Система беспроводного управления включением световых сигналов радиоуправляемых фонарей телеги автопоезда
WIRELESS CONTROL SYSTEM FOR SWITCHING ON LIGHT SIGNALS OF RADIO-CONTROLLED LAMPS OF A ROAD-TRAIN

Область техники
Предлагаемое изобретение относится к системам беспроводной передачи сигналов световой сигнализации тягача к прицепу или последней телеге автопоезда, например, данная система может быть использована на автопоезде, предназначенном для передвижения на аэродромных площадках.
Уровень техники
Из уровня техники известна система (см. GB 2411458, дата публикации: 31.08.2005) передачи радиосигнала от передатчика к приемнику, обеспечивающая возможность беспроводного включения необходимого светового сигнала на задних радиоуправляемых фонарях буксируемого транспортного средства. Данная система содержит модуль подключения к электросети автомобиля, электрический разъем, передатчик радиосигнала, антенну, плату управления радиоуправляемым фонарем, аккумуляторы радиоуправляемых фонарей, модуль включения радиоуправляемого фонаря, магнитный держатель фонаря.
Недостатком известной системы является то, что в ней отсутствует модуль проверки состояния беспроводной связи между радиоуправляемыми фонарями и устройством управления радиоуправляемыми фонарями. Отсутствие данного модуля исключает возможность своевременного обнаружения неисправности системы, вызванной нестабильностью включения соответствующих сигнальных огней задних фонарей телеги, прицепа или буксируемого транспортного средства. Отсутствие упомянутого блока снижает надежность подобных систем и может привести к аварийной ситуации ввиду неработающих задних радиоуправляемых фонарей. Кроме того, включение радиоуправляемых фонарей осуществляется вне зависимости от их размещения на транспортном средстве, что предполагает передачу электроэнергии аккумуляторов фонарей на источники света до разъединения цепи соответствующим выключателем. Подобная конструкция не позволяет снизить потребление электроэнергии в случае, если питание фонаря по какой-либо причине не было отключено.
Данное техническое решение является наиболее близким по технической сущности и назначению заявленной системе и принято в качестве прототипа.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание беспроводной системы управления задними радиоуправляемыми фонарями прицепа или телеги, обеспечивающей возможность установки контроля состояния радиосвязи между устройством управления радиоуправляемыми фонарями и радиоуправляемыми фонарями и, соответственно, стабильной работы радиоуправляемых фонарей во всех режимах эксплуатации транспортного средства.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое техническое решение, заключается в обеспечении стабильной работы радиоуправляемых фонарей во всех режимах эксплуатации транспортного средства.
Эта задача решается путем создания системы, содержащей радиоуправляемые фонари (3а, 3б), установленные на последней телеге (4) автопоезда, устройство управления радиоуправляемыми фонарями (1), установленное на тягаче (5) автопоезда, антенну (6) устройства управления радиоуправляемыми фонарями (1), радиоуправляемые фонари (3а, 3б), каждый из которых включает приемопередатчик радиосигнала (7а, 7б) с антенной (8а, 8б), аккумуляторную батарею (9а, 9б), электрические источники света (12а, 12б), плату управления световой сигнализацией (10а, 10б), обеспечивающей включение электрических источников света (12а, 12б) при получении соответствующего сигнала приемопередатчиком радиосигнала (7а, 7б) от устройства управления радиоуправляемыми фонарями (1), устройство управления радиоуправляемыми фонарями (1) включает узел (15) подключения к электропроводке тягача (5), в свою очередь узел подключения к электропроводке тягача (5) выполнен с возможностью передачи электрического сигнала о включении соответствующего светового сигнала тягача (5) от его бортовой сети к электрической схеме устройства управления радиоуправляемыми фонарями (1), которое обеспечивает генерирование команды и передачу радиосигнала соответствующему радиоуправляемому фонарю (3а, 3б) для включения необходимого светового сигнала, при этом электрическая схема устройства управления радиоуправляемыми фонарями (1) подключена к извещателю (2) о потере сигнала и выполнена с возможностью отслеживания приема радиосигнала о выполнении команды радиоуправляемыми фонарями (3а, 3б) от приемопередатчика радиосигнала (7а, 7б) и включении извещателя (2) о потере сигнала, который генерирует сигнал оповещения в случае потери связи между устройством управления радиоуправляемыми фонарями (1) и радиоуправляемыми фонарями (3а, 3б), причем каждая плата управления световой сигнализацией (10а, 10б) радиоуправляемых фонарей (3а, 3б) содержит узел подачи питания (11а, 116), который обеспечивает активацию подачи питания от аккумуляторной батареи (9а, 9б) на плату управления световой сигнализацией (10а, 10б) и приемопередатчик радиосигнала (7а, 7б), причем узел подачи питания (11а, 11б) активирует подачу питания лишь при установке радиоуправляемого фонаря (3а, 3б) на ферромагнитном или электропроводном основании телеги (4) автопоезда, причем узел подачи питания (11а, 11б) содержит индуктивный бесконтактный выключатель (13а, 13б) и магнитные кронштейны (14а, 14б), являющиеся электропроводными и выполненные таким образом, что активация подачи питания обеспечивается в случаях электрического контакта магнитных кронштейнов (14а, 14б) с электропроводным основанием телеги или появлении металлического предмета в зоне чувствительности индуктивного бесконтактного выключателя (13а, 13б), который, при срабатывании замкнет электрическую цепь между магнитными кронштейнами (14а, 14б), что в свою очередь активирует подачу питания от аккумуляторной батареи (9а, 9б) на плату управления световой сигнализацией (10а, 10б).
