БОРТОВОЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ КОНТРОЛЯ И МОНИТОРИНГА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Бортовой комплекс относится к области контроля и управления движением транспортных средств, преимущественно автомобильных, и может быть использован для централизованного контроля и мониторинга любого подвижного средства на любой территории.
Известна система оперативного сопровождения и управления наземными транспортными средствами аэропорта, содержащая диспетчерский центр и установленный на ТС бортовой комплекс, включающий навигационную антенну, навигационный приемник с процессором, радиоантенну, приемопередатчик с процессором, энергонезависимую память, бортовые подсистемы и бортовой контроллер (см. RU №2160930, G08G 05/06, 2000 г.).
Недостатком системы является то, что она действует только на ограниченной территории и с транспортного средства передают на центральный диспетчерский пункт (ЦДП) только ограниченный объем информации, что не обеспечивает полный мониторинг данного средства на большой территории, то есть система имеет ограниченные функциональные возможности.
Известен также бортовой комплекс для контроля и мониторинга транспортного средства, содержащий навигационный блок, блок связи с центральным диспетчерским пунктом, микропроцессор, блок питания и блок хранения информации (см. RU №2280899, G08B 25/08, G08G 1/123, 2006).
Недостаток этого решения невозможность расширения функциональных характеристик устройства в соответствии с пожеланиями его пользователя.
Задача, на решение которой направлено заявленное решение - обеспечение возможности расширения функциональных характеристик устройства.
Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи выражается в обеспечении возможности варьирования набора периферийных устройств подключаемых к его базовой конфигурации, в соответствии с пожеланиями его пользователя.
Для решения поставленной задачи бортовой комплекс для контроля и мониторинга транспортного средства, содержащий навигационный блок, блок связи с центральным диспетчерским пунктом, микропроцессор, блок питания и блок хранения информации, отличается тем, что устройство снабжено интерфейсом USB, интерфейсом RS485, интерфейсом CAN, интерфейсом LIN, а также, по меньшей мере одним универсальным входом, выполненным с возможностью подключения дискретных датчиков типа сухой контакт и по меньшей мере одним, дискретным выходом, выполненным с возможностью подключения различных видов нагрузки, при этом в качестве микропроцессора использован микроконтроллер ARM CortexM4F, выполненный с возможностью реализации функций память ОЗУ и ПЗУ и управления названными интерфейсами, причем блок хранения информации, содержит разъем для подключения флеш-карты памяти Micro SD и встроенную Flash-память. Кроме того, в качестве навигационного блока использован Глонасс/GPS модуль, в качестве блока связи с центральным диспетчерским пунктом использован модуль, выполненный с возможностью организации канала связи через GSM/GPRS, в качестве микропроцессора использован микроконтроллер ARM CortexM4F, при этом комплекс снабжен электронным трехкомпонентным акселерометром, который через микроконтроллер сообщен с блоком связи с центральным диспетчерским пунктом. Кроме того, устройство снабжено индикаторами работы, причем, блок питания, включает цепочку, в которую последовательно включены элемент входной защиты, фильтр, импульсный и линейный преобразователи.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
Совокупность признаков полезной модели обеспечивают решение технической задачи, а именно обеспечивают возможность расширения функциональных характеристик устройства - за счет обеспечения возможности варьирования набора периферийных устройств подключаемых к его базовой конфигурации, в соответствии с пожеланиями его пользователя.
Заявленная полезная модель иллюстрируется чертежами где на фиг 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 показан этап подготовки комплекса к работе; на фиг. 3 показан этап настройки комплекса; на фиг. 4 и 5 показаны торцы корпуса комплекса с разъемами.
На чертежах показаны навигационный блок 1, блок связи 2 с центральным диспетчерским пунктом (на чертежах не показан), микропроцессор 3, электронный трехкомпонентный акселерометр 4, индикаторы 5 работы бортового комплекса, блок хранения информации 6, разъем 7 для подключения флеш-карты памяти Micro SD и встроенную Flash-память 8, интерфейс USB 9, интерфейс RS485 - 10, интерфейс CAN - 11, интерфейс LIN 12, универсальный вход 13, дискретный выход 14, индикаторы работы 15 GSM-модема, блок питания 16, элемент входной защиты 17, фильтр 18, импульсный 19 и линейный 20 преобразователи, вывод (+4 В) - 21, выход 22 линейного преобразователя 20 (+3,3 В), разъем питания 23. Кроме того, на чертежах показаны разъемы 24, 25 и 26, соответственно антенн GSM, RF и GPS/Глонасс, а также слот 27 SIM-карты 28.
