ПЕРСОНАЛЬНЫЙ GSM КОММУНИКАТОР С ПРИЕМНИКОМ ГЛОНАСС/GPS

Полезная модель относится к области электроники и микроэлектроники и, более конкретно, к системам мобильной связи, с функцией определения местоположения подвижных объектов по сигналам космических навигационных систем ГЛОНАСС/GPS и их мониторинга с целью контроля и слежения за их перемещением, в частности к системам для предоставления, кроме всего прочего, информации о местоположении пользователя на электронной карте местности.
Область применения включает в себя сферы, связанные с коммерческим использованием спутниковых навигационных технологий для предоставления потребителю высокоточной координатно-временной информации. В качестве областей применения могут быть области диспетчеризации общественного или специального автотранспорта, системы охраны личного транспорта, системы поиска угнанных автомобилей и др.
Из патента Российской Федерации на полезную модель №32943 (опубл. 27.09.2003) известен навигационный терминал связи, содержащий GSM модем, который первым входом-выходом соединен с портом подключения GSM антенны, второй вход-выход соединен с первым входом-выходом процессора, который своим вторым в ходом-выходом соединен с первым входом-выходом GPS приемника, который вторым входом-выходом соединен с портом подключения GPS антенны, отличающийся тем, что в навигационный терминал связи дополнительно введено устройство беспроводной приемопередачи данных по радиоканалу Bluetooth, которое первым входом-выходом соединено с третьим входом-выходом процессора, а вторым входом-выходом с портом подключения третьей антенны.
Из патента Российской Федерации на полезную модель №53830 (опубл. 2 7.05.2006) известен м обильный терминал, со держащий внешнюю GSM антенну, связанную с базовой станцией, внутреннюю антенну, внешнюю GPS антенну, связанную со спутниками, модем, микроконтроллер, навигационный узел, узел управления электропитанием и переключатель антенн, при этом внутренняя антенна и внешняя GSM антенна подключены к первому и второму входу-выходу переключателя антенн соответственно, третий вход-выход которого подключен к первому входу-выходу модема, а четвертый вход переключателя антенн подключен к первому выходу микроконтроллера, при этом второй вход-выход модема подключен ко второму входу-выходу микроконтроллера, третий вход-выход микроконтроллера подключен к первому входу-выходу навигационного узла, второй вход-выход которого подключен к внешней GPS антенне, четвертый вход-выход микроконтроллера подключен к узлу управления электропитанием. В мобильный терминал дополнительно введены переключатель, универсальный порт ввода/вывода, внешний порт RS-232, аудио интерфейс, радиомодуль, переключатель порта, внутренний порт RS-232 и внутренняя радиоантенна, причем пятый вход-выход микроконтроллера подключен к входу-выходу универсального порта ввода-вывода, шестой вход-выход микроконтроллера подключен к входу-выходу внешнего порта RS-232, седьмой вход-выход микроконтроллера подключен к первому входу -выходу переключателя порта, второй вход-выход которого подключен к первому входу-выходу радио модуля, третий вход-выход переключателя порта подключен к первому входу-выходу внутреннего порта RS-232, второй вход-выход которого связан с модулем расширения, второй вход выход радио модуля подключен к внутренней радиоантенне, а третий вход-выход модема подключен к входу-выходу аудио интерфейса.
Наиболее близким аналогом является GSM/UMTS- коммуникатор Garmin-Asus nuvifone M10 (http://www.mobile-review.com/pda/review/asus-mIO.shtml) состоящий из сенсорной TFT-матрицы, центрального процессора, аккумуляторной батареи, разъема microUSB для подключения зарядного устройства, разг оворного динамика, слота под карту памяти micro SD, встроенного модема UMTS/HSDPA 900/2100 с антенной GSM/EDGE 900/1800/1900 МГц, модуля Bluetooth 2.0 с поддержкой A2DP, микрофона, GPS приемника с антенной на чипе gpsOne платформы Qualcomm и слота для SIM-карты.
Существенным недостатком описанного выше технического решения является недостаточная точность определения местоположения.
Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение точности определения местоположения за счет использования приемника ГЛОНАСС/GPS с возможностью приема дифференциальных поправок WAAS и EGNOS.
