ТЕЛЕМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Полезная модель относится к системам связи и, в частности, к многофункциональным системам диспетчеризации и мониторинга подвижных и/или стационарных объектов, и может быть использована в системах эксплуатации, защиты И поиска автомашин, железнодорожных вагонов, судов и летающих объектов, а также для управления, защиты и учета работы объектов нефте- и газодобывающей промыпшенности.
Известна радиотелекоммуникационная система типа GSM, включающая в себя сеть базовых станций, связанных радиоканалами с мобильными абонентами, расположенными в области, перекрываемой радиосигналами базовых станций 1.
Недостатками этой системы являются ограниченные функциональные ВОЗМОЖНОСТИ, обусловленные отсутствием технических средств для определения местоположения объекта с заданной точностью, а также средств для накопления И обработки данных о состоянии последнего.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является телематическая система 2, содержащая сеть терминальных устройств, установленных на ПОДВИЖНЫХ И/ИЛИ стационарных объектах системы, связанных с центром диспетчеризации и мониторинга, включающим радиомодули GSM и спутниковой системы СВЯЗИ и N рабочих станций операторов, объединенных в локальную вычислительную сеть с помощью главного сервера, при этом каждое терминальное устройство содержит объединенные двунаправленой шиной микроконтролллера приемопередатчик GSM с антенной и подключенными к нему блоками аудиоинтерфейса, приемопередатчик спутниковой системы связи с антенной, приемник системы местоопределения с антенной, блок сопряжения с датчиками первичной информации, блок обработки аналоговых сигналов, блок сопряжения с исполнительными устройствами, универсальный .обездвиживатель, а также блоки основного и резервного питания.
Данная система устраняет часть недостатков радиотелекоммуникационной системы 1, обеспечивая заданную точность определения местоположения объекта, а также накопление и обработку данных о состоянии последнего. Однако, функциональные возможности данной системы остаются ограниченными, т.к. данная система не позволяет осуществить гарантированное закрытие данных, передаваемых из терминального устройства по радиоканалам (GSM, спутниковой связи), что является существенным недостатком в условиях вероятного перехвата 1фиминапьными стр)ктурами данных, например, о местоположении и состоянии транспортных средств, осуществляющих перевозку особо ценных грузов. Данная система не может осуществить передачу текстовых телеграмм из терминального устройства в диспетчерский центр и обратно, что приводит к необоснованному росту затрат на оплату голосовой связи. В данной системе невозможно использовать для передачи информации каналы сети транкинговой связи и сети, построенной на основе использования открытых каналов в УКВдиапазоне, что не позволяет пользователю создавать собственную корпоративную систему обмена информацией, избежав необходимости оплаты услуг связи. Данная система не воспринимает сигналы терминальных датчиков, не соединенных с системой проводными каналами связи.
Задачей предлагаемой полезной модели является расщирение функциональных возможностей телематической системы.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, достигается тем, что в телематической системе, содержащей сеть терминальных устройств, установленных на подвижных и/или стационарных объектах системы, связанных с центром диспетчеризации и мониторинга, включающим радиомодули GSM и спутниковой системы связи и N рабочих станций операторов, объединенных в локальную вычислительную сеть с помощью главного сервера, при этом каждое терминальное устройство содержит объединенные двунаправленой щиной микроконтролллера приемопередатчик GSM с антенной и подключенными к нему блоками аудиоинтерфейса, приемопередатчик спутниковой системы связи с антенной, приемник системы местоопределения с антенной, блок сопряжения с датчиками первичной информации, блок обработки аналоговых сигналов, блок сопряжения с исполнительными устройствами, универсальный обездвиживатель и блоки основного и резервного питания, каждое терминальное устройство дополнено подключенными к двунаправленной щине микроконтроллера модулем щифрования, модулем ввода и отображения буквенно-цифровой 1шформации, радиомодулем аналоговой радиостанции транкинговой и УКВ-связи, радиомодулем цифровой радиостанции стандарта TETRA и радиомодулем с пониженной мощностью излучения, а центр диспетчеризации и мониторинга дополнен радиомодулем аналоговой радиостанции транкинговой и УКВ - связи, радиомодулем цифровой радиостанции ТЕТРА и сервером баз данных, телекоммуникационным сервером, а также модулями щифрования по числу радиомодулей центра, при этом каждый радиомодуль центра подключен к телекомм5 икационному серверу через собственный модуль щифрования.
Сущность полезной модели заключается в том, что дополнение каждого терминального устройства телематической системы подключенными к двунаправленной щине соответствующего микроконтролллера модулем щифрования, модулем ввода и отображения буквенно-цифровой информации, радиомодулем аналоговой радиостанции транкинговой и УКВ-связи, радиомодулем цифровой радиостанции стандарта TETRA, а также радиомодулем с нониженной мощностью излучения позволяет расширить функциональные возможности терминального устройства и, в частности, обеспечить возможность гарантированного закрытия данных, передаваемых по радиоканалу (GSM, спутниковой связи), осуществить передачу текстовых телеграмм из терминального устройства в центр диспетчеризации и мониторинга и обратно, использовать для передачи информации каналы сети транкинговой связи и сети, построенной на основе использования открытых каналов в УКВ-диапазоне, а также воспринимать сигналы датчиков, не соединенных с терминальным устройством проводными каналами связи. При этом полное функциональное взаимодействие терминальных устройств с центром диспетчеризации и мониторинга обеспечивается благодаря дополнению центра радиомодулем аналоговой радиостанции транкинговой и УКВ - связи, радиомодулем цифровой радиостанции ТЕТРА , сервером баз данных и телекоммуникационным сервером, а также подключению каждого радиомодуля центра к телекоммуникационному серверу через введенный в систему соответствующий модуль щифрования.
На фиг.1 представлена функциональная блок-схема терминального устройства телематической системы, а на фиг.2 - функциональная блок-схема центра диспетчеризации и мониторинга.
Терминальное устройство 1 содержит приемопередатчик 2 GSM с антенной и с подключенными к нему блоками 3 и 4 аудиоитерфейса (микрофон и телефон соответственно), приемопередатчик 5 спутниковой системы связи с антенной, приемник 6 системы местоопределения с антенной, блок 7 сопряжения с датчиками первичной информации, блок 8 обработки аналоговых сигналов, блок 9 сопряжения с исполнительными устройствами, универсальный обездвиживатель 10 подвижного объекта, мифоконтроллер 11, блоки основного и резервного питания 12, 13, 14 (соответственно: от внешнего источника питания, от бортовой электросети и от собственной батареи), модуль шифрования 15, модуль ввода и отображения буквенно-цифровой информации 16, радиомодуль аналоговой радиостанции транкинговой и УКВ-связи 17, радиомодуль цифровой радиостанции стандарта TETRA 18, а также радиомодуль 19 пониженной мощности излучения. Все перечисленные выше приемопередатчики, блоки и модули объединены в единую информационную систему посредством двунаправленной шины микроконтроллера 11. Центр диспетчеризации и мониторинга 20 системы (см. фиг.2) содержит радиомодуль 21 сети сотовой радиосвязи GSM , радиомодуль 22 спутниковой системы связи, радиомодуль 23 аналоговой радиостанции транкинговой и УКВ-связи, радиомодуль 24 цифровой радиостанции стандарта TETRA, модуль шифрования 25-1, 25-2, 25-3, 25-4 по числу радиомодулей центра, телекоммуникационный сервер 26, сервер 27 баз данных, WEB-сервер 28, главный сервер 29, резервный сервер  N рабочих станций 31-1, 31-2, ..., 31-N операторов, объединенных с помощью локальной
вычислительной сети. Каждый радиомодуль центра подключен к телекоммуникационному серверу 26 через собственный модуль шифрования 25-1, 25-2, 25-3, 25-4.
Все указанные выше элементы системы могут быть выполнены на базе известных технических средств, в том числе, приемопередатчик 2 GSM с антенной выполнен, например, в виде модуля ТС35 или МС35 фирмы Siemens, а приемопередатчик 5 спутниковой системы связи с антенной, например, на базе спутниковой станции PfflMAPCAT или ГЛОБАЛСТАР. Приемник 6 системы местоопределения с антенной, может быть выполнен, например, в виде навигационного приемника спутниковых радионавигационных систем GPS/NAVSTAR, модели Trimble Lassen LP или Rockwell Jupiter (Jupiter LP) . В качестве блоков 7-9 использованы узлы типа АЦП и ЦАП или другие устройства цифроаналоговой техники. Микроконтроллер 11 выполнен, например, на базе 8-разрядных микроконтроллеров AT MEGA 128 фирмы ATMEL. Модуль шифрования 15 может быть выполнен на базе 8-разрядного микроконтроллера AT MEGA 128 фирмы ATMEL. Модуль ввода и отображения буквенноцифровой информации 16 представляют собой клавиатуру и индикатор, которые могут быть жидкокристаллическими или люминесцентными. Радиомодуль аналоговой радиостанции транкинговой и УКВ-связи 17 может быть выполнен на базе 8-разрядного микроконтроллера AT MEGA 128 фирмы ATMEL, а радиомодуль цифровой радиостанции стандарта ТЕТКА 18 может быть выполнен, например, с использованием программного драйвера для работы по стыку RS232. Радиомодуль 19 пониженной мощности излучения может быть выполнен на базе микропередатчика мошростью не более 10 мВт.
Радиомодуль 21 может быть выполнен на базе терминала ТС35 фирмы Siemens. Радиомодули 22, 23 и 24 могут быть выполнены, соответственно, в виде серийно выпускаемых терминальных устройств стандарта ИНМАРСАТ или ГЛОБАЛСТАР, радиостанций УКВ-диапазона, либо радиостанций стандарта ТЕТКА. Модуль шифрования 25-1, 25-2, 25-3, 25-4 реализуется в виде программного обеспечения, функционирующего на сервере 26. Серверы 26, 27, 30 и рабочие станции 31-1, 31-2,..., 31-N могут быть выполнены, на базе стандартных PC-совместимых компьютеров, на которых функционирует специальное программное обеспечение.
