2 Capitulo II Mqarco Teórico

8/18/2019 2 Capitulo II Mqarco Teórico

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2 Capitulo II Marco Teórico.-

2.1 Fundamentos del sistema anti robo del vehículo.-

Los inmovilizadores electrónicos son una solución para frenar el robo

deVehículos.

La nueva era de las tecnologías de la información y de lascomunicaciones exige, cada vez más y en todos los ámbitos de lasociedad, el diseño de aplicaciones seguras.

n dicho contexto, a raíz de estas nuevas necesidades emergentes,existen algunos campos de aplicación en los !ue se robustece el nivelde seguridad mediante la incorporación de sistemas deidenti"cación#autenti"cación personal.

Los inmovilizadores le impiden a la copia de una llave al encender elmotor, a menos !ue unos códigos de identi"cación electrónicosincrustados en la llave correspondan al código de la unidad de controldel vehículo $%.

&or esta razón un ladrón de autos ya no puede simplemente duplicarla forma !ue tiene la llave de un auto.

'istemas avanzados pueden generar periódicamente códigos deidenti"cación encriptados, mientras !ue algunos sistemas, a modo dealarma, encienden las luces delanteras o emiten un fuerte sonidocuando se emplea una llave no autorizada.

(tros sistemas incluso funcionan con sistemas de entrada sin llave.

2.1.1 sistemas de inmovilización.-

)*entro del apartado de seguridad, son varias las soluciones t+cnicasadoptadas !ue persiguen restringir el acceso al vehículo anicamente a!uellas personas autorizadas, los llamados sistemas

antirrobo- larm 'ystems, &assive ntry, /emote 0eyless ntry 1/02,3mmobilizer son algunas de estas soluciones habilitadas actualmente.l Immobilizer es un sistema electrónico antirrobo basado en lainhabilitación del sistema de ignición del vehículo en caso de !ue estese intente accionar por medio de una llave no autorizada de acuerdoa su código de3denti"cación.La %nidades de $ontrol lectrónico de los vehículos modernos !uecontrolan el encendido y la inyección, en el vehículo gasolina, o lainyección en el caso del vehículo di+sel, necesitan recibir laautorización del sistema inmovilizador para !ue el vehículo funciones

adecuadamente4.


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2.2 Tipos de sistema anti robo.-

)Las características de los sistemas de inmovilización de vehículosvarían de acuerdo a la categoría de protección.5ay 6 categorías de protección-

2.2.1. Anti-robo de !brica.-

n estos días, muchos vehículos de fábrica vienen con un sistemaanti7robo, el cual consiste típicamente de un inhibidor de encendido.

8asado en un transponder. xiste un chip llamado transponder en sullave de encendido. 'u vehículo reconoce esa llave, y permite elencendido. 'in esa llave el sistema inhibe el encendido, de modo !ueel ladrón no podrá ni si!uiera intentar un encendido cortando cables.stos sistemas se encuentran en las tiendas de especialista tambi+n.

2.2.2. "e#uridad de !brica.-

'e puede tener tambi+n, un sistema de 'eguridad de fábrica,asociado al blo!ueo de puertas, de modo !ue cuando el sistema searma, si alguien intenta abrir las puertas la bocina comenzara a sonar.ste es un nivel de protección adicional, pero tiene en contra, el !ueen el manual del vehículo se ensena el cableado y fusibles delsistema, lo cual es un mapa del tesoro para un ladrón.

2.2.$. "e#uridad de especialista.-

'i se compra un sistema de seguridad de un specialista y esinstalado por un instalador certi"cado, se obtendrá un nivel deprotección superior, debido a !ue el cableado y la ubicación de loscomponentes del sistema serán nicos para cada vehículo, no!uedando registro en el manual para el ladrón.

&or sobre eso, un buen sistema tendrá sensores de golpe, los cualesdetectan pinchaduras o impactos al vehículo, y a9ustan elcomportamiento de la sirena.

&ara incrementar la sensibilidad a ata!ues se puede agregar algunosde los siguientes elementos-

- "ensor de Audio. *iseñado para detectar !uiebres de vidrios.

- "ensor de pro%imidad. $rea dos zonas de ultra altasfrecuencias alrededor de su

Vehículo, usando efecto *oppler para detectar masas en movimientodentro de las zonas. $ual!uier violación de la zona interna activara la

sirena.