Технический результат достигается совокупностью существенных признаков, а именно: персональный GSM коммуникатор с приемником ГЛОНАСС/GPS состоит из дисплея с сенсорным экраном, микропроцессора, аккумуляторной батареи, модуля питания, динамика, Flash-памяти на SD-карте, вставляемой в слот платы коммуникатора, встроенной антенны GSM, модема GSM, модуля Bluetooth, микрофона, USB-порта, встроенной антенны ГЛОНАСС/GPS, навигационного приемника ГЛОНАСС/GPS и SIM-карты, при этом вход-выход дисплея с сенсорным экраном соединен с первым выходом микропроцессора, вход-выход аккумуляторной батареи соединен с первым входом-выходом модуля питания, второй вход-выход которого соединен с вторым входом-выходом микропроцессора, вход-выход антенны GSM соединен с первым входом-выходом модема GSM, второй вход-выход которого соединен с восьмым входом-выходом микропроцессора, выход микрофона соединен с входом микропроцессора, вход-выход Flash-памяти на SD-карте соединен с третьим входом-выходом микропроцессора, вход-выход USB-порта соединен с четвертым входом-выходом микропроцессора, вход-выход SIM-карты подключен к пятому входу-выходу микропроцессора, вход-выход навигационного приемника ГЛОНАСС/GPS соединен с шестым входом-выходом микропроцессора, выход антенны ГЛОНАСС/GPS соединен с входом навигационного приемника ГЛОНАСС/GPS, вход-выход модуля Bluetouth соединен с седьмым входом-выходом микропроцессора, выход которого соединен с входом динамика, при этом модуль питания имеет вход для подключения внешнего источника питания.
Признаки и сущность заявленной полезной модели поясняются в последующем детальном описании, иллюстрируемом чертежами, где показано следующее:
фиг.1 - структурная схема персонального GSM коммуникатора с приемником ГЛОНАСС/GPS, где:
1 - дисплей с сенсорным экраном;
2 - аккумуляторная батарея;
3 - встроенная антенна GSM;
4 - модем GSM;
5 - модуль питания;
6 - Flash-память на SD-карте;
7 - микрофон;
8 - модуль Bluetooth;
9 - микропроцессор;
10 - USB порт;
11 - встроенная антенна ГЛОНАСС/GPS;
12 - навигационный приемник ГЛОНАСС/GPS;
13 -SIM карта;
14 - плата коммуникатора;
15 - динамик.
фиг.2 - обобщенный алгоритм работы микропроцессора, где:
16 - включение питания;
17 - проверка работоспособности встроенной системой контроля;
18 - чтение конфигурации коммуникатора;
19 - запуск платы коммуникатора;
20 - запуск дисплея;
21 - загрузка операционной системы;
22 - инициализация GSM модема;
23 - инициализация навигационного приемника ГЛОНАСС/GPS;
24 - загрузка навигационной программы;
25 - обработка данных с навигационного приемника ГЛОНАСС/GPS;
26 - обработка данных с GSM модема;
27 - обработка данных с Bluetooth модуля;
28 - обработка архивных пакетов;
29 - условие «есть данные для отправки на сервер?»;
30 - создание и отправка пакета на сервер (или запись его в «черный ящик»)
Принцип работы устройства как навигационного устройства основан на использовании принципа определения местоположения подвижного объекта по сигналам КНС ГЛОНАСС и GPS и передачи своих текущих навигационных параметров на телематический сервер или передачи/приема информации с сервера текущей загрузки дорог (например сервис - Яндекс пробки).
Принцип работы изделия как телефонного устройства основан на использовании ресурсов GSM-сети.
Принципы работы изделия в режиме мультимедийного устройства основан на использовании микропроцессора, который позволяет просматривать и прослушивать мультимедийные файлы (фото, аудио, видео) на коммуникаторе. Наличие USB-интерфейса и SD-модуля позволяет подключать изделие к персональному ПК и хранить большие объемы данных на SD-карте. Высокопроизводительный микропроцессор позволяет одновременно просматривать мультимедийные файлы и работать с навигационной программой.
Устройство работает следующим образом.
После включения питания, происходит инициализация изделия, а именно:
- проверка работоспособности встроенной системой контроля (ВСК);
- запуск платы коммуникатора;
- включение дисплея;
- загрузка операционной системы;
- включение и инициализация модема GSM;
- запуск навигационного приемника ГЛОНАСС/GPS;
После успешно пройденного этапа загрузки операционной системы, включения навигационного приемника ГЛОНАСС/GPS и загрузки навигационной программы, изделие начинает вычисление текущего географического расположения, модем осуществляет проверку SIM-карты и регистрацию в GSM-сети. При появлении GSM сети данные из черного ящика автоматически передаются на телематический сервер. Необходимыми условиями устойчивой работы приемника является то, чтобы в зоне радиовидимости было не менее четырех спутников одной системы или 2+3 спутников разных систем.
