EA004318B1

EA004318B1 - Телематическая система

Info

Publication number: EA004318B1
Application number: EA200300274A
Authority: EA
Inventors: Юрий Алексеевич ГРОМАКОВ; Виктор Семёнович Дьяков; Александр Анатольевич ИВАНОВ
Original assignee: Юрий Алексеевич ГРОМАКОВ; Виктор Семёнович Дьяков; Александр Анатольевич ИВАНОВ
Priority date: 2000-10-09
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2004-04-29
Also published as: EA200300274A1; WO2002031792A1; RU2173888C1; CN1468421A; AU2001290406A1; CN1193323C

Abstract

Изобретение относится к области систем связи. Для расширения функциональных возможностей в телематической системе каждое терминальное устройство содержит объединенные двунаправленной шиной микроконтроллера приемопередатчик GSM с антенной с подключенными к нему блоками аудиоинтерфейса, приемопередатчик спутниковой системы связи Орбком с антенной, приемник GPS или «Глонас» с антенной, блоки сопряжения и блоки обработки аналоговых сигналов и основной блок питания, а центр диспетчеризации и мониторинга содержит серверы сообщений GSM, Орбком, службы сервиса SMS и N рабочих станций операторов, а также радиомодули GSM и Орбком.

Description

Область техники

Изобретение относится к области связи, а более точно к многофункциональной системе диспетчеризации и мониторинга подвижных и/или стационарных объектов, и может быть использовано в системах защиты и поиска автомашин, в корпоративных системах управления, информатизации и охраны крупных фирм, торговых комплексов, банков, контроля за несанкционированным проникновением в жилые и нежилые помещения и т.п.

Предшествующий уровень техники

Существует множество различных систем местоопределения подвижных объектов, наибольший интерес из которых представляют американская глобальная система позиционирования (СР8) Навстар, а также ее российский аналог система Глонас. Эти системы представ-ляют собой группировку спутников, выведенных на околоземную орбиту, каждый из которых определяет с высокой точностью свое местоположение в пространстве по звездам и каждую секунду в высокоточной системе единого для всех спутников времени передает в эфир свои координаты. Приемник, находящийся на Земле, принимает информацию от спутников и измеряет задержку поступления сигнала. Вычислитель приемника решает задачу по определению местонахождения самого приемника в пространстве.

Известна радиотелекоммуникационная система С8М типа, приспособленная для мобильных абонентов, в которой уровень сервиса может быть повышен или понижен с помощью одной или более дополнительных сервисных функций и которая в дополнение к указанным мобильным абонентам включает в себя одну или более систем базовых станций, дополнительно обеспечивающую управление радиоресурсами, необходимыми для установления и разрыва соединений с мобильными абонентами, расположенными в области, покрываемой с помощью соответствующих систем базовых станций, один или более локальных центров коммутации сервисных функций для мобильных абонентов, подсоединенных к одному или более устройствам более высокого уровня, причем указанное устройство или устройства более высокого уровня включает или включают в себя программное обеспечение, относящееся к основным функциям и действительным и соответствующим дополнительным сервисным функциям (патент ВИ № 2147796 от 18.04.95 г.).

Однако известное устройство предназначено лишь для оптимизации работы в сети сотовой связи С8М типа, что ограничивает ее функциональные возможности.

Известна телематическая система, представляющая собой спутниковую систему, содержащую аварийные радиобуи, последовательно включенные второе бортовое приемное устройство, первое бортовое запоминающее устройство и бортовой передатчик, второй вход которого соединен с выходом первого бортового приемного устройства, а третий вход - с выходом второго бортового приемного устройства, последовательно включенные приемное устройство, первое устройство обработки информации, устройство сопряжения с сетями связи, второй вход которого через второе устройство обработки информации соединен с выходом приемного устройства, устройство контроля и управления и устройство связи поисково-спасательных организаций (патент КП № 2027195 от 04.02.92 г.).

Однако известное устройство не обладает функциями обеспечения заданной точности местоопределения, достаточно полного анализа, накопления и обработки данных о состоянии наблюдаемых объектов, планирования маршрутов движения подвижных объектов. Кроме того, система диагностики и контроля в известном устройстве недостаточно развита.

Раскрытие изобретения

В основу изобретения поставлена задача разработки телематической системы с расширенными функциональными возможностями в части мониторинга, управления охранными системами и системами обездвиживания, обеспечения заданной точности местоопределения - для подвижных объектов, а также мониторинга, управления инженерными и охранными системами - для стационарных объектов.

