ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ МОБИЛЬНЫМИ ОБЪЕКТАМИ

Полезная модель относится к вычислительной технике и может быть использована в вычислительных системах специального назначения комплексов бортового оборудования (КБО) мобильных объектов для организации их информационного взаимодействия и обеспечения командной управляемости в автоматизированных системах управления.
Известен информационный бортовой комплекс самолета для передачи информации (см. патент РФ на полезную модель №19914, опубл. 10.10.2001 по заявке №2001104938/20 от 20.02.2001, патентообладатель Акционерное общество открытого типа "Нижегородский авиастроительный завод "Сокол", МПК G01C 23/00), содержащий интегрированные в единый самолетный комплекс бортовую цифровую вычислительную систему, бортовую радиолокационную станцию, блок формирования информации, аппаратуру приема и передачи информации и пульт целераспределения и установки адреса передачи, отличающийся тем, что он снабжен пультом установки адреса приема, соединенным с аппаратурой приема и передачи информации.
Совокупность признаков аналога: блок формирования информации, аппаратура приема и передачи информации представляют собой комплекс средств связи, который является общим признаком с заявляемым техническим решением.
Причинами, препятствующими достижению заявляемого технического результата, являются малые функциональные возможности информационного бортового комплекса, которые не позволяют обеспечить комплексу помехоустойчивую и защищенную передачу данных в информационных сетях мобильных объектов, выполнять расчетные и навигационные задачи с применением электронных карт (ЭК), организовать информационное взаимодействие с приборами и системами мобильного объекта.
Известен пульт управления командира или оператора (см. патент РФ №2204783 «Способ прямого наведения вооружения на цель и устройство для его реализации», опубл. 20.05.2003, по заявке №2000131793/02 от 18.12.2000, патентообладатель Государственное унитарное предприятие «Конструкторское бюро приборостроения», МПК F41G 3/00, F41G 7/00), оборудование которого представляет собой пульт управления командира (оператора), в который включены: системная шина, оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство, видеоконтроллер, контроллер клавиатуры, дисплей и клавиатура, навигационный спутниковый приемник, адаптер навигационного спутникового приемника, блок цифровой радиосвязи с легкосъемной антенной, разъем для подключения антенны блока цифровой радиосвязи, адаптер блока цифровой радиосвязи, причем в едином корпусе жестко закреплены и подключены к системной шине модуль центрального процессора, оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство, видеоконтроллер с дисплеем, контроллер клавиатуры с клавиатурой, навигационный спутниковый приемник, адаптер навигационного спутникового приемника, адаптер для подключения средства разведки, блок цифровой радиосвязи, адаптер блока цифровой радиосвязи, причем вход блока цифровой радиосвязи через адаптер подключен к системной шине, а выход блока цифровой радиосвязи - к антенне радиосвязи.
Совокупность существенных признаков: системная шина, модуль центрального процессора, видеоконтроллер являются общими признаками аналога, которые совпадают с признаками заявляемого технического решения: системная шина, модуль универсального процессора данных, модуль графического процессора; признаки: дисплей и клавиатура в аналоге являются общими признаками, которые представляют панель многофункциональную в заявляемом техническом решении; признаки: блок цифровой радиосвязи с легкосъемной антенной, разъем для подключения антенны блока цифровой радиосвязи, адаптер блока цифровой радиосвязи в аналоге являются общими признаками, которые представляют комплекс средств связи в заявляемом техническом решении; признаки: навигационный спутниковый приемник, адаптер навигационного спутникового приемника в аналоге являются общими признаками, которые представляют комплекс топопривязки, навигации и ориентирования в заявляемом техническом решении.
Причинами, препятствующими достижению заявляемого технического результата, являются малые функциональные возможности информационного бортового комплекса, которые не позволяют обеспечить комплексу помехоустойчивую и защищенную передачу данных в информационных сетях мобильных объектов, выполнять расчетные и навигационные задачи с применением ЭК, организовать информационное взаимодействие с приборами и системами мобильного объекта.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является пульт управления (см. патент на изобретение №2308070, опубл. 10.10.2007 по заявке №2006115982/28 от 11.05.2006, патентообладатель Закрытое акционерное общество научно-технический центр Элине, МПК G05D 1/00 (2006.01), содержащий закрепленные в корпусе и подключенные к системной шине модуль центрального процессора, оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство, видеоконтроллер с дисплеем, контроллер клавиатуры с клавиатурой, адаптер навигационного спутникового приемника с навигационным спутниковым приемником, адаптер для подключения средства разведки, адаптер блока цифровой радиосвязи с блоком цифровой радиосвязи и антенной блока цифровой радиосвязи, микропроцессор и коммутатор питания, причем микропроцессор подключен к центральному процессору, вход коммутатора питания подключен к микропроцессору, а выход - к программному устройству, при этом адаптер для подключения средства разведки выполнен в виде цифрового преобразователя ввода-вывода информации и подключен к программному устройству.
