Мобильный навигационный терминал

Полезная модель направлена на повышение надежности и расширение функциональных возможностей. Указанный технический результат достигается тем, что терминал содержит разъем подключения GSM антенны, разъем подключения ГЛОНАСС антенны, GSM/GPRS модем, ГЛОНАСС/GPS приемник, микроконтроллер, считыватели SIM-карт, связанные с блоком антистатической защиты, стабилизаторы электропитания, разъем подключения питания и портов аналогового и дискретного ввода-вывода, порт аналогового ввода и дискретного ввода-вывода, разъем подключения коммуникационных портов ввода-вывода, связанный с портом RS-232/RS-485 и портом 1-WIRE. Терминал дополнительно содержит блок энергонезависимой памяти, блок ограничения и измерения тока ГЛОНАСС антенны, ключи, усилитель низкой частоты, разъем подключения микрофона-динамика, разъем подключения порта USB, разъем подключения УКВ радиостанции, связанный с модулятором/демодулятором и блоком управления УКВ радиостанцией. 1 н.п.ф., 2 з.п.ф., 1 фиг.

Полезная модель относится к телекоммуникационным устройствам, а именно к мобильному навигационному терминалу (МНТ) транспортного средства, который предназначен для приема сигналов глобальной навигационной спутниковой системы России (ГЛОНАСС) и глобальной системы позиционирования США (Global Positioning System - GPS), определения на их основе координат местоположения, курса и скорости транспортного средства, передачи навигационных и других параметров транспортного средства в диспетчерский центр.

Известен спутниковый навигационный приемник по патенту РФ на полезную модель 71489, Н04В 1/38, 2008. Приемник содержит разъем подключения ГЛОНАСС/GPS антенны, ГЛОНАСС/GPS приемник, микроконтроллер, контроллер USB, стабилизатор электропитания, преобразователь уровня RS-232 и порты ввода-вывода. Недостатком приемника является то, что он не содержит устройства ограничивающего ток ГЛОНАСС/GPS антенны в случае обрыва или замыкания ее кабеля, что в свою очередь снижает надежность работы приемника.

Известен мобильный навигационный терминал по патенту РФ на полезную модель 68822, Н04В 1/38, Н04М 11/00, 2007. Терминал содержит разъем подключения антенны спутникового модема, разъем подключения ГЛОНАСС/GPS антенны, спутниковый модем, ГЛОНАСС/GPS приемник, микроконтроллер, стабилизатор электропитания, преобразователь уровня RS-232 и порты ввода-вывода. Недостатком терминала является то, что полученные ГЛОНАСС/GPS приемником и обработанные микроконтроллером геодезические данные могут передаваться оператору спутниковой сети только посредством спутникового модема, что ограничивает его функциональные возможности. Заявляемое техническое решение передает геодезическую и иную информацию с помощью GSM/GPRS модема или с помощью внешней УКВ радиостанции. Также в терминале отсутствуют устройства, обеспечивающие речевую связь водителя с оператором спутниковой сети, что также ограничивает его функциональные возможности.

В качестве ближайшего аналога заявляемому техническому решению выбран мобильный навигационный терминал по патенту РФ на полезную модель 68821, Н04В 1/38, Н04М 11/00, G08B 25/10, 2007. Терминал содержит разъем подключения GSM антенны, разъем подключения ГЛОНАСС/GPS антенны, GSM/GPRS модем, ГЛОНАСС/GPS приемник, микроконтроллер, считыватели SIM-карт и стабилизаторы электропитания Недостатком данной полезной модели является то, что полученные ГЛОНАСС/GPS приемником и обработанные микроконтроллером геодезические данные могут передаваться оператору спутниковой сети только посредством GSM/GPRS модема, что ограничивает его функциональные возможности. Также терминал не содержит устройств, позволяющих отключать питание ГЛОНАСС/GPS приемника и GSM/GPRS модема в целях снижения потребляемой мощности при длительных стоянках транспортного средства.

Технический результат заключается в повышении надежности и расширении функциональных возможностей.

