Электронное навигационное запорно-пломбировочное устройство

Полезная модель относится к системам запирания и пломбирования стационарных объектов, дверей, запорных узлов железнодорожных грузовых вагонов и контейнеров и автофургонов, подлежащих пломбированию в соответствии с правилами перевозок грузов железнодорожным транспортом, и может быть использована для контроля состояния груза и предотвращения несанкционированного доступа к нему.
Известно электронное пломбировочное устройство многоразового действия (ЭПУ МД) (патент РФ №2596474, опубл. 10.09.2016, МПК Е05В 39/02), которое представляет собой устройство, содержащее в своем составе корпус, средства хранения пломбировочной информации и обмена данными с переносным и/или стационарным считывающим устройством с одним источником модулированного оптического излучения, одним приемником оптического излучения, которые последовательно замыкаются одноразовым силовым оптико-электронным крепежом (ОСОЭК), геркон, устанавливаемый в непосредственной близости от антенны радиочастотной идентификации, источник электрического питания во взрывобезопасном исполнении, микросхему асимметричного шифрования, запоминающее устройство, совмещенное со средством хранения пломбировочной информации, микропроцессор, датчик измерения ускорений по трем осям, датчик измерения внутренней температуры со встроенным термостатом, вибрационный сигнализатор, световой сигнализатор, канал подвижной сотовой связи, приемник радионавигационных сигналов систем ГЛОНАСС/GPS с антенным блоком. ЭПУ МД является пломбировочным устройством многоразового действия, для чего в нем вместо многослойного троса, содержащего электропроводящий материал, применен одноразовый силовой оптико-электронный крепеж. Основным отличием известного устройства от заявленной полезной модели является применение только механизма многоразового элемента запирания ЭПУ МД на объекте охраны.
Также известно электронное пломбировочное устройство (патент на полезную модель РФ №193760, опубл. 13.11.2019, МПК Е05В 39/02), которое представляет собой устройство, конструкция которого характеризуется повышенной живучестью, повышенным удобством эксплуатации и возможностью активации «спящего» устройства в условиях сильных электромагнитных помех. Конструкция электронного пломбировочного устройства включает в себя устройство контроля состояния тросовой петли, устройство управления на базе микропроцессора, энергонезависимое запоминающее устройство, устройство мобильной сотовой связи стандарта GSM с антенной, устройство спутникового канала связи GPS/ГЛОНАСС с антенной, устройство канала ближней связи NFC с антенной и аккумулятор. Также помимо вышеописанных элементов в электронное пломбировочное устройство входят оптический датчик вскрытия корпуса, устройство криптографической защиты информации, датчик Холла, контроллер беспроводного заряда аккумулятора, катушка индуктивности устройства контроля состояния тросовой петли и др.
Основным отличием является конструктивное исполнение внутренних элементов устройства, при этом сам способ работы электронного пломбировочного устройства не описан в патенте.
Ближайшим аналогом настоящей полезной модели является электронное пломбировочное устройство многоразового действия (патент РФ №2647820, опубл. 19.03.2018, МПК Е05В 39/02), содержащее корпус в пыле- и влагозащищенном исполнении, источник электрического питания, микропроцессорный блок, соединенный с блоками контроля целостности троса, блоком хранения пломбировочной информации, запоминающим устройством, микросхемой асимметричного шифрования, датчиком измерения ускорений по трем осям, датчиком измерения внутренней температуры, блоком формирования каналов связи с датчиками, приемником радионавигационных сигналов систем ГЛОНАСС/GPS с антенным блоком, световым сигнализатором, два геркона, магнитный крепеж. Устройство также содержит две сигнальные обмотки по одной на каждом из магнитов магнитного крепежа, два силовых ключа сигнальных обмоток, два генератора набора частот, два детектора сигнальных обмоток, блок измерения магнитных свойств материала в месте крепления устройства, геркон контроля магнитного крепления устройства, три блока сглаживания дребезга контактов, приемопередатчик канала связи системы «Гонец» с антенным блоком, приемопередатчик канала связи системы «Иридиум» с антенным блоком, анализатор уровней сигналов, идентификатор отпечатка пальца оператора, кнопку считывания отпечатка пальца оператора, задатчик минимально допустимого значения напряжения источника электрического питания устройства, блок сравнения напряжения питания, группу удаленных датчиков качества транспортирования грузов в составе датчиков задымления и влажности транспортируемого груза, датчика удара, воздействующего на транспортируемый груз, веса и объема транспортируемого груза, блоки формирования каналов связи и источники питания датчиков задымления, влажности, удара, веса и объема транспортируемого груза, анализатор уровней сигналов. В случае несанкционированного нарушения целостности пломбировочного троса на охраняемом объекте блоки контроля целостности троса формируют сигнал тревоги на микропроцессорный блок, который записывается в запоминающее устройство и к которому добавляется сигнал от приемника радионавигационных сигналов систем ГЛОНАСС/GPS. В результате формируется сигнал тревоги о нарушениях целостности пломбировочного троса на охраняемом объекте с указанием географических навигационных координат, который передается в центр мониторинга качества и процесса транспортировки груза.
