СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ МЕЖДУ БОРТОВЫМ УСТРОЙСТВОМ, ВЫПОЛНЕННЫМ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ПОЛУЧЕНИЯ ДАННЫХ, КАСАЮЩИХСЯ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ И/ИЛИ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, И УДАЛЕННЫМ ЦЕНТРОМ ОБРАБОТКИ
METHOD OF TRANSMITTING DATA BETWEEN AN ON-BOARD DEVICE CONFIGURED TO OBTAIN DATA RELATING TO MOTION AND/OR CONTROL PARAMETERS OF THE VEHICLE AND A REMOTE PROCESSING CENTER

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение касается области телекоммуникаций и, в частности, касается способа передачи данных между бортовым устройством, которое выполнено с возможностью получения данных, касающихся параметров движения и/или управления транспортного средства, и удаленным центром обработки.
Уровень техники
Известны и широко используются бортовые устройства для получения и удаленной передачи в режиме реального времени, например на удаленный центр обработки, данных, касающихся параметров движения и/или управления транспортных средств. Целесообразно, что такие бортовые устройства позволяют обнаруживать аварии, восстанавливать их динамику, отслеживать стили и привычки управления и отслеживать транспортные средства.
Упомянутые выше бортовые устройства обычно называются телематическими устройствами или черными ящиками, и они используются для определения индивидуальных тарифов для страховых политик и/или помощи в режиме реального времени при авариях и/или восстановления динамики для заявок для целей определения ответственности заинтересованных сторон. Например, бортовое устройство указанного выше типа описано в международной патентной заявке WO2013/150558 А1, зарегистрированной тем же автором.
Бортовые устройства, описанные выше и соответствующие уровню техники, способны в режиме реального времени определить местоположение транспортного средства, в котором они установлены, для регистрации ускорения и замедления, траекторий, состояния заряда аккумуляторной батареи транспортного средства и также способны связываться с удаленным центром обработки. Эта связь осуществляется с помощью стандартных или коммерческих протоколов связи. Эта связь обычно является двунаправленной и позволяет реализовать и предусмотреть дополнительные сервисы как для страховой компании, так и для конечного пользователя. Среди этих сервисов присутствует, например, сигнал тревоги при краже автомобиля. Такой сигнал тревоги может быть или автоматически выработан бортовым устройством при возникновении определенных условий, или выработан удаленным центром обработки по запросу конечного пользователя. Для обеспечения таких сервисов, следовательно, необходимо обеспечить стабильную и эффективную связь между бортовым устройством и удаленным центром обработки. Протоколы связи характеризуются как форматом сообщений, которые передают между бортовыми устройствами и удаленным центром обработки, так и форматом хранения данных, полученных датчиками бортового устройства. Такие данные могут быть незамедлительно переданы на удаленный центр обработки или сохранены в бортовом устройстве, если невозможно или нежелательно направить их на указанный центр из-за недостатка сигнала или по другим уместным причинам. Тем не менее, способы передачи данных между бортовыми устройствами, которые соответствуют уровню техники, и удаленным центром обработки, обладают некоторыми недостатками.
Первый недостаток состоит в том, что используемые протоколы или предназначены для эксплуатации конкретного канала связи или оптимизированы для двунаправленной связи с удаленным центром обработки, а не для хранения полученных данных или наоборот. Этот недостаток гибкости приводит к недостатку оптимизации как в плане использования разных каналов связи, таких как SMS, USSD, GPRS и PSTN, так и в отношении хранения полученных данных на бортовом устройстве. Фактически в ситуациях, когда сигнал сети слаб, бортовые устройства должны быть способны изменить канал связи, чтобы обеспечить своевременную передачу в центр сигналов о событиях, например, передачу запросов о помощи, о попытках кражи или авариях.