Антенна (6) подключена к устройству управления радиоуправляемыми фонарями (1) посредством кабеля и установлена на крыше тягача (5).
Радиосигнал устройства управления радиоуправляемыми фонарями (1) представляет собой уникальный радиосигнал, содержащий уникальный радиоадрес, принимаемый к исполнению только теми радиоуправляемыми фонарями (3а, 3б), в которых плата управления световой сигнализацией (10а, 10б) содержит сведения об уникальном радиоадресе устройства управления радиоуправляемыми фонарями (1), причем уникальный радиосигнал также содержит сведения о включении/выключении в данный момент времени соответствующего светового сигнала на тягаче (5) и при получении данного уникального радиосигнала приемопередатчиком радиосигнала (7а, 7б) плата управления световой сигнализацией (10а, 10б) осуществляет включение электрических источников света (12а, 12б) согласно команде управления о включении/выключении источников света на тягаче (5).
При отсутствии ответа о выполнении команды устройство управления радиоуправляемыми фонарями (1) запишет количество непринятых радиосигналов по каждой команде, при достижении заданного порогового значения количества непринятых сигналов плата устройства управления радиоуправляемыми фонарями (1) подаст питание на линию извещателя (2) о потере сигнала, причем при получении ответа о выполнении команды на текущей момент времени счетчик накопленных ошибок сбрасывается.
Извещатель (2) о потере сигнала выполнен с возможностью генерирования звукового или светового сигнала оповещения водителя о потере сигнала.
Магнитные кронштейны (14а, 14б) представляют собой электропроводные металлические элементы с магнитными свойствами.
Источники света (12а, 12б) представляют собой светодиоды.
Таким образом, вся совокупность перечисленных выше признаков позволяет обеспечить стабильную работу радиоуправляемых фонарей во всех режимах эксплуатации транспортного средства.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 представлена общая схема размещения элементов системы на автопоезде.
На Фиг. 2 представлена структурная схема передатчика радиосигнала.
На Фиг. 3 представлена структурная схема системы беспроводного управления включением световых сигналов радиоуправляемых фонарей.
Осуществление изобретения
Заявленное изобретение по существу представляет собой систему управления включением задних фонарей транспортного средства путем беспроводной подачи команд управления по радиоканалу. В частности, данная система осуществляет дублирование включаемых водителем тягача световых сигналов на фонарях прицепа, телеги или иного средства, сопряженного с тягачом.
Согласно представленной фигуре 1 система беспроводного управления включением световых сигналов радиоуправляемых фонарей содержит радиоуправляемые фонари (3а, 3б), которые установлены на телеге (прицепе) (4) автопоезда. Система также содержит устройство управления радиоуправляемыми фонарями (1), установленное на тягаче (5) автопоезда, антенну (6) устройства управления радиоуправляемыми фонарями (1), которая предпочтительно может быть установлена на крыше тягача (5). При этом устройство управления радиоуправляемыми фонарями (1) выполнено на электронной плате, содержащей электронные компоненты самого приемопередатчика, а также электронные компоненты обеспечивающие его работу в заданном алгоритме и электронные компоненты, обеспечивающие возможность сопряжения с электрической схемой узла (15) подключения к электропроводке тягача (5) и извещателя (2) о потере сигнала. В свою очередь узел (15) подключения к электропроводке тягача (5) выполнен с возможностью передачи электрического сигнала о включении соответствующего светового сигнала тягача (5) от его бортовой сети к электрической схеме устройства управления радиоуправляемыми фонарями (1), которое обеспечивает генерирование команды и передачу радиосигнала соответствующему радиоуправляемому фонарю (3а, 3б) для включения необходимого светового сигнала. Узел (15) подключения к электропроводке также обеспечивает возможность передачи электроэнергии компонентам устройства управления радиоуправляемыми фонарями (1) от бортовой сети тягача (5).
