БЛОК УПРАВЛЕНИЯ SRV

Полезная модель относится к области вычислительной техники и предназначается для использования в качестве блока управления наземного колесного и железнодорожного транспорта.
Известен бортовой контроллер для систем спутникового мониторинга автотранспортных средств (патент RU № 126476, G01S 19/14, G08B 25/10, опубл. 27.03.2013 г.), содержащий микроконтроллер, навигационный приемник, к которому подключена навигационная антенна, терминал беспроводной связи, к которому подключена антенна приемопередатчика, блок энергонезависимой памяти, связанный общей шиной с микроконтроллером, и блок электропитания, отличающийся тем, что дополнительно содержит акселерометр и часы реального времени, которые связаны общей шиной с микроконтроллером, блоки управления аналоговыми и дискретными входами, связанные выходами с входами микроконтроллера. Данная полезная модель может быть использована в составе телематической системы в качестве абонентского оборудования, устанавливаемого на транспортное средство.
К недостаткам данного устройства следует отнести то, что от транспортного средства (ТС) передаются только данные о местоположении ТС (координаты), однако информация о состоянии параметров ТС не передается, также для нормальной автономной работы обязательное наличие штатного аккумулятора и аккумулятора резервного питания, отсутствует режим пониженного энергопотребления.
Известен контроллер, выполненный в виде корпуса с клеммной панелью, в котором установлена печатная плата с размещенным на ней микроконтроллером, осуществляющим прием информации с цифровых входов и порта RS-232, и передачу принятой информации по интерфейсу Ethernet, а также энергонезависимая память, причем корпус снабжен средствами крепления к горизонтальной или вертикальной опорной поверхности и снабжен гнездом сетевого кабеля для подключения к коммутатору 10/100Base-Tx с поддержкой РоЕ (передача питания через сеть Ethernet), а также разъемным клеммным блоком контактов, включающим контакты для подключения внешних устройств к четырем входам/выходам универсальных программируемых цифровых каналов, контакты для подключения проводов питания и управляющей цепи исполнительного устройства, контакты для подключения последовательного порта подключаемого устройства к контроллеру, а также контакты для подключения к оптически развязанным релейным выходам с величиной тока до 2,5 А и напряжения до 60 В (патент RU № 2348966, G06F 9/00, H04N 7/00, опубл. 10.03.2009 г.). Контроллер снабжен кнопками управления и разъемом для подключения внешнего питания 12-36 В постоянного напряжения, предназначенного для использования, если подключаемый коммутатор не поддерживает технологию РоЕ, гнездо сетевого кабеля для подключения к коммутатору 10/100 Base-Tx с поддержкой РоЕ.
Недостатком известного контроллера является отсутствие в его составе интерфейсов I2C и 1Wire для подключения внешних датчиков температуры, влажности и задымления, что сужает область применения контроллера в системах типа «умный дом», отсутствие интерфейсов RS-485, CAN и радиомодема GSM/GPRS ограничивает его применение в распределенных системах сбора информации, а отсутствие блока программирования с интегрированной средой программирования на языках стандарта МЭК 61131-3 замедляет процесс разработки программ пользователя и усложняет перенос программ на другие контроллеры данного класса.
Известен контроллер (патент RU № 102402, G06F 9/00, опубл. 27.02.2011 г.), выполненный в виде корпуса, в котором установлена плата центрального процессора с энергонезависимой памятью, осуществляющего прием информации с цифровых входов и порта RS232 и передачу принятой информации по интерфейсу Ethernet, причем корпус снабжен гнездом сетевого кабеля для подключения к коммутатору 10/100 Base-Tx, а также разъемным блоком контактов, включающим контакты для подключения внешних устройств к четырем входам/выходам универсальных программируемых цифровых каналов, контакты для подключения проводов питания и управляющей цепи исполнительного устройства, контакты подключения последовательного порта подключаемого устройства к контроллеру, а также контакты для подключения к оптически развязанным релейным выходам с величиной тока до 2,5 А, снабженный кнопками управления и разъемом для подключения внешнего питания 12-36 V постоянного напряжения, преобразователем сигналов интерфейса I2С в сигналы интерфейса 1 Wire, разъемом для подключения внешних датчиков, имеющих интерфейс 1 Wire, радиомодемом GSM/GPRS с антенной и интерфейсом для SIM CARD, инфракрасным портом, гальванически изолированными интерфейсами RS485 и CAN-bus, разъемным блоком контактов для подключения внешних устройств к четырем дополнительным входам/выходам универсальных программируемых цифровых каналов, астрономическим таймером-календарем с резервированным питанием от батареи, схемой защиты от перемены полярности напряжения питания, аппаратным сторожевым таймером "Watchdog" и индикатором режима работы.
