Многофункциональное охранно-поисковое спутниковое устройство

Заявленная полезная модель относится к системам мониторинга координат и контроля подвижных объектов (транспортных средств) и может быть использована для централизованного контроля за состоянием и местоположением обслуживаемых транспортных средств (ТС), а также для поиска ТС и оказания помощи водителю и пассажирам в нештатных ситуациях, например в случаях кражи или угона ТС.

Многофункциональное охранно-поисковое спутниковое устройство, выполненное с функцией определения координат с помощью GPS и передачей информации через GSM сеть по SMS и GPRS с длительным автономным режимом работы содержит GPS-приемник с антенной и блоком вычисления координат, GSM-приемопередающий модуль с антенной для беспроводного управления посредством SMS и GPRS, микропроцессорный блок управления для сбора и обработки данных, соединенный с GPS-приемником и GSM-приемопередающим модулем, и блок питания. Кроме того, устройство дополнительно содержит акселерометр и тревожную кнопку, подключенные к микропроцессорному блоку управления, микрофон, подключенный к GSM-приемопередающему модулю, многофункциональный разъем для подключения внешних модулей, соединенный с микропроцессорным блоком управления, и, содержащий один вход и один управляемый выход, а также модуль идентификации абонента (SIM-карта). При этом акселерометр содержит датчик движения, датчик удара, датчик переворота, в микропроцессорный блок управления встроен датчик температуры, причем GPS-приемник и GSM-приемопередающий модуль подключены к микропроцессорному блоку управления по протоколу UART, а акселерометр подключен к микропроцессорному блоку управления по шине SPI.

Полезная модель относится к охранно-поисковым спутниковым системам мониторинга координат и контроля подвижных объектов (транспортных средств) и может быть использована для централизованного контроля за состоянием и местоположением обслуживаемых транспортных средств (ТС), а также для поиска ТС и оказания помощи водителю и пассажирам в нештатных ситуациях, например в случаях кражи или угона ТС.

На данный момент известны различные автомобильные охранные противоугонные системы, электронные и механические, отечественного и зарубежного производства, различных схем и способов их подключения к элементам автомобиля, а также различные технические средства местоопределения подвижных объектов на основе технологий глобальных систем определения координат [Андрианов В.И., Соколов А.В. Автомобильные охранные системы. Справочное пособие. - СПб: Арлит, 2000 г.]-[1].

Однако все эти системы и устройства обладают ограниченными функциональными возможностями, не обеспечивают надежную охрану автотехники в потребительском сегменте цена - надежность.

Известны охранные системы отечественных производителей, в частности фирмы Magic Systems (г.Санкт-Петербург) - система контроля автомобиля CAR-Online, суть которой заключается в установке на автомобиле сигнализации, GSM-пейджера и обеспечении определения текущего местоположения автомобиля с помощью компьютера, подключенного к Интернету, или сотового телефона. Кроме того, система обеспечивает возможность дистанционной передачи команд на автосигнализацию посредством компьютера, подключенного к Интернету, или сотового телефона, в частности на запуск или блокировку двигателя, а также установку в автомобиле фотокамеры. Таким образом, систему CAR-Online можно использовать для дистанционного управления автосигнализацией и для наблюдения за транспортным средством.

Однако и эта система автосигнализации имеет недостатки, в частности высокая стоимость комплектации и установки.

Наиболее близкими к полезной модели по технической сущности являются охранно-поисковые спутниковые системы мониторинга координат и контроля подвижных объектов, использующих глобальную систему позиционирования (Global Positioning System - GPS) и систему мобильной связи GSM (Global System for Mobile communication), состоящих из автономных локализаторов, установленных на подвижных объектах, и центров мониторинга и контроля, которые принимают по сети мобильной связи GSM сообщения с автономных локализаторов, обрабатывают их и при необходимости передают на локализаторы звуковые сообщения или команды на исполнительные устройства, с которыми связаны локализаторы. Примерами таких устройств являются: DE 19733579 A1, G08В 25/10, опубл. 04.02.1999, GB 2279478 A, В60R 25/10, опубл. 04.01.1995, GB 2305285 А, В60R 25/10, опубл. 02.04.1997, RU 2173888 C1, G08В 25/08, опубл. 20.09.2001, US 6204772 BA, 340/6861, опубл. 20.03.2001, ЕР 0748727 В1, В60R 25/10, опубл. 07.11.2001, ЕР 1304671 Al, G08В 25/10, опубл. 23.04.2003.

В основном вышеперечисленные системы различаются компоновкой и внутренними связями автономных локализаторов (в различных аналогах они по-разному называются), но общим для всех систем является то, что автономный локализатор содержит GPS-приемник с антенной и блоком вычисления координат, GSM-приемопередатчик с антенной, микропроцессорный блок контроля и памяти, соединенный с GPS-блоком вычисления координат и GSM-приемопередатчиком, блок питания и порт ввода программ в микропроцессорный блок контроля, подзарядки блока питания и соединения, при необходимости, автономного локализатора с исполнительными устройствами и датчиками, установленными на подвижном объекте.

Общие принципы действия автономного локализатора следующие: GPS-приемник принимает информацию со спутников глобальной системы позиционирования, эта информация обрабатывается блоком вычисления координат и поступает в микропроцессорный блок контроля и памяти. По командам блока контроля и памяти с помощью GSM-приемопередатчика передается по сети мобильной связи на центр мониторинга и контроля сообщение о координатах и состоянии подвижного объекта. Сообщения от локализаторов передаются в виде SMS или в режиме передачи данных (Data Transfer Mode), а идентификация автономных локализаторов производится по SIM-карте (Subscriber Identification Module). С точки зрения минимизации затрат на функционирование системы наиболее целесообразно использовать службу GPRS (General Packet Radio Service).

Однако все эти системы обладают ограниченными функциональными возможностями, большими габаритами, а также сложны в настройке и обслуживании.

Технической задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является создание автономного многофункционального охранно-поискового спутникового устройства, которое можно использовать для решения целого спектра задач за счет его многофункциональности.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является расширение функциональных возможностей за счет дополнительных встроенных функций (датчик переворота, датчик аварии, датчик температуры, тревожная кнопка и т.д.), уменьшение габаритов, а также возможность самостоятельной настройки и обновления прошивки.

Полезная модель поясняется Фиг.1, на которой изображена схема многофункционального охранно-поискового спутникового устройства.

Многофункциональное охранно-поисковое спутниковое устройство выполнено с функцией определения координат с помощью GPS и передачей информации через GSM сеть по SMS и GPRS с длительным автономным режимом работы Заявленное многофункциональное охранно-поисковое устройство содержит GPS-приемник 2 с антенной 3 и блоком вычисления координат 4, GSM-приемопередающий модуль 5 с антенной 6 для беспроводного управления посредством SMS и GPRS, микропроцессорный блок управления 1 для сбора и обработки данных, соединенный с GPS-приемником 2 и GSM-приемопередающим модулем 5, и блок питания 7, а кроме того, устройство дополнительно содержит акселерометр 8 и тревожную кнопку 9, подключенные к микропроцессорному блоку управления 1, микрофон 10, подключенный к GSM-приемопередающему модулю 5, многофункциональный разъем 11 для подключения внешних модулей, соединенный с микропроцессорным блоком управления 1, и, содержащий один вход и один управляемый выход, а также модуль идентификации абонента 12 (SIM-карта), при этом акселерометр 8 содержит датчик движения, датчик удара, датчик переворота, в микропроцессорный блок управления 1 встроен датчик температуры 13, причем GPS-приемник 2 и GSM-приемопередающий модуль 5 подключены к микропроцессорному блоку управления 1 по протоколу UART, а акселерометр 8 подключен к микропроцессорному блоку управления 1 по шине SPI.

Основная функция заявленного устройства - точное определение координат с помощью системы GPS (или по базовым станциям GSM) и передача полученных данных с помощью текстовых SMS сообщений на телефон владельца. Настройка устройства осуществляется командами, отправляемыми через сообщения SMS. Поэтому для работы устройства необходимо установить в него SIM-карту любого GSM оператора региона, где в основном планируется использование данного устройства.

Многофункциональное охранно-поисковое спутниковое устройство может работать как от батарей, так и от внешнего источника питания, через специальный многофункциональный модуль подачи питания. Устройство по умолчанию находится в энергосберегающем режиме, т.е. «спит». Обнаружить его в этом состоянии чрезвычайно сложно, т.к. никаких электромагнитных излучений от устройства в режиме «сна» нет. При возникновении заранее установленного пользователем события устройство «просыпается», анализирует события, реагирует на события согласно настройкам и снова переходит в режим микропотребления. При запрете перехода в режим микропотребления устройство не «засыпает».

События, которые выводят устройство из режима микропотребления:

- начало движения,

- таймер - завершение периода «сна»,

- сильный удар,

- достижение заданной температуры, либо выход из диапазона, либо вход в диапазон,

- поступление внешнего тревожного сигнала на вход устройства,

- прекращение подачи внешнего питающего напряжения.

Для начала работы заявленного многофункционального охранно-поискового спутникового устройства требуется его первичная настройка, а именно:

1. Установка SIM-карты 12 выбранного оператора

2. Установка батарей 7 (блок питания)

3. Настройка номера телефона

4. Настройка пароля (если требуется)

5. Настройка режимов работы (если требуется).

После первичной настройки, а все настройки производятся либо с помощью SMS сообщений, в которых содержатся команды, либо с помощью Персонального компьютера и дополнительного внешнего модуля, служащего для программирования и конфигурирования без необходимости отправки SMS, устройство работает в выбранном пользователем режиме работы. В целях сокращения времени настройки многофункциональное охранно-поисковое спутниковое устройство имеет в своей памяти 5 заранее предустановленных режимов: 4 основных и один режим ожидания.

1. Режим «Авто» - это режим, в котором устройство находится подавляющую часть времени в режиме микропотребления, т.е. «спит». Просыпается каждые 6 часов, определяет координаты и отправляет владельцу SMS сообщение с координатами каждые 6 часов. Кроме того, постоянно контролирует начало движения, переворот, аварию. О фактах срабатывания тревожного входа и отключения от бортовой сети пользователь также будет проинформирован.

2. Режим «Груз» - это режим, в котором устройство находится подавляющую часть времени в режиме микропотребления, т.е. «спит». Просыпается каждые 30 минут, определяет координаты и отправляет владельцу SMS сообщение с координатами каждые 30 минут. Кроме того, постоянно контролирует начало движения, факты кантования, факты ударов и простоя. О фактах срабатывания тревожного входа и отключения от бортовой сети пользователь также будет проинформирован.

3. Режим «Человек» - это режим, в котором устройство находится подавляющую часть времени в режиме микропотребления, т.е. «спит». Просыпается каждые 15 минут, определяет координаты и отправляет владельцу SMS сообщение с координатами каждые 15 минут. Кроме того, постоянно контролирует начало движения, факт нажатия тревожной кнопки, факт простоя. О фактах срабатывания тревожного входа и отключения от бортовой сети пользователь также будет проинформирован.

4. Режим «Трекер» - это режим, в котором устройство находится в активном режиме, все периферийные устройства включены. Данные с координатами отправляются на выбранный пользователем сервер. Кроме того, постоянно контролирует начало движения, удары, факты простоя. О фактах срабатывания тревожного входа и отключения от бортовой сети пользователь также будет проинформирован.

5. Режим «Жду» - это режим, в котором устройство находится подавляющую часть времени в режиме микропотребления, т.е. «спит». Просыпается каждые 24 часа, и если не поступило никаких новых команд, вновь переходит в режим микропотребления.

Если акселерометр 8 зафиксировал факт начала движения, то он передает сигнал в микропроцессорный блок управления 1 и тот если не проснулся, то просыпается, подает питание на GSM-приемопередающий модуль 5 и отправляет с помощью него пользователю сообщение SMS о факте начала движения.

Если акселерометр 8 зафиксировал факт аварии (удара), то он передает сигнал в микропроцессорный блок управления 1 и тот если не проснулся, то просыпается, подает питание на GSM-приемопередающий модуль 5 и отправляет с помощью него пользователю сообщение SMS о факте аварии (удара).

Если акселерометр 8 зафиксировал факт переворота, то он передает сигнал в микропроцессорный блок управления 1 и тот если не проснулся, то просыпается, подает питание на GSM-приемопередающий модуль 5 и отправляет с помощью него пользователю сообщение SMS о перевороте (факт кантования).