Эта задача решается тем, что в телематической системе, содержащей сеть терминальных устройств, расположенных на подвижных и/или стационарных объектах системы, связанных с центром диспетчеризации и мониторинга, согласно изобретению каждое указанное терминальное устройство содержит объединенные двунаправленной шиной микроконтроллера приемопередатчик С8М с антенной, с подключенными к нему блоками аудиоинтерфейса, приемопередатчик спутниковой системы связи с антенной, приемник системы местоопределения с антенной, блок сопряжения с датчиками первичной информации, блок обработки аналоговых сигналов, блок сопряжения с исполнительными устройствами, основной блок питания, а центр диспетчеризации и мониторинга содержит сервер сообщений С8М, сервер сообщений спутниковой системы связи, сервер сообщений службы сервиса, Ν-рабочих станций операторов, объединенные в локальную сеть с помощью главного сервера, предназначенного для управления работой указанного центра, формирования команд и сообщений для указанных объектов системы и распределения передаваемой информации, а также радиомодуль С8М с антенной и радиомодуль спутниковой системы связи с антенной, подключенные к серверу сообщений С8М и к серверу сообщений спутниковой системы связи соответственно, при этом приемопередатчик С8М и приемопередатчик спутниковой системы связи указанных терминальных устройств выполнены с возможностью передачи сообщений на соответствующие радиомодули центра диспетчеризации и мониторинга, а указанные радиомодули центра диспетчеризации и мониторинга предназначены для приема сообщений от множества указанных терминальных устройств объектов системы и передачи команд на указанные объекты системы.

Кроме того, согласно изобретению в центр диспетчеризации и мониторинга введены \УЕВ сервер и резервный сервер, которые подключены к указанной локальной сети, а также каждый подвижный объект системы снабжен обездвижителем подвижного объекта системы, подключенным к двунаправленной шине микроконтроллера.

Сущность изобретения заключается в том, что в единую многофункциональную систему мониторинга подвижных и стационарных объектов объединены глобальная система местоопределения (Глонас или Навстар), система мобильной связи стандарта С8М, спутниковая система связи Орбком, причем введение блоков дополнительной обработки информации, получаемой от приемника СР8, обеспечивает заданную точность местоопределения.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлена функциональная блок-схема терминального устройства, на фиг. 2 центра диспетчеризации и мониторинга, а на фиг. 3 - системы в целом.

Лучший вариант осуществления изобретения

Терминальное устройство 1 объекта, обслуживаемого системой (фиг. 1), содержит блоки 2 и 3 аудиоинтерфейса (микрофон и телефон), подключенные к приемопередатчику 4 С8М с антенной, приемопередатчик 5 спутниковой системы связи Орбком с антенной, приемник 6 системы местоопределения с антенной СР8 или Глонас, блок 7 сопряжения с датчиками первичной информации (например, охранными датчиками), блок 8 обработки аналоговых сигналов, блок 9 сопряжения с исполнительными устройствами, универсальный обездвиживатель 10 подвижного объекта системы (например, блокиратор реле стартера) и микроконтроллер 11.

Приемопередатчик 4 может быть выполнен, например, в виде модема сотовой телефонной связи стандарта 68М 81ешеи8 Моби1е М20.

Приемник 6 может быть выполнен, например, в виде навигационного приемника спутниковой радионавигационной системы СР8 ΝΑν8ΤΆΚ. модели ТпшЫе Ьаккеп ЬР или Воск\\'е11 1ирйег (1црйег ЬР).

В качестве блоков 7-9 могут быть использованы узлы типа АЦП и ЦАП или другие узлы цифро-аналоговой техники.

Двунаправленной шиной микроконтроллера 11 объединены приемопередатчики 4, 5, приемник 6, блоки 7-9 и обездвиживатель 10, а также блоки 12, 13 питания от сети переменного тока и от бортовой сети подвижного объекта, относящиеся к основному блоку питания, и блок автономного резервного питания. Дополнительно введенный блок 12 питания может быть использован при работе терминального устройства 1 в лабораторных условиях.

Микроконтроллер 11 обеспечивает обмен информацией с модемом сотовой связи - приемопередатчиком 4 С8М. навигационным приемником 6 СР8, блоками 7-9 сопряжения с датчиками первичной информации, обработки аналоговых сигналов и сопряжения с исполнительными устройствами и с блоками 2 и 3 аудиоинтерфейса.

Микроконтроллер 11 может быть выполнен на базе двух 8-разрядных микроконтроллеров ΑΤ МЕСА 103 фирмы АТМЕЬ, при этом один принимает и обрабатывает информацию, поступающую от модема сотовой связи - приемопередатчика 4 С8М или приемопередатчика 5 Орбком, подготавливает информацию для передачи и управляет работой всего устройства в целом, а другой обрабатывает информацию, поступающую от приемника 6 СР8, от внешних цифровых и аналоговых линий, формирует и передает команды на внешние линии, осуществляет контроль за работой источников питания.

