Цифровой тахограф

Полезная модель относится к электронному приборостроению, в частности к контрольным устройствам - цифровым тахографам, которые устанавливаются на транспортных средствах, осуществляющих перевозки пассажиров и грузов, и которые предназначены для измерения, хранения и передачи навигационных параметров, определения координат потребителя, скорости, пройденного пути, а также непрерывной, некорректируемой регистрации информации о скорости и маршруте движения транспортных средств, о режиме труда и отдыха водителей и для оперативного оповещения диспетчерских пунктов о случившихся авариях с транспортным средством.
Уровень техники
Из уровня техники известен цифровой тахограф, имеющий корпус, в котором установлен блок обработки и хранения информации о вождении грузового транспортного средства, в передней части корпуса установлен дисплей, клавиатура, устройство для ввода карт, а в задней части корпуса расположено множество входных портов, обеспечивающих подключение к CAN шине, к антенне GPS и другим устройствам (WO 2017138748 A1, кл. G07B 15/06, опубл. 17.08.2017) ([1]).
Из уровня техники известно бортовое устройство - тахограф, имеющий возможность связи с по меньшей мере одним устройством определения положения и/или по меньшей мере одним устройством радиосвязи, которые установлены на транспорте и соединены с бортовым устройством с помощью автомобильной шины данных, в частности это CAN, LIN или MOST-шины (RU 2523181 C2, кл. G07C 5/00, опубл. 20.07.2014) ([2]). Кроме того, посредством автомобильной шины бортовое устройство может быть соединено также с любым автомобильным устройством, таким как устройство подачи аварийных сигналов, устройством контроля транспортировки и т.д. При этом устройство определения положения, устройство радиосвязи или другие устройства могут быть установлены в разных местах автомобильного транспорта, образуя независимые друг от друга модули, но обязательно соединенные с тахографом, как указывалось выше посредством автомобильных шин.
Недостатком конструкции тахографов, известных, например, из документов [1] и [2], является то, что они не предусматривают интеграцию в них дополнительных модулей, автомобильных устройств и т.д. В результате чего, модули и устройства могут быть установлены в автомобиле в любом, удобном для потребителя месте, что приводит к негативным последствиям, связанным с тем, что чем дальше установлены сопрягаемые устройства от тахографа, тем большую длину имеют провода, шины, тем, соответственно, ниже скорость передачи данных и качество передаваемой информации.
Раскрытие полезной модели
Суть технической проблемы заключается в следующем.
В настоящее время транспорт, в особенности грузовой, максимальная масса которого превышает 3,5 тонны, и автобусы, имеющие более восьми мест для сидения и используемые для перевозки пассажиров, должны быть оснащены контрольными приборами - цифровыми тахографами.
Тахограф представляет собой бортовой самописец, непрерывно регистрирующий пройденный путь, скорость движения, а также время нахождения водителя за рулем автотранспорта, что позволяет осуществлять контроль рабочего режима водителей и предотвращать тем самым дорожно-транспортные происшествия, вызванные усталостью водителей, работающих без перерыва в течение длительного периода времени. Благодаря постоянному контролю за временем работы водителей существенно повышается безопасность перевозки грузов и пассажиров.
Однако помимо тахографа в автотранспорте могут быть установлены и другие приборы, такие, например, как спутниковые системы транспортного мониторинга, осуществляющие отслеживание местонахождения и маршрутов транспортного средства, пробега и расхода топлива, контроль выполнения расписаний и т.д. Такие системы позволяют минимизировать расходы и улучшать производительность работы автотранспорта.
Часть задач, которую выполняют дополнительные устройства, может быть решена путем анализа данных тахографа, который осуществляется при условии, что между устройствами и тахографом происходит обмен информацией, который осуществляется по различным каналам связи, например, высокотехнологичной коммуникационной сети автомобиля - шины CAN, связи RS-485, R-232 и т.д.
Однако важную роль при передаче данных играет расстояние между передатчиком и приемником, а именно: сопротивление проводника увеличивается с его длиной, в результате чего сила сигнала, а соответственно, скорость передачи данных, постепенно уменьшается, качество связи падает. Кроме того, необходимо учесть тот фактор, что различные устройства в автомобиле создают электромагнитные волны, шумы и помехи, которые искажают передаваемую информацию по каналам связи и приводят к нарушению стабильности связи.