Так, более наглядно структурная схема устройства управления радиоуправляемыми фонарями (1) представлена на фигуре 2.
Устройство управления радиоуправляемыми фонарями (1) включает плату управления (17) с множеством электронных компонентов. В частности, на плате содержится шлейф или разъем (16) для подключения антенны (6), плата приемопередатчика радиосигнала (21). Орган управления (19) для осуществления наладки системы. В частности орган (19) может представлять собой многофункциональную кнопку для осуществления процедуры привязки устройства управления радиоуправляемыми фонарями (1) к соответствующим радиоуправляемым фонарям (3а, 3б) и сохранения соответствующих данных в памяти устройства управления радиоуправляемыми фонарями (1) об уникальном радиоадресе каждого из радиоуправляемых фонарей. Плата управления (17) также содержит узел (15) подключения к электропроводке тягача (5), который включает распределительную клеммную колодку (18) и проводку (20) для подключения к электропроводке тягача (5). При этом клеммная колодка (18) по существу содержит электрические входы для получения питания от бортовой сети тягача (5) в качестве которой используется линия питания габаритных огней тягача (5), а также электрические входы для получения сигнала о включении указателей поворота и сигналов торможения.
На фигуре 3 представлена структурная схема заявленной системы.
Как показано на фиг. 3 радиоуправляемые фонари (3а, 3б) представляют собой задние левый и правый фонари, которые имеют один и тот же набор конструктивных элементов. Их различия определены лишь позиционированием соответствующих световых элементов (ориентацией платы управления). Каждый из фонарей (3а, 3б) включает приемопередатчик радиосигнала (7а, 7б) с антенной (8а, 8б), аккумуляторную батарею (9а, 9б), электрические источники света (12а, 12б) (светодиоды на плате управления), плату управления сигнализацией (10а, 10б) (данная плата управляет не только светом, а идентифицирует радиосигнал с соответствующим адресом, включает соответствующую группу светодиодов и посылает отчет о выполненной команде), обеспечивающей включение электрических источников света (12а, 12б) при получении соответствующего сигнала приемопередатчиком радиосигнала (7а, 7б) от устройства управления радиоуправляемыми фонарями (1). Каждая плата управления световой сигнализацией (10а, 10б) радиоуправляемых фонарей (3а, 3б) содержит узел подачи питания (11а, 11б), который обеспечивает активацию подачи питания от аккумуляторной батареи (9а, 9б) на плату управления световой сигнализацией (10а, 10б) и приемопередатчик радиосигнала (7а, 7б), причем узел подачи питания (11а, 116) активирует подачу питания лишь при установке радиоуправляемого фонаря (3а, 3б) на ферромагнитном электропроводном основании телеги (4) автопоезда за счет электрического контакта магнитных кронштейнов, а так же попадания металлического основания телеги в чувствительную зону бесконтактного индуктивного выключателя, который, при срабатывании замкнет электрическую цепь между магнитными кронштейнами, что обеспечит подачу питания от аккумуляторной батареи (9а, 9б) на плату управления световой сигнализацией (10а, 10б).
Более подробно работа устройства и процесс инициализации фонарей и передатчика приведен ниже.
Для начала взаимодействия устройства управления радиоуправляемыми фонарями (1), которое представляет собой многоканальное радиопередающее устройство, и радиоуправляемых фонарей необходимо осуществить процедуру их «привязки» (процесс обмена и запоминания уникальных радиоадресов между приемопередатчиком устройства управления радиоуправляемыми фонарями и приемопередатчиком радиоуправляемых фонарей) - это означает, что реагировать на сигналы устройства управления радиоуправляемыми фонарями (1) будут только те радиоуправляемые фонари (3а, 3б), которые заранее привязаны к друг другу, остальные радиоуправляемые фонари находящиеся в радиусе действия сигнала - реагировать не будут.
При включении в бортовой сети тягача габаритных огней - включится устройство управления радиоуправляемыми фонарями (1). Извещатель (2) о потере сигнала (которым может быть звуковой или световой сигнал) просигнализирует в течении 4 сек. о потере сигнала, что является нормальным. В это время приемопередатчик устройства управления радиоуправляемыми фонарями ищет два подключенных радиоуправляемых фонаря и если их находит - извещатель (2) о потере сигнала остановится. В противном случае он продолжит работать.