В состав микроконтроллера 11 входят ОЗУ емкостью 32 Кбайт для хранения оперативных данных для работы программ процессоров, а также энергонезависимая флэш-память емкостью 4 Мбайт для хранения параметров режимов работы терминального устройства 1 и фиксации журнала работы терминального устройства 1.

Центр 15 диспетчеризации и мониторинга системы (см. фиг. 2) содержит радиомодуль 16 С8М, подключенный к серверу 17 сообщений С8М, радиомодуль 18 спутниковой системы связи с антенной, например системы Орбком, подключенный к серверу 19 спутниковой системы связи сообщений Орбком, сервер 20 сообщений службы сервиса 8М8, \УЕВ сервер 21, главный сервер 22, резервный сервер 23 и Ν рабочих станций 24-1...24-Ν операторов, объединенные в локальную сеть с помощью главного сервера 22, а также блок питания (на фигуре не показан).

В качестве серверов 17, 19, 20, 22 центра и в качестве рабочих станций 24-1...24-Ν операторов могут использоваться ПЭВМ типа 1ВМ РС, укомплектованные периферийным оборудованием и, при необходимости, средствами сбора и передачи информации. Программной базой указанных вычислительных средств являются известные программные средства для функционирования в среде ^тботе-98/ΝΤ, созданные, например, на базе языков Вог1апб С++ Вш1бег 4.0, М8 νίκι,ιηΐ ЕохРго 6.0/6.3, МарВащс 4.5/5.0.

В качестве программного средства отображения и обработки геоинформации может использоваться пакет Мар1пГо РгоГе88Юпа1 4.5/5.0.

В качестве радиомодуля 16 могут использоваться сотовые модемы 8ΙΕΜΕΝ8 68М Моби1е М20 Тегт1иа1.

Устройство работает следующим образом.

В журнал работы терминального устройства 1 записываются все команды и сообщения, принимаемые терминальным устройством 1 из центра 15 диспетчеризации и мониторинга, а также передаваемые из терминального устройства 1 в центр 15 диспетчеризации и мониторинга. Для подвижных терминальных устройств 1 в журнале работы дополнительно записываются координаты маршрута транспортного средства.

Микроконтроллер 11 может работать в двух основных режимах: режиме полного энергопотребления и в режиме пониженного энергопотребления (спящем режиме).

В каждом терминальном устройстве 1 объекта, обслуживаемого системой, микроконтроллер 11 передает и получает по двунаправленной шине сигналы управления и данные от подключенных к этой шине указанных выше составных частей терминального устройства 1. Работа микроконтроллера 11 происходит в соответствии с записанной в его память программой. Приемник 6 СР8 или Глонас принимает сигналы от спутников соответствующей глобальной системы позиционирования и вычисляет 1 раз в секунду координаты объекта. Данные о координатах либо накапливаются в памяти микроконтроллера 11, либо с заданной его программой периодичностью (1 раз в η секунд) передаются на центр 15 через приемопередатчик 4 С8М или, при отсутствии связи по этому каналу (например, при выходе подвижного объекта из зоны обслуживания С8М). через приемопередатчик 5 спутниковой системы связи Орбком, переключение на который производится в этом случае автоматически по соответствующим командам микроконтроллера 11. Таким образом, связь терминального устройства 1 с центром 15 не нарушается (обеспечивается) в любой точке земного шара.

Через блок 7 сопряжения терминальное устройство 1 получает сигналы от датчиков, например, охранной сигнализации объекта.

При срабатывании любого из датчиков соответствующие сигналы поступают через блок 7 на шину микроконтроллера 11 и после обработки в нем сообщение через приемопередатчик 4 С8М с антенной или приемопередатчик 5 спутниковой системы связи Обком с антенной передается на соответствующий радиомодуль 16 или 18 центра 15.

С помощью блока 8 обработки аналоговых сигналов производится контроль аналоговых параметров объекта, при этом при превышении контролируемых напряжений установленных заранее пороговых величин или выходе значений этих напряжений за диапазон их допустимых значений блок 8 выдает соответствующий сигнал по шине на микроконтроллер 11, который затем передает сообщение в центр 15, аналогично тому, как это делается при срабатывании охранной сигнализации.

С помощью блока 9 сопряжения с исполнительными устройствами микроконтроллер 11 может управлять шестнадцатью исполнительными устройствами объекта, в том числе устройствами его охраны, по командам, полученным им от приемопередатчиков 4 или 5 (С8М или Орбком), принятым по соответствующим каналам связи от центра 15.

С помощью блоков 2 и 3 аудиоинтерфейса (микрофона и телефона) производится обмен речевыми сообщениями объекта с центром 15. При этом связь с центром осуществляется непосредственно через приемопередатчик 4 68М с антенной.

