Приставка магнитного ключа памяти для абонентского терминала

Техническое решение относится к области средств техники безопасности и связи на железнодорожном транспорте, и может быть использовано для обеспечения пассажирского поезда беспроводной адресной аварийной сигнализацией и внутренней связью. Приставка содержит многослойную печатную плату, размещенную в пластиковом корпусе. На печатной плате установлены электромагнитный считыватель, выполненный в виде микроконтроллера с антенной, микропроцессор, схема интерфейса для подключения к устройству передачи аварийных сигналов, индикаторы отображения номера вагона, а также вспомогательные элементы.

Техническое решение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к области средств техники безопасности и связи на железнодорожном транспорте, и может быть использовано для обеспечения пассажирского поезда беспроводной адресной аварийной сигнализацией и внутренней связью.

Настоящая разработка предназначена для использования в системах связи на пассажирских поездах пригородного и дальнего следования с целью организации каналов связи и передачи сигналов аварийной сигнализации. Устройство разработано на базе DECT технологий и позволяет оснащать пассажирские поезда устройствами передачи данных и телефонии, предпочтительно с учетом существующей системы гибкого формирования состава пассажирского поезда, состоящего из штабного и пассажирских вагонов.

Известна (RU, патент 2206177) бортовая сеть связи подвижного состава, характеризуемая наличием пульта управления и диагностики (носимый пульт начальника поезда), в каждом вагоне подвижного состава - оконечных устройств связи (в виде мобильных радиотелефонов для персонала и пассажиров, радиодатчиков и исполнительных устройств системы автоматики вагона, миниатюрных терминалов видеонаблюдения и других необходимых устройств) и унифицированного узла коммутации (в виде базовой станции), цифровой радиолинией, связывающей бортовую сеть связи подвижного состава с внешними системами связи, причем соединение между оконечными устройствами связи и унифицированным узлом

коммуникации, а также между смежными унифицированными узлами коммутации осуществляют по радиоканалу, при этом частотный диапазон и уровень радиосигнала в радиоканале выбирают таким образом, что оконечные устройства связи связываются только с унифицированным узлом коммутации того вагона, в котором оконечные устройства связи находятся в данный момент, а пульт управления и диагностики выполнен мобильным и связывается по радиоканалу с унифицированным узлом коммутации того вагона, в котором пульт управления и диагностики находится в данный момент. Известная бортовая сеть связи работает следующим образом. Пульт управления и диагностики (носимый терминал начальника поезда) передает и принимает радиосигнал в любой точке поезда через сеть унифицированных узлов коммутации, как при получении начальником поезда радиосигнала от оконечного устройства, так и при передаче на оконечное устройство радиосигнала, в том числе и при разговоре пассажира по личному мобильному телефону с абонентом, удаленным от поезда.

Недостатком известной бортовой системы следует признать наличие только одного пульта управления и диагностики выполненного в виде носимого варианта начальника поезда, большого количества узлов коммутации. Кроме того, недостатком следует признать и отсутствие возможности автоматического контроля за состоянием вагона, особенно при существующей системе замены вагонов, входящих в состав пассажирского поезда.

Известна (RU, патент 0046895) система контроля безопасности и связи пассажирского поезда, характеризуемая наличием центральной управляющей системы и базовых станций DECT, причем каждая базовая станция подключена к центральной управляющей системе, к каждой базовой станции DECT через ВЧ разъемы подключены по две

антенны, установленные на крыше вагона, по меньшей мере, одного устройства передачи аварийных сигналов от систем аварийной сигнализации железнодорожного вагона путем формирования голосовых сообщений для передачи их проводнику вагона и начальнику поезда, включающее радиорозетку DECT, голосовой автоинформатор, носимый терминал с кнопочным номеронабирателем, при этом устройство передачи аварийных сигналов подключено к выходам систем аварийной и пожарной сигнализации вагона, не менее одного носимого терминала (терминального абонентского радиоблока) для получения сигналов об авариях и двухсторонней автоматической телефонной связи, не менее одного репитера для усиления радиосигналов, не менее одной телефонной трубки в служебных купе проводников и не менее одной кнопки сигнализации опасности.

