RU2273055C1 - Method for operative escorting and controlling of mobile objects - Google Patents
Method for operative escorting and controlling of mobile objects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2273055C1 RU2273055C1 RU2005101725/11A RU2005101725A RU2273055C1 RU 2273055 C1 RU2273055 C1 RU 2273055C1 RU 2005101725/11 A RU2005101725/11 A RU 2005101725/11A RU 2005101725 A RU2005101725 A RU 2005101725A RU 2273055 C1 RU2273055 C1 RU 2273055C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- information
- packet
- coordinates
- mobile
- communication
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
- G08G1/123—Traffic control systems for road vehicles indicating the position of vehicles, e.g. scheduled vehicles; Managing passenger vehicles circulating according to a fixed timetable, e.g. buses, trains, trams
- G08G1/127—Traffic control systems for road vehicles indicating the position of vehicles, e.g. scheduled vehicles; Managing passenger vehicles circulating according to a fixed timetable, e.g. buses, trains, trams to a central station ; Indicators in a central station
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области мониторинга подвижных объектов и может быть использовано в системах защиты и поиска автомашин, в корпоративных системах управления, информатизации и охраны крупных фирм, контроля за местонахождением и перемещением персонала, детей, престарелых людей как на ограниченной территории (в рамках одного города), так и на территории отдельного континента.The invention relates to the field of monitoring of moving objects and can be used in systems of protection and search for cars, in corporate control systems, informatization and protection of large companies, monitoring the location and movement of personnel, children, elderly people in a limited area (within the same city) , and on the territory of a separate continent.
Известно множество различных способов и систем диспетчеризации и мониторинга подвижных объектов с синхронной передачей информации, реализованные на базе современных средств спутниковой радионавигации, средств подвижной (преимущественно сотовой) радиосвязи общего пользования и средств электронной картографии.There are many different methods and systems for dispatching and monitoring moving objects with synchronous transmission of information, implemented on the basis of modern means of satellite radio navigation, means of mobile (mainly cellular) public radio communications and electronic cartography.
Известные устройства для поиска угнанных автомобилей, как правило, содержат скрытно установленные внутри каждого из охраняемых автомобилей приемопередатчик сотового телефона, микроконтроллер и специализированный приемник сигналов спутниковой радионавигационной системы и установленные, например, в диспетчерском пункте блок управления и индикации, представляющий собой персональную ЭВМ с программно реализованным модулем электронной картографии, устройство сопряжения и сотовый, спутниковый или радиотелефон (см. Андрианов В.И., Соколов А.В. Автомобильные охранные системы. Справочное пособие. - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург - Арлит, 2000, с.174, 178-181, 209-233, 236-246, 254-263).Known devices for searching for stolen cars, as a rule, contain a cell phone transceiver, a microcontroller and a specialized receiver of satellite radio navigation system signals, hidden inside each protected car and installed, for example, in the control room, a control and display unit, which is a personal computer with software electronic cartography module, a pairing device and a cellular, satellite or radiotelephone (see Andrianov V.I., Sokolo in A.V. Automotive Security Systems.Handbook. - St. Petersburg: BHV - St. Petersburg - Arlit, 2000, p. 174, 178-181, 209-233, 236-246, 254-263).
Недостатком таких устройств являются:The disadvantage of such devices are:
Жесткая привязка к определенному типу средств связи: сотовый телефон либо радиостанция. У каждого из этих вариантов есть свои преимущества и недостатки:Rigid binding to a certain type of communication equipment: cell phone or radio station. Each of these options has its advantages and disadvantages:
Радиосвязь обеспечивает наиболее быстрый обмен данными с центром управления, позволяет в течение нескольких секунд опросить десятки объектов; абонентская плата отсутствует. Однако сама радиостанция достаточно дорого стоит, обладает большими габаритами, потребляемой мощностью, требует установки внешней антенны. К тому же создать хорошее поле радиопокрытия в крупном городе очень сложно и дорого. Такой способ связи лучше подходит для небольших (несколько километров) участков не сильно пересеченной местности, не закрытых сотовой связью.Radio communication provides the fastest data exchange with the control center, allows you to interrogate dozens of objects within a few seconds; no monthly fee. However, the radio station itself is quite expensive, has large dimensions, power consumption, requires the installation of an external antenna. In addition, creating a good radio coverage field in a large city is very difficult and expensive. This method of communication is better suited for small (several kilometers) sections of not very rough terrain that are not covered by cellular communications.