Недостатком известного контроллера является отсутствие в его составе блока питания, что ведет к удорожанию устройств сбора, обработки и передачи информации, недостаточное быстродействие и невозможность распараллеливания процессов вследствие жесткой фиксированное качественного состава и структуры его технических средств.
Известен программируемый мультимедийный контроллер с программируемыми функциями (патент RU № 2460119,  G06F 9/445, H04L 29/06, H04N 7/16, опубл. 27.08.2012 г.), который представляет собой программируемый мультимедийный контроллер, который предназначен для домашнего и коммерческого применения, профессиональной работы с аудио- или видеовещания или студийной работы, обеспечения безопасности, автоматизации или других сфер применения, который выполнен с возможностью взаимодействия, контроля и управления широким спектром аудио- и видеоустройств, устройств связи, передачи данных и другими устройствами.
Недостатком данного решения является необходимость ручного программирования контроллера при подключении к нему ряда устройств, что требует применение специальных навыков и вмешательства специалиста. Также данное решение не позволяет генерировать подсказки по процессу подключения устройств и осуществлять программирование ПЛК на основе среды диалогового программирования.
Известен многофункциональный контроллер (патент RU № 112796, G09F 9/00, опубл. 20.01.2012 г.), выбранный в качестве прототипа.  Известное техническое решение относится к устройствам с программным управлением и предназначено для сбора, обработки и передачи информации в технических системах. Известный многофункциональный контроллер выполнен в виде корпуса, в котором установлена плата центрального процессора, осуществляющего прием информации с цифровых входов и порта RS232 и передачу принятой информации по интерфейсу Ethernet, причем корпус снабжен блоком контактов, включающим контакты для подключения внешних устройств, контакты для подключения проводов питания, контакты подключения последовательных портов, разъемом для подключения внешних датчиков, модулем GSM и блоком контактов для подключения внешних устройств.
К недостаткам данного устройства следует отнести отсутствие в его составе акселерометра с переключаемыми диапазонами, который может быть использован для инерционной навигации в условиях плохого приема сигнала GPS или GLONASS, для оценки стиля управления водителя транспортного средства (агрессивный, спокойный, аккуратный), а также для автоматической передачи сообщений в диспетчерскую либо в другие экстренные службы, в аварийных ситуациях, что ограничивает и существенно затрудняет применение данного многофункционального контроллера в системах наземного транспорта.
Техническая задача настоящей полезной модели заключается в создании блока управления, имеющего обширный набор интерфейсов ввода-вывода для реализации функций информирования пассажиров.
Поставленная задача решается тем, что блок управления содержит корпус, контроллер в виде материнской платы, модули связи, модули позиционирования GNSS, аудиоконтроллер с усилителем, интерфейсный модуль, модуль дисплея и модуль расширения. В отличие от прототипа заявленная полезная модель содержит модуль расширение на шине PCI express, четыре выходных аудиоканала с мощностью 30 Вт на канал, два канала связи стандарта 4G основной и резервный, с возможностью обеспечения материнской платы поддержки процессоров 8 и 9-го поколения Intel Core™.
Полезная модель поясняется следующими чертежами.