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- "ensor de circuito.&uede ser conectado a una capota, o para proteger un camper.ctivara la sirena al abrir el circuito.

- "ensor de Movimiento.

*etecta el movimiento vertical tal como el producido por una gatapara remover sus llantas.

- "&itch ma#n'tico. &uede ser usado para las ventanas decorredera traseras

- "&itch de pin. &uede ser usado para detectar la apertura de lacapota.

- (ac)up de batería. $on esto puede mantener todos losniveles de seguridad de su vehículo inalterados si el ladróncorta los cables de la batería del vehículo.

- *a#er. %n pager le puede informar de !ue su alarma ha sidoactivada en su vehículo dentro del radio de : 0m.

- Control remoto celular.-

sta unidad le permite controlar remotamente su vehículo desde sutel+fono celular. ;ediante una llamada puede conocer el estado delas alarmas, blo!uear y desblo!uear puertas y encendido.

-

Anti-car+ac).-

'istema !ue permite entregar las llaves del auto en caso de asalto y!ue luego de un par de minutos blo!uea el motor inhabilitando lamarcha, impidiendo el robo del vehículo.

2.2., Inmovilizador con Transponder.-

l inmovilizador con


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La causa es !ue su funcionamiento se basa en el blo!ueo de launidad de mando del motor, !ue si no se dan las circunstanciasadecuadas, no excita el rel+ de la bomba de combustible y no activa

ni a los inyectores ni a la etapa de potencia del encendido 1 lgunos=ord son una excepción a lo ltimo2. Lógicamente, así es imposible elarran!ue del motor.

2.2.,.1 *rincipio de uncionamiento.-

xisten diversas versiones de inmovilizador !ue presentan diferenciasen algunos componentes, pero básicamente los principios defuncionamiento son muy parecidos.

n el sistema de inmovilizador con transponder, la llave incorpora unpe!ueño chip insertado en el mango de la misma y !ue emite uncódigo por radiofrecuencia en el momento en !ue se acciona elcontacto.

ste código es captado por una antena o unidad lectora,normalmente ubicada rodeando el conmutador de arran!ue.

l código captado por la unidad lectora es enviado a la unidad demando del inmovilizador, !ue procede a compararlo con el !ue tienememorizado.

'imultáneamente la unidad de mando del motor envía a su vez adicha unidad el código !ue le corresponde, y !ue tambi+n escomparado con el memorizado.

La unidad de mando del inmovilizador autoriza el arran!ue a launidad de mando del motor cuando los códigos emitidos por la llave y

por la unidad de mando del motor coinciden con los almacenados ensu memoria durante el proceso de grabación.


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n el caso de !ue uno de los dos códigos no coincida, la unidad demando del motor pierde la autorización de arran!ue y el motor separa aproximadamente a los dos segundos de haberse iniciado elarran!ue.

stos dos segundos en los !ue el motor arranca son necesariospor!ue la autorización y el código circulan por un nico cable entrelas unidades de mando del inmovilizador y del motor.

$omo es lógico, estos sistemas permiten la adaptación de variasllaves y la sustitución de algn componente averiado aplicando losprocedimientos correspondientes. n algunos casos será necesario lautilización de e!uipos especiales y en otros bastara con el empleo deuna llave maestra.

$omo !ueda establecido, el inmovilizador no re!uiere para sufuncionamiento ninguna intervención por parte del usuario delautomóvil !ue no sea la de accionar la llave de contacto de la formahabitual, tanto es así, !ue en muchos casos el cliente no relaciona elhecho de !ue el motor no arranca con la presencia de este sistema.l mecánico lo debe tener claro- si el motor arranca bien, funcionabien durante dos segundos y se para enseguida, es muy probable !uela causa radi!ue en un inmovilizador con problemas.

2.2.,.2 Componentes.-

l sistema inmovilizador con transponder está compuesto de lossiguientes componentes-

2.2.,.$ laves con un chip.-

3nsertado en el mango de las mismas, y !ue no presentan ningunadiferencia con otros tipos de llaves.

n algunas marcas se emplea además una llave maestra o llave deprogramación !ue por lo general es de distinto color.

>inguna de estas llaves necesita pilas para su funcionamiento


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2.2.,., nidad lectora.7cta como fuente de alimentación y como antena.


