Система для контроля и управления транспортным средством

Полезная модель относится к объектам телеметрического контроля и управления транспортного средства (ТС), а точнее к технике мониторинга параметров и состояния ТС и может быть использована в качестве навигационного оборудования автомобилей. Заявлена система для контроля состояния и управления транспортным средством, содержащая микропроцессор с блоками обработки аналоговых сигналов, сопряжения с датчиками первичной информации и исполнительными устройствами, блок питания и автономный источник питания и скоммутированные с микропроцессором приемопередатчик стандарта GSM и приемник системы местоопределения, ретранслятор ближней радиосвязи функционально связанный с сетью беспроводных датчиков, радиокнопку, мульти-сим модуль в приемопередатчике стандарта GSM, при этом блок питания и автономный источник питания соединены с микропроцессором через контроллер питания, скоммутированный с блоками защиты и гальванической развязки. Полезная модель обладает высокой функциональной эффективностью, повышает безопасность ТС и удобство его в эксплуатации. Фиг.1, библ. 4.

Полезная модель относится к объектам телеметрического контроля и управления транспортного средства (ТС), а точнее к технике мониторинга параметров и состояния ТС и может быть использована в качестве навигационного оборудования автомобилей.

Известно терминальное устройство телеметрической системы, содержащее объединенное двунаправленной шиной микроконтроллера приемопередатчик GSM с антенной и подключенными к нему блоками аудиоинтерфейса, приемопередатчик спутниковой связи с антенной, приемник системы местоопределения с антенной, блок сопряжения с датчиками первичной информации, блок обработки аналоговых сигналов, блок сопряжения с исполнительными устройствами, универсальный обездвиживатель и радиомодули аналоговой радиостанции транкинговой и УКВ-связи цифрового стандарта TETRA и пониженной мощности излучения. [1]

Недостатком указанного терминального устройства является ограниченная возможность управления функциональными органами ТС, обеспечивающими его от несанкционированного доступа и дальнейшего контроля состояния ТС.

Известна также система для контроля состояния и управления ТС, содержащая навигационный контроллер, коммуникационный и телеметрический модули, блоки датчиков технического состояния ТС, эксплуатационных параметров ТС, блок управления исполнительными устройствами, блоки определения географического положения ТС, спутниковой радиосвязи, телефонной радиосвязи, приемопередающий блок и интеллектуальный модуль. [2]

Недостатком указанной системы является ограниченность диапазона контроля состояния ТС и управления функциональными органами ТО обеспечивающими защиту его от несанкционированного доступа.

Известна также система для контроля состояния и управления ТС, содержащая объединенные двунаправленной шиной микроконтроллера приемопередатчик стандарта GSM с подключенными к нему блоками аудиоинтерфейса, приемопередатчик спутниковой системы связи, приемник системы местоопределения и блоки сопряжения с датчиками первичной информации, обработки аналоговых сигналов, сопряжения с исполнительными устройствами и блок питания. [3]

Недостатком указанной системы также является ограниченность диапазона контроля состояния ТС и управления функциональными органами ТС.

Наиболее близкой к заявляемому объекту по своей сущности и достигаемому техническому результату является система для контроля состояния и управления ТС, содержащая объединенные двунаправленной шиной микропроцессора приемопередатчик стандарта GSM с подключенными к нему блоками аудиоинтерфейса, приемник системы местоопределения, блок обработки аналоговых сигналов и блоки сопряжения с датчиками первичной информации и с исполнительными устройствами содержащие резервные вводы, порт сопряжения с персональным компьютером, блок питания и автономный источник питания. [4]

Недостатком указанной системы является количественное ограничение контролируемых параметров состояния и управления функциональными органами ТС, а также низкая оперативность регулирования контролируемых параметров.

Техническим результатом, на достижение которого направлено создание заявляемой полезной модели является расширение функциональных возможностей и повышение удобства пользования ТС и безопасности за счет расширения перечня контролируемых и регулируемых параметров ТС и обеспечения оперативного управления указанными параметрами.