В качестве навигационного блока 1 использован GNSS-модуль - Глонасс/GPS, количество каналов GNSS - 99, чувствительность GNSS (обнаружение/служение) - 148 dBm / -165 dBm.
Как блок связи 2 с центральным диспетчерским пунктом использован модуль, выполненный с возможностью организации канала связи через GSM/GPRS, например, GSM-модем с параметрами 900/1800 MHz GPRS Class 10.
В качестве микропроцессора 3 использован микроконтроллер ARM CortexM4F, с возможностью реализации функций память ОЗУ и ПЗУ.
В качестве электронного трехкомпонентного акселерометра 4 может быть использована микросхема фирмы STM (LSM330DLC или LIS3DH).
Блок хранения информации 6, включает разъем 7 для подключения флеш-карты памяти Micro SD и встроенную Flash-память 8.
Интерфейс USB - 9, интерфейс RS485 - 10, интерфейс CAN - 11, интерфейс LIN 12, выполнены известным образом и не отличаются от известных узлов сходного назначения. Универсальный вход 13 выполнен с возможностью подключения дискретных датчиков типа сухой контакт. Дискретные выходы 14 выполнены с возможностью подключения различных видов нагрузки. В составе устройства, как индикаторы 5 и 15 использованы светодиоды известной конструкции, обеспечивающие индикацию работы, соответственно, бортового комплекса и блока связи 2 (GSM-модема).
Блок питания 16 включает цепочку, в которую последовательно включены элемент входной защиты 17, фильтр 18, импульсный 19 и линейный 20 преобразователи. При этом вывод 21 (+4 В) сообщен со входом питания (на чертежах не показан) блока связи 2 (GSM-модема), выход 22 линейного преобразователя 20 (+3,3 В) сообщен со входами питания всех остальных узлов заявленного бортового комплекса.
Заявленное устройство является многофункциональным бортовым навигационно-связным терминалом - бортовым комплексом для контроля и мониторинга транспортного средств, т.е. бортовым навигационно-связным оборудованием систем мониторинга и управления транспортом, навигационно-информационных систем на базе ГЛОНАСС транспортного комплекса.
Подключение и настройку устройства ведут следующим образом.
Все электрические подключения, включая установку и извлечение сим-карты и карты памяти microSD, а также подключение антенн, производятся только при отключенной шине питания. Не допускается подача питания на устройство при отключенной GSM-антенне.
Настройку бортового комплекса производят редактированием в текстовом редакторе конфигурационного файла, предварительно размещенного на microSD карте. Файл содержит все основные настройки терминала, представленные в виде текстовых строк (тэгов) формата: «имя тэга» = «значение тэга».
При этом, установка SIM-карты и карты памяти microSD включает извлечение держателя сим-карты из отсека (нажатием на кнопку справа от сим-карты (см. ФИГ. 2). Далее вставляют сим-карту в держатель, как показано на ФИГ. 2 и вводят держатель обратно в слот. Карта microSD устанавливается в разъем 7, размещенный чуть выше слота сим-карты. При установке карты ее держат контактами вверх, как показано на ФИГ. 2, затем вставляют в разъем и слегка нажимают до щелчка. Извлечение карты производят легким нажатием на нее (до щелчка) и последующим вытаскиванием из разъема.
Подключение устройства к цепи бортового питания осуществляется с помощью, разъема 23, который подключен к цепям, защищенным предохранителем 10-30 Ампер. Напряжение бортового питания должно соответствовать напряжению питания бортового комплекса. Необходимо обеспечить надежное подключение заземляющей шины бортового комплекса к заземляющему узлу транспортного средства.
Настройка программного обеспечения Wialon Hosting. При создании нового объекта в ПО Wialon Hosting необходимо в графе «Тип устройства» указать GALILEO и в графе «Уникальный ID» указать значение, записанное в конфигурационном файле, в тэге DALILEOID. Остальные настройки производятся согласно инструкции к ПО Wialon Hosting (см. ФИГ. 3).
