Автономное портативное устройство для дистанционного мониторинга вагонов

Полезная модель относится к технике эксплуатации железных дорог, в частности, к техническим средствам организации железнодорожного движения и может быть использована для дистанционного мониторинга в режиме реального времени определения местоположения вагона.
Известны устройства для мониторинга движения транспорта или мониторинга иной информации, содержащие модули сбора и передачи информации, источники питания в виде аккумуляторных и солнечных батарей.
Известна «Система мониторинга контролируемого объекта» по патенту РФ на полезную модель №121632 U1, включающая объектовое устройство, выполненное с возможностью сбора данных о состоянии объекта и подсоединенное к аккумулятору, накапливающему заряд электроэнергии от солнечной батареи, отличающаяся тем, что контролируемым объектом служит телекоммуникационное оборудование, размещенное в телекоммуникационном шкафу, а объектовое устройство выполнено с возможностью осуществления функций охраны, контроля и управления работой указанного оборудования..
Известен автономный трекер GTTS, который предназначен для глобального отслеживания перемещений наземных, водных или воздушных подвижных объектов по данным спутниковой навигационной системы GPS. Устройство содержит встроенные антенны Iridium и GPS, комплект батарей, позволяющий работать о трех лет без замены. Однако данное устройство работает только через сеть спутниковой связи Iridium SBD, а также сбор и передача данных происходит путем интеграция с платформой трекинга СТЭККОМ. Однако, привязанность к определенной сети спутниковой связи и интеграция через конкретную платформу, а также невозможность эксплуатации больше 3 лет из-за ограниченного срока действия встроенной встроенных батарей, а также универсальность применения на различных типах транспорта, не позволяет учитывать особенности железнодорожного транспорта (URL http://asupro.com/gps-gsm/system/rfid-identification-system-railway.html).
В системе железных дорог также существуют системы и устройства, позволяющие отслеживать перемещение железнодорожного транспорта.
Известен МАЛОГАБАРИТНЫЙ КОМПЛЕКС МОНИТОРИНГА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ по патенту РФ на полезную модель №96276 U1 , который состоит из трекера, в состав которого входят: плата управляющего микроконтроллера, на которой расположены: управляющий микроконтроллер, GSM-модем, трехосевой механический акселерометр, flash-память, приемник GPS/ГЛОНАСС и технологические входы/выходы, также в состав трекера входят литийполимерный аккумулятор, светодиодные индикаторы, антенна GPS/ГЛОНАСС, подключенная к радиочастотному входу приемника GPS/ГЛОНАСС, GSM-антенна, подключенная к радиочастотному разъему GSM-модема, выходы приемника GPS/ГЛОНАСС подключены к управляющему микроконтроллеру, первый и второй информационные выходы которого подключены к первому и второму входам трехосевого механического акселерометра, выходы GSM-модема подключены к входам управляющего микроконтроллера, второй и третий информационные выходы которого подключены к flash-памяти, управляющий микроконтроллер оборудован портом для его программирования, представляющим собой технологические входы/выходы, выходы литий полимерного аккумулятора подключены к плате управляющего контроллера, сигнальные выходы которой подключены к светодиодным индикаторам, в состав малогабаритного комплекса мониторинга входят мини-ноутбук и карманный персональный компьютер.
Известен также СПОСОБ И СИСТЕМА ДИАГНОСТИКИ И УДАЛЕННОГО МОНИТОРИНГА КОНТАКТНОЙ СЕТИ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ по патенту РФ на изобретение №2444449 C1 , включающая размещенные на анкерных опорах контактной сети консоли, несущий трос, струны, контактный провод, грузокомпенсирующие устройства несущего троса и контактного провода и содержащая датчики параметров технического состояния элементов контактной сети, отличающаяся тем, что на участках несущего троса и контактного провода, расположенных непосредственно за роликами блоков грузокомпенсирующих устройств и/или над гирляндами грузов грузокомпенсирующих устройств, которые размещены на анкерных опорах контактной сети, по всей длине контактной сети стационарно закреплены блоки сбора и передачи информации, при этом каждый блок сбора и передачи информации содержит комплект датчиков параметров технического состояния элементов контактной сети, включающий датчики виброакустики и вибродиагностики элементов контактной сети, датчик магнитного поля и датчик температуры, а также автономный источник питания, микропроцессорное устройство для первичной аналого-цифровой обработки информации с датчиков блока, устройство радиосвязи между блоком и размещаемым на узловой станции промежуточным концентратором информации СДУМ, который соединен посредством проводной и/или беспроводной связи с единым концентратором информации о состоянии элементов контактной сети железной дороги.
Известно «Устройство для контроля проследования поезда в полном составе» по патенту РФ на изобретение №2702370 C1, содержащее размещенный на пункте контроля считывающий блок, к управляющему входу источника питания которого подключен выход блока управления источником питания, а на сцепках хвостовых вагонов состава каждого поезда установлены пассивные приемопередатчики радиочастотной идентификации, отличающееся тем, что блок управления источником питания состоит из маломощного приемопередатчика, который через модуль формирования сигнала управления соединен с выходом блока управления источником питания считывающего блока, порт которого соединен с портом маломощного приемопередатчика, связанного посредством радиоканала при проследовании поезда через пункт контроля с маломощным приемопередатчиком, установленным на локомотиве поезда и подключенным к бортовому устройству управления движением этого поезда.
Все перечисленные выше технические решения имеют сложное конструктивное выполнение, потребляют большое количество электроэнергии, не являются портативными, автономными, требуют дополнительных источников питания, сложны в обслуживании и эксплуатации.
