СПОСОБ ОБМЕНА ДАННЫМИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОТОКОЛА stattBIN
METHOD FOR DATA COMMUNICATION USING stattBIN PROTOCOL

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано при разработке систем обмена данными, в частности к протоколам, используемым при радиосвязи для посылки и приема пакетных данных.
Известен «СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ СООБЩЕНИЙ В ПОЛУДУПЛЕКСНОМ КАНАЛЕ СВЯЗИ» RU 2127953 [1], по которому информацию передают блоками, содержащими информационную и служебную части, при этом последняя включает в себя номер блока, блоки кодируют каскадным кодом, состоящим из комбинаций внутреннего и внешнего кодов, на приемной стороне блоки декодируют.
Недостатками известной конструкции являются невысокая надежность, обусловленная большим количеством избыточной информации и высокой загрузкой информационных каналов.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является «ПРОТОКОЛ ПЕРЕДАЧИ ПАКЕТНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ РАДИОСВЯЗИ» RU 2139636 [2]. Способ обмена данными в сети между главной ЭВМ и удаленным устройством, при котором передают блоки данных в направлении "удаленное устройство - главная ЭВМ", блоки данных включают в себя заголовок пакета (поле кода функции), заголовок фрагмента (поле кода субфункции, обеспечивающее дополнительную информацию, связанную с полем кода функции) и передаваемые данные (функционально-зависимую часть).
Известный протокол позволяет снизить избыточность передаваемой информации.
Недостатком известного способа обмена является узкая область применения, связанная с невысокой скоростью передачи данных, обусловленной наличием сложной системы подтверждений и не обеспечивающей достаточной надежности связи при установке модема на подвижный объект (например, автотранспорт).
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности, получение возможности организации связи с подвижными объектами, получение возможности оперативного трекинга (получение оперативной информации о местоположении объекта, скорости и направлении его движения) подвижного объекта, а также получение возможности автоматической передачи дополнительных данных от подвижного объекта.
Технический результат достигается тем, что способ передачи данных от мобильного устройства на главную ЭВМ, при котором с помощью радиопередатчика, установленного на мобильном устройстве, и системы стационарных радиоприемников, связанных с главной ЭВМ, передают пакеты (блоки) данных в направлении "мобильное устройство - главная ЭВМ", радиопакеты данных включают в себя заголовок пакета, заголовок фрагмента, и передаваемые данные характеризуются тем, что заголовок радиопакета (преамбула) состоит из двухбайтной первой метки фиксированного содержания и двухбайтного значения общей длины пакета (дейтаграммы), после преамбулы располагают однобайтную метку фиксированного содержания и четыре байта уникального номера, присвоенного физическому (модему) объекту, в пакете также располагается минимум один фрагмент (субблок), начинающийся с однобайтной фиксированной метки, после которой расположено девятнадцать байт, содержащих навигационные данные (о ликвидности спутниковой информации, включающей количество обнаруженных сигналов спутников, вычисленных координатах объекта, данные скорости, курса, а также одометра транспортного средства), а внутри главной ЭВМ расположен массив ячеек памяти, разделенный на области, соответствующие подвижным объектам, и программно-аппаратный блок декодирования и сортировки информации, связанный с ячейками памяти.
Пакет может дополнительно содержать фрагмент (субблок) пассажиропотока, начинающийся с однобайтового фиксированного обозначения начала фрагмента и содержащий одиннадцать байтов актуальной информации: о наличии и факта закрытия двери длиной один байт, о количестве вышедших и вошедших пассажиров через каждую из четырех дверей длиной по два байта и номер тарифной зоны длиной два байта. Указанная организация фрагмента позволяет передать все необходимые и достаточные данные о текущем пассажиропотоке в оптимально сжатом виде.
Пакет может дополнительно содержать фрагмент аналоговых датчиков, содержащий однобайтный заголовок фиксированного содержания и шесть байтов данных состояния четырех аналоговых датчиков. Аналоговые датчики могут отображать дополнительную информацию, например температуру в салоне, температуру двигателя, скорость вращения двигателя, давление масла и т.д.
Пакет может дополнительно содержать фрагмент дискретных датчиков (флагов), содержащий однобайтный заголовок, и четыре байта данных, содержащих информацию о состоянии тридцати двух дискретных датчиков. Дискретные датчики могут содержать информацию о норме или выходе за пределы нормы каких-либо параметров, например уровня масла, уровня топлива, уровня задымления, превышения допустимой температуры в салоне или двигателе и т.д., имеющих значение для эксплуатации транспортного средства и состояния пассажиров.
