СИСТЕМА ЗАПИСИ ДАННЫХ ДЛЯ МОНИТОРИНГА И ОТСЛЕЖИВАНИЯ ОТГРУЗКИ И ТРАНСПОРТИРОВКИ ТОВАРОВ, ТРЕБУЮЩИХ ПОДДЕРЖАНИЯ КОНКРЕТНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ, И СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ УКАЗАННОГО МОНИТОРИНГА И ОТСЛЕЖИВАНИЯ
DATA RECORDING SYSTEM FOR MONITORING AND TRACKING SHIPPING AND TRANSPORTATION OF GOODS THAT NEED SPECIFIC PARAMETER VALUES SUPPORT, AND METHOD FOR IMPLEMENTATION OF SAID MONITORING AND TRACKING

Область техники
Техническая область настоящего изобретения относится к промышленному сектору, специализирующемуся на производстве аппаратуры и электронных устройств для записи конфигурируемых данных, в особенности, ряда устройств, включающих геолокацию и дистанционное отслеживание.
Уровень техники
Как известно, устройство записи данных (регистратор данных) является электронным устройством, регистрирующим данные в течение определенного периода времени или относительно местоположения посредством инструментов и своих собственных датчиков или датчиков, подключенных извне. Почти все устройства выполнены на базе микроконтроллеров. Обычно это небольшие переносные устройства с питанием от батареи, оснащенные микропроцессором, внутренней памятью для хранения данных и датчиками. Некоторые устройства записи данных соединены с персональным компьютером и используют специальное программное обеспечение для активирования устройства с целью просмотра и анализа собранных данных, тогда как другие устройства записи данных имеют локальное интерфейсное устройство (клавиатуру, ЖК-дисплей) и могут быть использованы в качестве независимого устройства.
Кроме того, они обычно оснащены часами реального времени для добавления даты и времени к собранным данным и могут быть выполнены начиная от наличия возможности содержать только один канал, например, только для температурных данных, вплоть до наличия возможности образовывать сложные программируемые системы с многоканальными входами и записью расчетных значений параметров и аварийных сигналов на основании измеренных значений. Например, количество холодных часов в день, точка росы на основании температуры и влажности, разница температур между двумя датчиками и т.д.
Наиболее современные устройства записи данных функционируют как серверы динамических веб-страниц, к которым может быть обеспечен удаленный доступ.
Однако в большинстве случаев такие устройства используются в качестве статических элементов для измерения и сбора данных в фиксированном местоположении.
Проблема возникает, когда необходимо регистрировать данные в одном или большем количестве мобильных элементов, что имеет место при контроле товаров, отравляемых транспортом из одного места в другое, и когда необходимо осуществлять мониторинг для поддержания соответствующих условий для такой транспортировки.
Таким образом, например, в случае таких товаров, как лекарственные препараты, вакцины, пищевые продукты, сухой лед, трансплантаты, животные, биологические образцы, химикаты и т.п., которые часто отправляют из одного места в другое, даже за тысячи километров, может быть очень важно, чтобы температура, относительная влажность или уровень кислорода поддерживались в определенном диапазоне значений и не выходили за определенные пределы при перемещении в различных транспортных средствах. Это может охватывать транспортные средства от фургончиков для местной доставки до торговых морских судов, воздушных судов, грузовых автомобилей или поездов и товары, хранящиеся на таможне и логистических складах при крайне изменчивых и не всегда предсказуемых атмосферных и температурных условиях.
Таким образом, было бы желательно иметь устройство записи данных, позволяющее осуществлять мониторинг с необходимой точностью в зависимости от типа транспортируемых товаров независимо от расстояния и транспортных средств и вне зависимости от количества отгрузок, мониторинг которых необходимо осуществлять. Это еще одна важная задача, которую необходимо решить, поскольку, хотя известны некоторые такие устройства, которые выполнены с возможностью обеспечения отслеживания геолокации для осуществления мониторинга и записи данных, те устройства, которые известны до настоящего времени, используют специальный выполненный на заказ сервер, который позволяет им иметь доступ к записанных данным через специальное приложение, которое, однако, позволяет только осуществлять просмотр в автономном режиме во время периода записи и, кроме того, имеет очень высокую стоимость.