Используемый в системе терминальный абонентский радиоблок предназначен для организации зоны радиодоступа датчиков аварийных ситуаций и проводника пассажирского вагона с центральной управляющей системой, размещенной в штабном вагоне, с последующей передачей информации на базовые станции DECT системы.

Недостатком известной системы контроля безопасности и связи пассажирского поезда следует признать затрудненность ее использования при условии гибкого формирования состава, т.е. спонтанной замены вагонов, входящих в состав пассажирского поезда.

Известна (RU, патент 2329601) конструкция ключа памяти для терминального абонентского радиоблока системы сигнализации и связи пассажирского поезда. Известный ключ памяти содержит печатную плату, на которой установлены микросхема памяти,

стабилитрон, схема интерфейса для подключения к репитеру, а также пять емкостей, два резистора, при этом к входу «VCC» питания микросхемы памяти подключены диодный мост и RC фильтр, состоящий из первого и второго резисторов, а также первой, второй и третьей емкостей, осуществляющие выпрямление и фильтрацию питающего напряжения, микросхема стабилитрона совместно с четвертой и пятой емкостями, осуществляющие стабилизацию питающего напряжения, второй и третий диоды подключены параллельно к соответственно информационному (SDA) и синхронизирующему (SCL) входу/выходу микросхемы памяти.

Недостатком известной конструкции ключа памяти следует признать сложность конструкции, приводящую к увеличению случаев отказа работы ключа памяти.

Техническая задача, решаемая посредством предложенного изобретения, состоит в разработке усовершенствованной системы сигнализации и связи пассажирского поезда.

Технический результат, получаемый при реализации предложенной системы, состоит в повышении безопасности эксплуатации пассажирского поезда при одновременном повышении уровня сервиса в условиях гибкого формирования состава пассажирского поезда.

Для достижения указанного технического результата предложено в указанной системе контроля безопасности и связи пассажирского поезда использовать приставку магнитного ключа памяти для абонентского терминала, предназначенную для передачи регистрационной информации из магнитного электронного ключа регистрации в устройство передачи аварийных сигналов (далее УПАС-ретранслятор).

Указанная приставка магнитного электронного ключа памяти абонентского терминала представляет собой многослойную печатную плату, размещенную в пластиковом корпусе с установленными на указанной печатной плате электромагнитным считывателем, выполненным в виде микроконтроллера с антенной, микропроцессором, схемой интерфейса для подключения к устройству передачи аварийных сигналов (далее УПАС-ретранслятор), индикаторами отображения номера вагона, а также вспомогательными элементами, при этом ко входам микроконтроллера подключены колебательный контур, выполняющий функцию передатчика активизирующей частоты и приемника информации от магнитного электронного ключа памяти, к другому входу микроконтроллера подключен генератор активирующей частоты, состоящий из кварцевого элемента и вспомогательных элементов (Микро контроллер в момент установки магнитного ключа в приставку магнитного ключа подает питание на кварцевый генератор активизирующей частоты, проключает эту частоту на колебательный контур до того момента пока с магнитного ключа не поступит радиосигнал содержащий регистрационную информацию. Затем кварцевый генератор отключается от колебательного контура.), к информационному выходу микроконтроллера подключен микропроцессор для передачи регистрационной информации от микроконтроллера к микропроцессору, к служебному выходу. микроконтроллера подключен микропроцессор для осуществления прерывания перед началом передачи регистрационной информации от микроконтроллера в микропроцессор. К входу микропроцессора подключены 14 диодов (по 7 на каждую цифру), представляющие собой 2-х значные цифровые индикаторы номера магнитного электронного ключа регистрации, установленного в приставке

магнитного ключа, выходы микропроцессора подключены к интерфейсу и предназначены для передачи регистрационной информации, обработанной микропроцессором, от магнитного электронного ключа регистрации в устройство передачи аварийных сигналов УПАС-ретранслятор, ко входам/выходам микропроцессора подключены клеммы подключения программатора для отладки приставки магнитного электронного ключа регистрации, а также стандартные вспомогательные согласующие элементы.

