Система мониторинга подвижных объектов по фиксированным меткам

Полезная модель относится к оборудованию, предназначенному для наблюдения за перемещением подвижных объектов и предоставления информации об их местонахождении, в частности, к системам мониторинга координат и контроля подвижных объектов, и может быть использована в системах контроля за перемещением персонала, связанного периодическим посещением контрольных объектов. Система мониторинга подвижных объектов по фиксированным меткам содержит стационарные радиочастотные идентификаторы, мобильные считыватели информации с радиочастотных идентификаторов, блок сбора информации и центр обработки информации, собранной со считывателей, при этом стационарные радиочастотные идентификаторы не содержат источников питания и являются не обслуживаемыми пассивными, считыватель информации является бесконтактным и встроен в мобильный автономный ручной прибор; блок сбора информации выполнен стационарным и оснащен модулем сотовой связи, модулем заряда источника питания автономного ручного прибора; оба прибора имеют часы реального времени с календарем, источник питания, энергонезависимую память, визуальную индикацию-подсветку, беспроводный интерфейс; при этом автономный ручной прибор считывает метки радиочастотных идентификаторов, сохраняет их в энергонезависимой памяти вместе с датой и временем, накапливает информацию и периодически выгружает ее в любой доступный блок сбора информации по беспроводному интерфейсу при нахождении в непосредственной близости от него, а так же выполняет синхронизацию часов и календаря; блок сбора информации сразу передает полученную информацию беспроводным способом по каналам сотовой связи в виртуальный облачный центр хранения и обработки информации находящийся в Интернет; конечный получатель информации получает доступ к информации через сайт в Интернет. Технический результат: однозначность контроля выполнения действий подвижных объектов, непрерывность контроля, удобство сбора и получения информации, при снижении себестоимости и минимизации затрат на функционирование системы. 2 з.п., 1 илл.

Полезная модель относится к оборудованию, предназначенному для наблюдения за перемещением подвижных объектов и предоставления информации об их местонахождении соответствующим службам, в частности, к системам мониторинга координат и контроля подвижных объектов, и может быть использована в системах контроля за перемещением персонала, связанного периодическим посещением контрольных объектов.

В описании использована следующая терминология:

Радиочастотный идентификатор (метка, RFID метка) - состоит из антенны и электронного чипа в котором хранится уникальный код. Пассивные метки не имеют встроенного источника энергии и работают следующим образом: электрический ток, индуцированный в антенне электромагнитным сигналом от считывателя, обеспечивает достаточную мощность для функционирования электронного чипа размещенного в метке, и передачи ответного радиосигнала содержащего уникальный код (http://ru.wikipedia.org/wiki/RFID).

Облачная (рассеянная) обработка данных (англ. cloud computing) - технология обработки данных, в которой компьютерные ресурсы и мощности предоставляются пользователю как Интернет-сервис. Пользователь имеет доступ к собственным данным, но не может управлять и не должен заботиться об инфраструктуре, операционной системе и собственно программном обеспечении, с которым он работает. Термин «Облако» используется как метафора, основанная на изображении Интернета на диаграмме компьютерной сети, или как образ сложной инфраструктуры, за которой скрываются все технические детали http://www.grammota.com/interests/hardsofts/chto-takoe-oblachnye-tehnologii. Согласно документу IEEE, опубликованному в 2008 году, «Облачная обработка данных - это парадигма, в рамках которой информация постоянно хранится на серверах в Интернет и временно кэшируется на клиентской стороне, например, на персональных компьютерах, игровых приставках, ноутбуках, смартфонах и т.д.». IEEE (англ. Institute of Electrical and Electronics Engineers) - Институт инженеров по электротехнике и электронике - международная некоммерческая ассоциация специалистов в области техники, лидер в области разработки стандартов по радиоэлектронике и электротехнике.

Проблема контроля за работой обходчиков, охранников и специалистов, в обязанности которых входит регулярное присутствие в заранее известных точках, существовала всегда и по сей день не имеет качественного решения. Существует несколько решений для этой задачи, которые имеют недостатки, дороги и слабо распространены.

Известен комплект системы "Диспетчер" (http://www.obhodim.ru/razd/plus.php.), который предназначен для контроля обходов 1-5-ти охранников. В составе комплекта имеется 1 прибор, с которым охранники совершают обходы и 10 контрольных точек (постов охраны) на которых охранники отмечаются этим прибором. Т.е. с помощью комплекта контроля охраны «Диспетчер БАЗОВЫЙ» Вы можете контролировать обход охранников на 1 объекте в 10 контрольных точках.

