспечиваемый при этом технический результат заключается в возможности организации крупносерийного или массового производства этого нового вида изделий, использующих технологию RFID, для последующей реализации их на рынке и широкого применения в быту.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Система для радиочастотной идентификации пользователя транспортного средства, включающая в себя тэг, связанный по радиоэфиру с ридером, содержащим последовательно включенные и взаимосвязанные приемопередающий радиомодуль с антенной, блок обработки сигналов и микроконтроллер, к выходам которого подключены блоки световой и/или звуковой сигнализации, отличающаяся тем, что тэг имеет идентичную с ридером конструкцию, обеспечивающую их взаимозаменяемость, при этом тэг и ридер выполнены с возможностью ведения динамического идентификационного диалога с периодической передачей от ридера к тэгу или от тэга к ридеру сигнальных посылок со случайными числами, изменяющимися случайным образом от посылки к посылке, приемом указанных сигнальных посылок, соответственно, тэгом или ридером, нелинейным преобразованием указанных случайных чисел, переизлучением сигнальных посылок с нелинейно преобразованными случайными числами, тождественным нелинейным преобразованием случайных чисел в ридере или тэге, передавшем указанные сигнальные посылки со случайными числами, сравнением тождественно нелинейно преобразованных и принятых нелинейно преобразованных случайных чисел и включением, в случае несовпадения указанных нелинейно преобразованных случайных чисел, блоков световой и/или звуковой сигнализации для индикации использования нерегламентированного тэга злоумышленником или при удалении регламентированного тэга пользователя от ридера за пределы зоны связи по радиоэфиру. 

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что приемопередающий радиомодуль содержит коммутатор с антенной, вход которого подключен к выходу передающего узла, а выход - ко входу приемного узла. 

3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что микроконтроллер выполнен в виде микропроцессора, к первому входу которого подключен генератор тактовой частоты, а второй вход выполнен с возможностью подключения к внешним вычислительным устройствам, например к персональному компьютеру.

4. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что блок обработки сигналов содержит процессор, выход которого подключен к цифроаналоговому преобразователю, а также последовательно соединенные полосовой фильтр и аналого-цифровой преобразователь, выход которого подключен к первому входу процессора, и блок синхронизации, выход которого подключен ко второму входу процессора.






ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru