Периферийный радиоконтроллер

Техническое решение относится к области железнодорожного транспорта, а именно, к области средств техники безопасности на железнодорожном транспорте, и может быть использовано для обеспечения пассажирского поезда беспроводной адресной аварийной сигнализацией и внутренней связью. Периферийный радиоконтроллер выполнен в виде микрокомпонентной сборки, характеризуемой наличием микропроцессора SC14425AVV, выполняющего функцию центрального процессора, к которому подключены схемы питания, интерфейса микрофона, интерфейса динамика, цепей внутренней синхронизации и постоянного запоминающего устройства, отличающийся тем, что он дополнительно содержит интерфейс радиомодуля DECT PRO67.

Техническое решение относится к области железнодорожного транспорта, а именно, к области средств техники безопасности 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 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 Н04В 7/26, 2003) 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), 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 замене вагонов, входящих в состав пассажирского поезда, т.е. существующей системе гибкого формирования составов.

Известна также (RU, патент 0046895, 2005) 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, включающего 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 проводника 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 репитер, совмещенный с устройством передачи аварийных сигналов и с терминальным абоненским радиоблоком, предназначен для организации зоны радиодоступа в рамках отдельного пассажирского вагона 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. замены вагонов, входящих в состав пассажирского поезда.

Известна (RU, патент 75813) конструкция периферийный радиоконтроллер, выполненного в виде микрокомпонентной сборки, характеризуемой наличием микропроцессор SC14425AVV, выполняющего функцию центрального процессора, к которому подключены известным образом схемы питания, интерфейса микрофона, интерфейса динамика, цепей внутренней синхронизации.

Недостатком указанной конструкции следует признать недостаточную надежность в работе.

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

Технический результат, получаемый при реализации предложенной конструкции, 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 использовать в известной системе периферийный радиоконтроллер, выполненный в виде микрокомпонентной сборки, характеризуемой наличием микропроцессор SC14425AVV, а так же радиомодуля DECT PRO67, выполняющего функцию центрального процессора, к которому подключены известным образом схемы питания, интерфейса микрофона, интерфейса динамика, цепей внутренней синхронизации и постоянного запоминающего устройства.

Кроме того, к микрокомпонентной сборке могут быть подключены микрофон и/или динамик.

Периферийный радиоконтроллер представляет собой радиоэлектронное устройство, объединяющее в себе функции терминального абонентского радиоблока (ТАРБ) и DECT ретранслятора (репитера). В качестве ТАРБ периферийный радиоконтроллер предназначен для организации речевого радиоканала в рамках специализированных систем служебной связи стандарта DECT. В качестве ретранслятора, периферийный радиоконтроллер предназначен для организации локальной зоны покрытия (радиодоступа) DECT совместимых устройств, в том числе и носимых терминалов, с последующей передачей графика на базовые станции DECT ЦУС (центральной управляющей системы).

В базовом варианте периферийный радиоконтроллер выполнен в виде микрокомпонентной сборки и состоит из следующих основных модулей: центрального микропроцессора (ЦПр), к которому подключены схемы питания, интерфейса микрофона, интерфейса динамика, цепей внутренней синхронизации, постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), радио модуля (RF) и вспомогательных элементов.

Центральный микропроцессор архитектуры РИСК является основой и осуществляет контроль и управление всех вышеперечисленных модулей.

Схема питания обеспечивает питание периферийного радиоконтроллера, а так же является интерфейсом для корректной работы его с материнской платой Ретранслятора и репитера.

Интерфейсы микрофона и динамика включают в себя операционные усилители, пассивные фильтры и другие вспомогательные элементы, необходимые для корректной работы микрофона и динамика, а так же для развязки ЦПр с микрофоном и динамиком.

ПЗУ состоит из одной микросхемы памяти, подключенной по параллельному интерфейсу к ЦПр. ПЗУ необходимо для оперативного хранения служебной информации, регистрационной информации (которая поступает через схему питания из ретранслятора), а так же для хранения кода основной программы работы ЦПр.

Цепи внутренней синхронизации необходимы для синхронизации и развязки всех модулей периферийного радиоконтроллера.

