Малогабаритный комплекс мониторинга для определения местоположения подвижных объектов

Полезная модель относится к системам для определения местоположения подвижных объектов (людей и животных) по сигналам космических навигационных систем и их мониторинга с целью контроля и слежения за их перемещением. Малогабаритный комплекс мониторинга для определения местоположения подвижных объектов состоит из трекера, в состав которого входят: плата управляющего микроконтроллера, на которой расположены: управляющий микроконтроллер, GSM модем, трех-осевой механический акселерометр. Flash-память, приемник GPS/ГЛОНАСС и технологические входы/выходы. Так же в состав трекера входят литий-полимерный аккумулятор, светодиодные индикаторы, антенна GPS/ГЛОНАСС, подключенная к радиочастотному входу приемника GPS/ГЛОНАСС и GSM-антенна, подключенная к радиочастотному разъему GSM модема. В состав малогабаритного комплекса мониторинга входят мининоутбук и карманный персональный компьютер. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей малогабаритного комплекса мониторинга. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Полезная модель относится к области навигации, а именно к системам для определения местоположения подвижных объектов (людей и животных) по сигналам космических навигационных систем и их мониторинга с целью контроля и слежения за их перемещением.

Из уровня техники известна система мониторинга, информационного обслуживания и охраны транспортных средств от несанкционированного воздействия (см. патент RU 2155684 от 05.04.2000), содержащая телефонную сеть связи и передачи данных, подключенную к пейджинговой сети связи, содержащей операторский блок передачи данных и установленные на транспортных средствах абонентские приемники, выполненные с возможностью активации иммобилайзеров и запуска передатчиков маячкового типа при срабатывании датчиков несанкционированного воздействия на объект или при приеме по пейджинговой сети связи блокирующего и маячкового кодов соответственно. Также территориально распределенные на улично-дорожной сети стационарные приемопередатчики, выполненные с возможностью приема сигналов тревоги от передатчиков маячкового типа и с возможностью передачи сообщений, по крайней мере, на одну из базовых станций, связанных с информационным центром. Информационный центр содержит последовательно включенные блок приема и блок первичной обработки, выходы которого подключены соответственно к блоку регистрации и к блоку отображения, при этом стационарные приемопередатчики выполнены с возможностью пеленгации передатчиков маячкового типа и измерения мощностей принимаемых от них сигналов, а информационный центр содержит блок приема и обработки сообщений из внешних источников, блок передачи информационных сообщений, блок вторичной обработки, подключенный к выходам блока первичной обработки, блока регистрации, блока отображения и блока приема и обработки сообщений из внешних источников и выполненный с возможностью определения координат транспортных средств по совокупности данных о местоположении стационарных приемопередатчиков, принявших от передатчиков маячкового типа сигналы тревоги, а также с возможностью определения и учета количества включений передатчика маячкового типа для осуществления финансовых расчетов с владельцем транспортного средства. Блок передачи информационных сообщений через формирователь голосовых сообщений подключен к территориально распределенной сети центров оперативного реагирования. При этом владельцы транспортных средств снабжены транспондерными карточками (ТК), на которых в определенных полях нанесены секретные коды: блокирующий, маячковый и расчетный, а в цифровой памяти ТК зафиксирован идентификационный код абонента системы. На каждом транспортном средстве в узле управления иммобилайзером установлены блок дистанционного считывания идентификационного кода с ТК и блок ручного ввода разблокирующего кода, связанные с соответствующими входами узла управления иммобилайзером, а также индикатор режимов работы охранных датчиков, связанный с соответствующим его выходом.

Недостатком указанной системы является невысокая точность определения координат контролируемых подвижных объектов, существенно ограничивающая область практического применения системы.

Этот недостаток устраняется в системах и комплексах, использующих аппаратуру совмещенного приема сигналов спутниковых радионавигационных систем: американской - GPS и российской - ГЛОНАСС.