Признаки аналога: системная шина, модуль центрального процессора, видеоконтроллер, коммутатор питания являются общими с признаками заявляемого технического решения: модуль универсального процессора данных, модуль графического процессора, модуль вторичных источников питания; признаки: дисплей и клавиатура в аналоге являются общими признаками, которые представляют панель многофункциональную в заявляемом техническом решении; признаки: адаптер блока цифровой радиосвязи с блоком цифровой радиосвязи и антенной блока цифровой радиосвязи в аналоге являются общими признаками, которые представляют комплекс средств связи в заявляемом техническом решении; признаки: адаптер навигационного спутникового приемника с навигационным спутниковым приемником в аналоге являются общими признаками, которые представляют комплекс топопривязки, навигации и ориентирования (КТНО) в заявляемом техническом решении.
Без использования дополнительных устройств рассмотренный аналог не сможет оперативно реализовать расчетные задачи, т.е. определить и отобразить на ЭК местоположения объекта, связанных объектов, определить (по данным средств разведки) и отобразить на ЭК местоположения целей, определить техническое состояние КБО, т.е. работоспособность систем, и защитить информацию от несанкционированного доступа к памяти, обеспечить информационное взаимодействие с другими мобильными объектами, выполняющими общую групповую задачу.
Причинами, препятствующими достижению заявляемого технического результата, являются малые функциональные возможности информационного бортового комплекса, которые не позволяют обеспечить комплексу помехоустойчивую и защищенную передачу данных в информационных сетях мобильных объектов, выполнять расчетные и навигационные задачи с применением ЭК, организовать информационное взаимодействие с приборами и системами мобильного объекта.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в расширении функциональных возможностей программно-технического комплекса взаимодействия для автоматизированных систем управления мобильными объектами.
Технический результат, обеспечиваемый при реализации заявляемого технического решения, заключается в следующем:
- обеспечение помехоустойчивой и защищенной передачи данных в информационных сетях мобильных объектов за счет использования аппаратуры передачи данных (АПД) и радиостанций (PC);
- обеспечение защищенного хранения и обработки данных, защита от несанкционированного доступа за счет специализированной панели (СП) ввода-вывода данных и аппаратно-программного модуля доверенной загрузки (АМПДЗ) соответственно;
- выполнение расчетных и навигационных задач с применением ЭК, т.е. определение и отображение на ЭК местоположения собственного объекта, и других объектов, и целей, расчет (по данным средств обнаружения) и отображение на ЭК местоположения обнаруженных объектов программными средствами блока вычислительной системы (БВС) и КТНО;
- информационное взаимодействие с приборами и системами мобильного объекта (определение технического состояния прибора и систем мобильного объекта и состояния его ресурсов) за счет использования разных каналов связи (RS, мультиплексного канала информационного обмена (с резервированием) по ГОСТ Р 52070) и программных средств БВС.
В программно-техническом комплексе взаимодействия (ПТКв) для автоматизированных систем управления мобильными объектами, содержащем модуль универсального процессора данных (МУПД), модуль графического процессора (МГП), модуль вторичных источников питания (МВИП), соединенные с системной шиной, панель многофункциональную (ПМФ), комплекс средств связи (КСС) и КТНО, дополнительно введенные АМПДЗ, соединенный через модуль последовательных интерфейсов (МПИ) с системной шиной, и модуль контроллера мультиплексных каналов связи, соединенный с системной шиной, вместе с МУПД, МГП, МВИП, образуют БВС, который с ПМФ и с дополнительно введенной СП ввода/вывода данных включающей в себя приемник АНП (аутентифицирующий носитель пользователя) для идентификации пользователя через СП ввода-вывода данных для приема и трансляции в блок вычислительной системы аутентифицированных данных, образуют комплекс управления взаимодействием (КУВз) для приема и обработки информации, который первыми и вторыми входами-выходами через дополнительно введенные локальную вычислительную сеть Ethernet и канал RS - 232 соединен соответственно с первыми и вторыми входами-выходами КСС, третьи входы-выходы КСС образуют дополнительные входы-выходы локальной вычислительной сети Ethernet для соединения со вторыми входами-выходами КТНО, первые и третьи входы-выходы которого образуют альтернативные входы-выходы через интефейсный канал RS и через мультиплексный канал информационного обмена, причем КУВз имеет дополнительные третьи, четвертые и пятые входы-выходы для интерфейсных каналов RS, шестые входы-выходы для мультиплексного канала информационного обмена (с резервированием) и вход через канал «Видео», причем пятые входы-выходы КУВз через интерфейсный канал RS предназначены для соединения с первыми входами-выходами КТНО.
