СИСТЕМА УДАЛЕННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОДВИЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ И КОНТРОЛЯ ЗА НИМИ

Заявляемая полезная модель относится к системам навигации подвижных объектов с помощью спутниковой связи и может быть использована для управления подвижными объектами, например, транспортными средствами, контроля за состоянием подвижных объектов и их перемещением посредством определения координат мобильных объектов, обработки сигналов и регистрации информации о маршруте движения объекта и других его параметрах в режиме реального времени.
Известна система навигации транспортных средств, содержащая установленные на подвижном объекте навигационный приемник с антенной, вычислительный блок и переносное запоминающее устройство и установленные на диспетчерском пункте персональный компьютер и считывающее устройство. В указанной системе подвижный объект может связываться с диспетчерским пунктом по ИК-каналу на расстоянии нескольких метров (RU 17649 U1).
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели (прототипом) является описанная в патенте на изобретение RU 2122239 система безопасности, навигации и мониторинга транспортных средств с использованием спутниковой связи, которая состоит из установленной на подвижном объекте аппаратуры потребителя, включающей блок автономного питания и подключенные к нему навигационный приемник с антенной, трансивер с антенной, группу охранных датчиков и бортовой компьютер, содержащий процессор, предназначенный для обработки сигналов от навигационного приемника и охранных датчиков и вырабатывающий информационные сигналы для передачи по радиоканалу, и интерфейс, соединенный с процессором, навигационным приемником и группой охранных датчиков, а также из по меньшей мере одного диспетчерского центра, связанного через антенну трансивера посредством радиоканала с аппаратурой потребителя, в которую дополнительно введены аудиосистема и соединенная с интерфейсом бортового компьютера клавиатура, а также подключенные к блоку автономного питания модем, который соединен с интерфейсом и трансивером, телекамера видеоконтроля и- телемонитор, входы которого соединены с выходами телекамеры видеоконтроля, при этом бортовой компьютер дополнительно содержит запоминающее устройство, соединенное с интерфейсом, аналого-цифровой преобразователь видеосигналов, вход которого подключен к выходу телекамеры видеоконтроля, а его выход подсоединен к интерфейсу, цифроаналоговый
преобразователь аудиосигналов, вход которого соединен с интерфейсом, а его выход подсоединен к входу аудиосистемы, цифроаналоговый преобразователь видеосигналов, вход которого соединен с интерфейсом, а его выход подсоединен к входу телемонитора. Диспетчерский центр содержит подключенные к блоку питания навигационный приемник с антенной, и по числу наблюдаемых объектов компьютеры средства связи, связанные посредством компьютерной сети с сервером контроля охраняемых объектов, модемы, каждый из которых связан с соответствующим ему компьютером средства связи, и трансиверы, каждый из которых связан с антенной и соответствующим ему модемом. Таким образом, для осуществления связи между движущимся объектом и диспетчерским пунктом описанная система предусматривает для каждого подвижного объекта наличие отдельного компьютера средства связи, связанного с сервером через локальную компьютерную сеть. Причем каждый движущийся объект и каждый компьютер средства связи снабжены системой передачи, включающей модем, трансивер и антенну. Как следствие система является многокомпонентной и дорогостоящей.
В данной системе подвижный объект связан с диспетчерским пунктом посредством радиоканала с использованием телефонной сотовой связи, транкинговой или космической радиосвязи. Такой вид связи используется лишь для трансляции видеоизображения и передачи различных сигналов, в том числе текущих координат объекта, дифференциальных поправок и состояния датчиков. При использовании такого вида связи недостатком является отсутствие возможности передачи данных потребителю и оператору диспетчерского центра в виде текстовых, графических и звуковых файлов и отсутствие вербального общения между потребителем и оператором.
Задачей заявляемой полезной модели является устранение указанных выше недостатков за счет использования аппаратуры, позволяющей использовать цифровую сотовую связь и сеть Интернет, и при этом снизить стоимость системы и расходы на ее обслуживание за счет уменьшения количества отвечающего за связь оборудования на диспетчерском пункте и подвижном объекте, повысить эффективность системы управления и контроля за подвижными объектами за счет обеспечения прямой и обратной связи в режиме реального времени между диспетчерским пунктом и подвижным объектом с постоянным доступом к базе данных за получением информации в удобной потребителю форме посредством сети Интернет и увеличить скорость и объем передаваемой информации.