Технический результат обеспечивается тем, что мобильный навигационный терминал содержит разъем подключения GSM антенны, разъем подключения ГЛОНАСС антенны, GSM/GPRS модем, ГЛОНАСС/GPS приемник, микроконтроллер, считыватели SIM-карт, связанные с блоком анти статической защиты, стабилизаторы электропитания, разъем подключения питания и портов аналогового и дискретного ввода-вывода, порт аналогового ввода и дискретного ввода-вывода, разъем подключения коммуникационных портов ввода-вывода, связанный с портом RS-232/RS-485 и портом 1-WIRE, согласно полезной модели, терминал дополнительно содержит блок энергонезависимой памяти, блок ограничения и измерения тока ГЛОНАСС антенны, ключи, усилитель низкой частоты, разъем подключения микрофона-динамика, разъем подключения порта USB, разъем подключения УКВ радиостанции, связанный с модулятором/демодулятором и блоком управления УКВ радиостанцией. Терминал также содержит блок зарядки и защиты резервного аккумулятора и порт CAN (Control Area Network).

Технический результат достигается за счет того, что блок энергонезависимой памяти позволяет при выключении питания терминала сохранять всю полученную им информацию, в частности информацию, поступающую с датчиков транспортного средства и геодезическую информацию (координаты, курс). Блок ограничения и измерения тока ГЛОНАСС антенны позволяет ограничивать ток ГЛОНАСС антенны в случае обрыва или замыкания ее кабеля, а также измеряет ток антенны с целью определения обрыва, короткого замыкания или нормального питания антенны. Посредством ключей осуществляются включение внешнего микрофона для организации речевой связи водителя с диспетчерским центром, отключение питания ГЛОНАСС/GPS приемника и блока ограничения и измерения тока ГЛОНАСС антенны, а также отключение питания GSM/GPRS модема с целью снижения потребляемой мощности при длительных стоянках транспортного средства. Усилитель низкой частоты предназначен для усиления напряжения и мощности электрических колебаний звуковой частоты, посредством, которого к GSM/GPRS модему подключается внешний громкоговоритель, используемый для организации связи водителя с диспетчерским центром. Питание усилителя низкой частоты может быть отключено микроконтроллером, с целью снижения потребляемой мощности при длительных стоянках транспортного средства. Разъем подключения микрофона-динамика предназначен для подключения внешнего микрофона и внешнего громкоговорителя, которые используются для организации связи водителя с диспетчерским центром. Также возможно отдельное включение внешнего микрофона (без включения питания усилителя низкой частоты) с целью дистанционного прослушивания салона. С помощью разъема подключения порта USB (Universal Serial Bus - универсальная последовательная шина) и самого порта USB осуществляется обмен данными с внешним компьютером с целью: загрузки встроенного программного обеспечения терминала, настройки и конфигурирования встроенного программного обеспечения на те или иные режимы работы терминала, передачи данных от внешнего компьютера через каналы связи терминала (GSM и/или УКВ) на сервер диспетчерского центра. Разъем подключения УКВ радиостанции, связанный с модулятором/демодулятором и блоком управления УКВ радиостанцией предназначен для подключения УКВ радиостанции, которая посредством модулятора/демодулятора и блока управления УКВ радиостанцией передает геодезическую и иную информацию в диспетчерский центр. Модулятор осуществляет преобразование цифровых прямоугольных импульсов, поступающих от микроконтроллера, в сглаженные аналоговые сигналы, которые подаются на модулирующий вход внешней УКВ радиостанции. Демодулятор осуществляет предварительную фильтрацию и привязку по постоянному току аналоговых сигналов, поступающих с выхода детектора внешней УКВ радиостанции, и подает обработанные сигналы на вход микроконтроллера. Блок управления УКВ радиостанцией осуществляет переключение радио каналов и режимов приема/передачи сигналов.

Резервный аккумулятор используется для питания терминала в течение небольшого времени (1-2 часа) в случае отключения основного аккумулятора транспортного средства (например, при отключении «массы» водителем во время ночной стоянки и т.д.). Зарядку и защиту резервного аккумулятора осуществляют с помощью соответствующего блока. Порт CAN предназначен для связи микроконтроллера терминала с автомобильными контроллерами и сложными агрегатами (например, контроллером двигателя, контроллером коробки передач), который позволяет повысить помехоустойчивость передачи данных в условиях помех бортовой сети автомобиля.

На фигуре представлена схема мобильного навигационного терминала.

