RU173225U1 - Спутниковый маяк для мониторинга грузоперевозок и транспорта - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области навигации, а именно к устройствам для определения местоположения транспортного средства (ТС) по сигналам космических навигационных систем ГЛОНАСС/GPS, отображения ТС на электронной карте местности, мониторинга ТС, отображения сервисной и диагностической информации ТС и выполнения мультимедийных функций. Технический результат – повышение надежности автономной работы устройства на всем диапазоне заявленных температур и условий эксплуатации в любой точке земного шара. Для этого устройство мониторинга подвижных объектов содержит внутреннюю антенну GPS/ГЛОНАСС, внутреннюю антенну GSM(GPRS), акселерометр, flash-память, приемник GPS/ГЛОНАСС, микроконтроллер, GSM модем, дополнительно введены в корпусе с защитой IP67 модуль спутниковой связи Iridium, подключенный к UART интерфейсу микроконтроллера, внутренней антенной Iridium, модуль Bluetooth, напрямую подключенный к микроконтроллеру (UART интерфейс), радиочастотный модуль (433МГц) для подключения внешних датчиков (температуры, влажности, вскрытия, топлива, тревожная кнопка), подключенный к микроконтроллеру по SPI интерфейсу, внешний сторожевой таймер, датчик температуры с аналоговым выходом, два сим-чипа, подключенные через коммутатор к GSM-модему, батарейный отсек, осуществляющий питание всего устройства через понижающие DC/DC преобразователи с высоким КПД. В результате обеспечивается полностью автономная работа устройства, не требующая подключения внешних источников питания, упрощение монтажа устройства, появление возможности скрытой установки, обеспечение осуществления передачи данных из любой точки земного шара, пониженное энергопотребление, возможность ведения архива технологических параметров, повышение надежность системы: обеспечение работоспособности на всем диапазоне заявленных температур и условий эксплуатации. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к области навигации, а именно к устройствам для определения местоположения транспортного средства (ТС) по сигналам космических навигационных систем ГЛОНАСС/GPS, отображения ТС на электронной карте местности, мониторинга ТС, отображения сервисной и диагностической информации ТС и выполнения мультимедийных функций.

Предшествующий уровень техники.

Известен контроллер для мониторинга параметров подвижных и неподвижных объектов на основе спутниковых систем (патент на полезную модель RU №(11)142346(13) U1, МПК G06F 9/00, G08G 1/01, опублик. 27.06.2014), содержащий системный узел приема и обработки спутниковых сигналов и соединенные с ним узел интерфейса и модем приемопередачи данных, герметичный корпус с размещенными в нем указанными системным узлом приема и обработки спутниковых сигналов, узлом интерфейса и модемом приемопередачи данных, а также антенны GPS/ГЛОНАСС и GSM, узел интерфейса выполнен с возможностью взаимодействия с разнородными датчиками, указанный системный узел приема и обработки спутниковых сигналов содержит GSM-модем и GPS/ГЛОНАСС-приемник, на указанном корпусе размещены разъемы для подключения антенн GPS/ГЛОНАСС и GSM, соответственно, к GPS/ГЛОНАСС-приемнику и GSM-модему, а также кабельный гермоввод для подключения контроллера к источнику питания и датчикам.

Устройство решает задачу прогнозирования, выявления и предупреждение угроз и критических ситуаций в отношении ТС, а также повышение степени защиты от несанкционированного доступа, снижение уровня риска воздействия факторов техногенного, террористического и природного характера.

Недостатками данного устройства являются наличие только одного канала связи с сервером обработки сообщений (с диспетчерским центром) (только GSM/GPRS), а также отсутствие магнитного крепления, которое бы позволяло проводить моментальный монтаж устройства на объекте мониторинга.

Известна система навигации, охраны и мониторинга подвижных объектов с использованием глобальной навигационной спутниковой системы (патент на полезную модель RU (11)122194(13) U1, МПК G08G 1/123, B60R 25/10, G08B 25/10, опублик. 20.11.2012), содержащая установленный на подвижном объекте навигационный двухсистемный ГЛОНАСС + GPS приемник с антенной и вычислительный блок, а также диспетчерский пункт с персональным компьютером, подвижный объект снабжен устройством для передачи информации по Wi-Fi, Bluetooth, 3-G, ИК и/или WiMax (LTE) каналам и переносным запоминающим устройством с возможностью его подключения к персональному компьютеру диспетчерского пункта.