Во время движения на тягаче (5) при нажатии водителем на педаль тормоза или включении указателя поворота (левого или правого или включении аварийной сигнализации) на клеммы (18) передатчика поступит напряжение соответствующее подаваемому сигналу. Устройство управления радиоуправляемыми фонарями (1), приняв данный сигнал, начнет передавать радиосигнал с уникальным радиоадресом. Радиоуправляемые фонари (3а, 3б), в свою очередь, при появлении соответствующего радиосигнала с уникальным радиоадресом включат соответствующий световой сигнал, после чего отправят обратный радиосигнал о результате выполнения поданной команды. Устройство управления радиоуправляемыми фонарями (1) следит за приемом ответного радиосигнала от каждого приемопередатчика радиосигнала (7а, 7б) о выполнении команды радиоуправляемыми фонарями. При отсутствии ответа о выполнении команды устройство управления радиоуправляемыми фонарями (1) запишет количество непринятых сигналов по каждой команде. При достижении заданного порогового значения количества непринятых радиосигналов подаст питание на линию извещателя (2) о потере сигнала. При получении ответа о выполнении команды на текущей момент времени счетчик накопленных ошибок сбрасывается.
Устройство управления радиоуправляемыми фонарями (1) (многоканальное радиопередающее устройство) подключается к бортовой электросети тягача (5) в штатной распаечной коробке предназначенной для подключения электрического кабеля штатной розетки для подключения прицепного оборудования. В распаечной коробке организуется подключение к:
- линии включения габаритных огней - служит для включения и питания устройства управления радиоуправляемыми фонарями (1);
- линии включения стоп огней;
- лини включения указателей поворота левого;
- лини включения указателей поворота правого.
Механизм преобразования электрических сигналов в радиосигнал осуществлен с использованием электрических схем и соответствующего алгоритма обеспечивающего работу системы так, что в момент поступления на клемму (например, указателя правого/левого поворота и сигнала торможения) напряжения +12В устройство управления радиоуправляемыми фонарями (1) начинает передавать радиосигнал, при прекращении подачи питания на соответствующую клемму устройство управления радиоуправляемыми фонарями (1) прекращает передавать радио сигнал. Радиосигнал передается через приемопередатчик по кабелю на антенну (6) закрепленной на крыше тягача.
Прием сигналов радиоуправляемыми фонарями осуществляется следующим образом.
В корпусе каждого радиоуправляемого фонаря смонтирована плата управления световой сигнализацией (10а, 10б), включающая плату радиопередающего модуля, которая по существу представляет собой приемопередатчик радиосигнала (7а, 7б) с антенной (8а, 8б). Антенна выполнена в виде одножильного провода длиной 15 см. Приемопередатчик радиосигнала (7а, 7б) получает радиосигнал от устройства управления радиоуправляемыми фонарями (1), представляющего собой многоканальное радиопередающее устройство, плата управления радиоуправляемыми фонарями (10а и 10б) сравнивает радиоадрес сигнала с радиоадресом первоначальной привязки и в случае их совпадения включает соответствующий световой сигнал.
Включение габаритных огней, а равно включение радиоуправляемых фонарей (3а, 3б) в работу, происходит в момент соприкосновения двух контактных магнитных кронштейнов с металлическим корпусом телеги (корпус телеги оцинкован, соответственно обладает электропроводностью), а также на одной плоскости с которой находятся контактные магнитные кронштейны (14а, 14б) находится индуктивный бесконтактный выключатель (13а, 13б) с нормально разомкнутым контактом, который подключен параллельно к цепи контактных магнитных кронштейнов. При установке радиоуправляемых фонарей (3а, 3б) на телегу индуктивный бесконтактный выключатель среагирует на металлическую поверхность корпуса телеги и замкнет дополнительно цепь между контактными магнитными кронштейнами. Питание индуктивного бесконтактного выключателя осуществляется от аккумуляторной батареи (9а, 9б) встроенной в корпус каждого радиоуправляемого фонаря (3а, 3б).
Конструкции индуктивных бесконтактных выключателей широко известны из уровня техники. В частности, данные выключатели представляют собой устройства, принцип работы которых основан на изменении параметров генератора при внесении в активную зону датчика металлического предмета. Изменение амплитуды пропорционально расстоянию до металлического предмета и преобразуется в аналоговый сигнал, который поступает на триггер (см., например, http://skbind.ru/induktivnye_beskontaktnye_datchiki).