Работу телематической системы рассмотрим на различных примерах, в каждом из которых функциональное использование терминальных устройств 1 предопределяется их конфиг)фацией и соответствующим программным обеспечением микроконтроллера 11.
1. При установке терминального устройства 1 на подвижном объекте, например, на автофургоне для дальних перевозок ценных грузов, движение и состояние которых контролируется из центра диспетчеризации и мониторинга 20 водитель фургона посредством микрофона 3 и телефона 4 через приемопередатчик 2 обменивается устной оперативной информацией с диспетчером. Данные о географическом местоположении фургона с высокой точностью вычисляется приемником 6 в результате обработки сигналов, поступающих от навигационных спутников. Посредством модуля шифрования 15 эти данные преобразуются в сигналы, недостзшные для вероятного перехвата их криминальными структурами, и через устройства 5 и/или 2, 5,16, 17, 18 системы передаются диспетчеру, контролирующему марпфут движения фургона. При несанкционированном передвижении последнего, фургон может быть остановлен с использованием универсального обездвиживателя 10. При этом управляющие команды и директивы, поступающие из центра диспетчеризации и мониторинга 20, воспринимаются объектом через приемник 6. Модуль 16 отображения буквенноцифровой информации позволяет ос тцествить передачу текстовых телеграмм из терминального устройства 1 в центр диспетчеризации и мониторинга 20 и обратно, что приводит к экономии затрат на оплату голосовой связи. Условия перевозки и состояние перевозимого груза контролируются и корректируются с учетом сигналов датчиков первичной информации, например термометров, поступающих на блок сопряжения 7 и блок обработки аналоговых сигналов 8. Корректировка этих условий может осуществляться путем включения обогревателей, кондиционеров или иных исполнительных устройств, подключенных к терминалу 1 через блок 9. Электропитание терминала 1 может осуществляться от внешнего источника энергии (например, на станции обслуживания) через блок 12, от электросети фургона через блок основного питания 13, и от резервного блока питания 14, например, встроенного аккумулятора.
2. При установке терминального устройства 1 на стационарном объекте стоимость системы может быть существенно снижена за счет использования радиомодуля 19 для восприятия сигналов датчиков, удаленных от терминального устройства 1 на расстояние до 100 м и не соединенных с ним проводными каналами связи. Через радиомодуль 19 на терминальное устройство 1 поступают сигналы от удаленных датчиков по радиоканалу, которые преобразуются с помощью микроконтроллера 11 и, также как и предыдущие сигналы, передаются диспетчеру. Радоимодуль аналоговой радиостанции транкинговой и УКВсвязи 17 и радиомодуль цифровой радиостанции стандарта TETRA 18 дают возможность пользователю создавать собственную корпоративную систему обмена информацией, избежав необходимости оплаты услуг связи.
Работа центра диспетчеризации и мониторинга 20 заключается в приеме через радиомодули 21, 22, 23 и 24 сообщений от множества терминальных устройств 1 объектов системы, их дещифрации с помощью модулей 25-1, 25-2, 25-3, 25-4, обработке и накоплении этих сообщений на соответствующих серверах 26 и 27 с последующей передачей необходимых управляющих команд и деректив через радиомодули 21, 22, 23 и 24 на объекты системы. Телекоммуникационный сервер 26 осуществляет обработку всех приходящих сообщений и реализует протоколы работы по радиоканалам. Все сообщения хранятся и обрабатываются в сервере 27 баз данных. WEB-сервер 28 получает и отправляет сообщения в сеть Интернет, организуя донолнительный канал связи. При этом главный и резервный серверы 29 и 30 центра 20 обеснечивают управление работой последнего, в том числе ведение геоинформационной базы данных, распределение информационных потоков между рабочими станциями операторов 31-1, 31-2, ..., 31-N, отображение местоположения объектов на электронных картах на экранах мониторов этих рабочих станций, формирование команд и сообщений, передаваемых затем на объекты системы и др. При работе центра диспетчеризации и мониторинга 20 рабочие станции 31-1, 31-2, ...,31-N используются для обеспечения наблюдения и обслуживания каждым оператором соответствующей части терминальных устройств. При этом операторы передают сообщения на объекты и, при необходимости, устанавливают с объектами двухстороннюю речевую или телеграфную связь.
Таким образом, вследствие дополнения телематической системы перечисленными выще модулями существенно расщиряются функциональные возможности системы.
Источники информации, принятые во внимание
1.Патент РФ № 2147796, кл. П04 Q 7/22, приор. 18.04.1995.
2.Патент РФ № 2173888, кл. G 08 В 25/08, В 60 R 25/10, приор. 09.10.2000