Таким образом, необходимо стремиться к снижению негативного воздействия радиопомех на передаваемый сигнал, уменьшению длины линии связи, что соответственно приведет к увеличению скорости и повышению стабильности передачи данных, т.е. к повышению надежности связи между тахографом и сопрягаемыми с ним устройствами.
Анализ предшествующего уровня техники показал, что конструкции известных тахографов не предусматривают интеграцию в них дополнительного оборудования, например, таких как терминал системы мониторинга. В результате чего для установки дополнительного оборудования специально требуется выделить место для размещения его в автотранспорте, в основном под приборной панелью, что соответственно усложняет компоновку оборудования с другими устройствами, например, тахографом. Подключение устройств друг к другу осуществляется посредством линии связи - шины, проводов, увеличение длины которых, как указывалось выше, приводит к снижению скорости передачи данных и искажению передаваемой информации за счет воздействия электромагнитных помех.
Для устранения указанной проблемы, а именно снижения качества связи - скорости передаваемой информации и стабильности передаваемого сигнала, необходимо разработать такую конструкцию тахографа, которая бы позволила интегрировать дополнительное оборудование в тахограф и повысить надежность связи между тахографом и устройствами, сопрягаемыми с ним.
Заявленное техническое решение позволяет устранить данную проблему.
Задачей предлагаемого технического решения является создание тахографа, обеспечивающего интеграцию дополнительного оборудования в тахограф для снижения радиопомех, что позволяет, соответственно, повысить качество связи между тахографом и дополнительным оборудованием.
Таким образом, технический результат предложенной полезной модели заключается в создании конструкции тахографа, которая позволяет снизить воздействие радиопомех на передаваемый и принимаемый сигнал (обеспечение высокой скорости передачи данных и стабильности сигнала между тахографом и дополнительным интегрируемым оборудованием).
Технический результат достигается тем, что цифровой тахограф содержит корпус, в котором установлены посредством элементов крепления и соединены между собой электрическими каналами связи и передачи данных управляющий процессор, блок энергозависимой памяти для хранения данных, многофункциональный блок электропитания, средство криптографической защиты информации, два считывающих устройства карт, дисплей, печатающее устройство, средства визуального и звукового оповещения, клавиатура, интерфейсный разъем для калибровки и выгрузки данных и интерфейсные разъемы для подключения тахографа к транспортному средству, USB-разъем, разъем для подключения антенны для приема сигналов ГЛОНАСС и GPS, при этом в верхней части корпуса тахографа выполнена ниша для установки дополнительного оборудования, которое подключается к тахографу через дополнительный интерфейсный разъем, выполненный на задней панели тахографа под нишей, а интерфейсные разъемы для подключения тахографа к транспортному средству расположены на задней панели тахографа с противоположной стороны относительно расположения ниши и разъема для дополнительного оборудования.
Интерфейсные разъемы и разъем для дополнительного оборудования установлены на задней панели тахографа так, что расстояние между ними составляет не менее ширины ниши в ее самой узкой части.
Между нишей и интерфейсными разъемами для подключения тахографа к транспортному средству выполнен разъем для подключения антенны ГЛОНАСС и GPS.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - общий вид тахографа согласно предложенному решению.
Фиг. 2 - вид сзади тахографа согласно предложенному решению.
Фиг. 3 - общий вид тахографа с дополнительным оборудованием согласно предложенному решению.
Осуществление полезной модели
Тахограф представляет собой контрольно-измерительный прибор, который предназначен для колесных транспортных средств и который устанавливается в отделение под автомобильную магнитолу, либо в специальную нишу или короб для установки тахографа, выполненный по отдельному заказу.
Тахограф имеет опломбированный корпус, защищенный от несанкционированного вскрытия и выполненный в форме параллелепипеда.
В корпусе установлены посредством элементов крепления и соединены между собой электрическими каналами связи и передачи данных следующие элементы: устройство обработки данных, выполненное в виде управляющего процессора; блок энергозависимой памяти для хранения данных, не требующих регистрации в некорректируемом виде, в который записано программное обеспечение для управляющего процессора; многофункциональный блок электропитания; средство криптографической защиты информации (блок СКЗИ); батарея резервного питания; два считывающих устройства карт (картридеры); устройство для отображения информации (дисплей); печатающее устройство, предназначенное для печати текущей информации по активности транспортного средства и технических отчетов для инспекторов и мастеров; средства визуального и звукового оповещения, включающиеся при возникновении каких-либо событий или неисправностей; средства ввода информации в тахограф (клавиатура); интерфейсный разъем для калибровки и выгрузки данных; интерфейсные разъемы ABCD для подключения тахографа к транспортному средству; USB-разъем; разъем для подключения антенны для приема сигналов ГЛОНАСС и GPS.