В КУВз выход БВС по интерфейсу SVGA соединен с входом ПМФ, входы-выходы которой через интерфейсный канал RS соединены с первыми входами-выходами БВС, вторые входы-выходы которого соединены с первыми входами-выходами СП ввода/вывода данных, выход которой соединен с первым входом БВС через канал аутентификации, второй вход которого является входом КУВз через канал «Видео», третьи входы-выходы БВС являются вторыми входами-выходами КУВз через канал RS-232, четвертые, пятые и шестые входы-выходы БВС являются третьими, четвертыми и пятыми входами-выходами КУВз через интерфейсный канал RS, седьмые входы-выходы БВС являются шестыми входами-выходами КУВз через мультиплексный канал информационного обмена (с резервированием), причем вторые входы-выходы СП ввода/вывода данных являются первыми входами-выходами КУВз через локальную вычислительную сеть Ethernet.
В БВС первые и вторые входы-выходы МУПД являются вторыми и первыми входами-выходами БВС, первые входы-выходы модуля контроллера мультиплексного информационного канала связи являются седьмыми входами-выходами БВС, вход АМПДЗ является соответственно первым входом БВС, вход-выход АМПДЗ соединен с пятым входом-выходом МПИ, первые, вторые, третьи и четвертые входы-выходы которого являются соответственно третьими, четвертыми, пятыми и шестыми входами-выходами БВС через интерфейсный канал RS, вход МГП является вторым входом БВС через канал «Видео», выход МГП является выходом БВС по интерфейсу SVGA.
СП ввода/вывода данных содержит панель интерфейсную (ПИ), на которой установлен приемник АНП (аутентифицирующего носителя пользователя), соединенную через первый и второй интерфейсы USB с устройством защищенного хранения и переноса данных (УЗХПД) и устройством записи и переноса информации (УЗПИ) соответственно, причем первые, вторые входы-выходы ПИ образуют соответственно первые, вторые входы-выходы СП ввода/вывода данных через локальную вычислительную сеть Ethernet, выход приемника АНП является выходом ПИ и выходом СП ввода/вывода данных.
КСС содержит соединенные между собой входами-выходами через каналы RS - 232 и С1-ФЛ аппаратуру передачи данных, аппаратуру внутренней связи и коммутации (АВСК), первую, вторую и третью радиостанции (PC), причем соответствующие входы-выходы АВСК через локальную вычислительную сеть Ethernet являются соответственно первыми и третьими входами-выходами КСС, соответствующие входы-выходы АПД через канал RS-232 являются соответственно вторыми входами-выходами КСС, соответствующие входы-выходы первой, второй и третьей PC являются соответственно четвертыми, пятыми и шестыми входами-выходами КСС.
В ПТКв шестые входы-выходы КУВз и третьи входы выходы КТНО являются первыми и вторыми входами-выходами ПТКв через мультиплексный канал информационного обмена (с резервированием), третьи и четвертые входы-выходы КУВз являются соответственно четвертыми и третьими входами-выходами ПТКВ через интерфейсный канал RS, четвертые, пятые и шестые входы-выходы КСС являются соответственно пятыми, шестыми и седьмыми входами-выходами ПТКв, причем вход КУВз является входом ПТКв через канал «Видео».
Сущность изобретения, его реализуемость и промышленная применимость поясняются чертежами (фиг.1-4), где на фиг.1 представлена структурная схема ПТКв для автоматизированных систем управления мобильными объектами, на фиг.2 представлена структурная схема БВС, на фиг.3 представлена структурная схема СП ввода/вывода данных, на фиг.4 представлен аутентифицирующий носитель пользователя.