Поставленный технический результат достигается тем, что система для контроля состояния и управления ТС, содержащая микропроцессор с блоками обработки аналоговых сигналов, сопряжения с датчиками первичной информации и с исполнительными устройствами, блок питания и автономный источник питания и скоммутированные с ним приемопередатчики стандарта GSM и спутниковой системы связи и приемник системы местоопределения, дополнительно включает ретранслятор ближней радиосвязи функционально связанный с сетью беспроводных датчиков, радиокнопку, мульти-сим модуль в приемопередатчике стандарта GSM, а блок питания и автономный источник питания соединены с микропроцессором через контроллер питания, скоммутированный с блоками защиты и гальванической развязки.

Заявляемой системой могут быть оборудованы любые колесные ТС, например легковые и особенно грузовые автомобили. И если функции определения местоположения ТС, или связи с сервером в стандарте GSM системой уверенно выполняются в любом виде ТС, то например выполнение функций контроля параметров и управления этими параметрами могут в некоторых случаях быть весьма затруднительными, а техническое решение выполнения указанных функций непосредственно материализованное в конкретном ТС - например проводные соединения датчиков технических параметров со считывающим и анализирующим устройством, в частности микропроцессором, - могут достигать в длину нескольких десятков метров и быть проложенными в непосредственном контакте с опасными узлами или конструктивными элементами ТС (пример - топливный бак, аккумулятор, выхлопная труба и т.п). Для, если не исключения, то минимизации указанных угроз безопасности используют беспроводные датчики по эффективности не уступающие проводным. В свою очередь, сбор, переработку и анализ и передачу информации на микропроцессор от беспроводных датчиков осуществляет ретранслятор внутренней радиосвязи.

В качестве микропроцессора используют известные устройства, например RL78 и его модификации серий G1X, F1X, I1Х, MB90F583B (Фуджицу, Япония) и др. т.п. микропроцессоры.

В качестве приемопередатчика стандарта GSM используют например TTP111CVB, CVO1A, GSM WAVECOM и т.п.

В качестве приемника местоопределения используют, например приемники GPS CF-30LP, ВС-307, CPS Trimble и др.

В качестве ретранслятора ближней радиосвязи (РБР), используют например RF-Host, RC2200AT-SPPIO и др. В качестве беспроводных датчиков используют, например ABST-604, FE-527S, AXICO DM006 и др. в зависимости от функционального назначения по определяемым параметрам.

В качестве контроллера питания используют, например RL-50, Cisco 5500, LC12-LED и др.

В качестве гальванической развязки используют, например системы OC-1N, Кrаmеr ОС-2, SVP-02-SE/24 и др.

В качестве элемента защиты питания используют, например блок АРС PNET1GB

В качестве батареи питания (автономный источник питания) используют, например, батареи CSB1245, FOX NP, SVEN и др.

В качестве модуля GSM (GPRS) с системой MultySIM используют, например MultiSIM2 GSM, Multi-SIM MC652i-2GSM/GPRS и др.

В качестве радиокнопки используют, например RR-1T, TVTXW868A04, RC-88 и др. Радиокнопке могут быть приданы различные функции, например запирание дверей ТС, включение тревожного сигнала, управление контролирующими и исполнительными механизмами, и др.

Следует отметить, что в заявляемой системе могут быть использованы стандартные узлы и блоки различных типов и модификаций различных производителей, и при этом основным критерием использования указанных узлов и блоков является их пригодность по функциональным признакам и параметрам: питания, конструктивного исполнения и других подобных технологических и технических признаков и особенностей.

Структурная схема заявляемой системы для контроля состояния и управления ТС представлена на Фиг.1.

Система представляет собой комплекс функционально связанных между собой блоков и устройств со следующими обозначениями: 1 - микропроцессор, 2 - приемопередатчик стандарта GSM с мульти-сим модулями 3 и 4 и аудиоинтерфейса 5, 6 - приемник системы местоопределения (GPS/GPRS), 7 - блок сопряжения с датчиками первичной информации и 8 - блок обработки аналоговых сигналов снабженные декодерами 9 и 10 соответственно; 11 - блок сопряжения с исполнительными устройствами (на Фиг. не показаны), 12 - контроллер бортового питания включающий в том числе 13 - источник внешнего питания, 14 - защиту питания и 15 - гальваническую развязку, а также 16 - автономный источник питания: 17 - ретранслятор ближней радиосвязи, функционально связанный с радиокнопкой 18 и беспроводными датчиками (А, В, С, , N).