Так же из уровня техники известна система безопасности, управления и навигации для автомобилей (см. патент US 5504482, от 02.04.1996), содержащая запоминающее устройство для хранения дорожных карт в цифровой форме, устройство для ввода пункта назначения, устройство для формирования цифровых сигналов скорости и ускорения автомобиля для индикации аварийной ситуации и антенну для приема сигналов спутниковой радионавигационной системы GPS и сигналов, несущих информацию о транспортном потоке и передачи аварийных сигналов. Принятые сигналы преобразуют в цифровую форму. Устройство обработки определяет текущее местоположение автомобиля на основе сигналов GPS и сигналов, несущих информацию о скорости и ускорении, определяет первый маршрут между текущим местоположением и пунктом назначения и второй маршрут при высокой плотности транспортного потока на первом маршруте, передает аварийные сигналы, кодированные с учетом текущего местоположения, если ускорение автомобиля выходит за заданные пределы, и управляет автомобилем с помощью электронных средств.

Работа этой системы ограничена навигацией мобильного объекта, при этом система не позволяет производить высокоточное определение координат, контроль исправности технических средств системы, сбор и хранение информации о маршруте движения потребителя (ведение журнала событий).

Наиболее близкой к заявляемому комплексу мониторинга по принципу действия и технической реализации (прототипом) является система для определения местоположения подвижных объектов (см. патент RU 63094 от 27.12.2006).

Система содержит GSM-модем, GSM-антенну, SIM-карту оператора сотовой связи, GPS-приемник, GPS-антенну, контроллер с энергонезависимой памятью, порт программирования контроллера, блок питания, интегральный акселерометр, детектор движения, выключаемый стабилизатор напряжения питания акселерометра, выключаемый стабилизатор напряжения питания GPS-приемника, выключаемый стабилизатор напряжения питания GSM-модема, светочувствительный элемент и светодиодный индикатор состояния и химический источник тока. При этом первый, второй и третий выходы контроллера подключены к управляющим входам стабилизатора напряжения питания акселерометра, стабилизатора напряжения питания GPS-приемника и стабилизатора напряжения питания GSM-модема соответственно. Четвертый выход контроллера подключен к индикатору состояния модуля. Химический источник тока подключен к контроллеру и ко входам всех трех стабилизаторов напряжения. Выход стабилизатора напряжения питания акселерометра подключен к интегральному акселерометру, первый и второй информационные выходы которого подключены к первому и второму входам детектора движения. Выход детектора подключен к первому входу контроллера. Выход стабилизатора напряжения питания GPS-приемника подключен к GPS-приемнику, последовательный порт которого подключен к первому последовательному порту контроллера. Выход стабилизатора напряжения питания GSM-модема подключен к GSM-модему, последовательный порт которого подключен ко второму последовательному порту контроллера. К радиочастотному входу GPS-приемника подключена GPS-антенна, а к GSM-модему подключена GSM-антенна. SIM-карта подключена ко второму последовательному порту GSM-модема. Ко второму входу контроллера подключен светочувствительный элемент.

Недостатками прототипа являются:

- отсутствие возможности периодического самотестирования навигационной аппаратуры, установленной на подвижном объекте, получение достоверных сведений о работоспособности прибора с записью результатов тестирования в журнал событий прибора.

- отсутствие возможности проведения пользователем дистанционной технической диагностики навигационной аппаратуры, установленной на подвижном объекте с помощью управляющих команд;

- зависимость навигационной аппаратуры, установленной на подвижном объекте от наличия напряжения бортовой сети транспортного средства.

Задачей предлагаемой полезной модели является устранение недостатков прототипа, а так же расширение функциональных возможностей.

Задача достигается тем, что малогабаритный комплекс мониторинга для определения местоположения подвижных объектов содержит карманный персональный компьютер (КПК), мининоутбук, комплект элементов крепления трекера, трекер в составе: GSM-модем, GSM-антенна, SIM-карта оператора сотовой связи, навигационный приемник сигналов GPS/ГЛОНАСС, антенна-GPS/ГЛОHACC, контроллер с энергонезависимой памятью, порт программирования контроллера, механический трехосевой акселерометр, блок световой индикации, интеллектуальный блок автономного электропитания.

Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей, а именно:

- определение координат подвижного объекта производится с помощью аппаратуры совмещенного приема сигналов спутниковых радионавигационных систем: GPS, ГЛОНАСС;

- для обеспечения энергосберегающего режима использована схема интеллектуального коммутатора питания (ИКП) с усовершенствованным алгоритмом работы, позволяющим отключать питающее напряжение трекера в случае длительной неподвижности отслеживаемого объекта и включать его по возобновлению движения подвижного объекта;

- наличие в составе малогабаритного комплекса КПК и мининоутбука, имеющими доступ к сети Интернет, позволяет пользователю самостоятельно определять местоположение отслеживаемого объекта на электронной карте местности;

- наличие периодического самотестирования навигационной аппаратуры, установленной на подвижном объекте, получение достоверных сведений о работоспособности прибора с записью результатов тестирования в журнал событий прибора;

- предусмотрена возможность проведения пользователем дистанционной технической диагностики навигационной аппаратуры, установленной на подвижном объекте с помощью управляющих команд;

- обеспечивается повышение надежности функционирования и расширение функциональных возможностей комплекса по сравнению с рассмотренными аналогами.

Установка трекера в герметичный корпус позволяет использовать его при любых погодных условиях при установке трекера на объекте.

Комплект элементов крепления трекера на подвижном объекте предусматривает варианты исполнения для крепления трекера как на животных, так и на элементах одежды людей.

Комплекс мониторинга (далее по тексту - комплекс) обеспечивает точную навигацию и надежное функционирование за счет использования мощного вычислительного ядра, высокоинформативного графического интерфейса и расширенной справочной системы программного обеспечения, встроенной базы навигационных данных. Кроме этого, стабильность показателей качества функционирования комплекса в условиях эксплуатации обеспечивается за счет использования в конструкции трекера технологической платформы, основными компонентами которой являются:

- малогабаритный экономичный модуль навигационного приемника, имеющего 24 программно переключаемых универсальных радиоканала для приема сигналов навигационных систем ГЛОНАСС/GPS и работающего по всем навигационным космическим аппаратам этих систем, находящимся в зоне радиовидимости;

- механический трех-осевой акселерометр (вместе с необходимым программным обеспечением), позволяющий независимо от сигналов навигационного приемника определять наличие и отсутствие движения отслеживаемого объекта. Таким образом, благодаря этому свойству акселерометра, в случае продолжительной неподвижности отслеживаемого объекта навигационный приемник может быть выключен для экономии энергии. Последующее включение навигационного приемника произойдет по сигналу акселерометра о начале движения отслеживаемого объекта;

- технологии использования литий-полимерных аккумуляторов с максимально достижимой на сегодняшний день удельной плотностью энергии.

Комплекс мониторинга подвижных объектов обеспечивает выполнение следующих функций:

- определение координат и параметров движения подвижного объекта по сигналам спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС и GPS;

- отображение местоположения и маршрутов движения подвижного объекта за любой промежуток времени на подробной карте местности на экране монитора персонального компьютера или карманного персонального компьютера, подключенных к сети Интернет;

- контроль нахождения подвижного объекта в заранее установленной зоне или передвижения по заранее определенному маршруту.

Определение координат и параметров движения подвижного объекта возможно в следующих режимах работы:

- режим «он-лайн» - ежеминутного определения местоположения объекта;

- режим автоматической передачи данных об определенном местоположении через заданный (настраиваемый) интервал времени от 30 секунд до 1 часа;

- режим определения координат и параметров движения по запросу пользователя (субъекта).

Для управления режимами работы трекера, а так же с целью проведения дополнительных настроек, обеспечивается отработка специальных команд, посылаемых на трекер по протоколу обмена данными ТСР/IР.

Трекер обеспечивает светодиодную индикацию следующих режимов работы:

- устойчивый прием навигационных данных;

- неустойчивый прием навигационных данных;

- отсутствие регистрации изделия в GSM-сети;

- наличие регистрации трекера в GSM-сети при отсутствии связи с телематическим сервером;

- наличие регистрации трекера в GSM-сети при наличии связи с телематическим сервером.

Малогабаритный комплекс мониторинга представляет субъекту (пользователю), имеющему в своем распоряжении устройство мониторинга и специальное программное обеспечение (ПО), получать навигационную информацию о подвижном объекте с установленным на него персональным оборудованием (трекером) в любой момент времени. В этом случае предоставление навигационной информации, отображаемой на электронной карте местности, происходит с использованием ресурсов сети Интернет, без посредничества диспетчерских служб.

Область применения охватывает не только сферы, связанные со слежением за домашними питомцами (собаками) и курьерскими поставками или перевозками ценных грузов. В качестве областей применения разработанного комплекса могут быть области диспетчеризации общественного или специального автотранспорта, системы охраны личного транспорта, любительский туризм, геологические экспедиции, программы по изучению путей миграции животных, системы поиска угнанных автомобилей и др.

