УСТРОЙСТВО ТЕРМИНАЛЬНОЕ УНИВЕРСАЛЬНОЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЕ

Полезная модель относится к промышленным мониторам, обрабатывающим информацию, которая поступает по внешним интерфейсам для последующего отображения, архивирования и формирования управляющих команд. Полезная модель может найти применение в системах управления подвижными объектами (тракторы, комбайны и др.), технологическими процессами в различных отраслях промышленности, энергетики, ЖКХ.
Известно устройство терминальное универсальное интеллектуальное OPUS А8е производства Wachendorff Elektronik, содержащее процессорный модуль, TFT сенсорный экран, автономные часы реального времени, тональный звуковой сигнал, интерфейсы RS-232, USB, Ethernet, CAN, входы для подключения видеокамер, четыре конфигурируемых аналоговых входа, три цифровых выхода, один аудиовыход малой мощности (65 мВт), Bluetooth.
Недостатками OPUS А8е являются низкие функциональные возможности устройства:
- невозможность применения в системах с дистанционным управлением/снятием информации из-за отсутствия встроенного GSM-модема;
- ограничение применения в системах, использующих точное позиционирование из-за отсутствия приемника системы спутниковой навигации, обеспечивающего работу в режиме RTK поправок;
- ограничение объема хранимой информации из-за отсутствия слота для SD-карты;
- ограничение в применении для устройств, имеющих большое количество информационных цепей из-за малого количества аналоговых/цифровых входов;
- невозможность использования в качестве мультимедийного центра из-за отсутствия FM-приемника и усилителя мощности, работающего непосредственно на акустические системы;
- низкая эргономичность из-за отсутствия датчика освещенности для автоматической регулировки яркости экрана, ограничение идентификации пользователя.
Технической проблемой является создание удобного и многофункционального устройства терминального универсального интеллектуального с высокими показателями результативности и эффективности управления.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в обеспечении высокой эргономичности устройства терминального универсального интеллектуального.
Для достижения указанного технического результата устройство терминальное универсальное интеллектуальное содержит: микропроцессорный модуль, FRAM память, интерфейс CAN, видеокодек, USB-интерфейс, микрофонный усилитель, GSM модуль, устройство спутниковой навигации с возможностью работы с RTK, слот для работы с microSD картами, модуль NFC, FM приемник, усилитель мощности, сенсорная панель, цветной TFT-дисплей, датчик света, вибратор, LAN интерфейс. Микропроцессорный модуль через CAN-интерфейс связан с сигнальным микропроцессором и внешними источниками данных, работающими по этому интерфейсу. Сигнальный микропроцессор связан с цепями измерения аналоговых сигналов, цепями измерения частоты, цепями измерения релейных каналов. Компоненты устройства связаны между собой проводниками на единой печатной плате и заключены в единый алюминиевый корпус, на передней стороне корпуса расположен цветной TFT-дисплей и сенсорная панель, между сенсорной панелью и корпусом помещена силиконовая прокладка.
Структурная схема устройства терминального универсального интеллектуального представлена на фиг. 1, где:
1 - цепи измерения аналоговых сигналов;
2 - FRAM память;
3 - цепи вторичного питания;
4 - устройство спутниковой навигации;
5 - LAN интерфейс;
6 - цепи измерения частоты;
7 - сигнальный микропроцессор;
8 - CAN-интерфейс;
9 - микропроцессорный модуль;
10 - модуль NFC;
11 - MicroSD слот;
12 - вибратор;
13 - микрофонный усилитель;
14 - USB интерфейс;
15 - усилитель мощности;
16 - FM приемник;
17 - модуль GSM;
18 - видеокодек;
19-TFT дисплей;
20 - сенсорная панель;
21 - датчик света;
22 - слот для Micro Sim карт;
23 - цепи измерения релейных каналов.
На фиг. 2 представлен габаритный чертеж устройства терминального универсального интеллектуального, где:
24 - сенсорный цветной TFT дисплей;
25 - разъем Jack 3.5 для подключения микрофона;
26 - USB разъем;
27 - приемник для NFC карт;
28, 29 - сигнальные разъемы;
30 - датчик света;
31 - видеовходы;
32 - LAN разъем;
33 - FM, GSM-разъемы и разъемы устройства спутниковой навигации;
34 - корпус.