Примечание 1: Резервные вводы для дополнительных датчиков и исполнительных механизмов и устройств, а также дополнительный порт для подключения персонального компьютера на схеме не показаны.

Примечание 2: Представленные на Фиг.1 беспроводные датчики (А, В, С, D, N) не являются элементами заявляемой системы.

Система работает следующим образом.

Подачей напряжения от источника внешнего питания 13 (или дополнительного источника питания 16) через цепь из контроллера питания 12, защиты питания 14 и гальваническую развязку 15 включают микропроцессор 1, скоммутированные ним блоки и приемопередатчики различных сигналов и в том числе блок РБР, и кроме того активируется радиокнопка настроенная например на управление тревожным сигналом. Местоположение ТО определяют (автоматически) через приемник 6 системы местоопределения (GPS/GPRS), а связь с оператором сервера поддерживают: (в автоматическом режиме) передачей на сервер и регистрацией на сервере параметров работы агрегатов и механизмов ТС и передвижения ТС через мульти-сим модуль 3 приемопередатчика 2 стандарта GSM. Одновременно через этот же приемопередатчик 2 осуществляют прямую голосовую связь водителя или какого-либо другого лица, находящегося в ТС, с оператором контролирующего сервера. Общую связь с другими участниками дорожного движения или удаленными абонентами водитель ТС осуществляет через мульти-сим модуль 4 приемопередатчика 2 стандарта GSM.

Техническая информация о работе и состоянии агрегатов и узлов ТС от беспроводных датчиков (А, В, С, N), как уже было указано не являющихся элементами заявляемой системы, поступает на блок РБР и после раскодирования или, наоборот, кодирования поступает в микропроцессор 1 и далее, после соответствующей переработки поступает на приемопередатчик 2 с последующей регистрацией на мониторинговом сервере, также не исключен вариант, при котором информация от беспроводных датчиков через блок РБР поступает в микропроцессор 1 и затем, после соответствующей переработки, поступает на исполнительные механизмы (на схеме не показаны). В качестве конкретного примера работы заявляемой системы может быть рассмотрена следующая ситуация: водитель ТС обнаруживает нулевой показатель уровня топлива и связывается (в том числе и по голосовой связи) с диспетчером мониторингового сервера с сообщением о сложившейся ситуации. Диспетчер на основании зарегистрированных сервером сведений о состоянии и местоположении контролируемого ТС сообщает водителю, например следующее: топлива в резервном баке 2,7 литра, ближайшая заправочная находится в 18 километрах впереди или 15 километров в обратном направлении.

Рутинная часть работы заявляемой системы заключается в следующем: Микропроцессор 1 передает и получает сигналы управления и данные от функционально связанных с ним блоков 7, 8 и 17 в соответствии с заложенной в него программой. Приемник системы местоопределения 6 принимает сигналы соответствующей глобальной системы позиционирования, вычисляет и регистрирует во времени координаты ТС (микропроцессор 1 и от него через мульти-сим модуль 3 приемопередатчика 2 стандарта GSM сервер мониторинга). Дополнительный порт (на схеме не показан) связывает микропроцессор 1 с подключаемым извне ПК для перепрограммирования или корректировки программы, заложенной в микропроцессор.

При выходе из строя внешнего источника питания автоматически или принудительно (в зависимости от компоновки системы) включается автономный источник питания 16 достаточной мощности для обеспечения связи с диспетчером сервера и другим абонентом.

Для лучшего понимания полезная модель может быть проиллюстрирована. Но не исчерпана следующим примером ее конкретного осуществления.

Пример 1.