Также известна система «Ход-Тест» (http://www.legos.ru/products/hod-test), которая устроена следующим образом: в различных зонах патрулирования объекта устанавливаются контрольные точки считывания IButton. При проходе запланированных контрольных точек, охранник прикладывает прибор «Ход-Тест» к установленным на них считывателям, в приборе фиксируется точное время считывания и номер контрольной точки после чего, при подключении «Ход-Теста» к компьютеру происходит выгрузка информации о прохождении маршрута в базу данных и при необходимости создается отчет. Питается «Ход-тест» от литиевых батарей (3.6 В). Средний ресурс такой батареи - 250 тысяч считываний. Подключение прибора к СОМ или USB-порту происходит посредством интерфейсного шнура.

Недостатки известных решений: обе системы используют не бесконтактные RFID метки, а контактные на базе электронных ключей Dallas ("таблетки" применяемые в домофонах). Такие ключи требуют наличия электрического контакта при считывании, и при долгом нахождении на открытом воздухе подвержены окислению, наличие влаги и наледи препятствует считыванию, к тому же их легко скопировать. Обе системы являются локальными, т.е. данные необходимо переносить в компьютер, на котором установлено специализированное программное обеспечение. Таким образом, на объекте должен быть компьютер и руководитель должен приезжать и просматривать информацию. Это неудобно при наличии нескольких территориально удаленных объектов. К тому же наличие самого компьютера на объекте (расходы) и перенос данных требуют дополнительной квалификации от охранников. Альтернативное оснащение обходчиков персональными спутниковыми навигаторами стоит дорого и не обеспечивает контроля внутри помещений и однозначности действий. Результаты спутниковой навигации в виде трассы на карте не удобны для использования при регулярном движении объекта по одному маршруту.

Известно техническое решение по патенту RU 2237925 C1 G08B 25/10, B60R 25/10, опубл. 10.10.2004, «СИСТЕМА МОНИТОРИНГА КООРДИНАТ И КОНТРОЛЯ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ», в котором используются глобальная система позиционирования GPS и система мобильной связи GSM. Имеются центры мониторинга и контроля, один из которых является комплексным, автономные локализаторы, установленные на подвижных объектах, и программатор локализаторов. Каждый из локализаторов состоит из GPS-антенны, GSM-антенны, GPS-модуля приема и определения координат, GSM-приемопередающего модуля, блока контроля и памяти, считывателя SIM-карт, порта программирования и перезарядки и батареи питания. Программатор локализаторов состоит из дисплея, клавиатуры, блока контроля и памяти, порта для подключения локализаторов и блока питания. Комплексный и остальные центры мониторинга состоят из коммуникационных модулей и соответственно компьютеризированных постов операторов и поста правоохранительных органов. Коммуникационные модули состоят из компьютерных блоков связи и GSM коммуникационных серверов. В каждом из локализаторов дополнительно введены двунаправленный коммутатор сигналов и набор из двух или более SIM-карт различных сотовых операторов. Изобретение повышает вероятность доставки координат подвижных объектов при минимизации затрат на функционирование системы. Недостатки: результаты практически непригодны для просмотра, для их записи нужен пульт мониторинга, их нельзя передавать через Интернет, неоправданно дороги.

