DE4403998A1 - Fernsteuersystem für Minen - Google Patents

Description

Ein Fernsteuer- und Programmiersystem dieser Art für Minen und andere Sperren ist bekannt (System RABAS der Firma Rohde & Schwarz, Datenblatt PD 756.9045.11 vom Juni 1990). Die Steuerbefehle werden über die Funkstrecke bei der Fernsteuerung entweder unmittelbar als codierte Befehle zur Mine übertragen oder gegebenenfalls auch als codierte Speicheradressen, unter welchen die jewei­ ligen Steuerbefehle im Programmspeicher des Fernbedien­ gerätes und der Mine abgespeichert sind. Es ist auch schon bekannt, sowohl im Fernbediengerät als auch in der Mine einen zusätzlichen Codewortspeicher vorzusehen und bei der Programmierung über einen Zufallsgenerator die Speicheradressen, unter welchen die jeweiligen Steuerbefehle im Programmspeicher abgespeichert sind, als Codewörter zu verschlüsseln und nur diese ver­ schlüsselten Codewörter, die für einen Nichtberechtigten nicht lesbar sind, vom Fernbediengerät zur Mine zu übertragen (DE-PS 40 27 150). Selbst wenn die übertragenen Speicheradressen codiert sind oder nur die durch einen Zufallsgenerator erzeugten Codewörter übertragen werden, besteht die Gefahr, daß der Gegner die vom Funksender ausgestrahlten codierten Adressen oder Codewörter empfängt und seinerseits diese Signale wiederholt aus sendet und so unbefugt und unkontrolliert auf die ausgelegten Minen einwirkt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Fernsteuersystem für Minen und andere Sperren zu schaffen, das gegen derartige Fremdbeeinflussung sicher ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Fernsteuersystem für Minen laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Beim erfindungsgemäßen Fernsteuersystem wird unabhängig von der Art der Übertragung der Steuerbefehle durch die sowohl in der Mine als auch im Fernbedienungsgerät eingebauten synchron arbeitenden Zeitsteuereinrichtungen die Möglichkeit geschaffen, verschiedene Parameter der Befehlsübertragung zeitabhängig zu verändern, so daß der Gegner nur sich mit der Zeit ändernde Signale empfängt, die nicht mehr zeitkonstant sind und daher von ihm nicht ausgewertet und auch nicht zur Störung des Fernsteuersystems wiedererzeugt werden können. Damit ist ein solches Fernsteuersystem gegen Fremdbeeinflussung völlig sicher. Für die zeitabhängige Beeinflussung der Steuerbefehlsübertragung gibt es dabei verschiedene Möglichkeiten. Eine erste Möglichkeit ist, daß gesteuert durch die synchron arbeitenden Zeitsteuereinrichtungen im Fernbediengerät und in der Mine der Code zeitabhängig geändert wird, mit dem die Befehle bzw. die Speicher­ adressen oder die entsprechenden Codewörter übertragen werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Steuerbefehle über den Funksender wiederholt auf ver­ schiedenen Frequenzen zu senden (frequency hopping) oder zu verschiedenen nicht vorhersehbaren Zeiten zu senden (time hopping). Die zeitsynchron arbeitenden Zeitsteuer­ einrichtungen sind im einfachsten Fall zeitsynchron arbeitende Uhren, die auf geeignete Weise synchronisiert sind, beispielsweise über das sogenannte GPS-System (Global Positioning System). Es können aber auch elektro­ nische Zeitsteuereinrichtungen verwendet werden, bei­ spielsweise in Form von elektronischen Zählern, die jeweils durch einen über den Funksender ausgestrahlten Steuerbefehl gleichzeitig im Programmiergerät und in der Mine synchron gestartet werden und damit dann als synchron arbeitende Zeitsteuereinrichtungen wirken.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Fig. zeigt ein erfindungsgemäßes Fernsteuer- und Programmiersystem für Minen M, das ein Fernbediengerät aufweist, das im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem Programmierteil P und einem Fernbedienteil F besteht. Durch die Aufteilung des Fernbediengeräts in ein Pro­ grammierteil und in ein Fernbedienteil können einerseits an einer Stelle Minen programmiert und verlegt werden und an einer anderen Stelle über das Fernbedienteil die Minen gesteuert werden. Die beiden Geräteteile P und F können natürlich auch in einem einzigen Gerät zusammen­ gefaßt werden.