Поставленная задача решается заявляемой системой удаленного управления подвижными объектами и контроля за ними с использованием спутниковой связи, которая состоит из установленных на подвижном объекте GPS-модуля, модема и портативного
электронного вычислительного устройства в виде карманного персонального компьютера (КПК) с операционной системой для мобильных устройств, например Windows СЕ, и программным обеспечением для обработки данных, и диспетчерского пункта, включающего сервер, подключенный к сети Интернет и к локальной сети персональных компьютеров операторов с программным обеспечением для обработки данных, при этом связь между сервером диспетчерского пункта и КПК подвижного устройства осуществляется посредством сети Интернет и сотовой связи в режиме реального времени.
В варианте осуществления заявляемой полезной модели система при необходимости содержит дополнительный страхующий сервер, подключенный к сети Интернет.
В частном случае реализации полезной модели в качестве модема может использоваться CDMA/GSM модем, встроенный в мобильный телефон, или высокоскоростной Ev-Do модем.
КПК подвижного объекта может быть укомплектован запоминающим устройством с возможностью сохранения видео- и аудиоинформации о движении объекта, а также зарядным устройством.
Подвижной объект может дополнительно содержать видеокамеры, закрепленные стационарно или на активных штативах. Применение активных штативов позволяет оператору с диспетчерского пункта управлять включением/выключением и поворотом видеокамер.
Подвижной объект может дополнительно содержать контроллеры расширения, позволяющие считывать данные с различных датчиков, включая датчики транспортного средства, а также управлять различными устройствами подвижного объекта, такими как зажигание, стеклоподъемники, активный штатив видеокамеры, замок и т.д.
Подвижной объект может дополнительно содержать компактное печатающее устройство, которое используется, например, как кассовый аппарат.
Подвижной объект может дополнительно содержать компактный считыватель магнитных карт, что позволяет использовать его как средство для безналичного расчета.
Подвижной объект также может дополнительно содержать различные виды датчиков, например, датчик наличия пассажира, датчик температуры, датчик расхода топлива и т.д.
Кроме того подвижной объект может быть снабжен внешними антеннами для GPS модуля и модемов и устройством для голосового общения с использованием сотовой сети оператора или с использованием IP телефонии в качестве основы общения.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых изображены блок-схема системы удаленного управления подвижными объектами и контоля за ними, включающие оборудование подвижного объекта, например транспортного средства, управляемого водителем, и диспетчерского пункта.
Схема, изображенная на фиг.1, включает следующие элементы: 1 - GPS-модуль, 2 - КПК, 3 - модем, 4 - сервер, 5 - операторы.
GPS-модуль 1 предназначен для определения в каждый момент координат транспортного средства.
КПК 2 посредством специального программного обеспечения, называемого в дальнейшем клиентской частью программного комплекса, обрабатывает данные, поступающие с GPS, определяет положение транспортного средства, также обрабатывает данные, поступившие от датчиков, от операторов, от водителя, и отсылает всю обработанную информацию. КПК имеет возможность приема данных от операторов.
КПК имеет цветной графический сенсорный дисплей, кнопки для ввода данных, а также снабжен запоминающим устройством для сохранения получаемой информации.
Через модем 3 осуществляется связь с сетью Интернет и соответственно передача информации как с КПК, так и на него.
Сервер 4 предназначен для аккумулирования поступающей с КПК информации и передачи ее операторам 5.
Операторы 5, используя специальное программное обеспечение, называемое в дальнейшем операторской частью программного комплекса, предназначены как для передачи данных в виде текстовых, звуковых и графических сообщений водителю, так и для получения текстовых, звуковых, графических и видео сообщений от водителей, обобщения получаемой информации и контроля за транспортным средством.
