КОНТРОЛЛЕР ТЕРМИНАЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ТЕЛЕМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

Полезная модель относится к системам связи и, в частности, к системам дистанционного наблюдения, управления и сигнализации, используемым для охраны и мониторинга удаленных стационарных и/или подвижных объектов, в том числе зданий, автомашин, железнодорожных вагонов, судов и летающих объектов, а также объектов энерго- и водоснабжения.
Известен контроллер терминального устройства телематической системы, содержащий микроконтроллер, электрически взаимосвязанный с узлом ввода дискретных и аналоговых сигналов, узлом вывода сигналов, узлом интерфейса приемопередатчика, узлом интерфейса Bluetooth, модулем памяти и шиной электропитания [1].
Недостатками этого контроллера являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные отсутствием достаточных технических средств для определения, накопления, обработки и передачи данных о состоянии охраняемых объектов с указанием реального времени событий, а также средств для формирования управляющих команд на исполнительные устройства охраняемых объектов.
Известен также Модуль передачи данных GM9/18-485/232, версия V.5 [2], включающий в себя микроконтроллер, модуль ввода сигналов, содержащий электрически взаимосвязанные с микроконтроллером узел ввода дискретных сигналов и узел ввода аналоговых сигналов тока, модуль вывода сигналов, содержащий электрически взаимосвязанные с микроконтроллером узел вывода дискретных сигналов релейного типа, узел интерфейса, содержащий электрически взаимосвязанный с микроконтроллером внешний последовательный порт, модуль сотовой связи, модуль энергонезависимой памяти, часы реального времени и шину электропитания.
Данный Модуль устраняет часть недостатков контроллера [1], обеспечивая более широкие возможность определения, накопления, обработки и передачи информации о состоянии охраняемых объектов, в том числе с указанием реального времени событий, а также возможность формирования управляющих команд на исполнительные устройства. Однако, функциональные возможности этого устройства остаются
ограниченными, т.к. в нем не предусмотрены возможность ввода аналоговых сигналов напряжения, аналоговых резистивных сигналов, вывода дискретных сигналов типа «открытый коллектор», обмена информацией через дополнительный внешний последовательный порт. Устройство не обеспечивает индикацию работы контроллера и не имеет аудиинтерфейса.
Задачей предлагаемой полезной модели является расширение функциональных возможностей контроллера терминального устройства телематической системы.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, достигается тем, что в контроллере терминального устройства телематической системы, включающем в себя микроконтроллер, модуль ввода сигналов, содержащий электрически взаимосвязанные с микроконтроллером узел ввода дискретных сигналов и узел ввода аналоговых сигналов тока, модуль вывода сигналов, содержащий электрически взаимосвязанные с микроконтроллером узел вывода дискретных сигналов релейного типа, узел интерфейса, содержащем электрически взаимосвязанный с микроконтроллером первый внешний последовательный порт, а также электрически взаимосвязанные с микроконтроллером модуль сотовой связи, модуль энергонезависимой памяти, часы реального времени и шину электропитания, модуль ввода сигналов дополнен электрически взаимосвязанными с микроконтроллером узлом ввода аналоговых сигналов напряжения, а также узлом ввода аналоговых резистивных сигналов, модуль вывода сигналов дополнен электрически взаимосвязанным с микроконтроллером узлом вывода дискретных сигналов типа «открытый коллектор», а также узлом вывода аналоговых сигналов, а узел интерфейса дополнен электрически взаимосвязанным с микроконтроллером вторым внешним последовательным портом. В контроллер дополнительно введены электрически взаимосвязанный с микроконтроллером узел индикации работы контроллера, а также узел аудиоинтерфейса, электрически взаимосвязанный с модулем сотовой связи.
Сущность полезной модели заключается в том, что контроллер терминального устройства телематической системы, включающий в себя микроконтроллер, модуль ввода сигналов, содержащий электрически взаимосвязанные с микроконтроллером узел ввода дискретных сигналов и узел ввода аналоговых сигналов тока, модуль вывода сигналов, содержащий электрически взаимосвязанные с микроконтроллером узел вывода дискретных сигналов релейного типа, узел интерфейса, содержащий электрически взаимосвязанный с микроконтроллером первый внешний последовательный порт, а также электрически взаимосвязанные с микроконтроллером модуль сотовой связи, модуль энергонезависимой памяти, часы реального времени и шину электропитания, дополнен
электрически взаимосвязанными с микроконтроллером узлом ввода аналоговых сигналов напряжения и узлом ввода аналоговых резистивных сигналов, электрически взаимосвязанным с микроконтроллером узлом вывода дискретных сигналов типа «открытый коллектор» и узлом вывода аналоговых сигналов, а узел интерфейса дополнен электрически взаимосвязанным с микроконтроллером вторым внешним последовательным портом. В контроллер дополнительно введены электрически взаимосвязанный с микроконтроллером узел индикации работы контроллера, а также узел аудиоинтерфейса, электрически взаимосвязанный с модулем сотовой связи.
На фиг.1 представлена функциональная блок-схема контроллера терминального устройства телематической системы.