Если требуется определить координаты, то микропроцессорный блок управления 1 подает питание на GPS-приемник 2, содержащий блок вычисления координат 4, и анализирует данные, которые с него поступают. Как только GPS-приемник 2 сообщил, что данные координаты подтверждены, то микропроцессорный блок управления 1 включает GSM-приемопередающий модуль 5 и передает данные координаты владельцу. Кроме того, микропроцессорный блок управления 1 корректирует ход своих часов, используя данные полученные от GPS-приемника 2.

При нажатии на тревожную кнопку 9, микропроцессорный блок управления 1 анализирует, в каком режиме он находится, и если это режим «человек», либо реакция на нажатие тревожной кнопки 9 разрешена, то микропроцессорный блок управления 1 просыпается, подает питание на GSM-приемопередающий модуль 5 и отправляет уведомление владельцу.

Если при включенном GSM-приемопередающем модуле 5 поступают SMS сообщения, то GSM-приемопередающий модуль 5 передает их текст в микропроцессорный блок управления 1, а тот, анализируя их, либо выполняет

полученную команду, либо отправляет команду GSM-приемопередающему модулю 5 отправить SMS с сообщением об ошибочной команде.

Если при включенном GSM-приемопередающем модуле 5 поступает входящий звонок от владельца, то микропроцессорный блок управления 1 разрешает «взять трубку» и владелец может получить аудиоданные от микрофона 10. Сеанс связи ограничен 15 минутами.

Если владелец настроил датчик температуры 13, то в зависимости от настроек устройство может не только оповещать владельца о выходе за пределы заданных температур, но и коммутировать выходной сигнал с помощью реле, которое входит в состав дополнительного внешнего модуля.

Пользователь всегда может подключить через многофункциональный разъем 11 устройство к компьютеру и либо настроить его без отправки команд по SMS, либо загрузить свежую «прошивку» с сайта.

Помимо основных функций по передаче своих координат, заявленное устройство может контролировать и передавать информацию о скорости и направлении движения, точном времени, окружающей температуре, степени разряда встроенных батарей и установленном режиме работы.

Преимущества многофункционального охранно-поискового спутникового устройства перед традиционными охрано-поисковыми системами (ОПС)

- нет демаскирующих подводящих проводов.

- практически все время устройство ничего не излучает, поэтому его невозможно обнаружить сканерами эфира.

- не боится глушения GSM/GPS сигнала, т.к. имеет длительный режим автономной работы,

при этом рано или поздно «глушилку» выключат, и устройство сможет выйти на связь и передать координаты владельцу.

- миниатюрные размеры. Можно спрятать в самых неожиданных и труднодоступных местах, где его будет очень сложно обнаружить (под пластиковые бампера, спойлеры, фары, под обивкой салона, в подголовниках и сидениях, в вентиляционных коробах и т.д.).

- нет вмешательства в заводскую проводку автомобиля, соответственно нет угрозы снятия с гарантии.

- возможность самостоятельной установки. Дополнительная экономия и секретность.

- возможность легкого переноса устройства с одного объекта наблюдения на другой.

- нет диспетчерского центра оператора ОПС - человеческий фактор исключен.

- гибкие настройки устройства позволяют самостоятельно настроить его оптимальный режим.

Многофункциональное охранно-поисковое спутниковое устройство, содержащее GPS-приемник с антенной и блоком вычисления координат, GSM-приемопередающий модуль с антенной для беспроводного управления посредством SMS и GPRS, микропроцессорный блок управления для сбора и обработки данных, соединенный с GPS-приемником и GSM-приемопередающим модулем, и блок питания, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит акселерометр и тревожную кнопку, подключенные к микропроцессорному блоку управления, микрофон, подключенный к GSM-приемопередающему модулю, многофункциональный разъем для подключения внешних модулей, соединенный с микропроцессорным блоком управления и содержащий один вход и один управляемый выход, а также модуль идентификации абонента (SIM-карта), при этом акселерометр содержит датчик движения, датчик удара, датчик переворота, в микропроцессорный блок управления встроен датчик температуры.