УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОХРАНЯЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ РАДИОЛИНИЙ УПРАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к устройствам защиты, предотвращающих несанкционированный или случайный доступ к ячейкам памяти в программируемых постоянных запоминающих устройствах, устройствам передачи сигналов управления по радиоканалу и может быть использована в исполнительных приборах (ИП) радиолиний управления (РЛУ) для защиты охраняемых характеристик РЛУ.
В настоящее время существует множество РЛУ различного назначения, в том числе для дистанционного управления роботами, минными полями, подрывом фугасов, для передачи по радиоканалу информации от разведывательно-сигнализационных приборов. Существующие средства ведения радиоэлектронной борьбы, позволяют оказывать существенное влияние на надежность функционирования РЛУ, подавлять их работу или обеспечить несанкционированное срабатывание, что может привести к срыву выполнения задач. Наличие у противостоящей стороны сведений о рабочей частоте и кодах команд управления РЛУ существенно повышает вероятность успешного нарушения функционирования РЛУ. Для снижения возможности получения посторонними лицами информации о перечне рабочих частот и кодов, доступ к устройствам, содержащим такую информацию, ограничивается. Несмотря на ограниченный доступ к ИП, они, установленные на местности, являются необслуживаемыми и неохраняемыми приборами, и есть вероятность обнаружения ИП посторонними лицами и получение информации о рабочей частоте и применяемом коде.
Наиболее близким к предложенной полезной модели является устройство защиты исполнительных приборов радиолиний управления (элемент неизвлекаемости ИП), примененное в ИП РЛУ с ограниченным доступом [А.Н.Сапрыкин «Управляемые минно-взрывные заграждения»,
Учебное пособие, М. ВИА, 1990 г - стр.194]. Оно представляет собой устройство, состоящие из датчиков внешних воздействий (Д1-Дn) выходы которых соединены с входами логического элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ соединен с электродетонатором через блок формирования электрического импульса. Электродетонатор вставлен в заряд взрывчатого вещества. По сигналу от любого из датчиков внешних воздействий ИП уничтожается путем подрыва (физического разрушения). Для хранения значения рабочей частоты и кода команды в ИП используются постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) представляющие собой кварцевый резонатор (ПЗУ1) и шифратор (ПЗУ2). Данная информация используется для работы синтезатора частот ИП РЛУ и декодирующего устройства ИП РЛУ.
Недостатками известного устройства защиты ИП РЛУ является дополнительная опасность и риск для обслуживающего персонала при применении РЛУ, невозможность повторного использования ИП РЛУ связанная с наличием взрывного элемента неизвлекаемости и трудности, связанные с особым режимом хранения, применения и отчетности о расходе ИП РЛУ, что ограничивает применение РЛУ.
Техническим результатом полезной модели является повышение безопасности применения РЛУ, возможность повторного использования ИП и возможность не ограничивать доступ к ИП РЛУ при хранении, что позволит более широко применять РЛУ.
Технический результат достигается тем, что в устройстве защиты охраняемых параметров ИП РЛУ, содержащем датчики внешних воздействий, выходы которых электрически соединены с логическим элементом ИЛИ, два постоянных запоминающих устройства, синтезатор частот и декодирующее устройство, применены постоянные запоминающие устройства, выполненные в виде интегральных схем с возможностью повторного программирования - репрограммирования, синтезатор частот, формирующий сигнал с частотой, величина которой определяется получаемой им информацией в цифровом виде, устройство снабжено блоком управления и
стирания, вход которого электрически соединен с выходом логического элемента ИЛИ, при этом все перечисленные блоки, кроме датчиков и логического элемента ИЛИ электрически соединены между собой общей шиной состоящей из шины адреса, шины данных и шины управления с параллельным соединением всех блоков каждым проводником шины, причем количество проводников соответствует интерфейсу применяемых постоянных запоминающих устройств. Для обеспечения указанного выше технического результата возможно объединение репрограммируемых постоянных запоминающих устройств, при этом места хранения информации для синтезатора частот и декодирующего устройства разделяются адресно, а на выходах блока управления и стирания, соединенных с шиной адреса, формируются уровни напряжения, последовательно перебирающие адреса. соответствующие местам хранения информации в постоянном запоминающем устройстве. Блок управления и стирания, постоянные запоминающие устройства могут быть выполнены в виде микроконтроллера с репрограммируемым постоянным запоминающим устройством и программой, передающей хранимую информацию для синтезатора частот и декодирующего устройства на линии ввода/вывода и реализующей функции блока управления и стирания. В этом случае одна линия ввода/вывода электрически соединена с выходом логического элемента ИЛИ, а остальные линии электрически соединены с общей шиной. Возможность повторного программирования позволяет хранить ИП без наличия в нем информации ограниченного доступа, заносить информацию о рабочей частоте и коде команды управления непосредственно перед применением ИП.