Сотовый телефон имеет значительно меньшую стоимость, размеры и энергопотребление. Внешней антенны он обычно не требует, поле сотовой связи охватывает обжитые районы почти всего мира. Однако стоимость услуг сотовых операторов достаточно высока, особенно при нахождении объекта в другом городе (государстве). Вторым и более значительным недостатком является невысокая скорость обмена по сотовому телефону. За минуту удается опросить не более 5-6 объектов, причем каждый сеанс связи длится не менее 2-3 секунд. Если же обмен производится с помощью коротких сообщений (SMS), то задержка их передачи может составлять несколько секунд или даже минут, в зависимости от загрузки сети.A cell phone has a significantly lower cost, size and power consumption. It usually does not require an external antenna; the cellular communications field covers habitable areas of almost the whole world. However, the cost of services of mobile operators is quite high, especially when finding an object in another city (state). The second and more significant drawback is the low speed of exchange by cell phone. In a minute, it is possible to interrogate no more than 5-6 objects, and each communication session lasts at least 2-3 seconds. If the exchange is carried out using short messages (SMS), then the delay in their transmission can be several seconds or even minutes, depending on the network load.
Спутниковый телефон обеспечивает передачу данных из любой точки мира, однако, обладает всеми недостатками сотовой связи (медленный, требует еще более высокой абонентской платы), сам гораздо более крупный и энергопотребляющий.A satellite phone provides data transfer from anywhere in the world, however, it has all the shortcomings of cellular communication (slow, requires an even higher monthly fee), it is much larger and more energy-consuming.
Часто бывает невозможно определение местонахождения объектов на территории крупных городов, на долю которых приходится наибольшее количество угонов и краж автомобилей, совершаемых в целях продажи, сбыта агрегатов и деталей, личного пользования, осуществления преступных действий и т.п. (см. Андрианов В.И., Соколов А.В. Автомобильные охранные системы. Справочное пособие. - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, Арлит, 2000, с.7). Это обусловлено тем, что на территории крупных городов, отличающихся плотной застройкой высокими зданиями, преобладают участки "радиотени", где уровень спутниковых радионавигационных сигналов ниже порогового уровня чувствительности портативных навигационных приемников, устанавливаемых обычно в охраняемых автомобилях (см. Андрианов В.И., Соколов А.В. Автомобильные охранные системы. Справочное пособие. - СПб.: БХВ Санкт-Петербург, Арлит, 2000, с.182, 237).It is often impossible to determine the location of objects in the territory of large cities, which account for the largest number of car thefts and thefts committed for the sale, sale of components and parts, personal use, criminal acts, etc. (see Andrianov V.I., Sokolov A.V. Automotive Security Systems. Reference Guide. - St. Petersburg: BHV - St. Petersburg, Arlit, 2000, p. 7). This is due to the fact that in large cities, characterized by dense buildings with tall buildings, "shadow shadows" prevail, where the level of satellite radio navigation signals is lower than the threshold level of sensitivity of portable navigation receivers, usually installed in guarded vehicles (see Andrianov V.I., Sokolov AV Car security systems. Reference manual. - St. Petersburg: BHV St. Petersburg, Arlit, 2000, p. 182, 237).