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n los casos en !ue el motor no tenga unidad de mando como ocurreen algunos di+sel, se incorpora el elemento **'.

ste componente se instala en la bomba de inyección, sobre laválvula de pare de la bomba de gasoil y cumple las mismas funciones

!ue la $%.

2.2.,. Testi#o luminoso en el cuadro de instrumentos.-

'e trata del indicador luminoso ubicado en el panel de instrumentos.

2.2./ "istema inmovilizador con criptotransponder.-

)La versión de inmovilizador dotada de transponder $/@&


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$ada vez !ue se acciona el encendido, ya no se envía este código,sino una clave !ue se obtiene a partir de la combinación del mismocon un nmero aleatorio creado cada vez !ue hay una nuevatransmision.

*ado !ue este código es imposible de ser conocido, es muy difícilhacer copias de las llaves, aumentando por lo tanto la seguridad delsistema.

s decir esta es la ltima generación de sistemas inmovilizadores deuso comercial en el sector del automóvil.

ste representa pues el estado del arte actual 1state7of7the7art actual2de'istemas inmovilizadores.

'e trata de un sistema basado en tecnología /=3* 1/adio =re!uency3denti"cation2 incorporando además m+todos criptogra"cos para elintercambio por medio del protocolo challenge#response7 de

información entre los nodos de comunicación.

2.2./.1 *rincipios de uncionamiento.-

) nivel funcional, el e!uipo electrónico lo constituyen cuatrocomponentes claramente de"nidos !ue forman un sistema decomunicación emisor7receptor bidireccional basado en /= 1/adio=recuencia2. stos cuatro elementos dan lugar a dos nodos o unidadesde control en con"guración masterslave.

n primer lugar en la ar!uitectura del sistema se encuentra el$ontroller o $% %nidad de control electrónico 1lectronic $ontrol%nit2. $onstituye la unidad central de proceso desde donde se dan las


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ordenes, se procesa la información y se e9ecutan los algoritmos decomportamiento del sistema. $onectado al controlador mediante uncanal de comunicación serie se encuentra el


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stos cuatro componentes con"guran un interfase físico decomunicación /= !ue, en base a un protocolo masterslave, da lugar aun dialogo o intercambio de información, permitiendo discernir si la

llave con la !ue se intenta arrancar el vehículo es la correcta o por elcontrario se pretende accionar el vehículo de forma fraudulenta.

l


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'e trata de un criptosistema de clave secreta por lo !ue la clave decifrado debe ser un secreto compartido exclusivamente por emisor yreceptor.

l ob9etivo de la comunicación entre emisor y receptor consiste enasegurar !ue la llave del vehículo es autentica.

&ara ello, el controlador plantea una pregunta 1challenge2 !ue esrespondida por el


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el manual del propietario !ue normalmente se entrega 9unto con ladocumentación al comprar el mismo.

3ncluso en dicho manual se puede encontrar información de sumaimportancia en lo referente a la puesta en marcha de emergencia en

caso de extravió de la llave o el transponder.

l control remoto puede estar incorporado en el mango de la mismallave 1/enault2 o puede ser un control separado 1/over y $hrysler2.

n este caso no existe antena. La unidad lectora es un receptor delcodigo infrarro9o a veces ubicado en el plafón del espe9o retrovisor. lsistema se completa con la central electrónica del inmovilizador !uepuede mane9ar o no el cierre centralizado y a distancia de las puertas.

l sistema puede actuar sobre el blo!ueo electrónico de la unidad decontrol 1/enault2 o solamente sobre el relay principal 1caso /over2 !ueinhibe al motor de arran!ue.

$ada marca tiene su forma de avisar al conductor si el sistema estaen modo blo!ueo.

2.2.0.1 Funciones adicionales.-

'e re"ere a !ue algunos sistemas mane9an directa o indirectamenteel sistema de cierre centralizado de puertas e incluso alarmas sonorasy visuales 1;ediante el encendido de las luces y el funcionamientointermitente de la bocina o sirena2.