Известно техническое решение по патенту RU 2422641 C1 E21F 17/18 G01S 1/00, опубл. 27.06.2011, «СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ», которая состоит из одного стационарного считывателя, расположенного в начальной точке маршрута, мобильных устройств регистрации, размещенных на подвижных объектах, и радиомаяков точек отметки, расположенных в характерных точках маршрута. При этом стационарные считыватели и мобильные устройства регистрации оснащены приемопередатчиками радиосигналов ограниченного радиуса действия, а радиомаяки точек отметки - передатчиками ограниченного радиуса действия, периодически излучающими в эфир информацию, содержащую уникальный номер, идентифицирующий место установки радиомаяка точки отметки. При появлении в контролируемых радиомаяками точек отметки зонах подвижного объекта, оснащенного мобильным устройством регистрации, последнее по мере движения принимает сигналы от соответствующих радиомаяков точек отметки, фиксируя их уникальные номера и время регистрации; полученные данные передаются мобильным устройством регистрации после приема кодовой комбинации запроса, периодически излучаемой приемопередатчиком стационарного считывателя, в зоне действия которого оказывается объект при дальнейшем движении. Недостатки: мобильное устройство требует мощного радиопередатчика, который повышает энергоемкость системы и стоимость устройства, ограниченная зона действия считывателя.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели является техническое решение по патенту RU 2305327 С2 G08G 1/123, опубл. 27.08.2007, «СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ЗА ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ И СОСТОЯНИЕМ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ», которая содержит накопители информации, установленные на подвижных объектах, радиочастотные идентификаторы, установленные в соответствующих местах траектории движения, блок сбора информации, установленный в конечной точке траектории движения, центр обработки информации. Радиочастотные идентификаторы формируют ответный радиоотклик на запрос от накопителя контролируемого объекта, попавшего в зону устойчивого приема информации. Накопитель сохраняет полученную от радиочастотных идентификаторов информацию и коды формируемых внутренним таймером посекундных отсчетов, соответствующих фактам регистрации сигналов от соответствующих радиочастотных идентификаторов. В пункте сбора информации накопитель передает всю накопленную информацию в блок сбора информации. В центре обработки информации осуществляется привязка зарегистрированных событий к реальному времени и выявляется полная картина о направлениях и скорости движения подвижного объекта. Установка на подвижном объекте дополнительных устройств регистрации параметров подвижного объекта с сохранением соответствующей информации в накопителе дает полную картину о состоянии контролируемого объекта во время движения. Недостатки: радиочастотные идентификаторы активны, следовательно, энергоемки, что повышает стоимость системы и эксплуатации, снижает долговечность системы, требуется регулярное обслуживание. Кроме того, на каждом конкретном объекте требуется центр обработки информации, что ведет к удорожанию и неудобству сбора данных, ограниченная зона считывания, как следствие - низкая точность сбора данных и контроля.

Заявляемая полезная модель свободна от описанных выше недостатков и работает следующим образом. В контрольных точках руководителем наблюдаемого объекта на пломбы закрепляются RFID метки. Обходчику выдается ручной автономный прибор, представляющий собой автономной ручной прибор с батарейным или аккумуляторным питанием. Во время выполнения обязанностей обходчик обязан считывать RFID метки. Вместе с кодом метки в памяти ручного автономного прибора регистрируется дата и время считывания. По завершении обхода информация с мобильного прибора выгружается в память блока сбора и передачи информации, который представляет собой стационарный прибор. Стационарный прибор оснащен модулем сотовой связи, который отправляет принятую и накопленную памяти информацию в Интернет. В случае отсутствия связи информация накапливается в памяти стационарного прибора и отправляется при восстановлении связи. Один стационарный прибор может обслуживать неограниченное количество ручных автономных приборов. Руководитель имеет возможность проконтролировать работу из любого места с компьютера или смартфона. При этом не требуется установки программного обеспечения. Каждый прибор имеет уникальный номер и связанный с ним личный кабинет. Фактически система готова к работе сразу после включения. Уникальность заявляемого технического решения заключается в объединении нескольких современных технологий в единое технологическое решение. Фактически объединяются технологии: RFID, GSM, Internet, SaaS.

Функциональные возможности заявляемой полезной модели: позволяет удаленно, через Интернет контролировать работу персонала, связанную с периодическим посещением удаленных точек.

Техническая задача заявляемой полезной модели - однозначность контроля выполнения действий подвижных объектов, непрерывность контроля, удобство сбора и получения информации, при снижении себестоимости и минимизации затрат на функционирование системы.

Для решения технической задачи предлагается система мониторинга подвижных объектов по фиксированным меткам, состоящая из следующих элементов: пассивная радиочастотная метка (RFID); ручной автономный прибор, стационарный прибор, Интернет-сервис.

Ручной автономный прибор содержит электронную схему, включающую считыватель меток, микроконтроллер, память и часы реального времени; аккумулятор, кнопки, элементы индикации, разъемы питания и интерфейса, корпус. По нажатию кнопки включается электронная схема и считыватель на короткое время (например, 5 секунд). Если в течение этого времени происходит считывание, код метки вместе с датой и временем записываются в память и прибор отключается. В целях экономии заряда аккумулятора в обычном состоянии энергия потребляется только часами реального времени.

