Модульное приемопередающее устройство

Настоящее решение относится к радиотехнике, а именно к цифровым системам радиосвязи на частоте 5.9 ГГц с использованием протокола обмена данными IEEE 802.11p, также известному как DSRC. Модульное приемо-передающее устройство передачи и обработки данных, включающее беспроводной модуль 5.9 ГГц, соответствующий стандарту IEEE 802.11p характеризуется тем, что содержит вычислительное устройство с микропроцессором, проводной модуль передачи данных, модуль определения местоположения объекта по данным глобальной системы позиционирования, подключенный к процессорной плате посредством цифровой шины передачи данных, антенну модуля беспроводной передачи данных, подключенную к беспроводному модулю передачи данных, антенну модуля глобальной системы позиционирования, подключенную к модулю приемника данных глобальной системы позиционирования, цифровые порты ввода-вывода, вход электропитания устройства, при этом беспроводной модуль передачи данных стандарта 802.11p (DSRC) подключен к процессорной плате посредством цифровой шины передачи данных, перечисленные составные части объединены в общем корпусе изделия за исключением внешних компонентов антенн модуля беспроводной передачи данных и глобальной системы позиционирования. Приемо-передающее устройство характеризуется тем, что процессорная плата имеет дополнительные выводы шин передачи данных для подключения периферийного коммуникационного, вычислительного оборудования, а также оборудования для сохранения данных. Приемо-передающее устройство характеризуется также тем, что установлены беспроводные модули передачи данных стандартов GSM, WiMax и LTE. 1 н.п. ф-лы, 5 илл.

Настоящее решение относится к радиотехнике, а именно к цифровым системам радиосвязи на частоте 5.9ГГц с использованием протокола обмена данными IEEE 802.11p, также известного как Dedicated Short Range Communications (DSRC), в переводе с английского - Нацеленная связь на близкое расстояние.

Из существующего уровня техники известны:

- широкополосное приемо-передающее устройство RU 2157051, опубл. 27.09.2000, которое содержит в передающей части устройства - первый и второй фазовые модуляторы, первый и второй высокочастотные ключи, элемент НЕ, сумматор, смеситель, частотный синтезатор, генератор псевдослучайной последовательности, в приемной части устройства

- смеситель, усилитель промежуточной частоты, демодулятор, блок синхронизации, генератор псевдослучайной последовательности, частотный синтезатор, первый и второй фазовые детекторы, первый и второй ключи, элемент НЕ, элемент ИЛИ (1).

Недостатками данного технического решения являются:

- Отсутствие адаптации к технической реализации и стандартам аппаратной архитектуры существующего подвижного и неподвижного транспортного оборудования, в том числе сертифицированного в соответствии с международными стандартами.

- Отсутствие общедоступного воплощения предложенного изобретения для его инженерной оценки и внедрения.

- Ограниченная возможность реализации изобретения при помощи современного радиооборудования, в том числе используемого для автоматизации информационно-транспортных систем.

Известно также решение беспроводного соединения устройств, патент RU 2152688 опубликовано 10.07.2000. Данное изобретение состоит в том, что подлежащее охвату стационарным радиоприемопередающим устройством, например базовой станцией бесшнурового телефона, радиопространство высвечивается двумя или больше перекрывающими соответственно частичное радиопространство направленными антеннами, причем активируют соответственно ту из направленных антенн, в частичном радиопространстве которой находится мобильное радиоприемопередающее устройство, то есть, например, мобильная часть бесшнурового телефона (разнос антенн), что и является достигаемым техническим результатом. Изобретение может с успехом применяться в бесшнуровых телефонах (2).

Однако, данное изобретение не может быть успешно применено для подвижных и стационарных объектов транспортной инфраструктуры, поскольку полностью ориентировано на задачи обеспечения беспроводной телефонии в ограниченном пространстве. Задача обеспечения связи с подвижными объектами, входящими и покидающими зону охвата в заранее непредсказуемые моменты времени, с минимальной задержкой установления соединения авторами не ставилась и не была разрешена в данном изобретении.

Также известно зарубежное техническое решение компании Cohda (http://www.cohdawireless.com/product/mk2.html), являющиеся наиболее близким аналогом заявляемого решения, поскольку является приемо-передающим устройством передачи и обработки данных с использованием модуля 5.9ГГц, соответствующего стандарту IEEE 802.11р. Недостатком данного решения является отсутствие модульной архитектуры, позволяющей изменять конфигурацию оборудования в зависимости от решаемой прикладной задачи, а также закрытая программно-аппаратная платформа, не допускающая внесения необходимых изменений интеграторами и исполнителями пуско-наладочных работ (3).