Кроме того, недостатком является ограничение, накладываемое емкостью указанного сервера, и если, например, объем товаров, подлежащих мониторингу, очень велик, что может иметь место в компаниях, отправляющих тысячи пакетов сухого льда одновременно в несколько пунктов назначения и нуждающихся в возможности осуществления мониторинга каждого пакета в любое время, то такое ограничение является основным препятствием для развития.
Следовательно, целью настоящего изобретения является разработка усовершенствованного устройства записи данных для мониторинга и отслеживания отгрузки и транспортировки товаров, соответствующего указанным ожиданиям. Следует отметить, что по меньшей мере со стороны заявителя неизвестно о существовании какого-либо другого устройства записи данных или изобретения аналогичного приложения, имеющего технические, конструктивные и определяющие характеристики, аналогичные предложенным заявителем в настоящем патентном описании, в соответствии с формулой изобретения.
Задача изобретения
Изобретение, как указано в заголовке данного описания, относится к системе записи данных для мониторинга и отслеживания отгрузки и транспортировки товаров, требующих поддержания конкретных значений параметров, и способу осуществления указанного мониторинга и отслеживания, и предлагает ряд инновационных отличительных признаков, которые подробно описаны далее, представляя значительное усовершенствование по сравнению с известным уровнем техники в пределах области изобретения.
Более конкретно, целью изобретения является система записи электронных данных и геолокации, в частности, предназначенная для осуществления мониторинга и отслеживания процесса отгрузки и транспортировки определенных товаров, которым, чтобы не испортиться, требуется поддержание определенных конфигурируемых параметров, в особенности температуры, но не ограничиваясь ею, в пределах диапазона конкретных ограничений, например, лекарственных препаратов, вакцин, пищевых продуктов, сухого льда, трансплантатов, животных, биологических образцов и т.п. Характерной особенностью данной системы является то, что она конструктивно выполнена с возможностью обеспечения такого мониторинга и отслеживания, в дополнение к хранению данных в памяти, посредством осуществления онлайн-отслеживания в режиме реального времени с любой платформы с доступом к Интернету и использования любого оператора дальней связи, предоставляющего сервис IoT (Internet of Things, "Интернет вещей"), позволяя установить отслеживание с необходимой точностью, не полагаясь на какое-либо конкретное приложение конкретного сервера или менеджера данных, и, кроме того, позволяя значительно снизить оптимальную стоимость указанного сервиса.
Раскрытие изобретения
Таким образом, устройство записи данных для мониторинга и отслеживания отгрузки и транспортировки товаров, требующих поддержания конкретных значений параметров, и способ осуществления указанного мониторинга и отслеживания, предложенные в настоящей заявке, представляют собой значительное новшество в рамках своей технической области, поскольку в соответствии с его применением и исчерпывающим образом цели, ранее определенные как идеальные, успешно достигнуты. Подробные характерные признаки, делающие изобретение возможным и отличающие его от уже известных устройств, для удобства собраны в заключительной формуле изобретения, сопровождающей настоящее описание изобретения.
В частности, предложенная система, относящаяся к системам, которые обычно содержат устройство с микропроцессором, внутренней памятью для хранения данных, одним или более датчиков, ЖК-дисплеем (жидкокристаллическим дисплеем) для считывания, часами и батареей электропитания, и средства связи с компьютером, имеет следующие характеристики:
микропроцессор встроен в плату, которая имеет GPS (Global Positioning System, глобальную навигационную спутниковую систему) с антеннами, имеющими высокий коэффициент усиления, для сбора информации с вплоть до 14 спутников и определения положения устройства с записью указанной информации на SD-карту (формат карты флэш-памяти), которая предпочтительно является памятью устройства.
Она также имеет по меньшей мере один температурный детектор, причем при необходимости могут быть добавлены дополнительные детекторы, например, для получения информации о влажности, давлении, ударах и т.д.
С учетом всего вышеперечисленного устройство выполнено с возможностью осуществления записи данных каждые двадцать секунд в течение всего года.
Однако основным инновационным отличительным признаком предложенного устройства является включение в него карты типа SIM-карты (Subscriber Identity Module, модуля идентификации абонента), которая, будучи выпущенной любым оператором дальней связи, предоставляющим данную услугу, позволяет осуществлять подключение к коммуникационной системе GSM/GPRS/3G/M2M (глобальная сотовая система цифровой радиосвязи, система пакетной радиосвязи общего пользования, 3-е поколение мобильных сетей; и межмашинная коммуникация, которая является общим термином, относящимся к обмену информацией или передаче формата данных между двумя удаленными машинами). Особенностью указанного типа SIM-карты является то, что она собирает данные, которые получает от микропроцессора, и отправляет их непосредственно в коммуникационный сервис через Интернет, называемый IoT или "Интернет вещей", благодаря чему может осуществляться доступ к веб-сайту или URL (Uniform Resource Locafor, унифицированный определитель местонахождения ресурса), который хранит данные, полученные от датчиков по всему миру.