Известен способ контроля движения транспортных средств, реализованный в патенте РФ 2158963, G 08 G 5/06, опубл. 2000.11.10, заключающийся в том, что на соответствующем транспортном средстве принимают радиосигналы от спутников глобальной системы, например от системы GPS, определяют координаты нахождения транспортного средства (ТС) в реальном масштабе времени, формируют пакет информации с дополнительным включением в него кода номера и состояния отдельных подсистем ТС, передают данный пакет на диспетчерский пункт через выделенный цифровой канал, где этот пакет обрабатывают и осуществляют управление подсистемами ТС через упомянутый выделенный цифровой канал.A known method of monitoring the movement of vehicles, implemented in the patent of the Russian Federation 2158963, G 08
Известен также способ контроля за транспортировкой грузов, описанный в патенте РФ 2157565, МПК G 08 G 1/123, опубл. 2000.10.10, заключающийся в том, что на подвижном ТС принимают навигационные сигналы от спутников глобальной системы радионавигации, например от системы GPS, определяют координаты нахождения, время и скорость движения ТС, формируют пакет информации с включением его кода номера и состояния подсистем ТС, преобразуют указанный пакет информации в электрический сигнал для передачи по каналу сотовой системы связи, передают этот сигнал в реальном масштабе времени через систему сотовой связи (GSM) на диспетчерский пункт, где информацию принимают периодически от данного и других ТС, производят ее обработку, хранение и отображение на электронной карте местности, а при возникновении нештатной ситуации формируют и передают соответствующее сообщение в виде пакета информации на соответствующее ТС через GSM, при приеме которой на ТС включают/отключают отдельные подсистемы контроля и управления ТС или устанавливают двухстороннюю речевую связь через GSM.There is also a method of monitoring the transportation of goods described in the patent of the Russian Federation 2157565, IPC G 08 G 1/123, publ. 2000.10.10, which consists in the fact that on a mobile vehicle receive navigation signals from satellites of the global radio navigation system, for example, from the GPS system, determine the coordinates of the location, time and speed of the vehicle, form a packet of information with the inclusion of its code number and status of the subsystems of the vehicle, convert the specified packet of information in an electrical signal for transmission over a channel of a cellular communication system, transmit this signal in real time through a cellular communication system (GSM) to a control room where information is received periodically In this way, from this and other vehicles, they are processed, stored and displayed on an electronic map of the area, and when an emergency occurs, they form and transmit the corresponding message in the form of an information package to the appropriate vehicle via GSM, upon receipt of which separate monitoring subsystems are turned on / off and vehicle controls or establish two-way voice communication via GSM.
К недостаткам данных способов можно отнести следующее:The disadvantages of these methods include the following:
1) при выходе ТС из системы GSM на диспетчерском пункте происходит потеря информации о месте его нахождения, что приводит к искажению данных и искаженному управлению соответствующим ТС при его вхождении вновь в зону радиовидимости, то есть снижается оперативность управления ТС с диспетчерского пункта;1) when the vehicle leaves the GSM system at the control room, information about its location is lost, which leads to data distortion and distorted control of the corresponding vehicle when it enters the radio visibility zone again, that is, the speed of vehicle control from the control room decreases;
2) на ТС при приеме информации с диспетчерского пункта отсутствует защита от несанкционированного доступа, например, третьими лицами, что может привести к неправильным действиям отдельных подсистем ТС.2) on the vehicle when receiving information from the control room there is no protection against unauthorized access, for example, by third parties, which can lead to incorrect actions of individual subsystems of the vehicle.
К недостаткам реализации программного обеспечения центров управления и контроля можно отнести их жесткую привязку к одному стандарту (производителю) электронных карт местности. Это приводит к тому, что для развертывания системы в новом районе (городе) изготовление карт для него производителем-монополистом может стоить несколько тысяч долларов и занимать продолжительное время.The disadvantages of the software implementation of control and monitoring centers include their tight binding to one standard (manufacturer) of electronic terrain maps. This leads to the fact that for the deployment of the system in a new area (city) the production of cards for it by the manufacturer-monopolist can cost several thousand dollars and take a long time.