Второй недостаток заключается в том, что протоколы передачи данных, реализованные с помощью бортовых устройств, которые соответствуют уровню техники, оказались не оптимальными в плане использования полосы пропускания для передач. В результате таким бортовым устройствам нужно больше времени для направления как данных, полученных датчиками, так и сообщений с сигналами тревоги для оповещения об упомянутых выше событиях. Этот недостаток делает невозможным обеспечения надлежащего управления связью и, в результате, сервисами, которые связаны со связью. Элементы безопасности также относятся к этому контексту. Фактически в некоторых случаях необходимо направить зашифрованную информацию для соответствия текущему законодательству в терминах конфиденциальности. Шифрование сообщений увеличивает полосу пропускания, нужную для отправления и, таким образом, делает использование не оптимизированных протоколов связи еще более критичным.
Задача настоящего описания заключается в том, чтобы предложить способ передачи данных, в котором исключены или по меньшей мере частично уменьшены недостатки, описанные выше со ссылкой на соответствующие уровню техники способы передачи данных.
Такая задача решается с помощью способа передачи данных, который, в общем, определен в пункте 1 формулы изобретения. Предпочтительные и целесообразные варианты осуществления упомянутого выше способа передачи данных определены в приложенных зависимых пунктах формулы изобретения.
Изобретение будет лучше понятно из последующего подробного описания конкретного варианта осуществления изобретения, приведенного в виде не ограничивающего изобретение примера и содержащего ссылки на приложенные чертежи, которые кратко описаны в следующем абзаце.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - вид, показывающий функциональную структурную схему примера системы для реализации способа передачи данных между бортовым устройством, которое выполнено с возможностью получения данных, касающихся параметров движения и/или управления транспортного средства, и удаленным центром обработки;
фиг. 2 - вид, показывающий функциональную структурную схему варианта осуществления посредством неограничивающего примера бортового устройства системы на фиг. 1.
Осуществление изобретения
На фиг. 1, с помощью не ограничивающего изобретение примера, показан вариант осуществления системы передачи данных между бортовым устройством, которое выполнено с возможностью получения данных, касающихся параметров движения и/или управления транспортного средства, и удаленным центром обработки. В этом примере система содержит бортовое устройство 10, установленное в транспортном средстве 1. Транспортное средство 1, например, является автомобилем, но фактически может быть даже мотоциклом или общественным транспортным средством, таким как автобус, в общем, любым транспортным средством или рабочим транспортным средством, например, даже сельскохозяйственным транспортным средством. Система содержит сотовую сеть 50 мобильной связи, например, GSM сеть. Такая сеть 50 содержит оборудование, включающее в себя программное и аппаратное обеспечение, такое как, например, один или несколько коммутационных центров (MSC) мобильной связи. Система передачи данных дополнительно содержит по меньшей мере один удаленный центр 100 обработки. Сотовая сеть 50 мобильной связи позволяет осуществлять передачу данных между бортовым устройством 10 и удаленным центром 100 обработки. Предпочтительно, чтобы эта передача данных являлась двунаправленной передачей. Удаленный центр 100 обработки выполнен с возможностью приема и обработки данных, полученных от множества бортовых устройств 10, которые установлены на борту соответствующих транспортных средств 1. Удаленный центр 100 обработки является системой, которая содержит аппаратное и программное обеспечение и которая позволяет отслеживать транспортные средства, например, для оценки факторов риска при его управлении, привычек управления водителей транспортных средств, для приема запросов на спасательные работы, обнаружения аварий, краж и так далее. Количество транспортных средств, которые может обслуживать удаленный центр 100 обработки, может быть настолько большим, насколько хочется, например, составлять порядка сотен тысяч или миллионов.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения удаленный центр 100 обработки содержит интерфейсный сервер 101 и внутренний сервер 102, которые функционально соединены друг с другом. Интерфейсный сервер 101 выполнен с возможностью приема запросов на соединение от бортовых устройств 10 и, предпочтительно, с возможностью осуществления некоторой предварительной обработки полученных данных.
Внутренний сервер 102 содержит усовершенствованную вычислительную платформу и базу данных для хранения и обработки данных, предварительно обработанных интерфейсным сервером 101. Интерфейсный сервер 101 выполнен с возможностью работы в качестве интерфейса соединения внутреннего сервера 102 и сотовой сети 50 мобильной связи.