Пакет может дополнительно содержать фрагмент формализованного сообщения, содержащего однобайтный заголовок и однобайтный код сообщения. Код сообщения может, например, формироваться совокупностью состояний датчиков и позволит сообщить о какой-либо нештатной ситуации на борту транспортного средства.
Пакет может дополнительно содержать фрагмент аналоговых датчиков повышенной точности, содержащий однобайтный заголовок и четыре байта данных состояния двух аналоговых датчиков повышенной точности. Данные, полученные от аналоговых датчиков, могут использоваться для получения дополнительной технологической информации, например, о вязкости бетона или количестве жидкости в баке поливальной машины.
Пакет может дополнительно содержать фрагмент фотоданных, содержащий фиксированную метку (соответствующую фрагменту фотоданных), причем первый фрагмент фотоданных содержит один байт заголовка фотографии и нулевой блок фотоданных, длину текущего блока данных, уникальный идентификатор фотографии длиной сорок бит, код цвета длиной один байт, код разрешения длиной один байт, три байта (двадцать четыре бита) длины фотографии, два байта количества блоков фотографии, один байт номера текущей фотографии в серии, два байта периода мультисъемки, одиннадцать байт имени файла фотографии и пятьсот двенадцать байт нулевого блока фотографии, кроме первого и последнего блока, любой блок фотоданных организован следующим образом: один байт заголовка (фиксированного значения, принадлежности к фотоданным), один байт обозначения очередного блока фотографии, два байта обозначения длины блока фотоданных, сорок бит уникального номера фотографии, два байта номера очередного блока и пятьсот двенадцать байт фотоданных очередного блока фотографии, последний блок фотоданных организован следующим образом: один байт заголовка, один байт обозначения последнего блока фотографии, два байта обозначения длины блока фотоданных, сорок бит уникального номера фотографии, два байта номера очередного блока и произвольное количество, меньшее или равно пятьсот двенадцать байт фотоданных последнего блока фотографии. Указанная организация фотоданных может использоваться для передачи на центральную ЭВМ (сервер) фотоданных, например, после совершения ДТП, что может облегчить дальнейшее расследование происшествия и повышение скорости устранения последствий.
Пакет может дополнительно содержать фрагмент ошибки фотоданных, содержащий один байт (с фиксированным значением) заголовка (принадлежности к фотоданным), один байт ошибки фотокамеры и один байт кода внешней ошибки. Наличие указанного фрагмента позволит получить данные о работоспособности фотокамеры.
Полный пакет в целом может содержать произвольное количество фрагментов с заголовками: навигационных отметок, данных о пассажиропотоке, показаний датчиков, формализованных сообщений, флагов, фотоданных. Произвольное наполнение пакета обуславливается скоростью передачи данных и в зависимости от увеличения скорости передачи появляется возможность передачи на главную ЭВМ дополнительных параметров транспортного средства, а при уменьшении скорости передачи обеспечивается передача основных параметров движения транспортного средства, оборудованного мобильным устройством.
На фиг. 1 изображена таблица содержания пакета, содержащего информацию о двух навигационных точках, согласно предлагаемому способу передачи данных, выполненному с применением ПП1-6, где:
1 - заголовок пакета;
2 - заголовок фрагмента;
3 - передаваемые данные;
4 - двухбайтная первая метка фиксированного содержания;
5 - двухбайтное значение общей длины пакета;
6 - однобайтная метка номера объекта;
7 - четыре байта уникального номера объекта;
8 - однобайтная метка навигационных данных;
9 - навигационные данные в количестве девятнадцати байт;
10 - однобайтная метка данных пассажиропотока;
11 - данные пассажиропотока в количестве одиннадцати байт;
12 - однобайтный заголовок фрагмента аналоговых датчиков;
13 - данные аналоговых датчиков в количестве шести байт;
14 - однобайтный заголовок фрагмента дискретных датчиков;
15 - данные состояния дискретных датчиков в количестве четырех байт;
16 - однобайтный заголовок формализованного сообщения;
17 - однобайтный код формализованного сообщения;
18 - однобайтный заголовок аналоговых датчиков повышенной точности;
19 - данные аналоговых датчиков повышенной точности в количестве четырех байт.
На фиг. 2 изображена более подробная структура фрагмента пассажиропотока и расшифровка байта наличия и состояния двери, где:
20 - байт наличия и состояния двери;
21 - данные, относящиеся к одной двери;
22 - байт данных, отражающий количество вошедших пассажиров;
23 - байт данных, отражающий количество вышедших пассажиров;
24 - два байта отражающих текущий номер тарифной зоны;
25 - биты наличия дверей;
26 - биты состояния дверей.