Устройство обеспечивает контроль заданного перечня параметров движения автомобиля и работы его узлов и агрегатов. Этот перечень определяется составом периферийных устройств дополняющих базовую конфигурацию заявленного бортового комплекса. Эта информация поступает в цифровой форме в микропроцессор 3, который осуществляет ее обработку по заданным алгоритмам. После чего информация передается посредством блока связи 2 на центральный диспетчерский пункт (ЦДП), где анализируется и на ее базе принимается соответствующее управляющее решение, которое передается обратно на транспортное средство.
В случае аварийной ситуации (столкновение, опрокидывание и т.п.) электронный трехкомпонентный акселерометр 4 обеспечивает фиксацию экстремального ускорения и передает сигнал в микропроцессор 3, который информирует ЦДП об аварии (через блок связи 2). ЦДП принимает соответствующие меры (вызов скорой помощи, технической помощи и т.п.).
В процессе работы устройства его узлы и элементы решают следующие функциональные задачи.
Навигационный блок 1 решает задачи определения пространственных координат транспортного средства, а также параметров движения.
Блок связи 2 с центральным диспетчерским пунктом служит для организации канала связи через GSM/GPRS.
Микропроцессор 3 служит как основное вычислительное устройство, аппаратно реализует функции интерфейсов.
Электронный трехкомпонентный акселерометр 4 служит для определения пространственного положения транспортного средства (его кренов), мониторинга опасных ускорений, вибраций и аварийных ситуаций.
Разъем 7 блока хранения информации 6 обеспечивает подключение флеш карты памяти Micro SD, которая служит для хранения файла конфигурации, служебных данных, данных «черного ящика».
Встроенная Flash память 8 служит для хранения служебных данных.
Интерфейс USB 9 служит для синхронизации устройства с персональным компьютером (на чертежах не показан).
Интерфейс RS485 - 10 - обеспечивает подключение к устройству различных датчиков (например, датчиков температуры, уровня топлива и т.п.).
Интерфейс CAN - 11 и интерфейс LIN 12 - обеспечивают подключение устройства к бортовой информационной сети автомобиля.
Блок питания 16 обеспечивает подачу электропитания на узлы устройства, при этом, элемент входной защиты 17 обеспечивает защиту устройства от перенапряжения и перегрузки по току по цепи питания, фильтр 18 обеспечивает подавление шумов поступающих из цепей питания автомобиля, импульсный преобразователь 19 обеспечивает преобразование напряжения бортовой сети автомобиля в напряжение питания блока связи 2 (GSM-модема - 4 В), линейный преобразователь 20 служит для преобразования напряжения 4 В, поступающего с импульсного преобразователя 19 в напряжение питания 3.3 В остальных узлов и элементов бортового комплекса.
При этом работа индикаторов 15 обеспечивающих индикацию GSM-модема осуществляется, как показано в табл. 1.
Таблица 1
Состояние индикатора GSM-модема
Описание режима работы индикатора
Индикатор выключен
модуль не работает либо находится в режиме пониженного энергопотребления
600 мС включен / 600 мС выключен
модем не зарегистрирован в сети GSM (отсутствует SIM-карта, либо на SIM-карте установлен PIN-код)
75 мС включен / 3 С выключен
модем зарегистрирован в сети GSM и находится в режиме ожидания
75 мС включен / 75 мС выключен / 75 мС включен /3 С выключен
GPRS активен.
500 мС включен / 25 мС выключен
идет передача данных
Индикатор включен
идет процесс подключения или отключения.
Работа индикаторов 24 обеспечивающих индикацию работы бортового комплекса осуществляется, как показано в табл. 2.
Таблица 2
Индикатор работы терминала
Назначение
Красный
Индицирует обращение к карте памяти microSD
Желтый
Индицирует связь терминала с сервером:
Не горит - связь отсутствует;
Мигает - терминал вышел в Интернет, но не подключился к серверу;
Горит - терминал успешно подключился к серверу.
Зеленый
Индицирует статус Глонасс/GPS модуля:
Не горит - отсутствует питание либо не исправен Глонасс/GPS модуль;
Мигает - идет поиск спутников;
Горит - спутники найдены, координаты определены.