Основным преимуществом является то, что за очень низкую цену, обычно это сервисный сбор, аналогичный заключению договора на использование информационной линии, это позволяет осуществлять обмен данными между устройством и веб-сайтом, доступным для любого устройства с доступом к Интернету.
Кроме того, при помощи простого процесса идентификации пользователя веб-сайт оператора, с которым заключен договор на использование линии, может быть доступным для обеспечения доступа к данным устройства или устройствам, находящимся в распоряжении указанного пользователя, позволяя осуществлять мониторинг и отслеживание в режиме реального времени любых товаров, закрепленных за устройством, обычно встроенным в транспортировочный контейнер указанных товаров.
Основным отличием от других устройств данного типа, которые могут находиться на рынке, является то, что необязательно иметь какое-либо программное обеспечение или специальное приложение, установленное пользователем, для осуществления доступа к его данным, и которые, если говорить об их возможностях, всегда будут более ограниченными, так что будут иметь намного более высокую экономическую стоимость и реализации, и эксплуатационного обслуживания.
Таким образом, благодаря вышеупомянутому встраиванию указанной коммуникационной системы предложенное устройство включает в себя только разработку аппаратных средств и программирование встроенного программного обеспечения, которые могут быть выполнены с учетом потребностей каждого случая, тогда как программное обеспечение для осуществления доступа к данным является бесплатным, и пользователь или управляющая/распределяющая компания устройства или устройств всегда может выбрать наиболее подходящего оператора. Это, наряду с большим дополнительным преимуществом, заключающимся в том, что указанные данные могут быть также доступны в нескольких форматах, например, Excel, txt или kml, предпочтительно в последнем из них, поскольку с ним воспроизведение на карте мира маршрута, по которому следуют товары, в контейнер которых вмонтировано предложенное устройство, может непосредственно считываться на платформе Google Earth, обеспечивает получение сведений о температуре или параметре, мониторинг которых осуществляет каждый датчик устройства в каждой точке маршрута.
Еще одним преимуществом использования описанной SIM-карты для связи с системой IоТ является "обратная связь" (механизм управления динамическими системами, посредством которого определенная часть выходного сигнала перенаправляется ко входу, позволяя регулировать его поведение), которая обеспечивает выполнение дистанционного перепрограммирования устройства, даже когда оно используется при отгрузке.
Принимая во внимание вышеописанное, установлено, что устройство записи данных для мониторинга и отслеживания отгрузки и транспортировки товаров, требующих поддержания конкретных значений параметров, и способ осуществления указанного мониторинга и отслеживания, описанные в настоящей заявке, представляют инновационную разработку конструктивных и структурных характеристик, неизвестную до настоящего времени для реализации цели, для которой она предназначена, с учетом соображений, связанных с ее практической пользой, и обеспечивают достаточное основание для получения искомой привилегии на исключительные права.
Краткое описание чертежей
Для дополнения представляемого описания и с целью облегчения понимания признаков изобретения настоящее описание сопровождается комплектом чертежей, на которых в качестве неограничительного примера представлено следующее:
- Фигура 1 изображает схематическую вертикальную проекцию иллюстративного варианта осуществления предложенного электронного устройства, на которой можно увидеть основные элементы, которые оно содержит.
- Фигура 2 изображает схему предложенного способа, которого придерживаются при работе электронного устройства для осуществления мониторинга и отслеживания товаров, с которыми связано устройство.
Осуществление изобретения
На упомянутых чертежах и в соответствии с принятыми обозначениями можно увидеть предпочтительный, но не ограничивающий иллюстративный вариант осуществления системы записи данных для мониторинга и отслеживания отгрузки и транспортировки товаров, требующих поддержания конкретных значений параметров, цели изобретения, содержащий части и элементы, описанные подробно ниже.