Радио модуль(DЕСТ PRO67) состоит из радиоконтроллера и вспомогательных цепей. Выполняет функции сопряжения (является интерфейсом) эфирной среды DECT с ЦПр.

Указанные периферийные радиоконтроллеры должны быть размещены, по меньшей мере, по одному в каждом из пассажирских вагонов (и, возможно, на локомотиве).

Периферийный радиоконтроллер представляет собой радиоэлектронное устройство, объединяющее в себе функции терминального абонентского радиоблока, DECT ретранслятора (репитера) и УПАСа (устройство подачи аварийных сигналов). Указанное устройство смонтировано на печатной плате в виде микрокомпонентной сборки с возможностью подключения к устройству контроля аварийных состояний оборудования пассажирского вагона (и локомотива) поезда и внешнему ключу (ключу памяти терминального абонентского радиоблока) инициализации.

Используемое устройство контроля аварийных состояний должно иметь сигнальные входы и кнопки прямого набора. На входы могут быть подключены сигнальные различные датчики (такие как датчик температуры, тормозов, аварии питания и т.д.). В случае распознавания срабатывания любого из датчиков или по нажатию кнопки в сторону определенного терминала системы DECT должен быть сформирован вызов и передано голосовое сообщение. Каждому событию должно соответствовать следующий набор свободно программируемых параметров: вызывной номер 1 (номер проводника вагона - до 4 цифр), вызывной номер 2 (номер бригадира поезда - до 4 цифр), приоритет аварийного сигнала, тип контакта (разомкнутый или замкнутый) и голосовое сообщение.

Также устройство выполнено с возможностью программирования дополнительных параметров, таких как номер вагона, время ожидания ответа абонента, громкость динамика и микрофона. Перед установкой устройства все параметры могут быть установлены по умолчанию с использованием персонального компьютера, а затем изменены в зависимости от ситуации. Номер вагона может быть введен при инсталляции с использованием базы с зарегистрированным терминалом, либо при первичном подключении вагона к системе. Ввод номера осуществляют входящим звонком на сигнальное устройство и набором DTMF (9 - режим программирования периферийного радиоконтроллера, код доступа =0000 по умолчанию, 1 - режим программирования номера вагона, ХХХХХ) комбинации цифр. После установления соединения и получения сигнала «ответ» устройство должно транслировать голосовое сообщение, которое содержит номер вагона и сообщение об аварии. Сообщение должно быть повторено 5 раз. Пауза между повторениями должна составлять 1 сек. Если абонент, которому осуществлен входящий вызов, положил трубку, тем самым подтвердив принятие аварийного сигнала, соединение должно быть разорвано. Для получения полного подтверждения (квитанции) о принятии аварийного вызова устройство должно дождаться ответа, а затем - отбоя абонента, которому адресован аварийный звонок. После этого процедура передачи аварийного сообщения может считаться завершенной. Если абонент, которому адресован аварийный звонок, на протяжении установленного времени не ответил на вызов, соединение должно быть разорвано и устройство должно набрать другой номер и повторить процедуру передачи с начала. Если не отвечает второй номер надо вернуться к первому и так до тех пор пока устройство не получит квитанцию (ответ - отбой), что вызов принят.

Громкоговорящее устройство, входящее в устройство и состоящее из динамика и микрофона, включается при нажатии любой кнопки прямого набора. При срабатывании сигнала «тревога» включается только микрофон.

Однако в любой момент времени, вызываемый абонент, которому предназначается аварийный вызов, может посредство DTMF комбинации включить динамик сигнального модуля, тем самым, открывая канал для работы в обе стороны. Для исключения потери аварийных сигналов, все события запоминаются и передаются в порядке приоритета. Все события, если они поступают в момент передачи аварийного сообщения, передаются следом за текущим сообщением, причем соединение не разрывается. В любом случае, сообщение с низким приоритетом должно быть до конца передано, даже если в момент передачи поступило событие с высоким приоритетом, оно будет передано следующим.

Если в момент передачи сообщения не работает центральная система в штабном вагоне, сообщение должно быть передано на локальное громкоговорящее устройство. Данное аварийное сообщение будет повторено до тех пор, пока персонал не нажмет первую кнопку прямого набора, тем самым подав квитанцию о принятии аварийного сообщения. Если центральная система восстанавливает работоспособность, будет организован нормальный аварийный вызов по обычному алгоритму.

Устройство должно сохранять в энергонезависимой памяти не менее 64 последних аварийных сообщений.

В качестве терминального абонентского радиоблока периферийный радиоконтроллер предназначен для организации речевого радиоканала между штабным и пассажирским вагонами в рамках систем служебной связи стандарта DECT между элементами пассажирского поезда.

В качестве DECT репитера периферийный радиоконтроллер предназначен для организации локальной зоны радиодоступа носимых абонентских терминалов в рамках отдельного пассажирского вагона с последующей передачей информации на базовые станции DECT контроллера системы поезда.

Ключ памяти служит для расширения функциональных возможностей периферийного радиоконтроллера в части автоматизации процесса его регистрации в рабочей DECT системе. Он содержит заранее введенную регистрационную информацию, необходимую для работы периферийного радиоконтроллера в составе DECT системы, причем указанную регистрационную информацию ключ памяти автоматически передает в оперативную память периферийного радиоконтроллера при его подключении.

Конструктивно периферийный радиоконтроллер выполнен в виде печатной платы с установленными на ней DECT трансивером, микропроцессором, элементами громкоговорящей связи и интерфейсными разъемами.

Разработанный периферийный радиоконтроллер предназначен для работы в составе системы связи и передачи аварийных сообщений пассажирских поездов дальнего и пригородного следования. Указанная система контроля безопасности и связи пассажирского поезда состоит из функциональных частей двух типов - центральной и оконечных. Центральная часть расположена в штабном вагоне и представляет собой центральную управляющую систему (радиоконтроллер DECT) с подключенными к ней базовыми станциями. Также в штабном вагоне расположены средства отображения аварийных ситуаций, происходящих в составе, и системы сигнализации поезда. Оконечные части системы расположены в пассажирских вагонах (а также, возможно, в кабине локомотива) и представляют собой устройства для сбора и передачи аварийных сообщений с датчиков аварийных ситуаций вагона (и локомотива) по организуемым каналам радиосвязи на центральную часть системы. Периферийный радиоконтроллер также является частью оконечного блока системы и отвечает за организацию радиоканала связи с базовой станцией DECT радиоконтроллера системы с обеспечением возможности передачи аварийных сообщений. Периферийный радиоконтроллер содержит репитерную часть, обеспечивающую организацию локальной зоны радиодоступа носимых проводниками абонентских терминалов в рамках отдельного пассажирского вагона (и локомотива) и передачи информации на центральную часть системы. Периферийный радиоконтроллер выполнен с возможностью подключения указанного ранее ключа памяти, содержащего идентификационную информацию, определяющую, с контроллером какого штабного вагона он будет работать с подключенным к нему ключом. При отсутствии ключа памяти периферийный радиоконтроллер может работать с DECT контроллером, идентифицированным как «система по умолчанию» (в частности, контроллер депо).

В процессе работы периферийный радиоконтроллер получает информацию об аварийных ситуациях от устройства контроля аварийных состояний, DTMF команды управления периферийным радиоконтроллером, передаваемые через DECT канал, а также регистрационную информацию от ключа памяти, обрабатывает указанную информацию и передает поток управляющих команд на устройство контроля аварийных ситуаций, а также голосовые сообщения, передаваемые через DECT канал. Кроме того, в процессе работы периферийный радиоконтроллер обменивается информацией по каналу громкоговорящей связи.

Периферийный радиоконтроллер, выполненный в виде микрокомпонентной сборки, характеризуемой наличием микропроцессора SC14425AVV, выполняющего функцию центрального процессора, к которому подключены схемы питания, интерфейса микрофона, интерфейса динамика, цепей внутренней синхронизации и постоянного запоминающего устройства, отличающийся тем, что он дополнительно содержит интерфейс радиомодуля DECT PRO67.