На фиг.1 показана структурная схема устройства защиты охраняемых параметров ИП РЛУ.
На фиг.2 для пояснения места полезной модели в структуре ИН РЛУ приведена структурная схема исполнительного прибора.
На фиг.3 показана принципиальная схема блока управления и стирания для примера его практической реализации.
На фиг.4 показан общий алгоритм работы программы микроконтроллера, реализующего функции БУС.
Устройство содержит датчики внешних воздействий Д1-Дn - 1, выходы которых соединены с входами логического элемента ИЛИ - 2, блок управления и стирания БУС - 3, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ - 2, синтезатор частот СЧ - 4, декодирующее устройство ДКУ - 5, репрограммируемое постоянное запоминающее устройство 1 РПЗУ1 - 6, репрограммируемое постоянное запоминающее устройство 2 РПЗУ2 - 7. При этом БУС - 3, СЧ - 4, ДКУ - 5, РПЗУ1 - 6, РПЗУ2 - 7 соединены между собой общей шиной - 8. Исполнительный прибор состоит из радиоприемного устройства - 9, выход которого электрически соединен с исполнительными цепями - 10 через декодирующее устройство - 5 [В.А.Самарин и др. «Основы радиотехники и телемеханики». Учебник, М. ВИА, 1960 г. - стр.213]. Радиоприемные устройства ИП РЛУ строятся, как правило, по супергетеродинной схеме [В.А.Самарин и др. «Основы радиотехники и телемеханики». Учебник, М. ВИА, 1960 г. - стр.132]. Радиоприемное устройство - 9 состоит из высокочастотного тракта ВХ - 11, смесителя CM - 12, тракта промежуточной частоты и низкочастотного тракта ВБ1Х - 13. В смеситель 12 подается сигнал от гетеродина, который может быть выполнен в виде синтезатора частот СЧ - 4. БУС был изготовлен с использованием интегральных микросхем фирмы Phillips. DD1 - 74HC04D, DD2 - 74HC4066N, DD3 - 74ALVCH16245DGG, R1-3 - сопротивления SMD1206 10 кОм. Проводники общей шины 1-4 относятся к шине управления, 5-20 - шина данных. Блок предназначен для совместной работы с РПЗУ КМ1609РР2.
Устройство защиты охраняемых параметров ИП РЛУ может быть реализовано с использованием существующей элементной базы. Были применены датчики, логический элемент ИЛИ, декодирующее устройство реализованные в прототипе полезной модели [А.И.Сапрыкин «Управляемые минно-взрывные заграждения». Учебное пособие, М. ВИА, 1990 г -
стр.194], синтезатор частот, описанный в [О.В.Головин «Радиоприемные устройства». Учебник, М. Высшая школа,1987 г. - стр.343, рис.13.37], РПЗУ КМ1609РР2 [Ред. А.Ю.Гордонова и др. «Большие интегральные схемы запоминающих устройств», Справочник, М. Радио и связь, 1990 г. стр.205]. Блок управления и стирания работает следующим образом: а) программатор при подключении устанавливает на линии PRG лог. 1, которая поступает на входы шинного формирователя DD3 «не 1ОЕ» и «не 2ОЕ», при этом выходы DD3 устанавливаются в третье логическое состояние. Также лог.1 с линии PRG поступает на вход элемента НЕ DD1.2, на выходе DD1.2 формируется лог.0, который поступает на входы «С» ключей DD2.2-DD2.4, данные ключи закрываются. Перед установкой ИП датчики (1) (Фиг.1) отключены и на входе БУС присутствует лог. О поступающий на вход «С» ключа DD2.1, ключ закрывается. Вышеописанные действия отключают БУС от общей шины. Программатор может заносить информацию в РПЗУ1 и РПЗУ2; б) в процессе работы ИП на входе БУС присутствует лог.0, который поступает на вход «С» ключа DD2.1 (ключ закрыт) и на вход элемента НЕ DD1.1, лог.1 с выхода DD1.1 поступает на входы «1» ключей DD2.2-DD2.4 одновременно лог.1 формируемая инвертором DD1.2 поступает на вход «С» ключей DD2.2-DD2.4, ключи открыты и на выходы ключей поступает лог. 1 с входов «1», далее по линиям шины 2 и 3 лог. 1 поступает на входы «не PR» и «R/не В» РПЗУ1 и РПЗУ2, что разрешает считывание информации из РПЗУ. С выхода ключа DD2.4 лог.1 поступает на входы «не 10Е» и «не 20Е» DD3, при этом выходы DD3 устанавливаются в третье логическое состояние и не оказывают влияние на шину данных; в) ключи DD2.2 и DD2.4 открыты, как описано в пункте б. При поступлении на вход БУС лог. 1 она открывает ключ DD2.1 и на входы «не СЕО» РПЗУ1 и РПЗУ2 поступает напряжение 10 В, одновременно на выходе инвертора DD1.1 формируется лог.0, который через открытые ключи DD2.2, DD2.3 поступает на входы «не PR» и «R/не В» РПЗУ1 и РПЗУ2. Через ключ DD2.4 лог.0 поступает на входы «не 10Е» и
«не 20Е» DD3, при этом разрешается передача данных через шинный формирователь и на линиях 5-20 шины данных формируется лог.1 поступающая с входов «1А0-1А7» и «2А0-2А7» DD3. Вышеперечисленные в данном пункте действия стирают информацию из РПЗУ1 и РПЗУ2.
При реализации полезной модели с использованием одной РИЗУ КМ1609РР2 в БУС дополнительно был введен генератор импульсов соединенный со счетчиком импульсов, счетчик с дешифратором, выходы дешифратора соединены с шиной адреса. Последовательно формируемые адреса приводят к выводу из РПЗУ в шину данных информации из различных ячеек, при этом адреса ячеек предназначенных для синтезатора частот в шине адреса разрешают получение им информации из шины данных, а адреса ячеек для декодирующего устройства разрешают аналогично получение информации ДКУ. При реализации блока управления и стирания, постоянных запоминающих устройств с использованием микроконтроллера применялся микроконтроллер фирмы ATMEL - АТ89С2051 с внутренним РПЗУ. [«Микроконтроллеры фирмы ATMEL семейства AVR», Справочник, М. КТЦ-МК, 1999 г. стр.39] и программой реализующей передачу хранимой информации для синтезатора частот и декодирующего устройства на линии ввода/вывода и функции блока управления и стирания, поясненной приведенным общим алгоритмом работы программы микроконтроллера.
Устройство защиты охраняемых параметров ИП РЛУ работает следующим образом. Непосредственно перед установкой ИП на местности в РПЗУ1 6 и РПЗУ2 7 заносится информация о рабочей частоте и кодах команд управления (для этого к общей шине временно подключается устройство, выполняющее функцию программатора). В процессе работы ИП синтезатор частот, соединенный шиной данных с РПЗУ1 6, использует в качестве регистра с информацией о рабочей частоте ячейки РПЗУ1 6, декодирующее устройство 5, соединенное шиной данных с РПЗУ2 7, использует в качестве регистра с информацией о коде команды ячейки РПЗУ2 7. В
данном режиме ИП функционирует нормально. В случае обнаружения ИП посторонним лицом и воздействия на прибор с одного из датчиков внешних воздействий 1 поступает сигнал на логический элемент ИЛИ 2, на выходе элемента ИЛИ 2 появляется лог. 1, поступающая на вход БУС 3. БУС 3 формирует сигналы стирающие информацию из РПЗУ1 6 и РПЗУ2 7. После этого ИП перестает функционировать и узнать информацию о рабочей частоте и кодах команд управления становится невозможно. При снятии прибора информация также стирается, но при необходимости повторного использования прибора РПЗУ1 6 и РПЗУ2 7 программируют повторно.
Таким образом, устройство защиты охраняемых параметров исполнительных приборов радиолиний управления обеспечивает защиту информации ограниченного доступа, при этом повышается безопасность применения РЛУ для обслуживающего персонала, появляется возможность повторного использования ИП и возможность не ограничивать доступ к ИП РЛУ при хранении.