Терминал содержит разъем подключения микрофона-динамика 1, подключаемую GSM антенну 2 и разъем подключения GSM антенны 3, блок антистатической защиты 4, считыватели SIM-карт 5 и 6, подключаемую ГЛОНАСС антенну 7 и разъем подключения ГЛОНАСС антенны 8, ГЛОНАСС/GPS приемник 9, блок ограничения и измерения тока ГЛОНАСС антенны 10, ключи 11, 16 и 18, GSM/GPRS модем 12, микроконтроллер 13, блок энергонезависимой памяти 14, усилитель низкой частоты 15, разъем подключения порта USB 17 и порт USB 19, стабилизаторы электропитания 20 и 21, разъем подключения питания и портов аналогового и дискретного ввода-вывода 22, порт аналогового ввода и дискретного ввода-вывода 23, разъем подключения коммуникационных портов ввода-вывода 24, порт RS-232/RS-485 25, порт 1-WIRE (однопроводная сеть) 26, порт CAN 27, разъем подключения УКВ радиостанции 28, модулятор/демодулятор 29, блок управления УКВ радиостанцией 30, блок зарядки и защиты 31 резервного аккумулятора 32.

МНТ работает следующим образом.

Диспетчерский центр (на схеме не показан), используя сервис передачи коротких сообщений SMS (Short Message Service) или технологию GPRS системы пакетной коммутации в сетях подвижной связи (General Packet Radio Service) направляет сообщение (команду) на запрос определения местоположения МНТ. Сообщение (команда) с диспетчерского центра поступает на GSM антенну 2, далее через разъем подключении GSM антенны 3 глобальной системы мобильной связи (Global System for Mobile Communications), сообщение поступает на GSM/GPRS модем 12. GSM/GPRS модем 12 выполняет функцию приемопередатчика по приему и отправке сообщений. Получив сообщение (команду) на запрос координат геодезических пунктов (геодезических данных), GSM/GPRS модем 12, передает команду на микроконтроллер 13, в котором выполняется программа по запросу геодезических данных полученных от ГЛОНАСС/GPS приемника 9. Сигналы от двух спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США) непрерывно поступают на ГЛОНАСС антенну 7, далее через разъем подключения ГЛОНАСС антенны 8 они поступают в совмещенный ГЛОНАСС/GPS приемник 9. Совмещенный ГЛОНАСС/GPS приемник 9 состоит из аналоговой и цифровой части. В аналоговой части производится фильтрация и усиление входных сигналов, а также их оцифровка. В цифровой части производится дальнейшая аппаратная и программная цифровая обработка сигналов. ГЛОНАСС/GPS приемник 9 предназначен для приема сигналов спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС и GPS. Принятые данные ГЛОНАСС/GPS приемник 9 передает в микроконтроллер 13, который анализирует полученные координаты геодезических пунктов (геодезические данные). После чего микроконтроллер 13 передает геодезические данные в GSM/GPRS модем 12, с которого данные через разъем подключения GSM антенны 3 передаются на GSM антенну 2, а далее в диспетчерский центр Микроконтроллер 13 имеет возможность кодирования геодезических данных полученных от ГЛОНАСС/GPS приемника 9. Геодезические данные могут быть отправлены в диспетчерский центр при помощи SMS сообщений или по технологии GPRS, канал передачи определяет GSM/GPRS модем 12. Геодезические данные и информация с датчиков транспортного средства передаются в режиме ON-line или OFF-line в диспетчерский центр посредством GSM/GPRS модем 12 или внешней УКВ радиостанции (на схеме не показана), которая подключается к разъему подключения УКВ радиостанции 28. Работу внешней УКВ радиостанции обеспечивают модулятор/демодулятор 29 и блок управления УКВ радиостанцией 30 Модулятор/демодулятор 29 осуществляет преобразование цифровых импульсов, поступающих от микроконтроллера 13, в аналоговые сигналы, которые подаются на модулирующий вход внешней УКВ радиостанции, а также осуществляет предварительную фильтрацию и привязку по постоянному току аналоговых сигналов, поступающих с выхода детектора внешней УКВ радиостанции, и подает обратные сигналы на вход микроконтроллера 13. С помощью блока управления УКВ радиостанцией 30 осуществляют переключение радио каналов и режимов приема/передачи сигналов. Полученные терминалом геодезические данные (координаты, курс), а также информация, поступающая с датчиков транспортного средства, записываются в блоке энергонезависимой памяти 14. С целью повышения надежности передачи данных к GSM/GPRS модему 12 подключаются считыватели SIM-карт 5 и 6, основного и резервного оператора связи сети GSM. Считыватели SIM-карт 5 и 6, предназначены