Известное устройство обеспечивает повышение качества транспортировки груза посредством мониторинга параметров его транспортировки и своевременной передачи информации о задымлении, влажности, подверженности ударам, изменении веса и объема транспортируемого груза, автоматического выбора наилучшего в данный момент канала спутниковой связи с центром мониторинга качества и процесса транспортировки груза, а также сохранности груза посредством измерения и хранения в памяти устройства магнитных свойств материала в месте крепления устройства в процессе всего периода транспортирования и повышения стойкости к криминальным воздействиям путем проверки прав доступа операторов к пломбированию и снятию устройства с объекта охраны.
При этом известное устройство предназначено для установки преимущественно на защищаемые объекты, выполненные из металла, что обусловлено использованием магнитных креплений.
Таким образом, существует задача разработки устройства, которое обеспечивало бы защиту грузов от несанкционированного вскрытия, обеспечивая при этом возможность учета дополнительных данных о перевозке (таких как серийный номер устройства, номер вагона, место и время опломбирования, пункты отправления и назначения вагона или контейнера, данные о сотруднике, осуществившим навешивание пломбы и т.д.), а также возможность быстрого и точного определения местонахождения груза, в том числе при наличии сигналов тревоги.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявленная полезная модель, является повышение сохранности транспортируемого груза за счет обеспечения дистанционного контроля в процессе его мониторинга.
Решение заявленного технического результата достигается за счет того, что в электронном навигационном запорно-пломбировочном устройстве (ЭНЗПУ), состоящем из корпуса, выполненного из полимерного материала с ложементом для силового запорно-пломбировочного устройства (ЗПУ), который содержит управляющий модуль, навигационный модуль с блоком приема и измерения текущих навигационных параметров по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем и внутренней антенной, блоком подвижной радиотелефонной связи и внутренней антенной, блоком спутниковой связи с внутренней антенной, блок хранения данных, модуль детектора движения на основе цифрового акселерометра, встроенный датчик температуры, модуль электропитания с аккумуляторным блоком и блоком беспроводной зарядки, контрольный модуль, выполненный с возможностью бесконтактной связи с установленным в ложементе пломбировочным устройством и датчик контроля целостности троса, в корпусе дополнительно размещен коммуникационный модуль с блоком беспроводной связи ближнего радиуса действия с внутренней антенной, регистрирующий сигналы удаленных беспроводных датчиков контроля условий транспортировки перевозимого груза.
Удаленные беспроводные датчики контроля условий транспортировки перевозимого груза включают в себя датчики температуры, влажности, освещенности и объема и пр.
В ложементе корпуса установлено силовое запорно-пломбировочное устройство с устойчивостью на разрушение более 20 кН, а контроль целостности троса осуществляется путем измерения резистивных и индуктивных параметров петли в режиме реального времени.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображена функциональная схема работы электронного навигационного запорно-пломбировочного устройства «Биглок», а на фиг. 2 внешний вид корпуса электронного навигационного запорно-пломбировочного устройства с установленным в ложементе силовым запорно-пломбировочным устройством «Спрут-777».
Заявленное ЭНЗПУ содержит корпус, который может быть выполнен из высокопрочного поликарбоната, либо полиамида, обеспечивающего ударостойкость и влагостойкость. На боковой грани корпуса размещается светодиодный индикатор, отображающий состояние ЭНЗПУ при зарядке и в ходе калибровки при опломбировании.