Монтируют в автомобиле Chevrolet Cruse заявляемую систему (см. Фиг.1) включающую 1 - микропроцессор MB90F583B, 2 - приемопередатчик стандарта GSM с мульти-сим модулями 3 и 4 (MultiSim2 GSM) и аудиоинтерфейса 5 (AKAi EIE), 6 - приемник системы местоопределения ВС-307, 7 - блок сопряжения с датчиками первичной информации и 8 - блок обработки аналоговых сигналов снабженные декодерами APTF-39 9 и 10 соответственно: 11 - блок сопряжения с исполнительными устройствами (на Фиг. не показаны). 12 - контроллер бортового питания RL-50 включающий в том числе 13 - источник внешнего питания (аккумулятор BOSCH 85 Silver Plus), 14 - защиту питания (FSP) и 15 - гальваническую развязку (Kramer ОС-2), а также 16 - автономный источник питания (CSB 1245)); 17 - ретранслятор ближней радиосвязи (TETRA, CREOWAVE OY), функционально связанный с радиокнопкой (TVTXW868A04) 18 и беспроводными датчиками (ABST-604) (А, В, С, , N).

Работает система следующим образом.

Подают напряжение от источника внешнего питания 13 (или дополнительного источника питания 16) через цепь из контроллера питания 12, защиты питания 14 и гальваническую развязку 15, включают микропроцессор 1, скоммутированные с ним блоки и приемопередатчики различных сигналов и в том числе блок РБР, и кроме того активируется радиокнопка настроенная на управление запуском двигателя. Местоположение ТС определяют (автоматически) через приемник 6 системы местоопределения (GPS/GPRS), а связь с оператором сервера поддерживают: (в автоматическом режиме) передачей на сервер и регистрацией на сервере параметров работы агрегатов и механизмов ТС и передвижения ТС через мульти-сим модуль 3 приемопередатчика 2 стандарта GSM. Далее через приемопередатчик 2 осуществляют прямую голосовую связь водителя с оператором контролирующего сервера. Общую связь с другими участниками дорожного движения или удаленными абонентами водитель осуществляет через мульти-сим модуль 4 приемопередатчика 2 стандарта GSM. Техническая информация о работе и состоянии агрегатов и узлов ТС от беспроводных датчиков через блок РБР поступает в микропроцессор 1 и далее, после соответствующей переработки

поступает на приемопередатчик 2 и регистрируется на мониторинговом сервере. В процессе поездки: водитель ТС обнаруживает нулевой показатель уровня топлива и через приемопередатчик 2 по голосовой связи с диспетчером мониторингового сервера с сообщением о сложившейся ситуации. В свою очередь диспетчер на основании зарегистрированных сервером сведений о состоянии и местоположении контролируемого ТС сообщает водителю о количестве топлива оставшегося в резервном баке, местонахождении и расстоянии до ближайшей заправочной станции.

Как видно из описания объекта, схемы иллюстрирующей устройство объекта и описания работы заявляемая полезная модель обладает высокой функциональной эффективностью, повышает безопасность ТС и удобство его в эксплуатации.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки.

1. Патент РФ 37252 на полезную модель, МКИ B60R 25/10, 2004 г

2. Патент РФ 36801 на полезную модель, МКИ B60R 25/00, 2004 г.

3. Патент РФ 2173888, МКИ В 60 R 25/10, 2001 г.

4. Патент РФ 39548 U1 на полезную модель, МКИ B60R 25/10, 2004 г - прототип.

Система для контроля состояния и управления транспортным средством, содержащая микропроцессор с блоками обработки аналоговых сигналов, сопряжения с датчиками первичной информации и исполнительными устройствами, блок питания и автономный источник питания и скоммутированные с микропроцессором приемопередатчик стандарта GSM и приемник системы местоопределения, характеризующаяся тем, что она дополнительно включает ретранслятор ближней радиосвязи, функционально связанный с сетью беспроводных датчиков, радиокнопку, мульти-сим модуль в приемопередатчике стандарта GSM, а блок питания и автономный источник питания соединены с микропроцессором через контроллер питания, скоммутированный с блоками защиты и гальванической развязки.