Nguyên lý hoạt động của hệ thống báo động ô tô (Phần II)

Ở phần trước, chúng ta đã được giới thiệu một số loại cảm biến phát hiện đột nhập ô tô đơn giản. Trong bài viết này chúng ta sẽ tiếp tục tìm hiệu những hệ thống báo động tiên tiến hơn để ngăn chặn các tay đạo chích ô tô.

>> Nguyên lý hoạt động của hệ thống báo động ô tô

Cửa sổ báo động ô tô và cảm biến áp suất

Đa số những tên trộm xe hơi một cách vội vàng không mất thời gian vô hiệu hóa ổ khóa để đột nhập: Họ chỉ cần phá một cửa sổ. Một hệ thống báo động xe hơi được trang bị đầy đủ sở hữu một thiết bị có thể nhận biết sự xâm nhập này.

Các máy dò kính vỡ phổ biến nhất là một cảm biến micro đơn giản được kết nối với ECU. Cảm biến sẽ đo lường sự biến động áp suất không khí và chuyển đổi dạng này thành một dòng điện dao động. Đập vỡ kính có tần số âm thanh đặc trưng của tần số sóng âm (dạng biến động áp suất không khí). Cảm biến biến sóng âm thành một dòng điện có tần số cụ thể và gửi đến ECU.

Trên đường đi đến ECU, dòng điện đi qua một thiết bị điện mà chỉ dẫn điện qua một dải tần số nhất định. Thiết bị này được cấu hình sao cho nó sẽ dẫn dòng diện có tần số bằng tần số vỡ kính. Theo đó, chỉ âm thanh đặc biệt mới kích hoạt báo động còn tất cả các âm thanh khác bị bỏ qua.

Cảm biến áp suất

Một cách khác để phát hiện kính vỡ cũng như là có ai đó đang mở cửa là đo áp suất không khí trong xe. Thậm chí không có sự khác biệt áp suất giữa bên trong và bên ngoài, hành động mở cửa xe hoặc phá vỡ cửa số cũng tạo ra một thay đổi áp suất trong ngắn hạn.

Bạn có thể phát hiện các biến động trong áp suất không khí với một hệ thống loa thông thường.

Loa A gồm hai phần chính

-       Một hình nón rộng có thể di chuyển.

-       Một nam châm điện được bao quanh bởi một nam châm tự nhiên, gắn kết với hình nón.

Khi bạn mở nhạc, một dòng điện chạy vào và ra thông qua nam châm điện và di chuyển nam châm. Điều này giúp kéo và đẩy hình nón đính kèm, tạo nên biến động áp suất không khí. Chúng ta nghe những biến động này như âm thanh.

Nguyên lý hoạt động của loa 

Đây là nguyên lý cơ bản của một hệ thống loa. Hệ thống loa trên xe hơi làm tăng tính hiệu quả báo động xe hơi bởi chúng có thể được sử dụng để đo lường sự thay đổi áp suất không khí.

Hệ thống tương tự này có thể làm việc ngược lại, đó là những gì xảy ra trong máy dò áp suất cơ bản. Sự dao động của áp suất giúp di chuyển hình nón và nam châm điện. Nếu bạn hiểu về nguyên tắc hoạt động của nam châm điện, bạn biết rằng di chuyển một nam châm điện trong một không gian điện từ tự nhiên xoay xung quanh tạo thành một dòng điện. Khi ECU nhận biết được một dòng điện chạy qua thiết bị này, nó biết rằng đã có một thứ gì đó gây ra sự gia tăng áp lực nhanh chóng bên trong xe. Điều này cho thấy rằng có ai đó đã mở cửa hoặc tạo nên một tiếng ồn rất lớn.

Một vài thiết kế hệ thống báo động sử dụng hệ thống loa stereo như cảm biến áp lực nhưng một số khác sở hữu các thiết bị được thiết kế đặc biệt để phát hiện.