Блоки 13 и 14 питания обеспечивают непрерывную работу терминального устройства 1. Работа этих блоков управляется микроконтроллером 11. При нарушении работы основного блока 13, например при нарушении сети питания объекта, питание терминального устройства переключается на резервный блок 14. При этом микроконтроллер 11 управляет зарядом и разрядом батареи блока 14 и в зависимости от остаточной емкости батареи микроконтроллер 11 может изменять периодичность подачи тревожных сообщений по запрограммированному алгоритму, продлевая длительность автономной работы блока 14 питания, а, следовательно, и всего терминального устройства 1.

Работа центра 15 диспетчеризации и мониторинга заключается в приеме через радиомодуль 16 68М и радиомодуль 18 Орбком сообщений от множества терминальных устройств объектов системы, накоплении, обработке и анализе этих сообщений на соответствующих серверах 17 и 19 с последующей передачей необходимых команд, что определяется программой серверов, через радиомодули 16 и/или 18 на объекты системы. Сервер 20 принимает короткие сообщения непосредственно из службы сервиса коротких сообщений по медному или оптоволоконному каналу. Сервер 21 получает и отправляет сообщения в сеть Интернет, организуя дополнительный канал связи. При этом главный и резервный серверы 22 и 23 центра обеспечивают управление работой центра 15, ведение баз данных, обработку 6Р8 информации, подготовку электронных карт, ведение геоинформационной базы данных, распределение информационных потоков между рабочими станциями 24-1...24-Ν операторов, отображение местоположения объектов на электронных картах на экранах мониторов этих рабочих станций, формирование команд и сообщений, передаваемых затем на объекты системы, распределение передаваемой информации по серверам 17 или 19 в зависимости от выбранного канала передачи, 68М или Орбком. При работе центра рабочие станции операторов 24-1...24-Ν используются для обеспечения наблюдения и обслуживания каждым оператором соответствующей части сети терминалов объектов системы, при этом операторы передают сообщения объектам и, при необходимости, устанавливают с объектом двухстороннюю речевую связь.

Таким образом, построение телематической системы вышеописанным образом позволяет расширить ее функциональные возможности и обеспечить достижение поставленной технической задачи.

Промышленная применимость

Изложенные преимущества предложенной системы обеспечивают возможность ее широкого использования в системах зашиты и поиска автомашин, в корпоративных системах управления, информации и охраны крупных фирм, торговых комплексов, банков, контроля за несанкционированным проникновением в жилые и нежилые помещения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Телематическая система, содержащая сеть терминальных устройств (1), расположенных на подвижных и/или стационарных объектах системы, связанных с центром (15) диспетчеризации и мониторинга, характеризующаяся тем, что каждое указанное терминальное устройство содержит объединенные двунаправленной шиной микроконтроллера (11) приемопередатчик (4) О8М с антенной, с подключенными к нему блоками (2, 3) аудиоинтерфейса, приемопередатчик (5) спутниковой системы связи с антенной, приемник (6) системы местоопределения с антенной, блок (7) сопряжения с датчиками первичной информации, блок (8) обработки аналоговых сигналов, блок (9) сопряжения с исполнительными устройствами, основной блок (13) питания, а центр (15) диспетчеризации и мониторинга содержит сервер (17) сообщений О8М, сервер (19) сообщений спутниковой системы связи, сервер (20) сообщений службы сервиса, Ν-рабочих станций (24 1) операторов, объединенные в локальную сеть с помощью главного сервера (22), предназначенного для управления работой указанного центра (15), формирования команд и сообщений для указанных объектов системы и распределения передаваемой информации, а также радиомодуль (16) О8М с антенной и радиомодуль (18) спутниковой системы связи с антенной, подключенные к серверу (17) сообщений О8М и к серверу (19) сообщений спутниковой системы связи соответственно, при этом приемопередатчик (4) О8М и приемопередатчик (5) спутниковой системы связи указанных терминальных устройств (1) выполнены с возможностью передачи сообще ний на соответствующие радиомодули центра (15) диспетчеризации и мониторинга, а указанные радиомодули центра (15) диспетчеризации и мониторинга предназначены для приема сообщений от множества указанных терминальных устройств объектов системы и передачи команд на указанные объекты системы.
2. Система по п.1, характеризующаяся тем, что в центр (15) диспетчеризации и мониторинга введены \УЕВ сервер (21) и резервный сервер (23), которые подключены к указанной локальной сети.
3. Система по п.1, характеризующаяся тем, что каждый подвижный объект системы снабжен обездвижителем (10) подвижного объекта системы, подключенным к двунаправленной шине микроконтроллера (11).