Данная система относится к системам навигации, охраны и мониторинга подвижных объектов с помощью спутниковой связи и может быть использована для охраны и управления подвижными объектами посредством регистрации информации о маршруте движения объекта и других его параметрах.

Основными недостатками описанного технического решения являются большие габариты прибора, как следствие отсутствие возможности скрытой и быстрой установки, отсутствие пыле/влагозащиты корпуса, возможность просмотра только координат объектов.

Известен бортовой контроллер для систем спутникового мониторинга автотранспортных средств (патент на полезную модель RU (11)126476(13) U1, МПК G01S 19/14, G08B 25/10, опублик. 27.03.2013), содержащий микроконтроллер, навигационный приемник, к которому подключена навигационная антенна, терминал беспроводной связи, к которому подключена антенна приемопередатчика, блок энергонезависимой памяти, связанный общей шиной с микроконтроллером, и блок электропитания, отличающийся тем, что дополнительно содержит акселерометр и часы реального времени, которые связаны общей шиной с микроконтроллером, блоки управления аналоговыми и дискретными входами, связанные выходами с входами микроконтроллера. Данная полезная модель может быть использована в составе телематической системы в качестве абонентского оборудования, устанавливаемого на транспортное средство.

К недостаткам данного устройства следует отнести то, что от транспортного средства (ТС) передаются только данные о местоположении ТС (координаты), однако информация о состоянии параметров ТС не передается, также для нормальной автономной работы обязательное наличие штатного аккумулятора и аккумулятора резервного питания, отсутствует режим пониженного энергопотребления.

В качестве прототипа заявляемого технического решения взято устройство мониторинга подвижных объектов (патент на полезную модель RU (11)150328(13) U1, МПК G08G 1/123, опублик. 10.02.2015 г.), содержащее антенну GPS/ГЛОНАСС, акселерометр, flash-память, приемник GPS/ГЛОНАСС, микроконтроллер.

Недостатками являются необходимость подключения внешнего источника питания, наличие всего одного канала связи с сервером обработки сообщений (с диспетчерским центром) (только GSM/GPRS), отсутствие пыле/влагозащиты корпуса, что значительно усложняет выбор места для монтажа устройства и не гарантирует стабильную работу электроники в самых сложных погодных условиях, невозможность работы при экстремально низких температурах (ниже -20).

Раскрытие полезной модели

Задачей, на решение которой направлено заявляемое устройство, является повышение надежности автономной работы устройства на всем диапазоне заявленных температур и условий эксплуатации посредством подключения внешних источников питания, пониженного энергопотребления, возможностью скрытой установки а также ведения архива полученных технологических параметров и обеспечения осуществления передачи данных из любой точки земного шара в назначенное время.

Вышеупомянутая задача решена тем, что в предлагаемом спутниковом маяке для мониторинга грузоперевозок и транспорта содержащем внутреннюю антенну GPS/ГЛОНАСС, внутреннюю антенну GSM(GPRS), акселерометр, flash-память, приемник GPS/ГЛОНАСС, микроконтроллер, GSM модем дополнительно введены в корпусе с защитой IP67 модуль спутниковой связи Iridium, подключенный к UART интерфейсу микроконтроллера, внутренняя антенна Iridium, модуль Bluetooth, напрямую подключенный к микроконтроллеру (UART интерфейс), радиочастотный модуль (433 МГц) для подключения внешних датчиков (температуры, влажности, вскрытия, топлива, тревожная кнопка), подключенный к микроконтроллеру по SPI интерфейсу, внешний сторожевой таймер, датчик температуры с аналоговым выходом, подключенный к АЦП микроконтроллера, два сим чипа, подключенные через коммутатор (управляемый микроконтроллером) к GSM модему, батарейный отсек (12 батарей, типа АА), осуществляющий питание всего устройства через понижающие DC/DC преобразователи с высоким КПД.

Осуществление полезной модели.

На фигуре 1. представлена структурная схема работы устройства.