Применение разработанного комплекса в этих областях будет способствовать:

- увеличению эффективности контроля и оперативности;

- повышению автоматизации процессов реагирования и взаимодействия;

- повышению уровня безопасности отслеживаемого подвижного объекта.

В качестве отслеживаемых и контролируемых подвижных объектов, на которые предполагается установка персонального оборудования, могут быть следующие объекты:

- дети (школьники) вне дома;

- пожилые и престарелые люди;

- курьеры и персонал, работающий вне офиса;

- ценные вещи (грузы) при их транспортировке;

- домашние питомцы (собаки, в том числе и на охоте);

- любители активного отдыха (туристы, горнолыжники, альпинисты).

Кроме этого комплекс может быть использован при пеших прогулках или беге трусцой (например, для сравнения и анализа временных, скоростных и километражных показателей), а так же для оказания помощи в поисках при возникновении различных чрезвычайных ситуациях.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где изображено:

Фиг.1 - Функциональная схема малогабаритного комплекса мониторинга;

Фиг.2 - Алгоритм работы интеллектуального коммутатора питания;

Фиг.3 - Структурная схема ИКП.

Принцип работы комплекса основан на использовании принципа определения местоположения подвижного объекта по сигналам GNSS и проведения мониторинга подвижного объекта с использованием телематического сервера.

На фиг.1 обозначены:

1 - космические аппараты навигационных систем ГЛОНАСС/GPS;

2 - трекер;

3 - антенна GPS/ГЛОНАСС;

4 - плата управляющего контроллера;

5 - литий-полимерный аккумулятор;

6 - светодиодные индикаторы;

7 - GSM-антенна;

8 - средства обеспечения GPRS-обмена (GSM-оператор);

9 - сеть Интернет;

10 - мининоутбук/персональный компьютер (ПК);

11 - карманный персональный компьютер (КПК);

12 - телематический сервер;

13 - трех-осевой механический акселерометр;

14 - flash-память;

15 - приемник GPS/ГЛОНАСС;

16 - GSM модем;

17 - управляющий микроконтроллер;

18 - технологические входы/выходы;

19 - интеллектуальный коммутатор питания.

Функциональная схема малогабаритного комплекса мониторинга, приведенная на фиг.1, состоит из трекера (поз.2), в состав которого входят: плата управляющего микроконтроллера (поз.4), на которой расположены: управляющий микроконтроллер (поз.17), GSM модем (поз.16), трех-осевой механический акселерометр (поз.13), flash-память (поз.14), приемник GPS/ГЛОНАСС (поз.15) и технологические входы/выходы (поз.18). Так же в состав трекера входят: литий-полимерный аккумулятор (поз.5), светодиодные индикаторы (поз.6), антенна GPS/ГЛОНАСС (поз.3), подключенная к радиочастотному входу приемника GPS/ГЛОНАСС (поз.15), GSM-антенна (поз.7), подключенная к радиочастотному разъему GSM модема (поз.16).

Выходы приемника GPS/ГЛОНАСС (поз.15) подключены к управляющему микроконтроллеру (поз.17), первый и второй информационные выходы которого подключены к первому и второму входам трех-осевого механического акселерометра (поз.13). Выходы GSM модема (поз.16) подключены к входам управляющего микроконтроллера (поз.17), второй и третий информационные выходы которого подключены к flash-памяти (поз.14). Управляющий контроллер оборудован портом для его программирования, представляющем собой технологические входы/выходы (поз.18). Выходы литий-полимерного аккумулятора (поз.5) подключены к плате управляющего контролера, сигнальные выходы которой подключены к светодиодным индикаторам (поз.6).

Кроме трекера (поз.2) в состав малогабаритного комплекса мониторинга входят мининоутбук (поз.10) и карманный персональный компьютер (поз.11), имеющие доступ к сети Интернет (поз.9), к которой так же подключен телематический сервер (поз.12).