По технической сущности наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ оперативного сопровождения и управления наземными транспортными средствами, описанный в патенте РФ 2217797, G 08 G 1/123, опубл. 2003.11.27, заключающийся в том, что на подвижном транспортном средстве принимают навигационные сигналы от спутников глобальной системы радионавигации, например от системы GPS, по их данным определяют координаты нахождения, время и скорость транспортного средства, формируют пакет информации с включением в него дополнительно состояния отдельных подсистем транспортного средства, преобразуют указанный пакет информации в электрический сигнал, передают этот сигнал дискретно, в реальном масштабе времени через систему сотовой связи на центральный диспетчерский пункт, где информацию периодически принимают от данного и других транспортных средств, производят ее обработку, хранение и отображение на электронной карте местности, а при возникновении нештатной ситуации формируют и передают соответствующее сообщение в виде пакета информации на соответствующее транспортное средство через сотовую систему связи, при приеме которого на транспортном средстве включают/отключают отдельные подсистемы, фиксируют моменты выхода и моменты входа транспортного средства из зоны видимости сотовой системы связи и в период между указанными моментами на транспортном средстве запоминают и накапливают пакеты информации, а при входе в зону видимости накопленные пакеты информации передают описанным образом на центральный диспетчерский пункт, где их обрабатывают соответствующим образом и принимают решения. Этот способ принят за прототип.By technical nature, the closest to the proposed invention is a method of operational tracking and control of land vehicles, described in the patent of Russian Federation 2217797, G 08 G 1/123, publ. 2003.11.27, which consists in the fact that on a mobile vehicle they receive navigation signals from satellites of the global radio navigation system, for example, from the GPS system, they determine the coordinates of the location, time and speed of the vehicle from their data, form an information package with additional state of individual subsystems of the vehicle, convert the specified packet of information into an electrical signal, transmit this signal discretely, in real time through a cellular communication system to the central th dispatch center, where information is periodically received from this and other vehicles, it is processed, stored and displayed on an electronic map of the area, and when an emergency occurs, they form and transmit the corresponding message in the form of an information packet to the appropriate vehicle through a cellular communication system, when received on a vehicle, separate subsystems are turned on / off, moments of exit and moments of entry of a vehicle from the visibility range of cells are recorded howl communication systems and between these moments on the vehicle are stored and accumulated information packets, and when entering the zone of visibility accumulated packets of information transmitted in this manner to the central control station, where they are treated appropriately and make decisions. This method is adopted as a prototype.
Недостатком способа-прототипа является жесткая привязка к сотовой связи, которая покрывает только густонаселенные районы, и к системе определения координат по данным GPS, которая плохо работает в узких городских улицах и совсем не работает в помещениях, а тем более в метро.The disadvantage of the prototype method is the tight binding to cellular communications, which covers only densely populated areas, and to a GPS-based coordinate system that works poorly in narrow city streets and does not work at all in rooms, and even less so in the subway.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении оперативности, точности и достоверности определения местоположения автомобилей, людей и других подвижных объектов, в том числе в помещениях и на станциях метрополитена.The technical result of the invention is to increase the efficiency, accuracy and reliability of determining the location of cars, people and other moving objects, including in rooms and at subway stations.
Технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем прием на подвижном объекте навигационных сигналов от спутников глобальной системы радионавигации, например от системы GPS, определение по их данным координат нахождения объекта, формирование пакета информации с включением в него дополнительно состояния отдельных подсистем объекта, преобразование указанного пакета информации в электрический сигнал, передачу этого сигнала через систему связи на диспетчерский пункт, периодический прием информации от данного и других объектов на диспетчерском пункте, ее обработку, хранение и отображение на электронной карте местности, формирование и передачу соответствующего сообщения через систему связи в виде пакета информации на соответствующий объект для его управления, координаты нахождения объекта дополнительно определяют по картине поля сотовой связи путем сопоставления картины наблюдаемого поля базовых станций операторов сотовой связи, содержащей номера, по меньшей мере, одного оператора сотовой связи текущей сети, района и базовой станции, а также до семи номеров каналов базовых станций, принимаемых в данном месте, с эталонными точками, характеризующими картину полей базовых станций операторов сотовой связи, содержащими аналогичный набор номеров и хранящимися в базе данных диспетчерского пункта и/или контроллера объекта. Информацию передают по заданной программе, используя цифровой метод, пакет передаваемой информации, в котором представлен в виде набора двоичных сигналов, содержащего данные о маршрутных точках с их координатами и состояниями подсистем объекта, или аналоговый метод, пакет информации, в котором представлен в виде частотно-модулированной посылки, а электронную карту местности формируют в виде картографической базы данных путем отображения координатной информации на фоне произвольного картографического материала. Кроме того, пакет информации может быть дополнительно передан на мобильный пункт, в частности сотовый телефон пользователя.The technical result is achieved by the fact that in the known method, which includes receiving on a moving object navigation signals from the satellites of the global radio navigation system, for example, from the GPS system, determining the location coordinates of the object from their data, generating an information package with additionally included in it the state of individual object subsystems, conversion the specified packet of information into an electrical signal, the transmission of this signal through a communication system to a control center, periodic reception of information from this, etc. of objects at the control room, its processing, storage and display on an electronic map of the area, the formation and transmission of the corresponding message through the communication system in the form of a packet of information to the corresponding object for its management, the coordinates of the location of the object are additionally determined by the picture of the cellular communication field by comparing the picture of the observed fields of base stations of mobile operators containing the numbers of at least one mobile operator of the current network, region and base station, as well as about seven channel numbers of base stations received at a given location, with reference points characterizing the picture of the fields of base stations of mobile operators, containing a similar set of numbers and stored in the database of the control room and / or the object’s controller. Information is transmitted according to a given program, using the digital method, a packet of transmitted information, which is presented in the form of a set of binary signals containing data on waypoints with their coordinates and states of the subsystems of the object, or an analog method, a packet of information, in which it is presented in the form of frequency modulated parcels, and an electronic map of the area is formed in the form of a cartographic database by displaying coordinate information against a background of arbitrary cartographic material. In addition, the information packet may be further transmitted to a mobile station, in particular a user's mobile phone.
Определение координат нахождения объекта по наблюдаемой картине поля сотовой связи, содержащей текущие номера оператора сотовой связи, района и базовой станции, а также до семи номеров каналов базовых станций, принимаемых в данном месте, обеспечивает формирование такого набора чисел, который является уникальной характеристикой места приема, что-то вроде "отпечатка пальцев". При этом создают базу данных эталонных точек, содержащих аналогичные данные, а затем сравнивают с ними картину поля, наблюдаемую в месте нахождения подвижного объекта, и методом корреляции находят ближайшую точку. Как показали эксперименты, точность такого метода колеблется от 100 до 500 метров в городских условиях, но резко падает за городом, на открытой местности, достигая 2-3 километров. Если использовать картины поля от нескольких операторов сотовой связи, то суммарная картина становится гораздо более "пестрой" из-за различного расположения базовых станций в разных сетях, и точность определения координат может быть повышена в 2-3 раза. Этот метод значительно проигрывает по точности спутниковому, однако, совершенно незаменим, когда искомый подвижный объект находится в закрытых помещениях или в метро, т.