1
2
1
3
2
4
5
6
3
4
5
7
6
2
1
1
3
1
4
5
6
5
6
7
6
3
1
2
4
3
1
2
2
1
7
1
2
3
4
3
4
5
6
1
2
1
ПТКв 1 (фиг.1) состоит из КУВз 2, КСС 3 и КТНО 4. КУВз 2 состоит из ПМФ 5, СП ввода/вывода данных 6 и БВС 7, причем выход БВС 7 по интерфейсу SVGA 8 соединен с входом ПМФ 5, входы-выходы которой через интерфейсный канал RS 9, соединены с первыми входами-выходами 7 БВС 7, вторые входы-выходы 7 которого соединены с первыми входами-выходами 6 СП ввода/вывода данных 6, выход которой соединен с первым входом (вх. 1) БВС 7 через канал аутентификации 10, третьи входы-выходы 7 БВС 7 являются вторыми входами-выходами 2 КУВз через канал RS-232 12, второй вход (вх. 2) БВС 7 является входом (Вх.) КУВз 2 и входом (Вх.) ПТКв 1 через канал «Видео» 13, четвертые, пятые и шестые входы-выходы 7, 7, 7 БВС 7 являются третьими, четвертыми и пятыми входами-выходами 2, 2, 2 КУВз 2 через интерфейсные каналы RS 9, седьмые входы-выходы 7 БВС 7 являются шестыми входами-выходами 2 КУВз, вторые входы-выходы 6 СП ввода/вывода данных 6 являются первыми входами-выходами 2 КУВз 2 через локальную вычислительную сеть Ethernet 11. КСС 3 содержит АПД 14, АВСК 15, первую, вторую и третью радиостанции (PC) 16, 17, 18 соединенные через соответствующие каналы RS - 232 12 и С1-ФЛ 19 с соответственными входами-выходами АВСК 15, которая в свою очередь через каналы RS - 232 12 и С1-ФЛ 19 соединена с соответственными входами-выходами АПД 14, причем соответствующие входы-выходы АВСК 15 через локальную вычислительную сеть Ethernet 11 являются соответственно первыми и третьими входами-выходами 3, 3 КСС 3, соответствующие входы-выходы АПД 14 через канал RS - 232 12 являются соответственно вторыми входами-выходами 3 КСС 3, соответствующие входы-выходы первой, второй и третьей PC 16, 17, 18 являются соответственно четвертыми, пятыми и шестыми входами-выходами 3, 3, 3 КСС 3, которые в свою очередь являются пятыми, шестыми и седьмыми входами-выходами 1, 1, 1 ПТКв 1. Шестые входы-выходы 2 КУВз 2 и третьи входы-выходы 4 КТНО 4 являются первыми и вторыми входами-выходами 1, 1 ПТКв 1 и являются входами-выходами для мультиплексного канала информационного обмена (с резервированием) 20, третьи и четвертые входы-выходы КУВз являются соответственно четвертыми и третьими входами-выходами 1, 1 ПТКв. БВС 7 (фиг.2) состоит из набора модулей: МУПД 21, МГП 22, модуля контроллера мультиплексных информационных каналов связи 23, МПИ 24, АМПДЗ 25, МВИП 26 и системной шины 27, причем первые и вторые входы-выходы 21, 2l МУПД 21 являются соответственно вторыми и первыми входами-выходами 7, 7 БВС 7, первые входы-выходы 231 модуля контроллера мультиплексных информационных каналов связи 23 являются седьмыми входами-выходами 7 БВС 7, вход АМПДЗ 25 является первым входом (вх. 1) БВС 7, входы-выходы АМПДЗ 25 соединены с пятыми входами-выходами 245 МПИ 24, первые, вторые, третьи и четвертые входы-выходы 24, 24, 24, 24 которого являются соответсвенно третьими, четвертыми, пятыми и шестыми входами-выходами 7, 7, 7 и 7 БВС 7. СП ввода/вывода данных 6 (фиг.3) состоит из ПИ 28, приемника АНП 29, USB 30, 31, УЗХПД 32 и УЗПИ 33, причем первые и вторые входы-выходы 281, 282, ПИ 28 являются соответственно первыми и вторыми входами-выходами 6, 6, СП ввода/вывода данных 6, выход 29 приемника АНП 29 является выходом (вых.) ПИ 28 и выходом (вых.) СП ввода/вывода данных 6 через канал аутентификации 10.