Устройство работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения от аккумулятора на плату управляющего контроллера навигационные сигналы от космических аппаратов навигационных систем ГЛОНАСС/GPS принимаются приемной ГЛОНАСС/GPS антенной. С выхода антенны GPS/ГЛОНАСС через антенный разъем навигационные сигналы поступают на малошумящий усилитель, где подвергаются усилению, затем на делитель мощности входных сигналов, где разделяются на два сигнала, один из которых поступает на вход радиочастотного модуля ГЛОНАСС, а другой на вход радиочастотного модуля GPS. В указанных модулях осуществляется формирование квадратурного сигнала путем умножения входного сигнала радиочастотного модуля на синусную и косинусную компоненты сигнала опорного генератора. Квадратурный сигнал фильтруется фильтром и усиливается усилителем с переменным коэффициентом усиления до уровня, необходимого для работы аналого-цифрового преобразователя. Усиленный сигнал подается на входы двухканального аналого-цифрового преобразователя, на выходе которого получаются два потока оцифрованных отсчетов, соответствующих составляющим квадратурного сигнала. В приемнике GPS/ГЛОНАСС происходит прием, преобразование, обработка сигналов ГЛОНАСС/GPS и выдача результатов решения навигационной задачи - навигационных параметров (времени, координат, вектора путевой скорости) подвижного объекта, на котором установлен трекер. При этом предусмотрены режимы приема навигационных сигналов как от двух космических навигационных систем (GPS/ГЛОНАСС), так и только от какой-либо одной системы по желанию пользователя. Выбор режима приема навигационных сигналов задается пользователем с помощью подачи на технологические входы трекера специальных команд управления.

Навигационные параметры передаются через асинхронный последовательный порт UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter - универсальный асинхронный приемопередатчик) ГЛОНАСС/GPS приемника на управляющий микроконтроллер и далее через GSM модем и антенну GSM-связи - на телематический сервер.

Связь трекера с телематическим сервером осуществляется по протоколу ТСР/IР, обеспечивающему большую надежность, поскольку по этому протоколу производится проверка на наличие ошибок и обмен подтверждающими сообщениями. Данные пересылаются пакетами (ТСР-сегментами), которые состоят из заголовков TCP и данных. TCP-протокол обеспечивает надежное функционирование, потому что в нем используются контрольные суммы для проверки целостности данных и отправка подтверждений, чтобы гарантировать, что переданные данные приняты без искажений.

Использование GPRS технологии, позволяющей осуществлять пакетную передачу данных посредством GSM-связи, значительно снижает денежные затраты на отслеживание мобильного объекта.

В случае, если связь с телематическим сервером установить не удалось, происходит накопление поступающих от ГЛОНАСС/GPS приемника навигационных параметров во внутренней энергонезависимой FLASH-памяти. При установлении связи с телематическим сервером начинается передача накопленных навигационных параметров о движении подвижного объекта на телематический сервер.

Передача навигационных параметров о движении подвижного объекта на телематический сервер может происходить в одном из следующих режимов:

- режим «он-лайн» - ежеминутной отправки навигационных параметров о движении подвижного объекта;

- режим автоматической передачи навигационных параметров о движении подвижного объекта через заданный (настраиваемый) интервал времени от 30 секунд до 1 часа;

- режим передачи навигационных параметров о движении подвижного объекта по запросу пользователя.

Выбор режима передачи навигационных параметров задается пользователем с помощью подачи на технологические входы трекера специальных команд управления.

Переданные с помощью GSM-связи посредством GPRS на телематический сервер навигационные параметры подвижного объекта используются для отображения местоположения отслеживаемого объекта на электронной карте (на экране монитора пользователя).

При отображении местоположения отслеживаемого объекта на электронной карте возможно как графическое, так и текстовое представление истории перемещения подвижного объекта.

Контроль за подвижным объектом может осуществляться двумя способами:

а) при помощи карманного персонального компьютера (через услугу Web-доступа);

б) при помощи персонального компьютера, подключенного к сети Интернет.

Для индикации режимов работы трекера служат световые индикаторы.

Антенна GSM-связи и антенна GPS/ГЛОНАСС, размещаются на подвижном объекте с помощью специального крепежного приспособления, например, специального ошейника - в случае отслеживания собаки в качестве подвижного объекта.

Одновременно с описанным выше процессом работы навигационного приемника при подаче питающего напряжения на плату управляющего контроллера происходит включение и инициализация GSM-модема, проверка SIM-карты и регистрация трекера в GSM-сети. Соединение с телематическим сервером происходит по каналу GSM-связи с использованием GPRS технологии.