На фиг. 3 изображен пример реализации формализованного сообщения, где:
27 - группы сообщений;
28 - коды сообщений;
29 - содержание сообщений.
На фиг. 4 представлен пример передачи фотографии, где:
30 - однобайтный заголовок фотоданных;
31 - длина блока фотоданных;
32 - уникальный номер фотографии;
33 - код разрешения и цвета;
34 - длина фотографии в байтах;
35 - количество блоков данных фотографии;
36 - номер фотографии в серии и период мультисъемки;
37 - имя файла фотографии;
38 - блок данных фотографии;
39 - первый пакет;
40 - второй, третий…предпоследний пакеты;
41 - последний пакет.
На фиг. 5 схематически изображен способ передачи данных на главную ЭВМ с использованием протокола, где:
42 - мобильное устройство;
43 - главная ЭВМ;
44 - стационарные приемники радиосигналов.
На фиг. 6 изображена схема программно-аппаратного комплекса, осуществляющего сортировку входящей на главную ЭВМ информации, где:
45 - программно-аппаратный комплекс декодирования и сортировки;
46 - ячейки памяти.
Устройство действует следующим образом: На главную ЭВМ 43 (сервер) от мобильного устройства 42 любым известным способом, например через систему стационарных приемников радиосигналов 44, передают пакеты данных, содержащие заголовок пакета 1 (преамбулу), заголовок фрагмента 2 и передаваемые данные 3. Заголовок пакета 1, в свою очередь, состоит из двухбайтной метки фиксированного содержания (например, АА01хН) и двухбайтного значения общей длины пакета 5. После преамбулы располагают однобайтную метку фиксированного содержания 6 (например, 01хН) и четыре байта уникального номера 7, присвоенного физическому объекту 42, на котором установлен передатчик данных (не обозначен). В пакете также располагается минимум один фрагмент, начинающийся с однобайтной метки фиксированного содержания 8 (например, 07хН), после которой расположено девятнадцать байт 9, содержащих навигационные данные, информирующие о ликвидности спутниковой информации, включающей количество обнаруженных сигналов спутников, вычисленных координатах объекта, скорости, курса, а также одометра транспортного средства. Например, пять байтов (сорок бит) ликвидности, кол-во обнаруженных спутников, флаги, дата, время, семь байт координат на поверхности Земли, три байта скорости и курса и четыре байта показаний одометра транспортного средства. Указанной последовательности и вида информации достаточно для организации слежения за движущимся объектом в режиме «реального времени». Организация повторных запросов при необходимости осуществляется пользовательским программным обеспечением и не входит в сущность заявленного способа передачи данных.
В случае использования способа для установки оборудования на пассажирский транспорт,, на главную ЭВМ 43 необходимо передавать подробные данные о пассажиропотоке, которые могут быть организованы следующим образом: фрагмент данных о пассажиропотоке содержит однобайтную метку данных (например, 12хН) пассажиропотока 10, за которой следуют одиннадцать байт непосредственно данных о пассажиропотоке 11, а именно: байт наличия и состояния дверей 20, состоящий из четырех битов наличия дверей 25 и четырех битов состояния дверей 26. После байта наличия и состояния дверей следуют четыре двухбайтных блока 21 данных, относящихся к каждой двери, каждый блок содержит байт данных, отражающий количество вошедших пассажиров 22 и байт данных, отражающий количество вышедших пассажиров 23, после четырех двухбайтных блоков следуют два байта, содержащих информацию о номере тарифной зоны 24. Наличие данных о пассажиропотоке, объединенных в общий фрагмент, позволяет с минимальными затратами информационных ресурсов организовать передачу соответствующих данных, которые могут использоваться для контроля пассажирских потоков, оптимизации маршрутов, оперативного изменения количества машин на маршруте и т.д.
Передаваемый пакет данных может содержать данные об аналоговых датчиках обычной точности, блок данных содержит однобайтную метку фиксированного содержания (заголовок, идентификатор) фрагмента аналоговых датчиков 12 (например, 0АхН) и шесть байтов данных 13 о состоянии четырех аналоговых датчиков.
Передаваемый пакет данных может содержать данные о дискретных датчиках, блок данных содержит однобайтную метку фиксированного содержания фрагмента дискретных датчиков 14 (например, 09хН) и четыре байта данных 15 о состоянии тридцати двух дискретных датчиков.