На фиг. 2 показан предпочтительный, не ограничивающий изобретение, вариант осуществления бортового устройства 10. Бортовое устройство 10 содержит водонепроницаемый резервуар 20, внутри которого расположены электронные компоненты бортового устройства 10. Предпочтительно, чтобы бортовое устройство 10 питалось от аккумуляторной батареи транспортного средства 1 и, более предпочтительно, чтобы резервуар 20 был прикреплен к упомянутой выше аккумуляторной батарее.
Бортовое устройство 10 содержит блок 11 обработки, такой как, например, микроконтроллер или микропроцессор, и интерфейс 12 GSM-GPRS, который функционально соединен с блоком 11 обработки. Такой интерфейс 12 связи содержит SIM 120, предпочтительно, так называемый SIM на кристалле. Бортовое устройство 10 дополнительно содержит по меньшей мере один датчик 14. Например, бортовое устройство содержит акселерометр 141 с тремя осями чувствительности и гироскоп 142, которые функционально соединены с блоком 11 обработки. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения акселерометр 141 с тремя осями чувствительности и гироскоп 142 являются MEMS и 3D устройствами, которые встроены в одно электронное устройство 14.
Бортовое устройство 10 дополнительно содержит по меньшей мере одно устройство 13 приема GNSS, такое как активную антенну GNSS, которое функционально соединено с блоком обработки.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения бортовое устройство 10 дополнительно содержит интерфейс 18 связи ближнего действия, например интерфейс Bluetooth связи, который функционально соединен с блоком 11 обработки. Предпочтительно, чтобы упомянутый выше интерфейс Bluetooth являлся интерфейсом BTLE - Bluetooth с низким энергопотреблением, причем указанное не ограничивает изобретение.
Предпочтительно, чтобы бортовое устройство 10 дополнительно содержало цепь 15 стабилизации напряжения, которая выполнена с возможностью подачи электрической энергии на бортовое устройство 10 исходя из сигнала, обеспечиваемого аккумуляторной батареей транспортного средства 1.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения бортовое устройство 10 содержит порт 16 связи, который функционально соединен с блоком 11 обработки. С этим портом 16 связи может быть соединено дополнительное устройство, не показанное на чертежах, при этом цель указанного устройства заключается в увеличении возможностей и/или функций бортового устройства 10, таких как ресурсы хранения или ресурсы обработки или интерфейсы связи или количество и/или тип датчиков.
Бортовое устройство 10 дополнительно содержит память 18 журнала регистрации, например, встроенную в блок 11 обработки. Например, такая память является флеш-памятью. Бортовое устройство 10 с помощью блока 11 обработки выполнено так, что сохраняет, периодически и/или на основе событий, в памяти 18 журнала регистрации данные, касающиеся параметров движения и/или управления транспортного средства 1. Такие данные содержат, например, и без какого-либо ограничения: скорость, ускорения, замедления, удар, расположение, диагностические данные транспортного средства 1, сигналы тревоги, выработанные бортовым устройством 10, температуру и так далее. Обычно эти данные содержат данные, которые регулярно получают при обычном использовании транспортного средства, например, на периодической основе, и которые в настоящем документе называют «первыми данными», и данные, которые сохраняют в случае специальных событий, например, событий, которые блок 11 обработки интерпретирует как возможно представляющие такие события, как кража или авария, и которые в настоящем документе называют «вторыми данными».
Описанный ниже способ передачи данных позволяет оптимизировать полосу пропускания и ресурсы для хранения, чтобы надлежащим образом управлять передачей первых и вторых данных от ботового устройства 10 на удаленный центр 100 обработки.
Как уже объяснено выше, способ передачи данных включает в себя этап получения указанных данных с помощью бортового устройства 10 и сохранения их в памяти 18 журнала регистрации бортового устройства 10.