Стационарный прибор состоит из блока питания, корпуса, электронной схемы, содержащей модуль сотовой связи, микроконтроллер, память, часы реального времени, разъемов и элементов индикации. Во время сеанса обмена: стационарный прибор по проводному или беспроводному каналу считывает данные из памяти ручного автономного прибора в свою память, после чего память ручного автономного прибора очищается; дата и время при этом синхронизируются со стационарным прибором. Стационарный прибор при наличии в памяти непереданной информации, используя модуль сотовой связи, устанавливает Интернет-соединение с сервером и передает принятую от автономных ручных приборов информацию, после чего память стационарного прибора очищается. Во время сеанса связи стационарный прибор синхронизирует свои часы с часами точного времени, а так же получает обновленные настройки работы от сервера.

Интернет сервис состоит из: базы данных, приложения взаимодействующего с базами по каналам связи, приложения для производителя приборов, приложения для конечного пользователя. Конечный пользователь имеет возможность работать с накопленными данными через сервис в Интернет.

Технический результат - повышение точности контроля, снижение себестоимости и энергоемкости.

Технический результат достигается следующим образом. Система мониторинга подвижных объектов по фиксированным меткам, содержащая стационарные радиочастотные идентификаторы, мобильные считыватели информации с радиочастотных идентификаторов, блок сбора информации и центр обработки информации, собранной со считывателей, отличается тем, что стационарные радиочастотные идентификаторы не содержат источников питания и являются не обслуживаемыми пассивными, считыватель информации является бесконтактным и встроен в мобильный автономный ручной прибор, который содержит микроконтроллер, часы реального времени с календарем, источник питания, энергонезависимую память, визуальную индикацию-подсветку, беспроводный интерфейс, звуковую индикацию; блок сбора информации выполнен стационарным и содержит микроконтроллер, модуль сотовой связи, модуль заряда источника питания автономного ручного прибора, часы реального времени с календарем, источник питания, энергонезависимую память, визуальную индикацию-подсветку, беспроводный интерфейс; при этом автономный ручной прибор считывает метки радиочастотных идентификаторов, сохраняет их в энергонезависимой памяти вместе с датой и временем, накапливает информацию и периодически выгружает ее в любой доступный блок сбора информации по беспроводному интерфейсу при нахождении в непосредственной близости от него, а так же выполняет синхронизацию часов и календаря; блок сбора информации сразу передает полученную информацию беспроводным способом по каналам сотовой связи в виртуальный облачный центр хранения и обработки информации находящийся в Интернет; конечный получатель информации получает доступ к информации через сайт в Интернет. Кроме того, как частный случай, мобильный ручной прибор, содержащий бесконтактный считыватель, находится в состоянии сна с минимальным потреблением энергии батареи и вручную включается на короткий интервал времени для считывания метки радиочастотного идентификатора, после чего автоматически переходит в режим сна. Кроме того, как вариант, передача данных из автономного ручного прибора в блок сбора информации может осуществляться контактным способом.

Преимущества заявляемой системы мониторинга подвижных объектов по фиксированным меткам:

- быстрота развертывания;

- не требует прокладки линий связи;

- не требует установки серверов, покупки и настройки программного обеспечения, а также последующего обслуживания;

- воспользоваться информацией возможно в любом месте;

- без дополнительных вложений объединить воедино объекты, расположенные в любой точке земли;

- низкая стоимость приобретения и эксплуатации.

В целях экономии заряда аккумулятора в обычном состоянии энергия потребляется только часами реального времени. Во время сеанса обмена: стационарный прибор по проводному или беспроводному каналу считывает данные из памяти автономного ручного прибора в свою память, после чего память автономного ручного прибора очищается; дата и время автономного ручного прибора синхронизируются со стационарным прибором. Стационарный прибор, при наличии в памяти непереданной информации, используя модуль сотовой связи, устанавливает Интернет-соединение с сервером и передает принятую от автономных ручных приборов информацию, после чего память стационарного прибора очищается. Во время сеанса связи стационарный прибор синхронизирует свои часы с часами точного времени, а также получает обновленные настройки работы от сервера.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется изображением на фиг.1.

Фиг.1 - Схема работы системы мониторинга подвижных объектов по фиксированным меткам, где

1 - микроконтроллер;

2 - энергонезависимая память;

3 - интерфейс;

4 - часы реального времени;

5 - батарея питания;

6 - визуальная индикация подсветка;

7 - бесконтактный считыватель меток;

8 - звуковая индикация;

9 - пассивная радиочастотная метка;

10 - блок питания;

11 - визуальная индикация;

12 - модуль сотовой связи;

13 - модуль заряда батареи автономного ручного прибора;

14 - доступ к Интернет через каналы сотовой связи, асинхронная передача накопленной информации в базу данных;

15 - контактный или бесконтактный способ передачи накопленной информации и настроек;

16 - автономный ручной прибор;

17 - стационарный прибор, включающий блок сбора и передачи информации.