Cảm biến áp suất, cảm biến kính vỡ và cảm biến cửa đều thực hiện khá tốt công việc của mình trong việc phát hiện người lạ đột nhập ô tô. Nhưng một số kẻ phá hoại có thể gây ra nhiều thiệt hại mà không cần vào bên trong. Trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét một số hệ thống an ninh theo dõi được những gì đang xảy ra bên ngoài chiếc xe của bạn.

Cảm biến báo động chuyển động và nghiêng xe

Nhiều tên trộm xe hơi không quan tâm đến toàn bộ chiếc xe của bạn, chúng chỉ có ý định chôm chỉa một vài bộ phận. Các tay đạo chích có thể làm nhiều thứ mà không cần phải mở cửa xe hay phá vỡ cửa sổ. Một tên trộm được trang bị xe tải kéo chỉ cần nâng xe ô tô của bạn lên và kéo toàn bộ đi.

Có một vài phương pháp cho hệ thống an ninh để theo dõi điều gì đang diễn ra bên ngoài chiếc xe. Một số hệ thống báo động bao gồm cả máy quét chu vi, thiết bị theo dõi những gì đang diễn ra ngay lập tức bên ngoài chiếc xe. Máy quét chu vi phổ biến nhất là một hệ thống ra đa cơ bản, bao gồm một phát và thu sóng radio. Máy phát gửi tín hiệu radio và máy thu theo dõi phản xạ tín hiệu quay lại. Dựa vào thông tin này, thiết bị ra đa có thể xác định sự tiếp cận của bất cứ mục tiêu xung quanh nào.

Để bảo vệ chống lại kẻ trộm kiểu này, một số hệ thống báo động có máy dò nghiêng. Thiết kế cơ bản của loại máy này là một loạt các thiết bị chuyển mạch thủy ngân. Một công tắc thủy ngân được tạo thành bởi hai dây điện và một quả bóng thủy ngân đặt bên trong một xy lanh.

Nguyên tắc hoạt động của cảm biến nghiêng 

Thủy ngân là kim loại lỏng, có thể chảy như nước nhưng dẫn điện như kim loại ở thể rắn. Trong công tắc thủy ngân, một dây (tạm gọi là dây A) đi qua tất cả các con đường dưới xy lanh, trong khi dây còn lại (dây B) chỉ kéo dài đến một đường ở một phía. Thủy ngân luôn luôn tiếp xúc với dây A nhưng nó có thể phá vỡ tiếp xúc với dây B.

Khi xy lanh nghiêng một phía, thủy ngân chuyển động và tiếp xúc với dây B. Điều này giúp đóng mạch chạy qua công tắc thủy ngân. Khi xy lanh nghiêng theo hướng khác, thủy ngân cuộn sang dây thứ hai và mở mạch.

Ở một số thiết kế khác, chỉ đỉnh của dây B được tiếp xúc và thủy ngân phải được tiếp xúc với đỉnh để đóng mạch. Nghiêng thủy ngân theo bất kỳ cách nào sẽ mở mạch.

Cảm biến nghiêng báo động ô tô thường có một loạt các thiết bị chuyển mạch thủy ngân được đặt ở nhiều góc độ khác nhau. Một số trong đó ở các vị trí đóng khi bạn đậu xe nghiêng và một số ở vị trí mở. Nếu một tên trộm thay đổi góc độ chiếc xe của bạn (bằng cách nhấc nó lên một chiếc xe tải kéo), một số các công tắc đang đóng sẽ mở và ngược lại. Nếu bất cứ công tắc nào bị ném ra, bộ não trung tâm biết ai đó đang nâng chiếc xe lên.

Trong những tình huống khác nhau, tất cả các hệ thống báo động có thể bao gồm cùng một mặt bằng. Ví dụ, nếu ai đó đang kéo chiếc xe của ban đi, các mạch thủy ngân, cảm biến va chạm và cảm biến ra đa, tất cả sẽ báo động có vấn đề. Tuy nhiên sự kết hợp khác nhau gây nên báo động có thể chỉ ra các sự kiện khác nhau. Hệ thống báo động thông minh sở hữu bộ não phản ứng khác nhau phụ thuộc vào sự kết hợp thông tin chúng nhận từ các cảm biến.

Trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét một số các phản ứng báo động bộ não có thể kích hoạt trong những hoàn cảnh khác nhau.

Cảnh báo báo động ô tô

Trong những phần trước, chúng ta đã tìm hiểu các thiết bị cảm biến khác nhau có thể nhắc nhở bộ não của hệ thống khi có vật thể lạ làm nhiễu loạn xe. Cho dù các hệ thống này có tiên tiến đến mức nào, hệ thống báo động sẽ không thể phát huy tác dụng nếu nó không thiết lập một báo động hiệu quả. Một hệ thống báo động phải kích hoạt một vài phản ứng sẽ ngăn chặn kẻ trộm ăn cắp chiếc xe của bạn.

Như chúng ta đã thất, rất nhiều thiết bị thực sự được thiết kế trên xe của bạn giúp tín hiệu báo động có hiệu quả. Ở mức tối thiểu, hầu hết các thiết bị báo động xe hơi sẽ bấm còi và bật đèn pha khi cảm biến phát hiện có kẻ xâm nhập. Chúng có thể được kết nối để tắt khởi động đánh lửa, cắt nguồn cung cấp xăng cho động cơ hoặc vô hiệu hóa chiếc xe bằng nhiều cách khác.

Một hệ thống báo động tiên tiến sẽ bao gồm một còi báo động riêng biệt có thể phát ra một loạt các âm thanh. Việc sinh ra nhiều tiếng động mang lại sự chú ý của kẻ trộm và nhiều kẻ xâm nhập sẽ chạy trốn khỏi hiện trường ngay sau khi còi báo động kêu. Với một số hệ thống báo động, bạn có thể lập trình một mô hình đặc biệt của tiếng chuông vì vậy bạn có thể phân biệt báo động xe bạn với các loại báo động khác.

Một loa mini được đặt ẩn bên trong chắn trước

Một số hệ thống báo động có thể phát một tin nhắn được ghi lại khi có ai đó bước đến quá gần chiếc xe của bạn. Mục đích chính của nó là cho những kẻ xâm nhập biết rằng bạn sở hữu một hệ thống báo động tiên tiến trước khi chúng cố gắng bất cứ điều gì. Nhiều khả năng, một tên trộm kỳ cựu sẽ lờ đi những cảnh báo này nhưng đối với một tên nghiệp dư cơ hội, các hệ thống này có thể ngăn chặn một cách mạnh mẽ. Nói một cách đầy đủ thì đây không những là một bộ sưu tập các bộ phận cá nhân mà còn là một cỗ máy vũ trang thông minh.

Rất nhiều hệ thống báo động bao gồm một máy thu radio bên trong đính kèm với bộ não và một máy phát di động bạn có thể mang theo ổ khóa của mình. Trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ thấy vai trò của các bộ phận này đối với thiếp lập an ninh.

Máy phát báo động ô tô

Hầu hết hệ thống báo động ô tô đi kèm với một số máy phát kiểu khóa di động. Với thiết bị này, bạn có thể gửi chỉ dẫn tới bộ não để kiểm soát hệ thống từ xa. Nó sử dụng sóng vo tuyến. Về cơ bản, nó hoạt động tương tự như đồ chơi điều khiển bằng sóng vô tuyến, sử dụng xung sóng này để gửi thông điệp cụ thể.

Mục đích chính của máy phát dạng khóa là cung cấp cho bạn một cách để bật tắt hệ thống báo động của bạn. Sau khi bước ra khỏi xe và đóng lại, bạn có thể trang bị hệ thống bằng ách nhấn nút. Khi bạn quay trở lại chiếc xe, bạn có thể vô hiệu hóa nó dễ dàng. Trong hầu hết hệ thống, bộ não sẽ bật đèn pha và bấm còi khi bạn kích hoạt và vô hiệu hóa hệ thống. Điều này cho phép bạn và bất cứ ai ở đó biết hệ thống đang làm việc.