Работа разработанного устройства основана на следующих предпосылках.

Микропроцессор представляет собой главную микросхему, а микроконтроллер - ведомую микропроцессором микросхему, цель которой по команде микропроцессора считать с магнитного ключа информацию и отдать ее в микропроцессор. То есть при установке магнитного ключа в приставку магнитного ключа вся схема запитывается, и по заложенной производителем программе, микроконтроллер считывает с магнитного ключа информацию, а затем микроконтроллер подает в микропроцессор команду, о том, что готов отдать считанную информацию. Микропроцессор отдает команду микроконтроллеру о начале передачи информации, затем происходит передача информации от микроконтроллера микропроцессору. Затем, когда микропроцессор обработает эту информацию, он передает ее в УПАС-ретранслятор. Команда о готовности микроконтроллера и называется прерыванием.

В базовом варианте разработанное устройство выполнено следующим образом.

Указанная приставка магнитного электронного ключа памяти абонентского терминала представляет собой многослойную печатную плату, размещенную в пластиковом корпусе с установленными на

указанной печатной плате электромагнитным считывателем, выполненным в виде микроконтроллера с антенной (MFRC522), микропроцессором (Mega32), схемой интерфейса для подключения к устройству передачи аварийных сигналов (УПАС-ретранслятору) (XI, Х2), индикаторами отображения номера вагона (Ledl_A, Ledl_B). К входам RX, VMID, TX1, TVSS, TX2 микроконтроллера MFRC522 подключены колебательный контур, выполняющий функцию передатчика активизирующей частоты и приемника информации от магнитного электронного ключа памяти (МЭКР), к входу OSCIN, OSCOUT микроконтроллера подключен генератор активирующей частоты 27,12МГц, состоящий из кварцевого элемента JXS53 и вспомогательных элементов С13 и С14, к информационному выходу D5, D6, D7, SDA микроконтроллера MFRC522 подключен микропроцессор Mega32 для передачи регистрационной информации от микроконтроллера MFRC522 к микропроцессору Mega32, к служебному выходу NRSTPD, IRQ микроконтроллера MFRC522 подключен микропроцессор Mega32 для осуществления прерывания перед началом передачи регистрационной информации от микроконтроллера MFRC522 в микропроцессор Mega32. Ко входу РВ3, РВ2, РВ1, РС6, РС5, РС4, РА6, РА5, Ра4, РА3, РА2, РА1, РАО микропроцессора Mega32 подключены 14 диодов, представляющие собой 2-х значные цифровые индикаторы номера магнитного электронного ключа регистрации, установленного в приставке магнитного ключа, выходы SDA, SCL, SCK, MISO, MOSI микропроцессора подключены к интерфейсу XI, Х2 и предназначены для передачи регистрационной информации, обработанной микропроцессором Mega32, от магнитного электронного ключа регистрации в устройство передачи аварийных сигналов УПАС-ретранслятор, к входам/выходам РО0, РЩ1 микропроцессора Mega32

подключены клеммы подключения программатора для отладки приставки магнитного электронного ключа регистрации, а также вспомогательные согласующие элементы R36A, R36B, R36C, R36D.

Устройство работает следующим образом.