С управляющим процессором по управляющей шине соединен главный и обязательный элемент предлагаемого тахографа - блок СКЗИ. Блок СКЗИ представляет собой криптопроцессор, который преобразует сигналы глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS в данные о текущем времени и координатах местоположения транспортного средства в некорректируемом виде, шифрует данные тахографа и записывает их в собственную память. Блок СКЗИ обеспечивает возможность использования уникальных ключей (цифровых подписей) для дешифровки данных и защиту зафиксированных данных от изменения.
Сохранности зашифрованных данных способствует регулярная замена блока СКЗИ. Для облегчения и сокращения времени обслуживания тахографа при замене блока СКЗИ в задней части корпуса предусмотрена отдельная крышка, обеспечивающая доступ к блоку без разбора корпуса тахографа. После каждой замены блока СКЗИ крышка в обязательном порядке пломбируется.
Управляющий процессор получает актуальные координаты и текущее время по сигналам ГЛОНАСС и GPS, информацию о работе и текущем состоянии транспортного средства от установленных в нем датчиков. Вся полученная и обработанная процессором информация сохраняется в энергозависимой памяти тахографа и карточках водителя, либо данная информация может выводиться принтером на чек.
Для расширения функциональных возможностей тахографа в любой момент он может быть дооснащен дополнительным оборудованием, таким как спутниковые системы транспортного мониторинга. Причем дооснащение тахографа осуществляют путем интеграции в его конструкцию дополнительного оборудования с последующим подключением к нему. Указанная интеграция осуществляется за счет выполнения в верхней части корпуса тахографа ниши. Подключение оборудования к тахографу осуществляется через интерфейсный разъем, расположенный под нишей в задней части тахографа.
Интеграция дополнительного оборудования в тахограф позволяет уменьшить длину проводов подключения. Стремление к уменьшению длины проводов обусловлено следующим. Поскольку увеличение длины проводов приводит к снижению силы сигнала за счет воздействия радиопомех, уменьшению скорости передачи данных, то соответственно уменьшение длины проводов будет приводить к противоположному эффекту, а именно к обеспечению меньших потерь силы сигнала и скорости передачи данных. Кроме того, поскольку дополнительное оборудование размещено в тахографе, а например, не в отсеке под приборной панелью транспорта, то снизится воздействие радиопомех, создаваемых иными устройствами автомобиля. Соответственно, передаваемая информация будет значительно меньше подвергаться искажению, что приведет к повышению стабильности связи. Таким образом, ниша для установки дополнительного оборудования с установленным под ней разъемом для подключения позволяет снизить влияние радипомех на качество передаваемого и принимаемого сигналов.
Для подключения тахографа к бортовой сети, датчику движения и CAN шине транспортного средства, в задней части тахографа выполнены интерфейсные разъемы ABCD. Указанные разъемы расположены на задней панели тахографа с противоположной стороны относительно расположения ниши и разъема для дополнительного оборудования. К разъемам ABCD обеспечивается подключение силовых линий, которые создают электромагнитные помехи, что негативно влияет на работу дополнительного оборудования, которое обычно подключается рядом с разъемами ABCD. В настоящем решении за счет спроектированной в корпусе тахографа ниши разъемы ABCD отделены от линии подключения дополнительного оборудования, а также сформирован отдельный порт для подключения дополнительного оборудования, который расположен на корпусе задней стенки так, что расстояние от порта до оборудования минимально возможное. Данное решение позволяет снизить влияние радиопомех на качество передаваемого и принимаемого сигналов (обеспечение высокой скорости передачи данных и стабильности сигнала между тахографом и дополнительным интегрируемым оборудованием), поскольку даже незначительное увеличения расстояния между силовыми линиями и сигналами, которые чувствительны к помехам, заметно улучшают качество работы дополнительного оборудования, такого например, как модули связи и навигации.
Кроме того, интерфейсный разъем и разъем для дополнительного оборудования должны быть установлены на задней панели таким образом, чтобы расстояние между ними составляло не менее ширины ниши в ее самой узкой части. Чем больше расстояние между разъемами ABCD и разъемом для дополнительного оборудования, тем меньше влияние радиопомех на интегрируемое оборудование. Однако, поскольку расстояние ограничено размерами тахографа, то оптимальным для достижения поставленного технического результата должно быть размещение разъемов на расстоянии не менее ширины ниши в ее самой узкой части. В противном случае, воздействие помех на линии подключения дополнительного оборудования увеличивается, скорость, а также стабильность сигнала, значительно падают.