На плате электронного блока ЭНЗПУ располагаются его основные модули, а именно:
управляющий модуль, обеспечивающий управление внутренними модулями, а также хранение информации во внутренней энергонезависимой памяти ЭНЗПУ;
- навигационный модуль с блоком приема и измерения текущих навигационных параметров по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем и внутренней антенной, блоком подвижной радиотелефонной связи с внутренней антенной, блоком спутниковой связи и блоком хранения информации, обеспечивающий определение навигационных параметров в системах координат П3-90.11 и WGS-84 с возможностью преобразования полученных значений из одной системы координат в другую. ЭНЗПУ с помощью навигационного модуля формирует информацию о текущих координатах и векторе направления движения ЭНЗПУ, а, следовательно, и груза путем приема и обработки сигналов спутниковых навигационных систем по факту события и/или времени, например, в момент изменения режима или состояния ЭНЗПУ, а также периодически с интервалом времени, значение которого задается командой от системы контроля;
- коммуникационный модуль с блоком беспроводной связи ближнего радиуса действия с внутренней антенной, регистрирующий сигналы удаленных беспроводных датчиков контроля условий транспортировки перевозимого груза, обеспечивающий передачу данных по сетям подвижной радиотелефонной связи и\или спутниковым системам связи, прием и передачу данных по каналам беспроводной связи ближнего радиуса действия, информационное взаимодействие с системой контроля, информационное взаимодействие с электронными датчиками, такими как, например, датчик температуры, а также с "ведомыми" ("дочерними") ЭНЗПУ, не имеющими прямых каналов связи с системой контроля, по каналам беспроводной связи ближнего радиуса действия;
- контрольный модуль с датчиком контроля троса, бесконтактно связанный с одноразовым силовым пломбировочным устройством. Контроль целостности силового элемента пломбирования реализован аппаратно-программными средствами (электронными компонентами на плате и программным обеспечением). Контроль целостности, образовавшейся петли троса силового пломбировочного устройства, осуществляется посредством измерения резистивных и индуктивных параметров петли. В случае нарушения целостности петли троса, электронный блок ЭНЗПУ незамедлительно передает в систему контроля сигнал о вскрытии с указанием места и времени несанкционированного воздействия на ЭНЗПУ и ее текущее местоположение;
- встроенный датчик температуры, модуль электропитания с аккумуляторным блоком и блоком беспроводной зарядки;
- модуль детектора движения, который включает трехосевой интегрированный акселерометр с настраиваемой программными методами чувствительностью.
Заявленное устройство работает следующим образом:
В рабочем положении силовое запорно-пломбировочное устройство (ЗПУ) установлено в ложемент электронного блока, свободный конец троса пропущен через втулки на корпусе электронного блока ЭНЗПУ, отверстия проушин запорного узла объекта охраны и образует замкнутый электрический контур (петлю). При этом контрольный модуль осуществляет контроль целостности образовавшейся петли троса посредством измерения резистивных и индуктивных параметров петли.
При продевании свободного конца троса силового пломбировочного устройства в отверстия (втулки) в корпусе электронного блока, далее через отверстия в проушинах запорного узла транспортного средства и продольное отверстие корпуса ЗПУ, расположенного в ложементе электронного блока ЭНЗПУ, происходит запирание (заклинивание) троса, исключающее его обратный ход, тем самым образуется замкнутый электрический контур (петля). Датчик контроля целостности троса проводит калибровку, включающую определение средних резистивных и индуктивных параметров образовавшейся петли и запись усредненных параметров в энергонезависимую память, а контрольный модуль переводит работу всех модулей ЭНЗПУ в режим «Охрана». При этом осуществляется постоянный контроль целостности петли троса силового запорно-пломбировочного устройства.
Вместе с тем на приемопередатчик канала ближней радиосвязи ЭНЗПУ передается и далее транслируется в систему контроля (сервер мониторинга) информация с установленных на (внутри) объекте охраны внешних беспроводных датчиков контроля условий транспортировки перевозимого груза (температура, влажность, освещенность внутри объекта охраны и т.д.), а также с ведомых (дочерних) ЭНЗПУ, оснащенных только каналом ближней радиосвязи. Данная информация служит для обеспечения прослеживаемости и дополнительной сохранности грузов различного типа (например, требований к постоянству температуры) в процессе осуществления перевозки.
В случае нарушения целостности петли троса силового пломбировочного устройства (либо в случае выхода значений параметров сопряженных с ЭНЗПУ беспроводных датчиков контроля условий транспортировки груза за установленные при конфигурации пределы) электронный блок ЭНЗПУ незамедлительно передает в систему контроля сигнал о вскрытии (либо тревоге по граничному значению параметра датчика) с указанием места и времени наступления данного события.
Таким образом, настоящая полезная модель повышает надежность контроля и обеспечивает новые функциональные возможности при запирании грузовых контейнеров и железнодорожных вагонов, автофургонов и иных объектов, подлежащих запиранию и контролю, возможность электронного дистанционного контроля за отсутствием доступа к грузу или определение состоявшегося факта вскрытия ЭНЗПУ, а также контроль условий транспортировки перевозимого груза с использованием удаленных беспроводных датчиков температуры, влажности, освещенности, объема и т.д.