Акселерометр трекера, независимо от сигналов навигационного приемника определяет наличие и отсутствие движения отслеживаемого объекта. В случае продолжительной неподвижности отслеживаемого объекта навигационный приемник для экономии энергии аккумулятора выключается. Выключение и последующее включение навигационного приемника при возобновлении движения отслеживаемого объекта происходит по команде интеллектуального коммутатора питания (ИКП), расположенного на плате управляющего контроллера.

Основными особенностями ИКП являются:

- возможность работы в одном из трех режимов пониженного потребления:

1) ждущий режим работы;

2) режим пониженного потребления энергии с работающими часами реального времени;

3) режим пониженного потребления энергии;

- возможность запуска из дежурного режима сигналом внешнего прерывания или сигналом от часов реального времени;

- наличие двух 32-разрядных и двух 16-разрядных таймеров;

- наличие сторожевого таймера;

- наличие мало-потребляющих часов реального времени с независимым питанием и отдельным входом тактирования;

- возможность программирования внутри системы (ISP) и внутри приложения (IAP) при помощи встроенной программы-загрузчика.

С помощью датчика движения, представляющего собой механический трехосный (XYZ) акселерометр с интегрированной электроникой, осуществляется определение состояния (покоя или движения), в котором находится изделие в данный момент.

При работе изделия автоматически ведется журнал изменений состояния изделия с временной привязкой. Текущие настройки и журнал работы хранятся во флэш-памяти Data Flash. Считывание журнала из Data Flash осуществляется через порт RS-232 при помощи специальной утилиты.

Примерный вид журнала работы:

02.02.09 11:10:20 выключение трекера с подтверждением от сервера

02.02.09 12:23:20 включение трекера по факту движения

Алгоритм работы ИКП представлен на фиг.2.

На фиг.2 обозначены следующие операции:

А1 - включение ИКП;

А2 - Включение питания трекера, запуск таймера индикации движения (Т5), запуск таймера отсутствия движения (Т1);

A3 - Перезапуск таймера отсутствия движения (Т1);

А4 - Опрос датчика движения;

А5 - Детектирование факта движения;

А6 - Проверка превышения временного интервала Т1;

А7 - Отправка запроса на телематический сервер о разрешении отключения питания трекера;

А8 - Запуск таймера ожидания подтверждения (Т2);

А9 - Проверка превышения временного интервала Т2 или наличия ответа от телематического сервера о разрешении отключения питания трекера;

А10 - Выключение питания трекера;

А11 - Установка признака движения (установка соответствующего флага в энергонезависимой памяти контроллера);

А12 - Запуск таймера энергосбережения (Т3);

А13 - Опрос датчика движения;

А14 - Детектирование факта движения;

А15 - Проверка превышения временного интервала Т3;

А16 - Остановка и сброс таймера энергосбережения;

А17 - Включение питания трекера;

А18 - Включение питания трекера;

А19 - Запуск таймера кратковременной работы Т4;

А20 - Установка признака движения (установка соответствующего флага в энергонезависимой памяти контроллера);

А21 - Опрос датчика движения;

А22 - Перезапуск таймера отсутствия движения;

А23 - Детектирование факта движения;

А24 - Проверка превышения временного интервала Т4;

А25 - Установка признака движения (установка соответствующего флага в энергонезависимой памяти контроллера);

А26 - Выключение питания трекера;

А27 - Останов и сброс таймера кратковременной работы;

А28 - Проверка превышения временного интервала Т5;

А29 - Перезапуск таймера индикации движения;

A30 - Проверка установки признака движения (установки соответствующего флага в энергонезависимой памяти контроллера);

A31 - Сброс признака движения (сброс соответствующего флага в энергонезависимой памяти контроллера);

А32 - Выдача сигнала о наличии движения.

Режимы работы ИКП:

«Включение»;

«Слежение»;

«Отключение выходного питания»;

«Ждущий режим»;

«Выход из ждущего режима».

Описание режимов работы ИКП

Режим «Включение».

После включения трекера в штатном режиме осуществляется самодиагностика состояния трекера, включение ИКП, после чего от микроконтроллера подается команда на выдачу напряжения питания для включения трекера, в микроконтроллере запускается таймер отсутствия движения Т1 и таймер индикации движения Т5. По умолчанию таймер отсутствия движения настроен на время 240 минут (4 часа). При подключении входного питания запускается таймер слежения за движением. Таймер индикации движения Т5, отмерив заданный интервал времени, автоматически перезапускается снова, при этом если за интервал работы таймера индикации движения произошло движение, то по окончании интервала работы таймера на информационный вход микроконтроллера посылается сигнал о движении. Если движения не было, то ничего не посылается.