2.$ Arduinos micro controladores2.$.1 Fundamentos del Arduino.-

rduino es una plataforma de prototipos electrónica de código abierto1open E source2 basada en hardFare y softFare Aexibles y fáciles de


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usar. stá pensado e inspirado en artistas, diseñadores, y estudiantesde computación o robótica y para cual!uier interesado en crearob9etos o entornos interactivo, o simplemente por hobby. rduinoconsta de una placa principal de componentes el+ctricos, donde seencuentran conectados los controladores principales !ue gestionan

los demás complementos y circuitos ensamblados en la misma.demás, re!uiere de un lengua9e de programación para poder serutilizado y, como su nombre lo dice, programado y con"gurarlo anuestra necesidad, por lo !ue se puede decir !ue rduino es unaherramienta GcompletaG en cuanto a las herramientas principales nosreferimos, ya !ue sólo debemos instalar y con"gurar con el lengua9ede programación de esta placa los componentes el+ctricos !ue!ueramos para realizar el proyecto !ue tenemos en mente,haci+ndola una herramienta no sólo de creación, sino tambi+n deaprendiza9e en el ámbito del diseño de sistemas electrónicos7automáticos y, además, fácil de utilizar. rduino tambi+n simpli"ca elproceso de traba9o con micro controladores, ya !ue está fabricada detal manera !ue viene )pre ensamblada4 y lista con los controladoresnecesarios para poder operar con ella una vez !ue la sa!uemos de suca9a, ofreciendo una venta9a muy grande para profesores, estudiantesy a"cionados interesados en el desarrollo de tecnologías. Lasposibilidades de realizar proyectos basados en esta plataforma tienencomo limite la imaginación de !uien opera esta herramienta.

2.$.2 ard&are.-

rduino está constituido en el hardFare por un micro controladorprincipal llamado tmel V/ de H bits 1!ue es programable con unlengua9e de alto nivel2, presente en la mayoría de los modelosde rduino, encargado de realizar los procesos lógicos y matemáticosdentro de la placa, además de controlar y gestionar los recursos decada uno de los componentes externos conectados a la misma.$onsta además de una amplia variedad de sensores el+ctricos comocámaras VI, sensores de sonido, seguidores de línea, botones decontrol de sensores, e incluso, otras placas de micro controladores1me9or conocidos como 'hields2, !ue pueden adaptarse fácilmentegracias a !ue rduino cuenta con entradas de pines analógicos y


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digitales para integrar estos componentes sin necesidad de alterar eldiseño original de esta placa. stos a su vez son controlados 9unto conel procesador primario por otros componentes de menor 9erar!uía,pero de igual importancia y prioridad, como el tmega:JH,tmegaKDH, tmega:DHC y el tmegaH , !ue son lo más utilizados

debido a sus ba9os precios y gran Aexibilidad para construir diversidadde diseños. demás, rduino cuenta con la venta9a de tener entre suselementos principales puertos seriales de entrada #salida1input#output2, lo !ue le permite conectarse por medio de un cable%'8 a una computadora para poder traba9ar con ella desde nivelsoftFare, ya !ue es dónde se le darán las )ordenes4 !ue e9ecutaráncada uno de los componentes conectados a la placa, e incluso, paraoperar como un dispositivo más 1dependiendo de la con"guración!ue hayamos establecido y para !ue se !uiere utilizar2. demás,rduino para operar necesita de una fuente de alimentación externa,ya !ue por desgracia, no cuenta con una propia, por lo !ue tambi+nse encuentra incorporada una entrada para conectar un cable conentrada similar al %'8, donde será conectado a un otro dispositivo!ue tenga entrada %'8, o hasta en el mismo dispositivo.

Las características generales de todas las placas rduino son lassiguientes-

7 l microprocesador


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$omo se había mencionado, rduino, no sólo son componentesel+ctricos ni una placa de circuitos, sino !ue además, tambi+n es unaplataforma !ue combina esto con un lengua9e de programación!ue sirve para controlar los distintos sensores !ue se encuentranconectados a la placa, por medio de instrucciones y parámetros !uenosotros establecemos al conectar la placa a un ordenador. stelengua9e !ue opera dentro de rduino se llama Mirirng, basado en laplataforma &rocessing y primordialmente en el lengua9e deprogramación $#$OO, !ue se ha vuelto popular a tal grado de ser elmás preferido para enseñar programación a alumnos de nivel superior!ue estudian computación y robótica, gracias !ue es muy fácil de