Способ может использоваться для передачи формализованных сообщений, например: Вызов пожарной службы, Вызов милиции, Вызов скорой медицинской помощи, Вызов ГИБДД, Вызов технической помощи, Вызов Службы безопасности движения, Вызов диспетчера на голосовую связь, Сход: Техническая неисправность, Сход: Неисправность резины, Сход: Эксплуатационные причины, Сход: Бригада, Сход: Д Т П, По трассе замечаний нет, Готов к движению, Возврат в парк, Возврат в парк, буксировка тягачом, Работа закончена - ранний сход, Нужен обед, Нет смены, Скопление постороннего транспорта, ДТП постороннего транспорта, Дорожные работы, Погодные условия, Количество выполненных рейсов, Время начала и окончания обеда, Время пересмены, Время окончания работы, Текущее расписание движения и т.д. Все формализованные сообщения могут быть рассортированы по группам 27, например: Экстренный вызов, Сход с линии, Сообщения диспетчеру, Задержка движения, Запрос справки. Блок формализованных сообщений содержит однобайтный заголовок формализованного сообщения 16 (например, 13хН) и однобайтный код формализованного сообщения 17. Каждому значению кода сообщения 28 соответствует содержание сообщения 29. Применение блока формализованных сообщений позволит передавать данные об относительно редких событиях на трассе.
Передаваемый пакет данных может содержать данные об аналоговых датчиках повышенной точности, блок данных содержит однобайтную метку фиксированного содержания (заголовок, идентификатор) фрагмента аналоговых датчиков повышенной точности 18 (например, 0 ВхН) и четыре байта данных 19 о состоянии двух аналоговых датчиков.
Передаваемая от мобильного устройства 42 на главную ЭВМ информация может содержать фотоданные, блок которых состоит из однобайтного заголовка фотоданных 30 (например, 11хН), за которым следует три байта очередности и длины блока 31, далее следуют четыре байта 32, определяющие уникальный номер фотографии, по одному байту 33 и 34 информации о разрешении и цвете соответственно. Далее следуют три байта информации об объеме данных в байтах фотографии 34 и два байта количества блоков данных фотографии 35. Далее расположены три байта, информирующие о номере фотографии в серии и периоде мультисъемки 36. Далее расположены одиннадцать символов имени файла фотографии 37 и блок непосредственных фотоданных 38. Первый пакет 39 содержит, кроме фотоданных, информацию, общую для фотографического снимка, блоки со второго по предпоследний 40 предпочтительно имеют одну длину (512 байт фотоданных, общая длина 523 байта), последний пакет 41, как правило, более короткий. Данные, транслируемые известными системами передачи информации, поступают на программно-аппаратный комплекс декодирования и сортировки 45, который распределяет информацию в соответствии с метками по ячейкам памяти 46, каждая из которых отражает текущее состояние автотранспортного средства, на котором установлено мобильное устройство 42. Дальнейшая обработка информации может включать архивирование, представление в виде диаграмм, схем, цифровых данных на экране монитора пользователя известными способами.
Способ передачи данных позволяет расширять протокол, вводя дополнительные новые однобайтовые и двухбайтные метки и размещая в пакете фрагменты информационных данных по желанию пользователя (заказчика).
Наличие отмеченных выше отличительных признаков по сравнению с прототипом позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна".
Дополнительный поиск технических решений, определяемый указанными отличительными признаками, не выявил их совокупного использования в других областях техники для достижения поставленной цели, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".
Технический результат - расширение области применения достигается возможностью быстрой передачи оперативной информации о положении мобильного устройства на главную ЭВМ (сервер) и возможностью оперативного трекинга (наблюдения в режиме реального времени) положения, скорости, курса мобильного объекта.
Технический результат - повышение надежности достигается уплотнением информации, соответствующим уменьшением длины пакета и, как следствие, повышением вероятности доставки более короткого пакета по сетям радиосвязи.
Технический результат - получение возможности автоматической передачи дополнительных данных от подвижного объекта достигается применением совместимых фрагментов протокола, позволяющих организовать передачу дополнительных данных пользователя.
Промышленное применение. Вышеупомянутые возможные варианты осуществления во всех аспектах следует рассматривать как иллюстрирующие, а не ограничивающие настоящее изобретение. Таким образом, при детальной реализации настоящего изобретения возможны многочисленные видоизменения, которые специалист в данной области техники может внести на основании приведенного описания. Все такие изменения и модификации следует рассматривать как соответствующие объему и сущности настоящего изобретения, определяемым формулой изобретения.