Задачей заявляемого решения является создание высокотехнологичного, модульного встраиваемого устройства, пригодного для массового производства методом поточной сборки и позволяющего осуществлять изменение состава компонентов устройства и его технических параметров за счет комбинирования аппаратных и программных модулей непосредственно в процессе интеграции и пуско-наладочных работ.

Достигаемый технический результат - в объединении процессорной платформы с модульной архитектурой подключения внешних устройств с модулем связи DSRC в единое функционально законченное устройство, покрывающее широкий класс задач информационно-транспортной автоматизации.

При этом обеспечивается автомобильный, железнодорожный и иной транспорт, а также объекты инфраструктуры надежным каналом связи, действующим в условиях движения со скоростями до 300 километров в час и обеспечивающих устойчивое покрытие сигнала на расстоянии 0-600 метров от приемо-передающего устройства.

Предложено модульное приемо-передающее устройство передачи и обработки данных, включающее беспроводной модуль 5.9ГГц передачи данных, соответствующий стандарту IEEE 802.11р. которое содержит вычислительное устройство с микропроцессором, проводной модуль передачи данных, модуль определения местоположения объекта по данным глобальной системы позиционирования, подключенный к процессорной плате посредством цифровой шины передачи данных, антенну модуля беспроводной передачи данных, подключенную к беспроводному модулю передачи данных стандарта IEEE 802.11p, антенну модуля глобальной системы позиционирования, подключенную к модулю приемника данных глобальной системы позиционирования, цифровые порты ввода-вывода, характеризующееся тем, что в одном устройстве объединены микропроцессор с управляющей программой, включающей постоянную и оперативную память, реализующей функции передачи данных между входящими в устройство модулями связи, и коммуникационный беспроводной модуль 5.9ГГц передачи данных, обеспечивающий непосредственно радиосвязь с удаленным абонентом.

Приемо-передающее устройство характеризуется также тем, что установлены беспроводные модули передачи данных стандартов GSM, WiMax и LTE.

Возможна установка предложенного устройства на транспортное средство, при этом уменьшаются габаритные размеры, вес и число используемых вводов-выводов устройства.

Модульное приемо-передающее устройство, таким образом, содержит микропроцессорную плату с процессором, постоянной и оперативной памятью и соединительные цифровые магистрали (шины), модуль связи стандарта IEEE 802.11р. коммуникационный интерфейс стандарта Ethernet, а также подключаемые при необходимости дополнительные модули связи.

Заявляемое решение иллюстрируется на фигурах: фиг.1 - схема принципиальная; фиг.2 - диаграмма направленности радиосигнала приемо-передающей части устройства; фиг.3 - частотные параметры (передаточная функция) устройства; фиг.4, 5 - пример реализации заявляемого решения (общий вид, пример корпусирования).

Упомянутая задача решается за счет объединения в одном устройстве микропроцессорной платформы с управляющей программой, реализующей функции передачи данных между входящими в устройство модулями связи, а также коммуникационного модуля DSRC, обеспечивающего непосредственно радиосвязь с удаленным абонентом.

Другими словами, сущность заявляемого решения заключается в объединении процессорной платформы с модульной архитектурой подключения внешних устройств с модулем связи DSRC в единое функционально законченное устройство, покрывающее широкий класс задач информационно-транспортной автоматизации.

Натурные испытания изготовленной партии изделий согласно настоящей заявке проводились с использованием пары однотипных устройств с идентичными тактико-техническими параметрами.

Источники информации:

1. Патент на изобретение RU 2157051, опубл. 27.09.2000

2. Патент на изобретение RU 2157051, опубл. 10.07.2000

3. Приемо-передающее устройство компании Cohda,

http://www.cohdawireless.com/product/mk2.html.

1. Модульное приемопередающее устройство передачи и обработки данных, включающее беспроводной модуль 5,9 ГГц передачи данных, соответствующий стандарту IEEE 802.11p, содержащее вычислительное устройство с микропроцессором, проводной модуль передачи данных, модуль определения местоположения объекта по данным глобальной системы позиционирования, подключенный к процессорной плате посредством цифровой шины передачи данных, антенну модуля беспроводной передачи данных, подключенную к беспроводному модулю передачи данных стандарта IEEE 802.11p, антенну модуля глобальной системы позиционирования, подключенную к модулю приемника данных глобальной системы позиционирования, цифровые порты ввода-вывода, отличающееся тем, что в одном устройстве объединены микропроцессор с управляющей программой, включающей постоянную и оперативную память, реализующей функции передачи данных между входящими в устройство модулями связи, и коммуникационный беспроводной модуль 5,9 ГГц передачи данных, обеспечивающий непосредственно радиосвязь с удаленным абонентом.

2. Приемопередающее устройство по п.1, отличающееся тем, что установлены беспроводные модули передачи данных стандартов GSM, WiMax и LTE.