Более подробное описание предложенного тахографа со ссылками на чертежи приведено ниже.
На фиг. 1 представлен общий вид встраиваемого тахографа 1 согласно предложенному техническому решению.
Корпус (2) тахографа выполнен в форме прямоугольного параллелепипеда.
Фронтальная сторона корпуса (3) обращена после установки тахографа во внутреннее пространство транспортного средства, то есть доступна пользователю. Фронтальная сторона корпуса представляет собой панель, состоящую из дисплея (4); двух слотов для установки тахографических карт (5); крышки отсека термопечатающего устройства (6); крышки интерфейсов для калибровки и выгрузки данных, включающего в себя интерфейсы RS-232, K-LINE и цифровые входы/выходы (7); USB-разъема, расположенного под резиновой заглушкой (8); клавиатуры (9) (содержащую кнопку отмены действия или шаг назад; кнопку перемещение «вверх», кнопку перемещение «вниз», кнопку подтверждения); кнопки (10) извлечения тахографической карты из слота; кнопки (11) извлечения тахографической карты из слота 2; отверстий (12) для извлечения тахографа из места крепления на транспортном средстве; светодиода (13).
На верхней стороне тахографа выполнена ниша (14) - место для установки дополнительного оборудования. Ниша с двух сторон открыта, а именно со стороны задней и боковой частей тахографа, что позволяет легко и быстро установить оборудование в тахограф.
Дополнительное оборудование подключается через разъем, расположенный под нишей в задней части тахографа. До подключения дополнительного оборудования разъем закрыт крышкой (15), с целью исключения его возможного повреждения в процессе эксплуатации тахографа.
На фиг. 2 показан вид сзади корпуса 2 для тахографа в соответствии с предложенной полезной моделью. После монтажа тахографа во внутреннее пространство транспортного средства, задняя панель тахографа закрыта установочным пазом и недоступна для пользователя.
Задняя панель тахографа (16) содержит интерфейсные разъемы, а именно: разъемы (блок разъемов ABCD) для подключения тахографа к транспортному средству (17); разъем для подключения антенны ГЛОНАСС и GPS (18); разъем для дополнительного интегрируемого оборудования (19); крышка отсека, в котором размещен блока СКЗИ (20).
Разъем для дополнительного интегрируемого оборудования (19) размещен под нишей (14).
Как наглядно продемонстрировано на фиг. 2 интерфейсные разъемы ABCD для подключения тахографа к транспортному средству расположены на задней панели тахографа с противоположной стороны относительно расположения ниши и разъема для дополнительного оборудования.
В задней части тахографа, между нишей и разъемами ABCD выполнен разъем типа Fakra для подключения антенны ГЛОНАСС.
Все составные части тахографа должны быть изготовлены из прочных материалов, обладающих стабильными электрическими и магнитными характеристиками.
Пример.
На фигуре 3 представлен тахограф (21) с подключаемым дополнительным оборудованием (25), например, модулем системы мониторинга транспорта, которая отслеживает местоположение и маршруты транспортного средства, пробег и расход топлива и др.
Дополнительное оборудование (25) устанавливается в нишу (22) тахографа и подключается к тахографу (21) посредством кабельной сборки от дополнительного оборудования в интерфейсный разъем (23) тахографа для осуществления обмена данными, например, с целью получения данных о местоположении транспортного средства или данных с датчиков уровня топлива и передачи их на сервер (в диспетчерскую).
Интерфейсные разъемы ABCD (24) для подключения тахографа к транспортному средству расположены на задней панели тахографа с противоположной стороны относительно расположения ниши и разъема для дополнительного оборудования. Таким образом, разъемы ABCD (24) отделены от линии подключения и разъема (23) дополнительного оборудования, что позволяет снизить воздействие помех, создаваемых силовыми линиями, подключаемыми к разъемам ABCD, на линии подключения интегрируемого оборудования. Кроме того, интеграция дополнительного оборудования в тахограф позволяет существенно снизить длину проводов подключения, тем самым снизить воздействия радиопомех, снижение которых повысит скорость и стабильность передачи данных.
После размещения и подключения, дополнительное оборудование фиксируется в нише тахографа посредством элементов крепления.