Der Programmierteil P besteht aus einem Mikroprozessor 1 mit zugehörigem Arbeitsspeicher 2, einer Uhr 3 und einer Bedientaste 6. Am Programmierteil P ist ferner eine Vorrichtung zur Aufnahme eines gesonderten Code­ speichers S vorgesehen, der beispielsweise als übliche Magnetkarte ausgebildet und in einen entsprechenden Schlitz des Programmierteils P einsetzbar ist. Über einen induktiven Koppler 5 des Programmierteils P können auf kürzestem Wege Signale zu einem entsprechenden induktiven Koppler 27 in der Mine M übertragen werden.

Der Fernbedienteil F besteht wieder aus einem Mikropro­ zessor 10 mit zugehörigem Arbeitsspeicher 11, einer mit dem Mikroprozessor 10 verbundenen Uhr 13, einer Codier­ logik 14 mit Speicher 15 und einer mit dem Mikroprozessor 10 zusammenwirkenden Bedientastatur 12 sowie eine Auf­ nahmevorrichtung für den Codespeicher S. In einem Pro­ grammspeicher 16 sind unter vorbestimmten Adressen A, B, C, D verschiedene Steuerbefehle für die Mine abge­ speichert, unter der Adresse A beispielsweise der Befehl "Mine aktivieren", unter der Adresse B der Befehl "Mine deaktivieren" usw. Über einen Funksender 17 können die Steuerbefehle zu einem Funkempfänger 22 in der Mine M übertragen werden.

In der Mine M ist ein dem Programmspeicher 16 entspre­ chender Programmspeicher 26 angeordnet, in welchem wie­ derum unter den gleichen Adressen A, B, C . . . die gleichen Steuerbefehle wie im Speicher 16 abgespeichert sind. Außerdem ist noch eine Decodierlogik 24 mit zugehörigem Speicher 25 und ein Mikroprozessor 20 mit Arbeitsspeicher 21 vorgesehen, dem wieder eine Uhr 23 zugeordnet ist und über den außerdem die Zünd- und Sicherungseinrich­ tungen 28 der Mine gesteuert sind.

Mit einem System dieser Art kann eine zu verlegende Mine M wie folgt programmiert werden:

In den Programmierteil P wird die Speicherkarte S ein­ gesteckt. Ausgelöst durch eine Programmiertaste 6 wer­ den daraufhin unter Berücksichtigung der momentanen Uhr­ zeit t₀ die Codierparameter zufällig erzeugt, durch die eine Codier/Decodiervorschrift bestimmt ist. Dazu ist im Programmteil z. B. ein Zufallsgenerator vorgesehen. Diese auch die Uhrzeit t₀ enthaltenden Codierparameter werden einerseits auf die Speicherkarte S aufgespeichert und gleichzeitig über die induktive Verbindung 5-27 (der Koppler 27 der Mine M wird zu diesem Zweck möglichst nahe an den Koppler 5 des Programmierteils P gebracht) zur Mine M übertragen und dort im Speicher 25 der Decodierlogik 24 abgespeichert. Damit enthält der Code­ speicher S und auch die Mine M jeweils die zufällig erzeugten Codierparameter, die zur Erzeugung einer zeitabhängigen Codier/Decodiervorschrift nötig sind.

Zur Fernsteuerung der Mine M über den Fernbedienteil F wird die Speicherkarte S aus dem Programmierteil P herausgenommen und in den Fernbedienteil F eingesteckt, dort werden die abgespeicherten Codierparameter ausgelesen und in den Speicher 15 der Codierlogik 14 eingelesen. Soll nun beispielsweise im Zeitpunkt t₁ die Mine M durch Fernsteuerung aktiviert werden, so betätigt der Benutzer die Taste A, über den Mikroprozessor 10 wird unter Berücksichtigung der Zeit t₁ der Uhr 13 und der durch die Codierparameter im Speicher 15 zu dieser Zeit t₁ vorbestimmten Codiervorschrift die Adresse A des Pro­ grammierspeichers 16 entsprechend codiert und über den Sender 17 zum Empfänger 22 der Mine M übertragen, hier werden nunmehr durch den Mikroprozessor 20 aus dem Speicher 25 die gleichen Codierparameter wie aus dem Speicher 15 ausgelesen und nach der so für die Zeit t₁ der Uhr 23 bestimmten gleichen Codier/Decodiervorschrift in der Decodierlogik 24 aus der übertragenen Information die Adresse A decodiert, die dann über den Mikroprozessor 20 aus dem Programmspeicher 26 den zugehörigen Steuerbe­ fehl "Mine aktivieren" ausliest und der Zünd- und Siche­ rungseinrichtung 28 zuführt, durch die dann die Mine entsprechend aktiviert wird. Wird zu einem späteren Zeitpunkt t₂ beispielsweise die Deaktivierung der Mine M gewünscht und durch den Benutzer die Taste B betätigt, so wird über den Mikroprozessor unter Berücksichtigung der Uhrzeit t₂ ein anderer Code zufällig erzeugt als zum Zeitpunkt t₁, über die synchron mit der Uhr 13 arbeitende Uhr 23 kann jedoch wiederum in der Mine M die gleiche Codier/Decodiervorschrift erzeugt werden wie sie zum Codieren des Befehls im Fernbedienteil F im Zeitpunkt t₂ benutzt wurde. Durch diese beliebige zufällige zeitabhängige Änderung der jeweiligen Codier­ vorschrift kann ein Gegner nicht erkennen, welche codierten Befehle zur Minensteuerung übertragen werden, da sich diese laufend ändern, er hat also keine Möglich­ keit, unbefugt in das Fernsteuersystem für Minen einzu­ greifen.