Заявляемое устройство терминальное универсальное интеллектуальное содержит сигнальный микропроцессор 7, соединенный с согласующими цепями измерения релейных каналов 23, аналоговых сигналов 1, измерения частоты 6 для перевода поступающей с них информации в цифровую форму для последующей передачи по CAN интерфейсу 8 для дальнейшей обработки в микропроцессорном модуле 9. Микропроцессорный модуль 9 обеспечивает функционирование программного обеспечения и соединен с CAN-интерфейсом 8 для получения информации от сигнального микропроцессора 7 о состоянии аналоговых и релейных входов, с модулем LAN интерфейса 5 и модулем USB интерфейса 14 для обмена информацией с устройствами, поддерживающими данные интерфейсы. Микропроцессорный модуль 9 также соединяется с устройством спутниковой навигации 4 для позиционной/временной привязки и с GSM модулем 17 для обмена данными с внешними абонентами по GPRS каналу, GSM модуль 17 соединен со слотом Micro Sim 22 для идентификации в сети оператора сотовой связи. Микропроцессорный модуль 9 соединяется с микрофонным усилителем 13, предназначенным для подключения внешнего микрофона, и усилителем мощности 15, предназначенным для выдачи сигнала на внешние акустические системы для обеспечения громкой связи с оператором и выдачи речевого информирования. Также микропроцессорный модуль 9 соединяется с FM приемником 16, что позволяет реализовать управление им. Связь FM приемника 16 с усилителем мощности 15, совместно со связью с модулем USB интерфейса 14 через микропроцессорный модуль 9, позволяет реализовать мультимедийный центр. Для расширения встроенной памяти микропроцессорный модуль 9 подключается к FRAM памяти 2 и Micro SD слоту 11, куда может быть установлена карта памяти необходимой емкости. Для обеспечения взаимодействия с оператором (визуализация и ввода информации) микропроцессорный модуль 9 соединяется с TFT дисплеем 19, сенсорной панелью 20, вибратором 12 и датчиком света 21. Для отображения видеоинформации микропроцессорный модуль 9 соединен с видеокодеком 18. Для обеспечения идентификации оператора микропроцессорный модуль 9 соединен с NFC модулем 10. Модуль цепей вторичного питания 3 связан со всеми компонентами устройства и обеспечивает преобразование поступающего от внешнего источника питания в необходимые для всех компонентов питающие напряжения.
Функционирование заявляемого устройства терминального универсального интеллектуального происходит следующим образом: работа устройства начинается с подачи на него питающего напряжения +24 В от сети техники через фильтр питающего напряжения на цепи вторичного питания 3. Сигнальный микропроцессор 7 и микропроцессорный модуль 9 обмениваются данными между собой и внешними устройствами для получения информации о состоянии и управлении датчиками/исполнительными устройствами через CAN интерфейс 8. LAN интерфейс 5 и USB интерфейс 14 служат для подключения внешних периферийных устройств, поддерживающих обмен по данным интерфейсам. При запуске обеспечивается возможность идентификации оператора техники через NFC модуль 10. Сигнальный микропроцессор 7 принимает и обрабатывает сигналы с цепей измерения аналоговых сигналов 1, частоты 6, релейных каналов 23. Микропроцессорный модуль 7 выводит информацию на визуальный интерфейс TFT дисплея 19 и получает с сенсорной панели 20 координаты нажатия оператора, активируя вибратор 12 при нажатии в зону изображения кнопки, а датчик света 21, в соответствии с алгоритмом, обеспечивает регулировку яркости экрана в зависимости от внешней освещенности. Информация о текущих координатах устройства с точностью ±5 метров, необходимая для работы систем дистанционного мониторинга, поступает от устройства спутниковой навигации 4, для повышения точности до ±10 сантиметров устройство спутниковой навигации 4 имеет режим работы с RTK поправками, канал получения которых обеспечивает модуль GSM 17 и слот для micro sim карт 22. Также модули GSM 17, микрофонный усилитель 13 и слот для microsim-карт 22 с вставленной сим-картой обеспечивают возможность громкой голосовой связи. Аналоговый видеосигнал типа PAL/SECAM/NTSC передается на видеокодек 18, где преобразуется в 8-bit ITU-RBT.656 цифровой формат и через микропроцессорный модуль 9 выводится на TFT дисплей 19. При формировании голосовых оповещений аналоговый стереоаудиосигнал с микропроцессорного модуля 9 через усилитель мощности 15 подается на колонки самоходной техники. Прием частот FM диапазона 78-108 МГц ведется через антенну самоходной техники, сигнал поступает на FM-приемник 16 и через усилитель мощности 15 подается на внешние акустические системы. Временные данные необходимые для функционирования устройства хранятся в перезаписываемой оперативной FRAM памяти 2, либо на вставленной в micro SD слот 11 карте памяти. Хранение постоянных данных организовано в памяти микропроцессорного модуля 9.