Режим «слежение».

Определение состояния (покоя или движения) осуществляется с помощью датчика движения. Сигналом "Есть движение" от датчика движения осуществляется сброс таймера отсутствия движения Т1. Таким образом, если за заданный в таймере отсутствия движения промежуток времени не было движения подвижного объекта, то выдается запрос на сервер о разрешении отключения выходного питания.

Режим «отключение питания».

После получения от сервера подтверждения о разрешении отключения выходного питания или по истечении заданного времени ожидания подтверждения (по умолчанию 2 минуты), от микроконтроллера выдается команда на отключение выходного питания, при этом микроконтроллер переходит в ждущий режим работы.

«Ждущий режим».

При переходе в ждущий режим работы в микроконтроллере запускается таймер энергосбережения. В этом случае питание на изделия будет подано либо по истечению этого таймера, либо при обнаружении датчиком движения факта движения подвижного объекта. По умолчанию таймер энергосбережения настроен на время 480 минут (8 часов).

«Выход из ждущего режима».

В том случае, если питание изделие подано по истечению таймера энергосбережения, в микроконтроллере происходит запуск другого таймера - таймера кратковременной работы, отсчитывающего время (по умолчанию 10 мин.), которое дается на работу изделия после его включения по истечению таймера энергосбережения.

По истечении таймера кратковременной работы (10 мин.), выдается запрос на сервер о разрешении отключения питания. Затем после получения подтверждения о разрешении отключения выходного питания или по истечении заданного времени ожидания подтверждения, от микроконтроллера на коммутатор питания выдается команда на отключение выходного питания. После этого коммутатор питания прекращает выдачу выходного питания, при этом микроконтроллер переходит в ждущий режим работы и т.д. В том случае, если питание на изделие было подано по факту движения, то изделие переходит в режим слежения, а в микроконтроллере запускается таймер отсутствия движения.

Временные интервалы Т1÷Т4 являются настраиваемыми и задаются при конфигурировании.

Имеется несколько состояний работы ИКП:

1) Включение и выключение питания;

2) Включение питания по таймеру;

3) Включение по факту движения;

4) Выключение питания с подтверждением от сервера;

5) Выключение питания без подтверждения от сервера.

Структурная схема ИКП показана на Фиг.3.

Режимы работы малогабаритного комплекса мониторинга

Начальный этап. Включение. Инициализация

После включения питания, происходит инициализация трекера: запуск ГЛОНАСС/GPS приемника, включение и инициализация модема.

ГЛОНАСС/GPS приемник начинает вычисление текущего географического расположения, модем осуществляет проверку SIM карты, регистрацию в сети. Далее происходит соединение с сервером, передача архивных сообщений. После этого прибор переходит в нормальный режим работы.

Нормальный режим работы

В этом режиме происходит сбор и обработка информации о параметрах движения и подготовка сообщений к передаче на сервер.

Передача сообщений на сервер осуществляется по мере возникновения новых событий - периодических и внеочередных. К внеочередным событиям относятся:

- запрос с сервера;

- начало движения;

- превышение максимальной скорости;

- увеличение пройденного пути.

Реакция трекера на события настраивается как консольными командами, так и командами с сервера. По умолчанию в трекере используются следующие настройки:

- интервал передачи в движении - 60 с;

- интервал передачи в неподвижном состоянии - 300 с;

- превышение скорости - 110 км/ч;

- увеличение пройденного пути - выключено.

Существует два устойчивых состояния - «неподвижное состояние» и «движение». Переход из одного в другой осуществляется при достижении подвижным объектом определенной скорости. В режиме «неподвижного состояния» не анализируются изменения курса и координат, сообщение на сервер отправляется только по таймеру.

Режим отсутствия связи с сервером

В случае, когда связь с сервером установить не удалось, трекер накапливает поступающую информацию во внутренней двухуровневой энергонезависимой памяти. Объем этой памяти достаточен для хранения информации, поступающей от трекера, в течение от 1 недели до нескольких месяцев, в зависимости от интенсивности потока поступающей информации и размера записей в потоке.