Контроллер включает в себя микроконтроллер 1, модуль ввода сигналов 2, модуль вывода сигналов 3 и узел интерфейса 4. Микроконтроллер 1 электрически связан с модулем сотовой связи 5, модулем энергонезависимой памяти 6, часами реального времени 7, шиной электропитания 8 и узлом индикации 9. Модуль сотовой связи 5 электрически взаимосвязан с узлом аудиоинтерфейса 10. Модуль ввода сигналов 2 содержит электрически взаимосвязанные с микроконтроллером 1 узел ввода дискретных сигналов 2.1, узел ввода аналоговых сигналов тока 2.2, узел ввода аналоговых сигналов напряжения 2.3, а также узел ввода аналоговых резистивных сигналов 2.4. Модуль вывода сигналов 3 содержит электрически взаимосвязанные с микроконтроллером 1 узел вывода дискретных сигналов релейного типа 3.1, узел вывода дискретных сигналов типа «открытый коллектор» 3.2, а также узел вывода аналоговых сигналов 3.3. Узел интерфейса 4 содержит электрически взаимосвязанные с микроконтроллером 1 первый внешний последовательный порт 4.1 и второй внешний последовательный порт 4.2.
Все основные функциональные элементы контроллера могут быть выполнены на базе известных технических средств. Так, микроконтроллер 1 может быть выполнен на базе процессора Atmel ATMega 128L, модуль сотовой связи 5 - на базе GSM модема Wavecom Wismo 2406, универсального держателя SIM - карты и разъема для подключения GSM -антенны; модуль энергонезависимой памяти 6 - на базе карты Compact Flash с объемом памяти 2 Мбайт; часы реального времени 7 - на базе часов DS1306N. К шинам питания 8 подключается источник бесперебойного электропитания, которым может служить, например, устройство СКАТ-1200 с выходом 12 В.
Контроллер работает в составе терминальных устройств, установливаемых на удаленных стационарных и/или подвижных объектах и действующих либо автономно, либо в составе телематических систем дистанционного наблюдения, управления и сигнализации. В последнем случае сеть таких терминальных устройств посредством различных средств связи должна быть соединена с Центром сбора и обработки информации
системы. Работа контроллера обеспечивается штатным функционированием его элементов и соответствующим программным обеспечением. Предполагается, что каждое терминальное устройство содержит определенное количество различного рода электрических датчиков и исполнительных устройств, подключаемых к соответствующим узлам ввода и вывода сигналов. Так к узлу ввода дискретных сигналов 2.1, имеющему цифровые оптически изолированные входы, могут быть подключены, например, датчики охранной сигнализации типа "сухой контакт", либо электронные устройства с уровнями напряжения сигнала соответствующих TTL. К узлу ввода аналоговых сигналов тока 2.2 и к узлу ввода аналоговых сигналов напряжения 2.3 могут быть подключены, например, соответствующие контрольно-измерительные устройства и параметоические датчики. К узлу ввода аналоговых резистивных сигналов 2.4 могут быть подключены, например, различние термопары и тензометры. К узлу вывода дискретных сигналов релейного типа 3.1 и к узлу вывода дискретных сигналов типа «открытый коллектор» 3.2 подключаются, соответственно, электромагнитные и бесконтактные исполнительные устройства электроавтоматики. К узлу вывода аналоговых сигналов 3.3 могут быть подключены устройства сервопривода. Первый внешний последовательный порт 4.1 и второй внешний последовательный порт 4.2 обеспечивают обмен звуковой, телеметрической, командной и другой информацией с Центром сбора и обработки информации системы, соответственно, через интерфейсы RS232 и RS485. Модуль памяти 6 выполнен как сменный носитель информации и предназначен для записи и хранения архива данных о работе объекта (режим "черного ящика"), которые могут считываться любыми стандартными устройствами. При этом информация, записываемая в модуль памяти 6, а также передаваемая в Центр сбора и обработки информации, сопровождается данными, характеризующими реальное время фиксируемых событий. Узел индикации 9 предназначен для отображения наличия питания и режима функционирования контроллера. В процессе работы контроллера сигналы, поступающие от датчиков, установленных на охраняемом (управляемом) объекте через узлы ввода 2.1, 2.2, 2.3 и 2.4, обрабатываются микроконтроллером 1, записываются в модуль памяти 6 и/или передаются в Центр сбора и обработки информации через модуль сотовой связи 5 или внешние последовательные порты 4.1 и 4.2. Ответные управляющие сигналы на исполнительные устройства объекта передаются микроконтроллером 1 через узлы вывода 3.1, 3.2 и 3.3. Акустическая информация вводится в контроллер через аудиоинтерфейс 10.
Таким образом, наличие указанных элементов, соединенных конкретным образом, позволяет ввести в контроллер сигналы самых разнообразных датчиков, вывести из контроллера дискретные и аналоговые
управляющие сигналы, использовать для обмена информацией два внешних последовательных порта, индицировать работу контроллера и использовать аудиинтерфейс. Вследствие этого обеспечивается расширение функциональных возможностей контроллера, и, как следствие, телематической системы в целом.
Источники информации, принятые во внимание
1. Свидетельство на полезную модель РФ №39729, кл. G 08 B 25/08 приор. 13.05.2004
2. Модуль передачи данных GM9/18-485/232, версия V.5, ООО «Тэсс-электроникс», www.telemetry.ru