ТЕРМИНАЛ МОБИЛЬНЫЙ

Терминал мобильный относится к устройствам контроля за состоянием подвижных объектов, их перемещением в реальном масштабе времени и охраны стационарных и подвижных объектов. Устройство может быть использовано в составе систем контроля мобильных объектов (далее - СКМО), обеспечивающих удаленный контроль и управление различными транспортными средствами.
Ближайшим аналогом предлагаемой полезной модели является Терминал мобильный ТМ4-2 (Руководство по эксплуатации ЦВИЯ.468157.074-02, ОАО «Ижевский радиозавод»), структурная схема которого представлена на Фиг.1. Терминал содержит устройство контроля и управления (УКУ), навигационный приемник (НП), приемопередающее устройство (GSM модем) для передачи данных о местоположении объекта и данных, получаемых от датчиков о состоянии объекта и грузов, удаленному пользователю, а также прием подтверждения о получении данных. При подключении внешних устройств к соответствующим входам/выходам терминала возможно изменение параметров работы НП и УКУ. Недостатком терминала является невозможность приема/передачи информации по шине передачи данных (например, по протоколу CAN), что ограничивает применение устройства в многофункциональных СКМО. Кроме того, терминал рассчитан на работу в сети с низким напряжением питания (12/24 В) и используется для автомобильного транспорта.
Целью полезной модели является создание терминала мобильного с возможностью его работы от сети электропитания не ниже 48 В, что позволит расширить сферу применения устройства (использовать, например, на железнодорожном транспорте); а так же с возможностью приема информации по шине передачи данных, что позволит расширить функциональные возможности терминала и повысить оперативность реагирования на чрезвычайные ситуации на объектах при включении терминала в СКМО.
Цель достигается тем, что вход питания терминала мобильного рассчитан на номинальное напряжение не менее 48 В и соединен с преобразователем напряжения, через хотя бы один выход которого соответствующее питание подают на элементы схемы, требующие питания, а один из информационных портов терминала является шиной передачи данных. Терминал мобильный содержит устройство контроля и управления (УКУ), к первому информационному порту которого подключено постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), ко второму - навигационный приемник (НП), антенный вход которого является антенным входом терминала, к третьему - приемопередающее устройство (ППУ), антенный вход/выход которого является антенным входом/выходом терминала, четвертый информационный порт УКУ подключен к шине передачи данных терминала через преобразователь интерфейса.
Предпочтительно, чтобы в УКУ и/или в терминале был предусмотрен хотя бы один вход и/или выход для подключения дополнительных устройств.
Предпочтительно, чтобы терминал был выполнен с возможностью регулирования параметров работы НП и/или УКУ.
Предпочтительно, чтобы к дополнительному входу/выходу терминала был подключен второй преобразователь интерфейса, являющийся двухканальным, соединенный с УКУ и НП, что упрощает схему и позволяет параллельно настраивать два устройства, отлаживая работу терминала, а также производить снятие результатов его работы.
Предпочтительно, чтобы терминал содержал SIM карту, соединенную с дополнительным входом/выходом УКУ.
В качестве элементов схемы используют стандартные изделия, выпускаемые российскими и зарубежными фирмами.
Далее состав и работа терминала мобильного будут описаны в назначении приема/передачи информации удаленному пользователю по каналу сотовой связи стандарта GSM и обработки данных, поступающих по шине CAN, в предпочтительном варианте.
На Фиг.1 представлена структурная схема ближайшего аналога.
На Фиг.2 представлена структурная схема терминала мобильного в предпочтительном варианте.
Терминал мобильный, структурная схема которого приведена на Фиг.2, содержит устройство контроля и управления УКУ 1 (контроллер AT90CAN128 фирмы ATMEL), к первому информационному порту (SPI порт) которого подключено постоянное запоминающее устройство ПЗУ 2 (Flash-ПЗУ), ко второму (UART0) - навигационный приемник НП 3, антенный вход которого является антенным входом (ант.вх.) терминала, к третьему (UART1) - приемопередающее устройство ППУ 4 (GSM модем), антенный вход/выход которого является антенным входом/выходом (ант.вх/вых) терминала, четвертый информационный порт (CAN порт) УКУ подключен к шине передачи данных терминала через первый преобразователь интерфейса ПИ1 5. К дополнительному входу/выходу (доп.вх/вых) терминала подключен второй преобразователь интерфейса ПИ2 6 (двухканальный преобразователь USB интерфейса), соединенный с UART1 УКУ и НП. Вход преобразователя напряжения ПН 7 с функцией гальванической развязки является входом питания (вх.пит.) терминала, через выходы ПН соответствующее стабилизированное напряжение подают на УКУ, ПЗУ, ППУ, ПС, НП, ПД.
Другие дополнительные входы (доп.вх.) терминала, соединенные с дополнительными входами УКУ предназначены для подключения дополнительных устройств (например, цифровых, аналоговых датчиков). К дополнительным выходам УКУ подключены также индикаторы работы терминала (на фиг.2 не показаны).
В данном случае он состоит из основного преобразователя напряжения для первичного преобразования из сети номинального напряжения 48 В в стабилизированное напряжение (5 В), к выходу которого параллельно подключены несколько (в частности, два) вторичных преобразователей напряжения, на выходе каждого из которых получают свое напряжение питания (например, 3,3 В, 3,8 В), а также гальваническая развязка, на выходе которой - напряжение для ПД. Выходы вторичных преобразователей и гальванической развязки являются выходами ПН. Необходимо учесть, что в зависимости от поступающего напряжения и потребностей электрической схемы терминала ПН может быть реализован любым другим известным способом.
В случае необходимости работы терминала от сети другого напряжения используют соответствующий основной преобразователь напряжения (в частности, рассчитанный на номинальное напряжение 110 В).
Работа терминала.
На контролируемый подвижный объект, имеющий источник бортового электропитания с номинальным напряжением не менее 48 В, устанавливают терминал с соответствующим преобразователем напряжения. К ант.вх. подключают навигационную антенну, к ант.вх/вых - GSM антенну, к шине передачи данных CAN - систему пожарной безопасности, систему комплексной локомотивной безопасности и т.п., к дополнительным входам терминала - цифровые, аналоговые датчики, установленные на объекте. При подаче питания на вход ПН через вх.пит. терминал начинает функционировать.
УКУ работает под управлением штатного программного обеспечения (ПО) с блочной структурой (один из блоков ПО, например, предназначен для обработки данных от преобразователя CAN интерфейса). При включении терминала УКУ осуществляет контроль за процессом включения и его состоянием во время работы (при этом непосредственный пользователь терминала контролирует его работоспособность по состоянию индикаторов), а также устанавливает связь с базовой станцией оператора сотовой связи, подключает сервис GPRS, автоматически определяет оператора сотовой связи (Билайн, МТС, Мегафон и др.) для приема/передачи информации через ант.вх/вых терминала удаленному пользователю (например, на сервер СКМО). Подключение к оператору сотовой связи в других реализациях полезной модели может осуществляться также посредством SIM-карты, подключенной к дополнительному входу/выходу УКУ.
При включении терминала существует возможность скорректировать существующие в нем установки (установки по умолчанию, введенные ранее параметры работы), подключив к доп.вх/вых дополнительное устройство (например, компьютер). При этом блок ПО в УКУ, выполняющий функцию коммутатора, переключает режим приема/передачи информации через ППУ в режим обмена через двухканальный ПИ2. По одному каналу ПИ2 для НП можно, например, обновить версию ПО, выбрать навигационную систему, привязку метки времени, протокол, скорость обмена и др.. По другому каналу ПИ2 для УКУ можно, например изменить параметры удаленного пользователя, определить периодичность отправки сообщений через ППУ и т.д.. Все данные о терминале хранят в ПЗУ. Таким образом, посредством одного устройства возможна отладка работы терминала и снятие результатов его работы. По окончании работы через доп.вх/вых, УКУ переключается в режим работы с ППУ, с определенной периодичностью опрашивая ПИ2 на наличие поступления команд от доп.вх/вых.
НП принимает и обрабатывает сигналы как одной, так и нескольких навигационных систем в зависимости от настройки, определяет координаты местоположения объекта, передавая эту информацию УКУ. Последнее, периодически контролируя состояние датчиков и систем, определяет состояние контролируемого объекта. Всю собранную информацию УКУ с заданным интервалом времени через ППУ и ант.вх/вых передает по каналу передачи данных удаленному пользователю. При срабатывании любого из датчиков или систем в УКУ формируют соответствующее внеочередное сообщение, которое незамедлительно указанным выше способом передают через ант.вх/вых. При этом информация о чрезвычайном происшествии на объекте поступает удаленному пользователю, что позволяет быстро предпринять соответствующие меры.
При нарушении канала передачи данных ПО в УКУ формируют команду для записи информации в память ПЗУ, а при восстановлении канала передачи данных - их автоматическую передачу через ант.вх/вых.
Несмотря на то, что полезная модель показана и описана со ссылкой на ее конкретный вариант осуществления, следует понимать, что различные изменения по форме и содержанию могут быть сделаны без отступления от сущности и объема полезной модели, определенных приведенной в заявке формулой полезной модели.
Описанный терминал мобильный позволяет обеспечить меры по наиболее быстрой ликвидации аварийной ситуации с наименьшими потерями.