При восстановлении связи с сервером трекер начинает передавать накопленные данные на сервер. Приоритет отдается текущим данным, архивные данные передаются в свободные от передачи текущих данных промежутки в порядке поступления в архив.

Режим слабого (или отсутствия) сигнала ГЛОНАСС/GPS.

В случае если сигнал от необходимого количества спутников недостаточен для определения координат или отсутствует совсем, трекер передает на сервер координаты последней определенной точки, с пометкой, что данные устарели и недостоверны.

Расширение функциональных возможностей:

- позволяет определять местоположение объектов на электронной карте местности в режиме реального времени, контролировать состояние подвижных объектов, планировать графики и маршруты движения объектов и контролировать их выполнение.

- мониторинг местоположения подвижных объектов в режиме реального времени;

- отображение местоположения, направления движения подвижных объектов на электронной карте и в виде текстового пояснения на экране монитора;

- составление пользователем зон контроля любой конфигурации (многоугольники, коридоры, окружности) в специальном редакторе;

- составление и сохранение заданий на прохождение заданного пользователем количества контрольных зон в заданном порядке с возможностью назначения неограниченного количества временных окон для каждой зоны;

- назначение маршрутных заданий одному или нескольким подвижным объектам вручную или автоматически по заданному графику работы;

- возможность оперативного изменения маршрутных заданий в процессе выполнения;

- протоколирование действий пользователя;

- автоматический контроль выполнения маршрутных заданий с сигнализацией их нарушений;

- ведение журнала нарушений;

- наличие глобальных контрольных зон, контролируемых для каждого подвижного объекта, независимо от текущего задания;

- контроль прохождения установленных зон в заданный период времени;

- формирование отчетов о движении;

- автоматическое создание резервных копий;

- хранение полученной информации в базе данных;

- возможность работы СПО без использования картографии;

- возможность одновременной работы со всеми картографическими файлами, доступными программе;

- возможность обращения пользователя к встроенной в программу базы данных адресов крупных городов России;

- наличие стандартных пользовательских профилей: администратор, пользователь, гость;

- несколько уровней прав доступа к функциям: полный доступ, просмотр и изменение, только просмотр;

- возможность настройки прав доступа к любой функции программы или объекту мониторинга отдельно;

- возможность создания произвольных профилей пользователей;

- возможность перевода пользователем любого слова в интерфейсе;

- возможность задания языка интерфейса для каждого пользователя индивидуально;

- многоуровневая справочная система с перекрестными ссылками, встроенная в интерфейс;

- наличие контекстной справки во всех интерфейсных окнах;

- прием и обработку данных от телематического сервера.

1. Малогабаритный комплекс мониторинга для определения местоположения подвижных объектов состоит из трекера, в состав которого входят: плата управляющего микроконтроллера, на которой расположены: управляющий микроконтроллер, GSM-модем, трехосевой механический акселерометр, flash-память, приемник GPS/ГЛОНАСС и технологические входы/выходы, также в состав трекера входят литийполимерный аккумулятор, светодиодные индикаторы, антенна GPS/ГЛОНАСС, подключенная к радиочастотному входу приемника GPS/ГЛОНАСС, GSM-антенна, подключенная к радиочастотному разъему GSM-модема, выходы приемника GPS/ГЛОНАСС подключены к управляющему микроконтроллеру, первый и второй информационные выходы которого подключены к первому и второму входам трехосевого механического акселерометра, выходы GSM-модема подключены к входам управляющего микроконтроллера, второй и третий информационные выходы которого подключены к flash-памяти, управляющий микроконтроллер оборудован портом для его программирования, представляющим собой технологические входы/выходы, выходы литийполимерного аккумулятора подключены к плате управляющего контроллера, сигнальные выходы которой подключены к светодиодным индикаторам, в состав малогабаритного комплекса мониторинга входят мини-ноутбук и карманный персональный компьютер.

2. Малогабаритный комплекс мониторинга по п.1, отличающийся тем, что GSM-антенна передает и принимает данные через средства обеспечения GPRS-обмена.

3. Малогабаритный комплекс мониторинга по п.2, отличающийся тем, что GPRS-обмен данных происходит через сеть Internet с мини-ноутбуком, с карманным персональным компьютером, с телематическим сервером.