Дополнительно способ включает в себя этап оценки, с помощью бортового устройства 10, выполняется ли логическое условие, содержащее несколько возможных логических условий, каждое из которых связано с соответствующим типом события. Например, если бортовое устройство 10 обнаруживает, что транспортное средство 1 подверглось внезапному удару, логической условие может представлять собой превышение порогового значения модуля ускорения, которое определено датчиком ускорения. В этом случае, следовательно, тип события представляет собой возможную аварию. Таким образом, с использованием данных, полученных с помощью блока 11 обработки, возможно определить разные типы условий и разные типы событий. По этой причине существуют типы событий, которые представляют обычные условия использования, типы событий, которые представляют необычные условия, типы событий, которые представляют рискованные или опасные условия, и так далее.
Дополнительно способ включает в себя этап направления, если справедливо указанное логическое условие, с помощью бортового устройства 10, сообщения с данными запроса на соединение на мобильную сеть сотовой радиосвязи для запроса установки GPRS соединения между бортовым устройством и удаленным центром обработки, при этом сообщение с данными запроса на соединение содержит по меньшей мере одни данные, которые идентифицируют тип события, который связан с упомянутым логическим условием, Например, тип события, для которого бортовое устройство хочет установить GPRS соединение с центром, заключается в очищении памяти 18 журнала регистрации.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, упомянутое выше сообщение с данными запроса на соединение является пакетом RADIUS - сервис удаленной аутентификации пользователей - и, предпочтительно, пакетом с запросом доступа RADIUS.
Дополнительно способ передачи включает в себя этап приема в удаленном центре 100 обработки по мобильной сети 50 сотовой радиосвязи сообщения с данными запроса на соединение направленного от бортового устройства 10.
Дополнительно способ включает в себя этап обработки сообщения с данными запроса на соединение в удаленном центре 100 обработки с целью одобрения или отклонения запроса на соединение на основе указанных идентификационных данных.
Таким образом, целесообразно, чтобы, если удаленный центр 100 принимает большое количество одновременных запросов на соединение от соответствующих бортовых устройств 10, то благодаря способности их одобрения по выбору, это обеспечивает надлежащее управление запросами в соответствии с определенной шкалой приоритетов.
В соответствии с одним целесообразным вариантом осуществления изобретения, сообщение с данными запроса на соединение содержит данные, идентифицирующие бортовое устройство 10, и на этапе обработки запрос на соединение одобряют или отклоняют также на основе указанных данных, идентифицирующих бортовое устройство. Если запрос одобрен, то бортовое устройство 10 принимает, например, пакет RADIUS, содержащий IP-адрес, приписанный бортовому устройству 10.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, способ передачи дополнительно включает в себя этап идентификации подмножества условий среди нескольких условий, при этом этап оценки включает в себя этап определения, принадлежит ли указанное логическое условие указанному подмножеству условий. Если указанное имеет место, то способ передачи дополнительно включает в себя этап направления короткого USSD сообщения и/или SMS от бортового устройства 10 на удаленный центр 100 обработки в дополнение к сообщению с данными запроса на GPRS соединение.
Предпочтительно, чтобы этап оценки содержал этап, на котором оценивают, заполнен ли заданный участок 191 памяти 19 журнала регистрации. Предпочтительно, чтобы указанный участок 191 обладал меньшим размером по сравнению с общей емкостью памяти 19 журнала регистрации.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения возможные типы события содержат:
- заполнение заданного участка памяти журнала регистрации;
- возможная кража транспортного средства;
- возможная авария транспортного средства;
- диагностический сигнал тревоги, обнаруженный с помощью бортового устройства;
- запрос на помощь.