Схема, изображенная на фиг.2, является частным случаем реализации заявляемой полезной модели, и дополнительно содержит контроллер 6, подключенный к КПК. Между контроллером и КПК существует прямая и обратная связь. Контроллер считывает данные с датчиков транспортного средства 7 и передает их на КПК, при этом при помощи контроллера оператор через КПК управляет устройствами 8 подвижного объекта, такими как зажигание, стеклоподъемники, активный штатив видеокамеры, замок и т.д.
Заявляемая система работает следующим образом.
GPS-приемник определяет координаты и скорость транспортного средства. Приемник работает на фиксированной частоте и постоянно "прослушивает" сигналы, передаваемые навигационными спутниками. Каждый из спутников постоянно излучает
радиосигнал, в котором содержатся данные о параметрах его орбиты, состоянии бортового оборудования и о точном времени. GPS-приемник с помощью встроенного процессора вычисляет промежуток времени между посылкой и получением сигнала, затем умножает его на скорость распространения радиоволн и таким образом узнает расстояние между спутником и приемником. Результатом последующих вычислений являются координаты местоположения транспортного средства. Полученные данные поступают для обработки в КПК.
Клиентская часть программного комплекса обрабатывает эти данные, также как данные, поступившие от датчиков (через внешний контроллер), от оператора, от водителя транспортного средства.
Обработанные данные автоматически через определенный промежуток времени или при необходимости передаются и принимаются по каналу GPRS/CDMA/EV-DO. Для этого используется модем, в частном случае GSM/ CDMA модем (телефон).
Далее информация по сети Интернет поступает на сервер, где идет дальнейшая обработка информации.
Обработанные данные высылаются клиентским частям программного комплекса по тем же каналам GPRS/CDMA/EV-DO и отображаются на экране КПК в удобном для водителя виде. Все программы (программы водителя и оператора) за исключением сервера являются клиентскими и не могут работать автономно.
Операторская часть программного комплекса устанавливается на рабочих местах оператора. Оператор по локальной сети и сети Интернет связан с сервером.
Обработанные данные посредством операторской части программного комплекса, локальной сети и сети Интернет отображаются на экране оператора в удобном для него виде.
Данное устройство пригодно для использования в любых транспортных средствах, оно позволяет вести учет перемещения транспортного средства в реальном времени, следить за его скоростью, проделанном расстоянии, маршруте и т.д. На базе полученных данных составляются различного рода статистические отчеты вплоть до вычисления стоимости проезда, потраченного топлива и амортизации транспортного средства. Таким образом, устройство дает возможность проанализировать общее движение транспортных средств, скорректировать расписание отдельных рейсов либо всей работы подвижного состава. Устройство позволяет отмечать на карте в режиме реального времени пробки, ремонты дорог и т.д. Данная информация поступает водителям всех остальных автомобилей и предупреждает их об этом.
В частном случае реализации полезной модели при подключении к системе внешнего контроллера появляется возможность оператору управлять отдельными устройствами автомобиля посредством данного контроллера, например, заглушить двигатель, закрыть или открыть машину и т.д., или делать это автоматически при соблюдении определенных условий.
Заявляемая система обеспечивает возможность общения между водителем и оператором, между водителями разных транспортных средств и возможность получения информации о статусе других водителей. Система имеет удобный для водителя интерфейс.
Применяемое программное обеспечение использует среду Windows NT, что позволяет оператору, эффективно используя преимущества многозадачного режима и многооконного интерфейса, видеть одновременно несколько районов карты в выделенных участках экрана (окнах). В каждом окне можно установить свой участок карты в нужном масштабе и наблюдать за движением одного объекта или группы объектов. Оператор может перемещать окна таким образом, чтобы получился наиболее удобный общий обзор.
В целом система является основой для создания высокоэффективной системы автоматизированной эксплуатации и управления подвижных объектов, т.к. получаемая в реальном режиме времени информация о пройденном пути, местоположении транспортного средства, грузе, идентификации водителя и других параметрах позволяет оперативно контролировать работу водителя, техническое состояние транспортного средства, своевременно реагировать и отдавать указания с целью оптимизации работы водителя, а также своевременно проводить ремонтные и регламентные работы.