aprender y brinda soporte para cual!uier necesidad decomputación. *e este lengua9e derivan otros más !ue son muyutilizados en el ámbito de 3ngeniería y desarrollo, como $P, Qava,8'3$, &hp, &hytom, Qava'cript, &erl, entre otros másR por lo tanto,rduino soporta varios lengua9es de programación de alto nivelderivados de $, haciendo de esto una venta9a para los diseñadores!ue traba9an en varios o en : sólo entorno de desarrollo deprogramación. &ara poder traba9ar desde el nivel programación delprocesador, debe descargarse el softFare !ue incluye las libreríasnecesarias para poder utilizar el lengua9e de manera completa. (traventa9a es !ue este softFare puede descargarse desde el sitio Febo"cial de rduino, ya !ue opera ba9o licencia libre y está disponible atodo pblico. 'u versión más reciente para todos los sistemasoperativos es la versión rduino :.C.K.


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l ser una herramienta !ue incorpora un tanto mane9o de hardFare ysoftFare 1circuitos el+ctricos y un lengua9e de programaciónrespectivamente2 se re!uiere un nivel de conocimiento básico enestas dos ramas del desarrollo para operarla, lo cual se interpreta deotro modo !ue personas de tercera edad 1a excepción de ingenieros

experimentados2 y niños menores de entre y :: años no puedenutilizar esta herramienta en el primer momento, pero para su suerte,se encuentran diversidad de manuales en la página o"cial e incluso,pueden ad!uirirse libros donde se explica cómo utilizar estaherramienta didáctica e innovadora. demás, existe en internet unsimulador virtual de rduino de licencia libre llamado Virtual8read8oard, !ue ayuda al aprendiza9e de esta plataforma antes decomenzar a utilizarla de manera o"cial, ofreciendo las herramientasnecesarias y el mismo soporte !ue esta placa, pero de manera digital.

2.$., 3enta+as.-

xiste una diversidad de plataformas !ue operan con microcontroladores disponibles para la computación a nivel físico1hardFare2.


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"ot&are ampliable 6 de códi#o abierto - l softFare rduinoesta publicado ba9o una licencia libre y preparada para ser ampliadopor programadores experimentados. l lengua9e puede ampliarse atrav+s de librerías de $OO, y si se está interesado en profundizar enlos detalles t+cnicos, se puede dar el salto a la programación en el

lengua9e V/ $ en el !ue está basado. *e igual modo se puede añadirdirectamente código en V/ $ en tus programas si así lo deseas.

ard&are ampliable 6 de Códi#o abierto - rduino está basadoen el micro controladores


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ser usadas como salidas &M;2, J entradas analógicas, un cristaloscilador a :J;hz, conexión %'8, entrada de alimentación, unacabecera 3'$&, y un botón de reset. $ontiene todo lo necesario parautilizar el micro controladorR simplemente con+ctalo a tu ordenador atrav+s del cable %'8 o alim+ntalo con un transformador o una batería

para empezar a traba9ar con el.

l rduino *uemilanove puede ser alimentado vía la conexión %'8 ocon una fuente de alimentación externa. l origen de la alimentaciónse selecciona automáticamente. Las fuentes de alimentación externas1no7%'82 pueden ser tanto un transformador o una batería. La placapuede traba9ar con una alimentación externa de entre J a DC voltios.'i el volta9e suministrado es inferior a NV el pin de V puedeproporcionar menos de Voltios y la placa puede volverse inestable,si se usan mas de :DV los reguladores de volta9e se puedensobrecalentar y dañar la placa. l rango recomendado es de N a :Dvoltios.

2.$./.1.1 Memoria.

l


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2.$./.2 Me#a.-

l rduino ;ega es una placa micro controlador basada


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2.$./.2.$ *ro#ramación.-

l ano puede ser alimentado usando el cable %'8 ;ini78 ,con una fuente externa no regulada de J7DCV 1pin KC2, o con unafuente externa regulada de V 1pin DN2. La fuente de alimentación esseleccionada automáticamente a a!uella con mayor tensión.

l chip =


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2.$./.$.2 Memoria

l


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de rduino. Las versiones de K.Kv de la pro pueden ser alimentadaspor baterías.

2.$./.,.1 Alimentación

La rduino &ro puede ser alimentada por medio del cable %'8, porbaterías o mediante una fuente de alimentación. l conector debatería es del tipo Q'

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