Работает ПТКв 1 следующим образом: КУВз 2 в ПТКв 1 обеспечивает прием и обработку информации, формирование и передачу данных и параметров информационного взаимодействия, формирование и последующее отображение на собственном мониторе (на чертеже не показано) электронной карты местности с модификацией изображения в реальном времени перемещения, формирование и последующее отображение на собственном мониторе (на чертеже не показано) синтезированных знаков и данных, характеризующих параметры решаемых задач, режимов работы, технического состояния приборов и систем объекта КУВз 2, который обеспечивает защиту данных от несанкционированного доступа, защищенную обработку и хранение данных, управление интерактивным диалогом с оператором, тестовый контроль и самодиагностику.
ПМФ 5 в составе КУВз 2 используется в качестве устройства отображения видеоинформации, цветной графической и символьной информации, поступающей от БВС 7. Обмен данными между ПМФ 5 и БВС 7 осуществляется по интерфейсному каналу RS 9 и интерфейсу SVGA 8. СП ввода/вывода данных 6 в составе КУВз 2 предназначена для проведения процедуры аутентификации пользователя, хранения, записи, стирания и уничтожения информации. Обмен данными СП ввода/вывода данных 6 с БВС 7 осуществляется по локальной вычислительной сети Ethernet 11.
Обмен данными в СП ввода/вывода данных 6 между ПИ 28, премником 29, УЗХПД 32 и УЗПИ 33 осуществляется по интерфейсам USB 30, 31. ПИ 28 обеспечивает:
- прием и трансляцию в БВС 7 аутентификационных данных от приемника АНП;
- автономное питание элементов АПМДЗ 25 в составе БВС 7.
УЗПИ 33 в составе СП ввода/вывода данных 6 обеспечивает выполнение функций записи, чтения, хранения и удаления информации.
БВС 7 в составе КУВз 2 предназначена для решения коммуникационных, информационных и расчетных задач. БВС 7 средствами АПМДЗ 25, входящего в его состав, осуществляет контроль целостности собственного программного обеспечения и выполняет процедуру аутентификации (см. Мой компьютер. Толковый словарь. Ваулина Е.Ю.-М.: Изд-во Эксмо, 2005. - 496 с. (Библиотека словарей) и идентификации пользователя по каналу аутентификации 10 (с регистрацией попыток доступа), которая заключается в предъявлении (прикосновении) аутентифицирующего носителя пользователя (фиг.4) к приемнику АНП 29, который установлен на ПИ 28 СП ввода/вывода данных 6 и вводе пароля пользователя, посредством отображения на экране ПМФ 5 (на чертеже не показано).
Системная шина 27 в составе БВС 7 обеспечивает межмодульный (21, 22, 23, 24, 25, 26) обмен данными.
Оперативное решение задач контроля технического состояния объекта решается за счет мультиплексного канала информационного обмена (с резервированием) (МКИО) 20.
АПМДЗ 25 в БВС 7 обеспечивает контроль доступа к вычислительной системе, а также контроль целостности операционной системы, программного обеспечения и данных пользователя.
Если в процессе аутентификации и идентификации пользователь не был опознан системой, то дальнейшая работа КУВз 2 блокируется и выход из состояния блокировки возможен только путем выключения и повторного включения БВС 7.
Если пользователь был опознан системой и текущий режим работы КУВз 2 был определен, как штатный, то АПМДЗ 25 в составе БВС 7 возвращает управление начальному загрузчику, который выполняет загрузку и запуск программного обеспечения пользователя. Если запуск был осуществлен безошибочно, то дальнейшая работа КУВз 2 осуществляется в штатном режиме работы.
Если пользователь был опознан системой, как системный администратор, и текущий режим работы КУВз 2 был определен, как технологический, то АПМДЗ 25 предоставляет возможность или произвести администрирование АПМДЗ 25 с последующим переходом в технологический режим работы КУВз 2, или сразу выполнить переход в технологический режим. Следует заметить, что попытка пользователя без прав администратора перевести КУВз 2 в технологический режим работы, приводит к блокировке работы. Для связи КУВз 2 с КСС 3 используют локальную вычислительную сеть Ethernet 11 и RS-232. Для связи КУВз 2 с КТНО 4 используют интерфейсный канал RS 9, для взаимодействия с другими устройствами используют МКИО 20 или локальную вычислительную сеть Ethernet 11.