Заявляемое устройство терминальное универсальное интеллектуальное можно использовать в автотранспортных и специализированных средствах МАЗ, КАМАЗ, Петербургского тракторного завода, комбайнового завода Ростсельмаш, АО Клевер, любой модификации.
Повышение эргономичности устройства связано с тем, что наличие встроенного GSM-модуля, усилителя мощности и микрофонного входа позволяет реализовать громкую связь, подключив антенну, акустическую систему и микрофон без использования дополнительных устройств в кабине оператора, что повышает комфорт работы оператора с устройством. Наличие TFT дисплея обеспечивает возможность менять состав и форму представления отображаемой на нем информации в зависимости от текущего режима функционирования автотранспортного средства, что улучшает ее восприятие. Наличие вибратора позволяет осуществить виброотклик на нажатие клавиш оператором, что создает тактильный эффект подтверждения реакции системы и повышает комфорт работы оператора. Наличие встроенной FRAM памяти совместно с TFT дисплеем и сенсорной панелью позволяет отображать информацию о зафиксированных и неустраненных неисправностях в автоматическом режиме, что позволяет оператору без дополнительных операций визуально оценивать состояние систем и повышает безопасность работы. Наличие встроенного микрофонного усилителя позволяет реализовать речевой многоязыковой информатор и исключить оператору манипуляции с органами управления для получения оперативной информации об изменении режимов работы (аварийных и предупредительных), что также повышает безопасность работы. Наличие USB порта позволяет подключать внешнее универсальное вычислительное устройство (например: ПК, ноутбук), которое позволяет без дополнительных манипуляций с устройством терминальным универсальным интеллектуальным получать информацию, содержащуюся в журнале отказов, проводить диагностику состояния и настройку, как самого устройства, так и всех систем, подключенных к нему по CAN-интерфейсу без применения дополнительных переходников и адаптеров, что позволяет сократить время обслуживания автотранспортного средства и делает его более комфортным.
Обеспечение высокой эргономичности достигается тем, что устройство терминальное универсальное интеллектуальное содержит микропроцессорный модуль, FRAM память, интерфейс CAN, видеокодек, USB-интерфейс, микрофонный усилитель, GSM модуль, устройство спутниковой навигации с возможностью работы с RTK, слот для работы с microSD картами, модуль NFC, FM приемник, усилитель мощности, сенсорная панель, цветной TFT-дисплей, датчик света, вибратор, LAN интерфейс. Микропроцессорный модуль через CAN-интерфейс связан с сигнальным микропроцессором и внешними источниками данных, работающими по этому интерфейсу. Сигнальный микропроцессор связан с цепями измерения аналоговых сигналов, цепями измерения частоты, цепями измерения релейных каналов. Компоненты устройства связаны между собой проводниками на единой печатной плате и заключены в единый алюминиевый корпус, на передней стороне корпуса расположен цветной TFT-дисплей и сенсорная панель, между сенсорной панелью и корпусом помещена силиконовая прокладка.