Sự đổi mới này khiến người dùng dễ sử dụng hệ thống báo động xe hơi. Trước khi có công nghệ máy phát từ xa, cơ chế hoạt động của chúng vô cùng chậm trễ. Như với một hệ thống an ninh gia đình, bạn kích hoạt báo động khi bạn đỗ xe và bạn có 30 giây để ra ngoài và khóa cửa. Khi bạn mở khóa, bạn có thời gian tương tự để tắt báo động. Đây là một vấn đề vì chúng cho kẻ trộm cơ hội để đột nhập vào xe vô hiệu hóa báo động trước khi bất kỳ tiếng còi nào được vang lên.

Máy phát dưới dạng móc chìa khóa

Máy phát từ xa cũng cho phép bạn mở khóa cửa điện, bật đèn và tắt hệ thống báo động trước khi vào xe. Một số thậm chí còn mang đến cho bạn khả năng kiểm soát bộ não hệ thống hơn nữa. Những thiết bị này có một máu tính trung tâm và một hệ thống được xây dựng bên trong máy nhắn tin. Khi kẻ lạ tác động đến xe bạn, máy tính trung tâm gửi lên máy nhắn tin trên móc gắn chìa khóa và cho bạn biết cảm biến nào được kích hoạt. Trong các hệ thống tiên tiến nhất, bạn có thể giao tiếp với bộ điều khiển ECU, phát đi các tín hiệu tắt động cơ.

Vì máy phát kiểm soát hệ thống báo động của bạn, mô đun biến thiên tần số phải hoạt động như một chìa khóa. Đối với một dòng thiết bị phát cụ thể, có thể có hàng triệu mã xung khác nhau. Điều này khiến cho ngôn ngữ giao tiếp cho hệ thống báo động là duy nhất, do đó những người khác không thể đột nhập vào xe của bạn.

Hệ thống này khá hiệu quả nhưng không đơn giản. Nếu một tên trộm thực sự muốn đột nhập vào xe bạn, anh ta có thể sự dụng một mã cài đặt đơn giản để tạo ra một bản sao chìa khóa. Một mã cài đặt là một máy thu radio nhạy cảm với tín hiệu truyền của máy phát. Nó nhận mã và ghi lại. Nếu tên trộm chặn mã vô hiệu của banjm anh ta có thể lập trình một máy phát khác để giả tín hiệu giống hệt của bạn. Với mã sao chép, tên trộm hoàn toàn có thể bỏ qua hệ thống báo động nếu lần sau bạn rời xe mà không chú ý.

Để giải quyết vấn đề này, hệ thống báo động tiên tiến thiết lập một loạt mã mới mỗi khi bạn kích hoạt báo động. Sử dụng thuật toán mã chuyển, máy thu mã hóa mã vô hiệu mới và gửi tới máy phát. Vì máy phát chỉ sử dụng mã đó một lần, bất cứ thông tin nào được chặn một một kẻ trộm là vô giá trị.

Kết luận

Kể từ năm 1990, hệ thống báo động xe hơi đã phát triển mạnh mẽ và trở nên ngày càng phổ biến. Trong 10 năm tới, chúng tôi chắc chắn sẽ chứng kiến nhiều phát triển công nghệ vượt bậc. Các máy thu GPS gắn trong đã mở ra một loạt các khả năng bảo mật. Nếu máy thu được kết nối với bộ não hệ thống báo động, nó có thể nói với bạn và cảnh sát chiếc xe của bạn đang ở đâu. Bằng cách này, thậm chí nếu có ai đó bỏ qua hệ thống báo động của bạn, họ sẽ không thể chôm chỉa chiếc xe.

Ngọc Điệp (TTTĐ)