Технической проблемой на решение которой является отсутствие автономных портативных устройств для дистанционного мониторинга вагонов отечественного производства.
Техническим результатом полезной модели является конструктивное устройство автономного портативного устройства для дистанционного мониторинга вагонов.
Технический результат достигается тем, что автономное портативное устройство для дистанционного мониторинга вагонов содержит корпус с по крайней мере одной солнечной батареей на его поверхности и встроенной антенной, основную аккумуляторную батарею, резервный источник питания в виде аккумуляторной батарею, модуль определения позиции с использованием спутниковых систем GPS и ГЛОНАСС, модуль передачи данных на сервер сбора информации и определения LBS позиции, управляющий контроллер, переходник для передачи напряжения от солнечной батареи к основной аккумуляторной батарее, модуль крепления корпуса устройства к вагону.
Проведенный патентно-информационный поиск показал, что отдельно взятые конструктивные элементы заявляемого устройства встречаются в известных устройствах подобного назначения, однако автономное портативное устройство для дистанционного мониторинга вагонов в предложенной совокупности существенных признаков и их взаимосвязи не были выявлены.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков и обеспечиваемым полезной моделью техническим результатом, состоит в том, что исполнение полезной модели в виде корпуса с по крайней мере одной солнечной батареей на его поверхности и встроенной антенной, с основной аккумуляторной батареей резервным источником питания в виде резервной аккумуляторной батареей, с модулем в виде встроенных антенн определения позиции с использованием спутниковых систем GPS и ГЛОНАСС, модулем передачи данных на сервер сбора информации и определения LBS позиции, управляющим контроллером, переходником для передачи напряжения от солнечной батареи к основной аккумуляторной батарее, модулем крепления корпуса к вагону, позволяет создать автономное портативное устройство для дистанционного мониторинга вагонов, которое не требует дополнительных источников питания, легко в эксплуатации и обслуживании, может быть изготовлено из отечественных комплектующих.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
На фиг. 1 показана блок схема автономного портативного устройства для мониторинга вагонов: устройство из корпуса (1), солнечной батареи (2), встроенной антенны (3), основной аккумуляторной батареи (4), резервного источника питания в виде аккумуляторной батареи (5), модуль определения позиции с использованием спутниковых систем GPS и ГЛОНАСС (6), модуль передачи данных на сервер сбора информации и определения LBS позиции (7), управляющий контроллер (8), переходник для передачи напряжения от солнечной батареи к основной аккумуляторной батарее (9), модуль крепления корпуса к вагону (10).
Происходит сбор данных системой навигации и передача этой информации через канал GPRS сотовой сети (6, 7) посредством встроенных антенн GSM и GPS-ГЛОНАСС. Модуль передачи данных на сервер сбора информации и определения LBS позиции (7) обеспечивает также возможность накопления данных в энергонезависимой памяти и передачу накопленного архива при появлении возможности использования беспроводной сети. Частота передачи данных по каналу связи задается при настройке. Функционирование заявленного технического решения происходит автоматически, в соответствии с установленными настройками и через управляющий контроллер (8). Основные настройки - частота сеансов передачи информации на сервер и значения передаваемых параметров - пробег вагона, количество и длительность стоянок. Основным показателем заявляемого устройства является точность измерения местоположения вагона.
Зарядка элементов питания солнечной батареи (2) осуществляется от падающих солнечных лучей и, в дальнейшем, элементы питания солнечных батарей служат автономным источником питания.
Размещать заявляемое Устройство необходимо в горизонтальном положении на крыше вагона, либо вертикальном, в верхней части вагона (как с торца, так и продольно), с максимально-возможной высотой расположения. Данное требование обозначено необходимостью обеспечения максимального свето-потребления заявляемым устройством, с целью подзарядки встроенных аккумуляторных батарей и поддержанием высокой степени вандало-устойчивости.
Если солнечной энергии нет в течение 4 месяцев, то Устройство автоматически переходит в режим энергосбережения и выходит на связь ограниченное число раз в сутки.
Заявляемое Устройство может изготавливаться в следующих возможных параметрах: габаритные размеры, мм, не менее 140×120×50, средства определения местоположения приемник ГЛОНАСС/GPS/Galileo, параметры одной аккумуляторной батареи ( АКБ)3,6 V, 2750 mAh, антенны GSM и GPS-ГЛОНАСС встроенные. Способ зарядки АКБ - солнечные батареи отечественного производства, диапазон рабочих температур °С от минус 40 до плюс 60, модули сбора и передачи информации, а также управляющий котроллер (микроконтроллер) содержат чипы с встроенной памятью и соответствующим программным обеспечением.
Таким образом, создано автономное портативное устройство для дистанционного мониторинга вагонов, где автономность достигается за счет использования по крайней мере одной солнечной батареи, которая позволяют накапливать энергию в дневное время суток в основной и резервной аккумуляторной батарее (резервный источник питания). Портативность достигается за счет размещения конструктивных элементов в одном корпусе. Устройство имеет небольшие размеры, устанавливается на специальные вагоны грузового и пассажирского типов (платформа УСО, ХДВ, МТСО, вагон-сопровождения и др.) любой модификации, эксплуатируемых на железных дорогах Российской Федерации, с целью определения местоположения вагона на открытой земной поверхности в пределах области действия спутниковой системы навигации GPS/Глонасс/Galileo и зоны покрытия сотовой GSM связью. При этом не требуется вмешательство в конструкцию вагона.