е. предотвращаются потери информации о месте нахождения объекта в моменты временного отключения навигационного приемника или невозможности его работы, связанные например, с закрытием значительной части небесной сферы материалами, непрозрачными для радиоволн (металл, бетон). Кроме того, отпадает необходимость в достаточно дорогостоящем спутниковом приемнике, и значительно снижаются размеры и энергопотребление устройства. В минимальном варианте требуется только одна миниатюрная микросхема, подключенная к разъему сотового телефона. Храниться база данных контрольных точек может в контроллере объекта и содержать несколько сотен ориентиров, что достаточно для передачи информации на мобильный пункт, в частности сотовый телефон пользователя, или в компьютере центрального диспетчерского пункта и содержать миллионы точек, что обеспечивает более точное определения местоположения объекта.The determination of the coordinates of the location of the object from the observed pattern of the cellular communication field containing the current numbers of the cellular operator, region and base station, as well as up to seven channel numbers of base stations received at this location, ensures the formation of such a set of numbers that is a unique characteristic of the receiving location, something like a fingerprint. In this case, a database of reference points containing similar data is created, and then the field pattern observed at the location of the moving object is compared with them, and the closest point is found by the correlation method. As experiments have shown, the accuracy of this method ranges from 100 to 500 meters in urban conditions, but drops sharply outside the city, in open areas, reaching 2-3 kilometers. If you use field pictures from several mobile operators, the total picture becomes much more "motley" due to the different location of base stations in different networks, and the accuracy of determining the coordinates can be increased by 2-3 times. This method is significantly inferior in accuracy to satellite, however, it is completely indispensable when the desired moving object is in enclosed spaces or in the subway, i.e. loss of information about the location of the object at the time of temporary disconnection of the navigation receiver or the impossibility of its operation is prevented, associated, for example, with the closure of a significant part of the celestial sphere by materials opaque to radio waves (metal, concrete). In addition, there is no need for a rather expensive satellite receiver, and the size and power consumption of the device are significantly reduced. In the minimum version, only one miniature microcircuit is required that is connected to the cell phone jack. The database of control points can be stored in the controller of the object and contain several hundred landmarks, which is enough to transfer information to a mobile point, in particular the user's mobile phone, or in the computer of the central control center and contain millions of points, which provides more accurate determination of the location of the object.
В соответствии с заданной программой в зависимости от местонахождения объекта используют цифровой или аналоговый методы передачи информации.In accordance with a given program, depending on the location of the object, digital or analog methods of transmitting information are used.
Передача пакета информации в виде набора двоичных сигналов пригодна для средств связи, по своей природе являющихся цифровыми: сотовые и спутниковые телефоны, транковые радиостанции. При этом пакет информации содержит данные о маршрутных точках с их координатами и состояниями подсистем объекта, например автомобиля (времена прибытия, скорости и курсы объекта, текущий пробег автомобиля и счетчики часов движения и простоя). Такой подход снижает расходы на оплату сотовой связи, что особенно важно при нахождении объекта в другом городе, государстве.The transmission of a packet of information in the form of a set of binary signals is suitable for communications, which are digital in nature: cellular and satellite phones, trunk radio stations. In this case, the information package contains data on waypoints with their coordinates and states of subsystems of an object, for example, a car (arrival times, speeds and courses of an object, current vehicle mileage and hours of movement and idle hours). This approach reduces the cost of paying for cellular communications, which is especially important when finding an object in another city, state.
Аналоговый метод передачи в виде частотно-модулированных посылок приспособлен для средств связи, которые предназначены в основном для передачи речевых сообщений, таких как обычные радиостанции. Работа частотно-модулированными посылками, во-первых, обеспечивает связь по радиостанции (в тех условиях, когда сотовая связь недоступна или требуется быстрый опрос большого числа объектов на ограниченной территории), а во-вторых позволяет центру управления связываться с сотовым телефоном устройства на объекте через модем стационарной телефонной сети. Данный метод может быть использован также и с сотовыми (спутниковыми) телефонами тогда, когда это оправданно экономически (короткий звуковой пакет стоит дешевле передачи сообщения) или когда такой пакет будет доставлен быстрее.The analog transmission method in the form of frequency-modulated packages is adapted for communications, which are mainly intended for the transmission of voice messages, such as conventional radio stations. The work with frequency-modulated parcels, firstly, provides communication over a radio station (in those conditions when cellular communication is unavailable or requires a quick survey of a large number of objects in a limited area), and secondly, it allows the control center to communicate with the cellphone of the device at the object through landline telephone modem. This method can also be used with cellular (satellite) telephones when it is economically justified (a short sound packet is cheaper than sending a message) or when such a packet will be delivered faster.