Таким образом, как показано на фиг. 1, раскрываемая система включает в себя устройство (1), состоящее из электронного устройства, выполненного по существу из защитного корпуса (2), которое содержит по меньшей мере одну электронную плату с микропроцессором (3), GPS (4), часы (5) для определения даты и времени, карту (6) памяти, батарею (7) электропитания, ЖК-дисплей (8) для считывания (LSD read screen) и один или более соединительных разъемов (9) для подключения одного или более детекторов (10), предназначенных для измерения температуры, влажности и других параметров, а также при необходимости соединительный порт (11) для программирования микропроцессора (3) через его соединение с компьютером или соответствующим аналоговым устройством, подключенным удобным образом.
Более того, устройство (1) отличается тем, что включает в себя карту (12) беспроводной связи с системой GSM/GPRS 3G с роумингом (или возможностью роуминга), состоящую из SIM-карты любого оператора телефонной связи, подходящей для использования коммуникационного интернет-сервиса (I), относящегося к IoT или "Интернету вещей" (Т), предлагаемого указанными операторами, и обеспечивающего доступ с любого компьютера (13) или электронного устройства, имеющего подключение к Интернету (I), к URL для хранения данных, полученных от датчиков, предоставляемого указанным сервисом, которому указанная карта отправляет данные, собираемые ею от микропроцессора (3).
Поскольку предложенное устройство (1) специально разработано для осуществления мониторинга и отслеживания процесса отгрузки и транспортировки товаров, которым, чтобы не испортиться, обычно требуется поддержание определенных значений параметров, в особенности температуры, влажности и т.п., в пределах диапазона конкретных ограничений, электронное устройство размещают, а предпочтительно встраивают, внутри контейнера (14), в котором осуществляют отгрузку и транспортировку товаров, о которых идет речь, и который может быть контейнером, специально разработанным для такой цели, в котором выполнен специальный отсек (15) для обеспечения должным образом защищенного и/или изолированного размещения корпуса (2), обеспечивающий проход датчиков к пространству, занятому товарами, или даже может быть стандартным контейнером, внутри которого вмонтировано устройство рядом с товаром в зависимости от требований и особенностей товаров в каждом случае.
Более того, в предпочтительном варианте осуществления изобретения устройство (1) обладает по меньшей мере возможностью измерения температуры посредством датчика DS18B20 (10) (или аналогичного датчика) и определения геолокации при помощи GPS для обновления данного URL через GSM/GPRS (например, через платформы xively.com, clickslide.com, BlueVia и т.д.) в рамках концепции IoT («Интернета вещей»).
Корпус (2) представляет собой компактную коробку размером 120×100×45 и включает в себя карту miniSD в качестве карты (6) памяти для хранения данных.
Электропитание обеспечивается предпочтительно литиевой батареей (7) со встроенным зарядным устройством USB и блоком питания.
Основные преимущества:
- что касается программного обеспечения, это бесплатная платформа для пользователя. Она обеспечивает ее использование в веб-среде и среде приложений на мобильном телефоне под любой операционной системой;
- что касается системных требований, то их нет;
- что касается визуализации данных, она отображает онлайн-предупреждения и значения параметров во время периода записи;
- что касается возможности подключения и взаимодействия, данные записываются одновременно в облако (IоТ) при помощи соединения M2M/3G с роумингом между различными операторами телефонной связи и глобальным покрытием. Карта может считываться непосредственно с SD-слота или совместимого устройства. Данные записываются в IoT независимо от используемой операционной системы. Они являются доступными для скачивания и считывания для любой платформы;
- что касается конфигурации, не требуется никакого приложения. Устройство сконфигурировано с использованием опций меню, которые появляются на ЖК-дисплее;
- и что касается предельных значений, уровни предельных значений могут быть сконфигурированы для каждого из датчиков.
Устройство выдает предупреждение в случае превышения этих уровней. Дисплей отображает, какой датчик обнаружил превышение, и на какую величину превышен предварительно установленный уровень, а также в какой момент маршрута произошло указанное превышение.
С учетом представленного описания в достаточной мере сущности настоящего изобретения и способа его реализации нет необходимости в более подробном объяснении для того, чтобы специалисты в данной области техники могли понять его объем и получаемые от него преимущества, предполагая, что, по сути, оно может быть осуществлено в других вариантах, отличающихся в деталях от показанных в качестве примера, которые также будут охватываться заявленным объемом охраны при условии, что фундаментальный принцип изобретения не изменен и не модифицирован.