КОНТРОЛЛЕР ТЕРМИНАЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ТЕЛЕМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

Полезная модель относится к системам связи, в частности к контроллеру терминального устройства телематической системы, предназначенной для диспетчеризации и мониторинга подвижных или стационарных объектов, и может быть использована в системах защиты объектов недвижимости, защиты и поиска угнанных автомашин, контроля и управления грузовыми и пассажирскими перевозками и т.п.
При подключении внешнего терминала мобильной связи (сотового телефона, модема сотовой, спутниковой, транковой или другой системы связи) контроллер обеспечивает функции терминального устройства телематической системы. Образованное терминальное устройство (контроллер вместе с терминалом связи) устанавливается на подвижный или стационарный объект и работает по принципу передачи по эфиру в диспетчерский центр (ДЦ) телематической системы (по запросу или по событию) информации о состоянии объекта, получаемой с помощью внешних датчиков и информации о местоположении и параметрах движения подвижного объекта, приема по эфиру из ДЦ и исполнения команд управления системами объекта. Устройство также позволяет обмениваться информацией с частным абонентом телематической системы, оснащенным терминалом связи, например, сотовым телефоном.
При отсутствии внешнего терминала мобильной связи контроллер может использоваться для сбора и накопления информации о состояниях внешних датчиков, информации о местоположении и параметрах движения подвижного объекта, т.е. выполнять функции «черного ящика».
По технической сущности наиболее близким к предложенному
устройству является контроллер терминального устройства телематической системы, содержащий микроконтроллер, электрически взаимосвязанный с навигационным приемником с антенной, блоком сопряжения с датчиками первичной информации, блоком обработки аналоговых сигналов, блоком сопряжения с исполнительными устройствами и универсальным обездвиживателем подвижного объекта (патент РФ №2173888, Кл. G 08 B 25/08 от 09.10.2000 г.).
Недостатком рассмотренного устройства является относительная схемотехническая сложность.
Техническим результатом является упрощение устройства при одновременном обеспечении необходимых функциональных возможностей.
Технический результат достигается тем, что устройство содержит микроконтроллер, электрически взаимосвязанный с навигационным приемником, к которому подключена первая антенна, узлом ввода-вывода, узлом интерфейса приемопередатчика, и шины электропитания, кроме того, устройство дополнительно содержит узел энергонезависимой памяти данных, электрически взаимосвязанный с микроконтроллером, а также может дополнительно содержать узел беспроводного интерфейса Bluetooth, к которому подключена вторая антенна, электрически взаимосвязанный с микроконтроллером.
Сущность технического решения заключается в том, что введение узла интерфейса приемопередатчика обеспечивает возможность использования внешнего приемопередатчика любой системы связи, введение узла энергонезависимой памяти данных позволяет регистрировать различные данные, поступающие от датчиков, навигационного приемника и из внешнего приемопередатчика, а введение узла интерфейса Bluetooth позволяет организовать локальную
беспроводную сеть для обмена информацией с другими устройствами, оборудованными названным интерфейсом.
Сравнение предложенной модели с ближайшим аналогом позволяет утверждать о соответствии критерию «новизна».
Предварительные испытания позволяют утверждать о возможности широкого промышленного использования.
На фиг.1 представлена структурная схема контроллера терминального устройства телематической системы.
Контроллер терминального устройства телематической системы содержит микроконтроллер 1, навигационный приемник 2 (системы GPS или «Глонасс»), узел 3 ввода-вывода, узел 4 интерфейса приемопередатчика, шины 5 электропитания и источник 6 электропитания.
Узел 3 ввода-вывода может содержать подузлы 7, 8 и 9 для сопряжения с датчиками дискретного типа, датчиками аналогового типа и исполнительными устройствами, соответственно.
Узел 4 интерфейса приемопередатчика предназначен для подключения к контроллеру внешнего приемопередатчика.
Кроме того, контроллер может содержать узел 10 энергонезависимой памяти данных и узел 11 интерфейса Bluetooth, электрически взаимосвязанные с микроконтроллером 1.
Шины 5 электропитания подключены к соответствующим выводам вышеописанных узлов (на фиг.1 не показаны), причем к этим шинам может быть подключен как внутренний источник 6 электропитания, так и внешний.
Навигационный приемник 2 и узел 11 могут иметь как внутренние антенны, так и внешние антенны 12 и 13 (соответственно, первая и вторая).
Кроме того, шины 5 электропитания соединены с входами микроконтроллера 1, через которые осуществляется измерение напряжений электропитания (на фиг.1 не показано).
Связи навигационного приемника 2 и узлов 3, 10 и 11 с микроконтроллером 1 могут быть объединены в единую шину микроконтроллера 1.
Микроконтроллер 1, электрически взаимосвязанный с вышеуказанными узлами, управляет работой этих узлов и выполняет алгоритм функционирования контроллера терминального устройства телематической системы в соответствии с программой, размещаемой во встроенном постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ). Микроконтроллер 1 может быть выполнен, например, на микросхеме однокристального микроконтроллера ATmegal28 (компании Atmel).