На фиг. 1 представлена структурная схема блока управления SRV. Блок управления SRV содержит: корпус 1, контроллер 2, модули связи 3, модуль позиционирования 4, аудиоконтроллер 5, интерфейсный модуль 6, модуль дисплея 7, модуль расширения 8.
На фиг. 2 приведен общий вид блока управления SRV.
На фиг. 3 приведен габаритный чертеж.
Блок управления SRV-BUS-i5-004 - комплексный продукт, позволяющий решить самые различные задачи на пассажирском транспорте. Блок управления позволяет объединить всех данные, собираемые с транспортного средства в единый интерфейс, управлять комплексом оборудования системы аудио- и видеоинформирования пассажиров, системой помощи водителю, собирать данные и управлять прочими подстистемами транспортного средства.
В Блок управления SRV-BUS-i5-004 интегрированы системы:
- Связи и позиционирования;
- Двустороннего взаимодействия Водитель-Диспетчер;
- Информирования пассажиров о движении по маршруту;
- Подсчёта пассажиров для определения статистики по пассажиропотоку;
- Видеонаблюдения и видеофиксации;
- Система помощи водителю;
- Системы основной и резервной связи;
Основная задача Блока управления SRV-BUS-i5-004 – повысить эффективность использования подсистем транспортного средства, упростить взаимодействие водителя с ними, снизить время простоев из-за возникновения проблем оборудования.
Это достигается благодаря агрегации в едином интерфейсе функций управления, мониторинга, диагностики и настройки всех подсистем бортового оборудования.
Собственное программное обеспечение для центра мониторинга, а также возможность интеграции с уже действующими системами позволяет получить комплексную картину работы бортового оборудования на транспортном средстве.
Блок управления SRV-BUS-i5-004 выступает центром связи для всей телеметрической информации. В нем накапливается и преобразуется информация от различных систем для передачи в центр мониторинга.
Возможна реализация любых алгоритмов: от прозрачной передачи данных в протоколе подсистемы, до передачи настроечной информации.
Связь осуществляется по беспроводным каналам, с возможностью резервирования в случае потери сигнала.
Соединение с сервером защищено посредством шифрования.
Являясь законченным решением, блок управления SRV-BUS-i5-004 позволяет наращивать функционал под конкретные требования, создавать и поддерживать различные версии продукта, подключать дополнительные системы, реализовывать модульную структуру оборудования.
В таблице 1 приведены основные характеристики заявленной полезной модели.
Характеристика
Значение
Тип охлаждения электронных схем и полупроводниковых элементов,
Пассивный
установленных в корпусе блока
Тип поддерживаемых центральных процессоров
Intel Core i5
Частота процессора, ГГц, не менее
1,8-3,4
Количество ядер процессора, шт., не менее
6
Энергонезависимая память, Тб, не менее
13
Напряжение питания номинальное, В, не более
24 (постоянное)
Диапазон питающего напряжения, В
12 – 32 (постоянное)
Потребляемая мощность, Вт, не более
100
Мощность встроенного усилителя низкой частоты, Вт, не менее
4х30
Встроенные интерфейсы ввода/вывода бортового компьютера для подключения к бортовым узлам и агрегатам
Предусмотрены
интерфейсные входы RS-232/485, шт., не менее
2
дискретные входы, шт., не менее
2
аналоговые входы, шт., не менее
2
дискретные выходы, шт., не менее
2
интерфейс CAN, шт., не менее
2
интерфейс Ethernet (скорость 10/100/1000 Мбит/с); шт., не менее
2
интерфейс USB, шт., не менее
4
интерфейс HDMI/DisplayPort/DVI, шт., не менее
1
Индикация состояния работы
Информационная LCD панель
Время автономной работы от встроенного источника питания при отсутствии бортового напряжения (после выключения массы), мин, не менее
10
Наличие системы самодиагностики
Предусмотрено
Габаритные размеры (ДхШхВ) – мм, не более
507х262х122,5
Вес, кг, не более
12
Степень защиты оболочки, код IP по ГОСТ 14254
54