Neben einer zeitabhängigen Änderung der Codiervorschrift ist es auch möglich, jeweils gesteuert über die synchron arbeitenden Uhren 13, 23 die Sendefrequenz des Funksenders 17 und die entsprechende Empfangsfrequenz des Funkemp­ fängers 22 nach einem durch den Mikroprozessor 10 bzw. 20 vorgegebenen Programm sprunghaft zu ändern oder zu verschiedenen für den Gegner nicht vorhersehbaren Zeiten zu senden und zu empfangen.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist sowohl im Programmierteil P als auch im Fernbedienungsteil F eine Uhr 3 bzw. 13 vorgesehen, dies ist bei abgesetzten Geräten nötig. Wenn die beiden Geräteteile P und F in einem Gerät zusammengefaßt sind ist natürlich nur eine einzige Uhr und auch nur ein einziger Mikroprozessor erforderlich. Eine andere Möglichkeit besteht darin, unmittelbar auf der Speicherkarte S eine entsprechende elektronische Zeitsteuereinrichtung in Form eines Mikrochips 4 anzu­ bringen, dadurch werden die Uhren 3 und 13 überflüssig, da über die Zeitsteuereinrichtung 4 bei eingesteckter Speicherkarte S auch die jeweilige momentane Zeit aus­ gelesen und beim Programmieren bzw. bei der Fernsteuerung entsprechend berücksichtigt werden kann.

Die Übertragung der Codierparameter vom Programmteil P zur Mine M bei der Programmierung erfolgt im dem gezeigten Ausführungsbeispiel vorzugsweise über die induktive Koppelvorrichtung 5, 27, die ein unbefugtes Abhören der Programmiervorschrift verhindert. Zu dieser Übertragung der Codierparameter wäre jedoch auch unmittelbar die für die Fernsteuerung vorgesehene Funkstrecke 17, 22 geeignet.

Die Uhren im Fernbediengerät und in der Mine müssen mit möglichst geringem Gangunterschied arbeiten, dazu können diese Uhren in gewissen Zeitintervallen, beispielsweise über Funk, nachsynchronisiert werden, je nach Güte der Uhren ist dies beispielsweise monatlich ausreichend.

Eine Möglichkeit zur Energieeinsparung in der Mine besteht darin, über die synchronen Uhren 13, 23 die stromver­ brauchenden elektronischen Bauteile in der Mine M, ins­ besondere den Empfänger 22, den größten Teil der Zeit ausgeschaltet zu lassen und nur in vorbestimmten, im Mikroprozessor 10 bzw. 20 abgespeicherten Zeitintervallen, einzuschalten, also nur dann, wenn eine Übertragung not­ wendig ist. Auf diese Weise wird eine wesentlich längere Liegezeit für die Minen bei gleicher Leistungsfähigkeit der Empfangsanlage erreicht bzw. bei gleicher Liegezeit der Mine eine wesentliche Verbesserung der Empfangsanlage.

Um zu vermeiden, daß unautorisiertes Personal eine Pro­ grammierung bzw. Fernsteuerung ausführt, kann die Funk­ tionsfähigkeit des Systems von dem Vergleich eines ein­ gegebenen mit einem auf der herausnehmbaren Speicherkarte S gespeicherten Autorisierungscode abhängig gemacht werden.