для считывания данных находящихся в памяти SIM-карт. Для электростатической защиты SIM-карт служит блок антистатической защиты 4. Блок ограничения и измерения тока ГЛОНАСС антенны 10 позволяет ограничивать ток ГЛОНАСС антенны 7 в случае обрыва или замыкания ее кабеля, а также измеряет ток антенны с целью определения обрыва, короткого замыкания или нормального питания антенны. Для организации речевой связи диспетчерского центра с водителем, а также дистанционного прослушивания салона к GSM/GPRS модему 12 через ключ 11 может быть подключен внешний микрофон, а через усилитель низкой частоты 15 внешний громкоговоритель. Внешний микрофон и внешний громкоговоритель подключаются к разъему подключения микрофона-динамика 1. Ключ 16 позволяет отключать питание ГЛОНАСС/GPS приемника 9 и блока ограничения и измерения тока ГЛОНАСС антенны 10 с целью снижения потребляемой мощности при длительных стоянках транспортного средства Ключ 18 позволяет отключать питание GSM/GPRS модема 12 с целью снижения потребляемой мощности при длительных стоянках транспортного средства. С помощью разъема подключения порта USB 17 и порта USB 19 осуществляется обмен данными с внешним компьютером (на схеме не показан), в частности осуществляется загрузка встроенного программного обеспечения терминала, настройка и конфигурация встроенного программного обеспечения на те или иные режимы работы и т.д. Разъем подключения питания и портов аналогового и дискретного ввода-вывода 22 используется для подключения входного питания терминала, аналоговых и дискретных датчиков транспортного средства (например, датчика уровня топлива в бензобаке, датчика температуры рефрижератора и т.п.). Микроконтроллер 13 посредством порта аналогового ввода и дискретного ввода-вывода 23 подключается к датчикам (например, датчику открывания дверей транспортного средства или датчику напряжения питания бортовой сети), а также к дискретным исполнительным устройствам (например, светозвуковой сигнальной установке, реле блокировки или запуска двигателя, реле включения световых сигналов). Разъем подключения коммуникационных портов ввода-вывода 24 используют для соединения порта RS-232/RS-485 25, порта 1-WIRE 26 и порта CAN 27. С помощью коммуникационного порта RS-232/RS-485 25, микроконтроллер 13 подключают к внешним устройствам - дисплеям, компьютерам, принтерам, видеокамерам, средствам беспроводной связи и т.д. Порт 1-WIRE 26 предназначен для подключения микроконтроллера 13 к цифровым датчикам (например, температуры, давления, положения) и электронным ключам Touch Memory для идентификации водителя или постановки-снятия транспортного средства с охраны. Порт CAN 27 предназначен для связи микроконтроллера 13 с автомобильными контроллерами и сложными агрегатами (например, контроллером двигателя, контроллером коробки передач). Напряжение для МЫТ подают на стабилизатор электропитания 4.5 вольта 20 и далее на стабилизатор электропитания 3.3 вольта 21, через который происходит электропитание всех элементов терминала. Резервный аккумулятор 32 посредством блока зарядки и защиты 31 обеспечивает питание терминала в течение небольшого времени (1-2 часа) в случае отключения основного аккумулятора транспортного средства.

Таким образом, предлагаемый мобильный навигационный терминал позволяет повысить надежность и расширить функциональные возможности устройства.

1. Мобильный навигационный терминал, содержащий разъем подключения GSM антенны, разъем подключения ГЛОНАСС антенны, GSM/GPRS модем, ГЛОНАСС/GPS приемник, микроконтроллер, считыватели SIM-карт, связанные с блоком антистатической защиты, стабилизаторы электропитания, разъем подключения питания и портов аналогового и дискретного ввода-вывода, порт аналогового ввода и дискретного ввода-вывода, разъем подключения коммуникационных портов ввода-вывода, связанный с портом RS-232/RS-485 и портом 1-WIRE, отличающийся тем, что дополнительно содержит блок энергонезависимой памяти, блок ограничения и измерения тока ГЛОНАСС антенны, ключи, усилитель низкой частоты, разъем подключения микрофона-динамика, разъем подключения порта USB, разъем подключения УКВ радиостанции, связанный с модулятором/демодулятором и блоком управления УКВ радиостанцией.

2. Мобильный навигационный терминал по п.1, отличающийся тем, что содержит блок зарядки и защиты резервного аккумулятора.

3. Мобильный навигационный терминал по п.1, отличающийся тем, что содержит порт CAN.