Спутниковый маяк для мониторинга грузоперевозок и транспорта представляет собой микроконтроллер, GPS/ГЛОНАСС модуль 14 со встроенной GPS/ГЛОНАСС антенной 15, GSM модем модуль спутниковой связи Iridium 3, подключенный к UART интерфейсу микроконтроллера 1, внутренней антенне Iridium 8, акселерометру 11, модулю Bluetooth 22, напрямую подключенному к микроконтроллеру (UART интерфейс) 1, радиочастотным модулем (433 МГц) 12 для подключения внешних датчиков (температуры, влажности, вскрытия, топлива, тревожная кнопка) 13, подключенным к микроконтроллеру 1 по SPI интерфейсу, внешним сторожевым таймером 9, flash-памятью 10, датчиком температуры с аналоговым выходом 13, подключенным к АЦП микроконтроллера 1, двумя сим чипами 4,5, подключенными через коммутатор 7 (управляемый микроконтроллером 1) к GSM модему 2, батарейному отсеку (12 батарей, типа АА) 18, осуществляющему питание всего устройства через понижающие DC/DC преобразователи с высоким КПД 16,17 через линейный преобразователь напряжения 19 и модуль контроля батарейного питания 20, что позволяет максимально эффективно использовать ресурс элементов питания и добиваться до 3-х лет автономной работы устройства, размещение деталей устройства в корпусе (с защитой IP67) 21 обеспечивает защиту электронных узлов в жестких климатических условиях, а магнитное крепление (неодимовые магниты с силой на отрыв - 80 Кг) позволяет производить моментальный монтаж устройства при использовании металлического основания.

Батарейная сборка обеспечивает электропитание устройства. DC/DC-преобразователь, встроенный в устройство, обеспечивает необходимый уровень напряжения для модулей и микроконтроллера. Микроконтроллер с помощью модуля GPS/ГЛОНАСС получает координаты места с периодом Т1, в котором находится устройство, и сохраняет во внешнюю память (ведет архив данных). По истечении периода Т2 с помощью модуля Iridium, который обеспечивает двухстороннюю спутниковую связь по протоколу SBD, или модуля GSM маяк передает накопленные данные на сервер, после этого весь архив данных доступен пользователю маяка через WEB-интерфейс.

Маяк предназначен для определения координат местоположения подвижного объекта в любой точке планеты и обработки технологических параметров с последующей передачей данных по спутниковому каналу связи или каналу GSM. Также в целях энергосбережения устройство способно вести архив и выходить на связь в назначенное время для передачи данных.

В комплекте с устройством пользователь может получить доступ к Web-сервису, с помощью которого можно отслеживать текущее местоположение объекта, а также посмотреть маршрут следования за выбранные промежутки времени и технологические параметры.

Спутниковый маяк для мониторинга грузоперевозок и транспорта, имеет следующие функциональные характеристики:

- Получение географических координат с заданной периодичностью.

- Хранение получаемых GPS/ГЛОНАСС данных в энергонезависимой памяти.

- Обеспечение связи по спутниковому каналу Iridium.

- Обеспечение связи по GSM каналу (два SIM - чипа, 1 SIM - карта).

- Применение алгоритма сжатия для передаваемых данных.

- Возможность измерения внутренней температуры.

- Возможность определения удара (с настраиваемым порогом):

- Определение наличия/отсутствия движения системы.

- Хранение конфигурационных данных во внутренней EEPROM памяти.

- Возможность удаленного обновления конфигурационных данных.

- Возможность удаленного обновления встраиваемого программного обеспечения.

- Удаленный сбор информации с датчиков с использованием радиоканала.

- Возможность перехода устройства в режим низкого потребления энергии.

- Степень защиты корпуса не ниже IP67.

- Работа при температуре окружающей среды от -40°С до+60°С.

Таким образом, технический результат состоит в повышении надежности автономной работы устройства на всем диапазоне заявленных температур и условий эксплуатации в любой точке планеты.

Claims (1)

1. Устройство мониторинга подвижных объектов, содержащее внутреннюю антенну GPS/ГЛОНАСС, внутреннюю антенну GSM(GPRS), акселерометр, flash-память, приемник GPS/ГЛОНАСС, микроконтроллер, GSM-модем, отличающееся тем, что оно дополнительно в корпусе с защитой IP67 снабжено модулем спутниковой связи Iridium, подключенным к UART интерфейсу микроконтроллера, внутренней антенной Iridium, модулем Bluetooth, напрямую подключенному к микроконтроллеру (UART интерфейс), радиочастотным модулем (433 МГц) для подключения внешних датчиков (температуры, влажности, вскрытия, топлива, тревожная кнопка), подключенным к микроконтроллеру по SPI интерфейсу, внешним сторожевым таймером, датчиком температуры с аналоговым выходом, подключенным к АЦП микроконтроллера, двумя сим-чипами, подключенными через коммутатор (управляемый микроконтроллером) к GSM-модему, батарейным отсеком (12 батарей, типа АА), осуществляющий питание всего устройства через понижающие DC/DC преобразователи с высоким КПД.

Images