Claims (11)

1. Fernsteuersystem für Minen (M),
mit einem Fernbediengerät (P, F), das einen Mikro­ prozessor (1, 10), einen Programmspeicher (16) zum Speichern der Steuerbefehle für die Mine und einen Funksender (17) aufweist,
und mit mindestens einer Mine (M), die einen Funk­ empfänger (22), einen Mikroprozessor (20) und einen dem Programmspeicher (16) des Fernbedienungsgerätes (P, F) entsprechenden Programmspeicher (26) aufweist,
wobei zur Fernsteuerung einer Mine (M) die Steuer­ befehle entweder unmittelbar als codierte Informationen oder als codierte Speicheradressen (A, B, C), unter welchen die jeweiligen Steuerbefehle im Programm­ speicher abgespeichert sind, oder als zufällig erzeugte Codewörter, die diesen Speicheradressen (A, B, C) zugeordnet sind und in zusätzlichen Codewortspeichern im Fernbediengerät bzw. in der Mine abgespeichert sind, vom Fernbediengerät (P, F) zur Mine (M) übertragen und dort aus dem Programmspeicher (26) dann die ent­ sprechenden Steuerbefehle ausgelesen werden, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl in der Mine (M) als auch im Fernbediengerät (P, F) eine mit dem Mikroprozessor (1, 10 bzw. 20) zusammenwirkende Zeitsteuereinrichtung (3, 13; 4; 23) vorgesehen ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem Fernbediengerät (P, F) ein zusätzlicher Codespeicher (S) und eine Codierlogik (14) und der Mine (M) ein entsprechender zusätzlicher Speicher (25) mit zugehörigen Decodierlogik (24) zugeordnet ist und beim Programmieren der Mine (M) über den Mikroprozessor (1) des Programmierteiles (P) des Fernbediengerätes unter Berücksichtigung der durch die Zeitsteuereinrichtung (3) bestimmten Momen­ tanzeit Codierparameter erzeugt und im Codespeicher (S) des Fernbediengeräts und dem Speicher (25) der Mine eingespeichert werden, durch welche Codierpara­ meter eine zeitabhängige Codiervorschrift bestimmt ist, und zur Fernsteuerung der Mine (M) im Fernbedienteil (F) aus den Codierparametern des Codierspeichers (S) die der Momentanzeit entsprechende Codiervorschrift erzeugt und damit der Steuerbefehl für die Mine codiert wird und in der Mine mit der durch die Momentanzeit vorgegebene gleiche Codiervorschrift dieser zeitab­ hängig codierte Steuerbefehl decodiert wird.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß über die Zeit­ steuereinrichtung die Frequenz des Funksenders (17) im Fernbediengerät und des Funkempfängers (22) in der Mine synchron nach einem vorbestimmten Programm geändert wird (frequency hopping).

4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über die Zeit­ steuereinrichtung die Sende/Empfangs-Zeiten im Fern­ bediengerät und in der Mine synchron nach einem vor­ bestimmten Programm geändert werden (time hopping).

5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über die Zeit­ steuereinrichtung die Stromversorgung der Mine so gesteuert ist, daß mindestens die Baueinheiten mit großem Stromverbrauch nur während vorbestimmter Zeit­ intervalle eingeschaltet sind.

6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fernbediengerät aus einem Fernbedienteil (F) und einem Programmierteil (P) besteht, beide Teile eine Vorrichtung zur Aufnahme eines herausnehmbaren Codespeichers (S) aufweisen und das Fernbedienteil (F) und das Programmierteil (P) jeweils einen Mikroprozessor (1, 10) und eine Einrichtung zum Ein- und Auslesen der im eingesetzten Codespeicher (S) abgespeicherten Codierparameter aufweist, wobei im Programmierteil (P) ein Koppler (5) und in der Mine (M) ein entsprechender Koppler (27) zum Übertragen der Codierparameter vom Pro­ grammierteil (P) zur Mine (M) vorgesehen ist.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sowohl im Programmierteil (P) als auch im Fernbedienteil (F) eine gesonderte Zeitsteuereinrichtung (3, 13) eingebaut ist.

8. System nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zeitsteuereinrichtung (4) für das Programmierteil (P) und das Fernbedienteil (F) in dem herausnehmbaren Codespeicher (S) eingebaut ist.

9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuer­ einrichtungen synchron betriebene Uhren sind.

10. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuereinrichtungen synchron gesteuerte elektronische Zähler sind.

11. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuer­ einrichtungen der Mine und des Fernbediengerätes von außen synchronisierbar sind.