Навигационный приемник 2 обеспечивает определение координат, скорости движения подвижного объекта, других навигационных параметров, а также точного времени по сигналам спутниковой радионавигационной системы GPS или «Глонасс». Навигационный приемник может быть выполнен, например, в виде встраиваемого модуля приемника GPS модели FS Oncore, Ml2 Oncore (компании Motorola) или Lassen SQ (компании Trimble).
Контроллер терминального устройства телематической системы работает следующим образом.
Вначале производится конфигурирование контроллера, т.е. программная настройка режимов работы различных узлов и настройка выполняемых функций. Конфигурирование выполняется через узел 4 интерфейса приемопередатчика, к которому подключается либо компьютер, либо внешний приемопередатчик (в последнем случае конфигурирование осуществляется по эфиру).
Навигационный приемник 2 принимает сигналы от навигационных спутников глобальной спутниковой системы позиционирования и ежесекундно вычисляет текущие координаты, скорость, направление движения и высокоточное время. Вычисляемые приемником 2 данные поступают в микроконтроллер 1, который согласно загруженной в ПЗУ программе может записывать эти данные в узел 10 энергонезависимой памяти данных («черный ящик») или использует их при формировании сообщения для передачи в ДЦ (абоненту). Кроме того, навигационные данные могут быть использованы с целью слежения за перемещением подвижного объекта относительно задаваемых из ДЦ маршрута или географических зон.
Внешний приемопередатчик, подключаемый к узлу 4 интерфейса приемопередачика, обеспечивает прием сообщений из ДЦ (от абонента), передачу сообщений в ДЦ (абоненту) и голосовую связь с оператором ДЦ (абонентом). В зависимости от функциональных возможностей внешнего приемопередатчика обмен сообщениями может осуществляться по каналам передачи коротких сообщений (SMS), в режимах прямого соединения (Data Transfer) или пакетной передачи (GPRS). Формат представления сообщений и порядок обмена сообщениями определяется правилами, принятыми для телематической системы. Управление режимами работы внешнего приемопередатчика, подключенного к узлу 4 приемопередатчика, обработка входящих и формирование исходящих сообщений осуществляются микроконтроллером 1.
Подключение контроллера к датчикам дискретного типа (с дискретными выходами типа «включен/выключен») производится через подузел 7, а к внешним датчикам аналогового типа (с изменяющимся выходным напряжением) - через подузел 8. Исполнительные
устройства подключаются к контроллеру через узел 9. Количество подключаемых датчиков дискретного и аналогового типов, исполнительных устройств, а также варианты технического исполнения подузлов 7, 8 и 9 определяются конкретной реализацией контроллера терминального устройства телематической системы.
Подузлы 7, 8 и 9 электрически взаимосвязаны с микроконтроллером 1, в который поступает вся информация от датчиков и который формирует сигналы управления (потенциальные или импульсные) исполнительными устройствами.
При конфигурировании контроллера для датчиков и цепей питания задаются условия срабатывания (для датчиков дискретного типа - логическое состояние или его изменение, для датчиков аналогового типа и цепей питания - пороговые значения или диапазоны допустимых напряжений), а для исполнительных устройств - характеристики выходных сигналов. Измерение напряжений на аналоговых линиях и в цепях питания осуществляется аналого-цифровым преобразователем (на фиг.1 не показан), входящим в состав микроконтроллера 1.
При обнаружении срабатывания датчика или ситуации по цепи питания микроконтроллер 1 формирует соответствующее исходящее сообщение и передает его посредством внешнего приемопередатчика, подключенного к узлу 4 приемопередатчика, в ДЦ (абоненту).
Со стороны ДЦ или абонента в контроллер (через внешний приемопередатчик) может поступить команда на активацию или деактивацию определенного исполнительного устройства. В этом случае контроллер сформирует для соответствующего исполнительного устройства сигнал управления, форма и длительность которого определена при конфигурировании контроллера.
Голосовой обмен между оператором объекта и оператором ДЦ
(другим абонентом системы связи) осуществляется через штатное оборудование голосовой связи (микрофон, телефон) внешнего приемопередатчика.
Узел 10 энергонезависимой памяти данных позволяет сохранять, помимо данных, получаемых от навигационного приемника 2, информацию о текущих состояниях или нарушениях состояний датчиков и цепей питания, о поступивших из ДЦ (от абонента) командах и других событиях, т.е. энергонезависимая память обеспечивает функции «черного ящика». Кроме того, в энергонезависимой памяти могут размещаться описания задаваемых маршрутов или географических зон, с помощью которых можно контролировать перемещение подвижного объекта.
Таким образом, построение контроллера терминального устройства телематической системы вышеописанным образом позволяет упростить схемотехнические решения и, одновременно, обеспечивает необходимые функциональные возможности.