Использование картографической базы данных центрального диспетчерского пункта, сформированной путем отображения координатной информации на фоне произвольного картографического материала, обеспечивает независимость от конкретного производителя электронных карт и возможность быстрого создания картографической базы нового района.Using the cartographic database of the central control center, formed by displaying coordinate information against a background of arbitrary cartographic material, provides independence from a particular manufacturer of electronic maps and the ability to quickly create a cartographic database of a new area.
На фиг.1 представлена структурная схема оперативного сопровождения и управления подвижными объектами, состоящая из скрытно установленных на подвижных объектах контроллеров объекта, связанных по каналам сотовой и/или спутниковой и/или радиосвязи с центральным диспетчерским пунктом, связанным по сети Интернет и/или телефонным линиям с серверами распределения и передачи информации, связанных по сети Интернет и/или телефонным линиям с компьютерами-клиентами конечных пользователей, сотовых телефонов конечных пользователей.Figure 1 presents a structural diagram of operational support and control of moving objects, consisting of object controllers hidden on mobile objects connected via cellular and / or satellite and / or radio channels to a central control center connected via the Internet and / or telephone lines with servers for the distribution and transmission of information connected via the Internet and / or telephone lines to end-user computers, end-user cell phones.
На фиг.2 представлена функциональная блок-схема контроллера объекта и центрального диспетчерского пункта.Figure 2 presents the functional block diagram of the controller of the object and the central control room.
Контроллер объекта содержит скрытно установленные внутри каждого из объектов (например, автомобилей) спутниковый навигационный приемник 1, средство связи 2 (сотовый и/или спутниковый телефон и/или радиостанцию), микроконтроллер 3, преобразователь бортового питания 4, источник резервного питания 5, а на диспетчерском пункте установлены средства связи 6 (сотовый и/или спутниковый, и/или стационарный телефон и/или радиостанция), устройство сопряжения 7 и блок индикации 8 (компьютер, обладающий картографической базой заданного района 9).The object’s controller contains a satellite navigation receiver 1, means of communication 2 (cell and / or satellite phone and / or radio station), a microcontroller 3, an on-board power converter 4, a
Микроконтроллер выполнен с возможностью корреляции картины наблюдаемого поля сотовой связи с картиной поля в контрольных точках (например, остановках общественного транспорта), информация о которых хранится в памяти микроконтроллера и/или диспетчерского пульта. Микроконтроллер может быть выполнен, например, на базе 8-разрядного микропроцессора Microchip Pic16F88.The microcontroller is configured to correlate the picture of the observed cellular communication field with the picture of the field at control points (for example, public transport stops), information about which is stored in the memory of the microcontroller and / or the control panel. The microcontroller can be implemented, for example, based on the 8-bit microprocessor Microchip Pic16F88.
Сотовый телефон может быть использован, например Siemens C35 или сотовый модем Siemens Module M20.A cell phone can be used, for example, a Siemens C35 or a Siemens Module M20 cellular modem.
Навигационный приемник может быть выполнен, например, в виде приемника навигационной спутниковой системы GPS NAVSTAR модели Evermore Tistar 25.The navigation receiver can be made, for example, in the form of a receiver of the navigation satellite system GPS NAVSTAR model Evermore Tistar 25.