В соответствии с одним целесообразным вариантом осуществления изобретения память 19 журнала регистрации содержит область FAT памяти и, когда установлено GPRS соединение, способ включает в себя следующее:
- этап направления, от бортового устройства на удаленный центр обработки, пакетов данных, которые хранятся в памяти журнала регистрации;
- этап приема в бортовом устройстве подтверждения приема пакетов данных с помощью удаленного центра обработки;
- этап удаления/перезаписи из памяти журнала регистрации пакетов данных, принятых от удаленного центра обработки, индексирования в FAT памяти участков памяти, которые содержат стертые или перезаписанные пакеты данных, и участков памяти, которые содержат пакеты данных, которые еще не направлены на удаленный центр обработки, или пакеты данных, которые направлены от бортового устройства 10, но для которых бортовое устройство 10 не приняло подтверждение приема от удаленного центра 100 обработки.
Ниже будет описан конкретный предпочтительный и не ограничивающий изобретение пример протокола, с помощью которого может быть реализован указанный способ передачи. Предпочтительно, чтобы этот протокол был пакетным протоколом транспортного уровня, который основан на уникальной структуре данных, определенной полями фиксированной и переменной длины, которые содержат переменные, хранящиеся в формате с прямым порядком байтов. Предпочтительно, чтобы указанный выше протокол был протоколом беспроводного типа и был способен управлять переупорядочиванием пакетов и повторной передачей потерянных пакетов, в отличии, например, от протокола UDP.
Предпочтительно, чтобы протокол обеспечивал основные сервисы транспортного уровня, такие как проверка ошибок, и, следовательно, целостность переданных данных с помощью контрольной суммы. Предпочтительно, чтобы протокол связи также был протоколом без состояния, который не учитывает состояние соединения, благодаря чему обладает меньшей информацией для сохранения: таким образом удаленный центр обработки будет способен поддерживать гораздо больше активных устройств.
Обмен данными между удаленным центром 100 обработки и бортовым устройством 10 может осуществляться с помощью GPRS или SMS/USSD/PSTN. В зависимости от канала передачи, структура сообщения может изменяться, чтобы удовлетворить ограничениям на полезную нагрузку.
Ниже будет описан особенно предпочтительный вариант осуществления упомянутого выше сообщения. Первое поле, длина которого равна 2 байтам, содержит заголовок сообщения, то есть два шестнадцатеричных значения, которые однозначно идентифицируют начало сообщения. Второе поле, длина которого равна 2 байтам, содержит информацию об общей длине сообщения в байтах. Третье поле, длина которого равна 8 байтам, содержит уникальный идентификатор, который относится к бортовому устройству 10 и который также используется в качестве открытого ключа в случае использования некоторых алгоритмов шифрования. Четвертое поле, длина которого равна 3 байтам, содержит версию программного обеспечения, присутствующего на бортовом устройстве, чтобы позволить надлежащим образом управлять протоколом связи, даже в случае развивающегося программного обеспечения. Пятое поле, длина которого равна 4 байтам, содержит момент времени, в который было выработано сообщение, чтобы позволить корректно восстановить порядок создания сообщений, даже в случаях, когда передача обращает порядок отправления и получения сообщений. Шестое поле, длина которого равна 1 байту, содержит класс сообщения. Седьмое поле, длина которого равна 2 байтам, содержит тип сообщения. Восьмое поле, длина которого равна 1 байту, содержит информацию, касающуюся используемого канала связи, девятое поле, которое обладает переменной длиной, содержит необязательные данные, которые характерны для каждого класса и типа сообщения. Последнее поле содержит подпись, которая вычислена с использованием алгоритма CRC и которая полезна для отслеживания целостности сообщения при передаче. Протоколы связи отличаются большим количеством форматов сообщений. Предпочтительно, чтобы используемый в настоящему способе протокол классифицировал эти форматы на классы и типы в рамках классов. Благодаря этой классификации поля двух классов и тип сообщения позволяют однозначно идентифицировать как тип сервиса, который касается связи, так и его прогресс, а также, конечно, и формат поля данных сообщения. Фактически каждый класс сообщения может быть связан с сервисом и каждый сервис отличается ясно определенной последовательностью сообщений, которые передаются между бортовыми устройствами 10 и удаленным центром 100. Каждому из этих сообщений приписан идентификатор заданного типа (также тип события), чтобы легко отслеживать прогресс осуществления каждого сервиса, начиная от класса и типа направленного сообщения. Например, протокол требует, чтобы бортовые устройства 10 отвечали сообщением подтверждения, которое подтверждает успешную активацию для всех сообщений, направленных на бортовые устройства 10 и содержащих команду активации сервиса. Например, рассмотрим класс сообщений, который относится к сервису отслеживания и который состоит в возможности направления из удаленного центра обработки команды для предоставления бортовому устройству 10 возможности направить информацию о своем положении в конкретный временной или пространственный интервал. Разные типы сообщений связаны с классом отслеживания и, в частности: команда установки сервиса отслеживания; сообщение о корректном приеме команды отслеживания; сообщение с местоположением; конец команды сервиса и, наконец, сообщение о корректном приеме конца команды отслеживания.