Пример осуществления.

Система мониторинга подвижных объектов по фиксированным меткам, состоит из четырех элементов: пассивная радиочастотная метка 9; ручной автономный прибор 16, стационарный прибор 17, Интернет-сервис 14.

Ручной автономный прибор 16 содержит электронную схему, включающую считыватель меток 7, микроконтроллер 1, память и часы реального времени 4; аккумулятор 5, кнопки, элементы индикации 6 и 7, разъемы питания и интерфейса, корпус. По нажатию кнопки включается электронная схема и считыватель на короткое время (например, 5 секунд). Если в течение этого времени происходит считывание, код метки вместе с датой и временем записываются в память 4 и прибор 16 отключается. В целях экономии заряда аккумулятора в обычном состоянии энергия потребляется только часами реального времени 4.

Стационарный прибор 17 состоит из блока питания 10, корпуса, электронной схемы, содержащей модуль сотовой связи 12, микроконтроллер 1, память 2, часы реального времени 4, модуль заряда батареи 13 ручного автономного прибора, разъемов и элементов индикации 11.

Интернет сервис 14 состоит из базы данных, приложения взаимодействующего с базами по каналам связи, приложения для производителя приборов, приложения для конечного пользователя. Конечный пользователь имеет возможность работать с накопленными данными через сервис в Интернет.

В целях экономии заряда аккумулятора в обычном состоянии энергия потребляется только часами реального времени. Во время сеанса обмена стационарный прибор 17 по проводному или беспроводному каналу считывает данные из памяти автономного ручного прибора 16 в свою память 2, после чего память 2 автономного ручного прибора 16 очищается; дата и время в часах реального времени 4 автономного ручного прибора 16 синхронизируются со стационарным прибором 17. Стационарный прибор 17, при наличии в памяти непереданной информации, используя модуль сотовой связи 12, устанавливает Интернет-соединение с сервером 14 и передает принятую от автономных ручных приборов информацию, после чего память 2 стационарного прибора 17 очищается. Во время сеанса связи стационарный прибор 17 синхронизирует свои часы 4 с часами точного времени, а также получает обновленные настройки работы от сервера.

1. Система мониторинга подвижных объектов по фиксированным меткам, содержащая стационарные радиочастотные идентификаторы, мобильные считыватели информации с радиочастотных идентификаторов, блок сбора информации и центр обработки информации, собранной со считывателей, отличающаяся тем, что стационарные радиочастотные идентификаторы не содержат источников питания и являются не обслуживаемыми пассивными, считыватель информации является бесконтактным и встроен в мобильный автономный ручной прибор, который содержит микроконтроллер, часы реального времени с календарем, источник питания, энергонезависимую память, визуальную индикацию-подсветку, беспроводный интерфейс, звуковую индикацию; блок сбора информации выполнен стационарным и содержит микроконтроллер, модуль сотовой связи, модуль заряда источника питания автономного ручного прибора, часы реального времени с календарем, источник питания, энергонезависимую память, визуальную индикацию-подсветку, беспроводный интерфейс; при этом автономный ручной прибор считывает метки радиочастотных идентификаторов, сохраняет их в энергонезависимой памяти вместе с датой и временем, накапливает информацию и периодически выгружает ее в любой доступный блок сбора информации по беспроводному интерфейсу при нахождении в непосредственной близости от него, а также выполняет синхронизацию часов и календаря; блок сбора информации сразу передает полученную информацию беспроводным способом по каналам сотовой связи в виртуальный облачный центр хранения и обработки информации, находящийся в Интернет; конечный получатель информации получает доступ к информации через сайт в Интернет.

2. Система мониторинга подвижных объектов по фиксированным меткам по п.1, отличающаяся тем, что мобильный ручной прибор, содержащий бесконтактный считыватель, находится в состоянии сна с минимальным потреблением энергии батареи и вручную включается на короткий интервал времени для считывания метки радиочастотного идентификатора, после чего автоматически переходит в режим сна.

3. Система мониторинга подвижных объектов по фиксированным меткам по п.1, отличающаяся тем, что передача данных из автономного ручного прибора в блок сбора информации осуществляется контактным способом.