Далее изделие переходит в штатный режим работы.
Штатный режим работы
В данном режиме после загрузки операционной системы, изделие может выполнять различные задачи, которые задает пользователь путем запуска соответствующих приложений, работающих с операционной системой WINDOWS MIOBILE. В данном режиме возможен запуск навигационного ПО, осуществлять голосовую связь по GSM-каналу, выходить в сеть Интернет, обмениваться файлами с другими устройствами по технологии Bluetooth.
В данном режиме возможен запуск AVL-приложения (приложение при котором изделие работает как терминал, т.е. производит периодическую передачу текущих навигационных параметров (НП) на телематический сервер).
Передача сообщений на телематический сервер осуществляется по мере возникновения новых событий - периодических и внеочередных. К внеочередным событиям относятся:
- начало движения;
- превышение максимальной скорости;
Энергосберегающий режим
Данный режим предусматривает поэтапное отключение устройств в случае разряда аккумулятора (отключение GSM-модема, отключение навигационного приемника ГЛОНАСС/GPS, понижение тактовой частоты процессора). Энергосберегающий режим работы предусматривает ряд подрежимов работы, а именно:
- фоновый режим (запускается если изделие не используется в течении определенного интервала времени);
- спящий режим;
- режим пониженного энергопотребления.
Микропроцессор позволяет просматривать и прослушивать мультимедийные файлы (фото, аудио, видео) на коммуникаторе, а так же выполнен с возможностью:
- мониторинга местоположения подвижных объектов в режиме реального времени;
- отображения местоположения, направления движения подвижных объектов на электронной карте и в виде текстового пояснения на экране монитора;
- составления пользователем зон контроля любой конфигурации (многоугольники, коридоры, окружности) в специальном редакторе;
- составления и сохранения заданий на прохождение заданного пользователем количества контрольных зон в заданном порядке с возможностью назначения неограниченного количества временных окон для каждой зоны;
- назначения маршрутных заданий одному или нескольким подвижным объектам вручную или автоматически по заданному графику работы;
- оперативного изменения маршрутных заданий в процессе выполнения;
- протоколирования действий пользователя;
- автоматического контроля выполнения маршрутных заданий с сигнализацией их нарушений;
- ведения журнала нарушений;
- контроля прохождения установленных зон в заданный период времени;
- формирования отчетов о движении;
- автоматического создания резервных копий средствами специального программного обеспечения;
- хранения полученной информации в базе данных;
- одновременной работы со всеми картографическими файлами, доступными программе;
- обращения пользователя к встроенной в программу базы данных адресов крупных городов России;
- приема и обработки данных от телематического сервера.
При этом микропроцессор имеет встроенный мультиформатный кодек (Multi-Format Codec, MFC) - MPEG4/H.263/H.264 для захвата изображения и MPEG4/H.263/ H.264/VC1 для воспроизведения и выполнен с возможностью обрабатывать сигнал с разрешением 640х480 пикселей и частотой до 30 fps в полнодуплексном режиме (одновременный захват и воспроизведение), поддерживает ЗО-графику и аппаратное масштабирование, в нем реализованы два порта доступа к памяти, что позволяет не снижать его быстродействия при одновременном выполнении кода и воспроизведения/захвата видео. Так же микропроцессор поддерживает множество интерфейсов памяти и может работать в связке с микросхемами Flash типа NAND (SLC и MLC), NOR, OneNAND, moviNAND, а также Mobile DRAM и традиционными SDRAM.
При этом модем GSM имеет компактные размеры и может работать в четырех диапазонах GSM 850,900,1800,1900 в широком температурном диапазоне от минус 40°С до плюс 85°С.
Кроме того навигационный приемник ГЛОНАСС/GPS выполнен с возможностью приема дифференциальных поправок WAAS и EGNOS.
В устройстве возможно использовать навигационный приемник ГЛОНАСС/GPS например ГеоС-ЗМ.
Для осуществления связи по технологии Bluetooth, в устройсве использован малогабаритный встраиваемый модуль Bluetooth, поддерживающий спецификацию Bluetooth v2.0, что позволяет передавать данные со скоростью более 2 Мбит/с.Модуль Bluetooth характеризуется небольшими размерами, низким энергопотреблением и возможностью работы в широком диапазоне температур.
Таким образом, при использовании устройства достигается заявленный технический результат в виде повышения точности определения местоположения за счет использования навигационного приемника ГЛОНАСС/GPS с возможностью приема дифференциальных поправок WAAS и EGNOS.