Предпочтительно, чтобы упомянутый выше протокол содержал не только конкретный формат для обмена сообщениями между бортовыми устройствами 10 и центром 100, но также содержал формат для хранения данных, полученных из указанного поля. Этот формат отличается более легкой структурой данных и фиксированной длиной. Выбор записей фиксированной длины позволяет улучшить и сделать более определенным управление памятью внутри устройств. Эти записи состоят из общей структуры, образованной полем длиной 1 байт, в котором хранится идентификатор сообщения, вторым полем длиной 18 байт, содержимое которого изменяется в зависимости от идентификатора, и, наконец, полем длиной 1 байт, которое содержит CRC для используемого сообщения, для осуществления проверки целостности переданных данных. Второе поле является полем, содержащим данные, полученные от устройства, и его структура однозначна при изменении идентификатора сообщения. Для записей протокол определяет, например, примерно 180 разных структур данных. Указанное нужно для обеспечения максимальной эффективности между размером сообщения и количеством содержащейся в нем информации. В зависимости от идентификатора, записи могут содержать информацию, касающуюся положения, внутреннего состояния устройства, скорости и ускорения устройства, качества сигнала GPRS или GPS .... В поле данных записи почти всегда присутствует подполе, содержащее время создания пакета. Эта информация может быть опущена, если набор полученных данных нужно разделить на несколько записей. Важно заметить, что, когда возможно, поля данных характеризуются битовыми масками, что позволяет оптимизировать нагрузку данных, передаваемых для одной и той же информации, содержащейся в сообщениях. Фактически битовые маски позволяют сохранять 8 двоичных значений, касающихся, например, внутреннего состояния устройства, в пространстве для хранения символов ASCII. Следовательно, мы можем сказать, что определение протокола с этими признаками позволяет достичь абсолютной гибкости как для хранения данных на встроенных устройствах с ограниченными и фиксированными ресурсами памяти, так и для обмена данными разных типов с центром обработки.
Описаны основные структуры пакетов, которые характеризуют пример протокола связи, который может быть использован в предложенном в настоящем документе способе передачи. Более того, очевидно, что можно предложить многочисленные изменения и модификации внутренних структур данных и разных типов сообщений, чтобы соответствовать разным эксплуатационным требованиям, оставаясь при этом в рамках объема защиты настоящего изобретения.
Из приведенного выше описания очевидно, что способ передачи данных описанного выше типа позволяет полностью достигать предполагаемых целей в терминах преодоления недостатков уровня техники.
Фактически, в этом способе преодолеваются ограничения способов, соответствующих уровню техники, что сделано путем обеспечения оптимальной связи между бортовым устройством 10 и удаленным центром 100 обработки, которая характерна для этой области техники. Описанный в настоящем документе способ передачи оказывается оптимальным и гибким, обеспечивая минимально возможное использование полосы пропускания каждым используемым каналом связи.
Без ущерба принципу изобретения, варианты осуществления изобретения и подробности изготовления могут значительно отличаться от описанных и проиллюстрированных с помощью примера, который не ограничивает изобретение, не выходя при этом за пределы идеи изобретения, которая определена приложенной формулой изобретения.