В вагоне пассажирского поезда, с корректно установленной «Системой контроля безопасности и связи пассажирского поезда», в исходном состоянии УПАС-ретранслятор совместно с приставкой магнитного ключа обесточен. При установке магнитного ключа, принадлежащего штабному вагону текущего состава, в приставку магнитного ключа, в приставке магнитного ключа срабатывает клавиша «DM3-01P-30G-GS1», которая подключает напряжение питания 3,3 В (источник питания находится в УПАС-ретрансляторе, он преобразует напряжение электросети вагона 55-110 В в напряжение, пригодное для работы УПАС-ретранслятора и приставки магнитного ключа 3,3 В) на все цепи УПАС-ретранслятора приставки магнитного ключа. Затем микроконтроллер MFRC522 по заложенной в него программе сначала иницилизируется, а затем подключает активизирующую частоту 27,12 МГц с кварцевого генератора JXS53 на колебательный контур, который в свою очередь является антенной. Активизирующая частота позволяет магнитному ключу накопить достаточную энергию, чтобы через небольшой промежуток времени (не более 10 мс) передать содержащуюся в нем регистрационную информацию на антенну колебательного контура, по которой эта информация поступает в микроконтроллер MFRC522. Следующим шагом микроконтроллер очищает полученную информацию от возможных помех, которые могли возникнуть в процессе радиоприема, и подает команду (прерывание) по входам/выходам NRSTPD, IRQ, после чего, микроконтроллер передает регистрационную информацию в микропроцессор Mega32. В свою

очередь микропроцессор часть полученной регистрационной информации. использует для отображения номера вагона на диодном двухзначном табло приставки магнитного ключа (для первой цифры выходы РА6, РА5, Ра4, РА3, РА2, РА1, РА0, для второй РВ3, РВ2, РВ1, РС6, РС5, РС4), а часть информации адаптирует для УПАС-ретранслятора и передает ее в УПАС-ретранслятор по интерфейсу Х2. Затем УПАС-ретранслятор, получив регистрационную информацию от приставки магнитного ключа, активизирует процесс регистрации радиомодуля DECT в СКБиСПП. После того, как радиомодуль DECT зарегистрирован в системе, можно пользоваться носимым терминалом, приписанным к данному вагону, а так же клавишами экстренной связи расположенными на УПАС-ретрансляторе. Готовность УПАС-ретранслятора к работе можно определить по горящим ровным светом «диодом готовности», расположенному на лицевой панели УПАС-ретранслятора.

Разработанное устройство обеспечивает повышение безопасности эксплуатации пассажирского поезда при одновременном повышении уровня сервиса в условиях гибкого формирования состава пассажирского поезда.

Приставка магнитного электронного ключа памяти абонентского терминала, характеризуемая наличием многослойной печатной платы, размещенной в пластиковом корпусе, при этом на указанной печатной плате установлены электромагнитный считыватель, выполненный в виде микроконтроллера с антенной, микропроцессор, схема интерфейса для подключения к устройству передачи аварийных сигналов, индикаторы отображения номера вагона, а также вспомогательные элементы, при этом ко входам микроконтроллера подключены колебательный контур, выполняющий функцию передатчика активизирующей частоты и приемника информации от магнитного электронного ключа памяти, к другому входу микроконтроллера подключен генератор активирующей частоты, состоящий из кварцевого элемента и вспомогательных элементов, к информационному выходу микроконтроллера подключен микропроцессор для передачи регистрационной информации от микроконтроллера к микропроцессору, к служебному выходу микроконтроллера подключен микропроцессор для осуществления прерывания перед началом передачи регистрационной информации от микроконтроллера в микропроцессор, ко входу микропроцессора подключены 14 диодов, представляющих собой 2-значные цифровые индикаторы номера магнитного электронного ключа регистрации, установленного в приставке магнитного ключа, выходы микропроцессора подключены к интерфейсу и предназначены для передачи регистрационной информации, обработанной микропроцессором, от магнитного электронного ключа регистрации в устройство передачи аварийных сигналов, ко входам/выходам микропроцессора подключены клеммы подключения программатора для отладки приставки магнитного электронного ключа регистрации, а также вспомогательные согласующие элементы.