В качестве диспетчерского пункта, серверов распределения информации и компьютеров клиентов могут быть использованы ПЭВМ типа IBM PC, укомплектованные периферийным оборудованием и, при необходимости, средствами сбора и передачи информации. Программной базой указанных вычислительных средств являются известные программные средства для функционирования в среде Windows-98/NT/XP, созданные на базе языка Borland Builder 6.As a control room, information distribution servers and client computers, personal computers of the IBM PC type can be used, equipped with peripheral equipment and, if necessary, means of collecting and transmitting information. The software base of these computing tools are well-known software tools for functioning in the Windows-98 / NT / XP environment, created on the basis of the Borland Builder 6 language.
Использование радиостанций или спутниковых телефонов оправдано, если предполагается поиск объектов на территориях, не имеющих покрытия сотовой связью (отдаленные и труднодоступные районы). В некоторых случаях для обеспечения особо малых размеров и энергопотребления устройства из его состава могут исключаться спутниковый навигационный приемник, преобразователь и источник резервного питания. Такой вариант устройства может быть пригоден для контроля положения людей даже в помещениях и тоннелях метро.The use of radio stations or satellite phones is justified if it is intended to search for objects in areas that do not have cellular coverage (remote and inaccessible areas). In some cases, to ensure a particularly small size and power consumption of the device, a satellite navigation receiver, a converter and a backup power supply may be excluded from its composition. This version of the device can be suitable for monitoring the position of people even in rooms and subway tunnels.
Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.
Контроллер подвижного объекта, постоянно, 1 раз в секунду, определяет свои координаты, используя спутниковый навигационный приемник известным методом и/или сотовый телефон средства связи в соответствии с заявленным способом. Работа микроконтроллера 3 происходит в соответствии с записанной в его памяти программой.The controller of the moving object, constantly, 1 time per second, determines its coordinates using a satellite navigation receiver in a known manner and / or a cell phone communication means in accordance with the claimed method. The operation of the microcontroller 3 occurs in accordance with the program recorded in its memory.
Периодически (1 в секунду) спутниковый навигационный приемник 1 принимает сигналы глобальной спутниковой системы навигации. Для определения географических координат (Fi, La) необходимо, чтобы одновременно принимались сигналы не менее чем от четырех спутников. GPS - спутники передают два вида данных - альманах и эфимерис. Альманах содержит параметры орбит всех спутников. Каждый спутник передает альманах для всех спутников. Данные альманаха не отличаются большой точностью и действительны в течение нескольких месяцев. Данные эфимериса содержат корректировки параметров орбит и отсчета времени для каждого спутника, что необходимо для высокоточного определения координат. Географические координаты подвижного объекта определяются в GPS-приемнике 4 путем цифровой обработки принятых сигналов в соответствии со стандартным алгоритмом решения навигационных уравнений (трилатерации, то есть вычисления местоположения объекта по результатам измерений его дальностей до точек с заданными координатами) и принятым со спутников альманахом.Periodically (1 per second), the satellite navigation receiver 1 receives signals from the global satellite navigation system. To determine the geographical coordinates (Fi, La), it is necessary that signals from at least four satellites are simultaneously received. GPS - satellites transmit two types of data - almanac and ephemeris. The almanac contains the parameters of the orbits of all satellites. Each satellite transmits an almanac for all satellites. The almanac data are not very accurate and valid for several months. The ephemeris data contains corrections of the parameters of the orbits and the timing for each satellite, which is necessary for high-precision determination of coordinates. The geographic coordinates of the moving object are determined in the GPS receiver 4 by digitally processing the received signals in accordance with the standard algorithm for solving navigation equations (trilateration, that is, calculating the location of the object according to the results of measuring its distances to points with given coordinates) and an almanac received from satellites.
При невозможности измерения координат объекта по данным GPS их определяют по картине поля сотовой связи согласно заявленному способу.If it is impossible to measure the coordinates of the object according to GPS data, they are determined by the picture of the cellular communication field according to the claimed method.
Данные о координатах и/или картине сотового поля либо накапливаются в памяти микроконтроллера 3, либо с заданной по программе периодичностью передаются в диспетчерский пункт через сотовый и/или спутниковый телефон и/или радиостанцию. Принятая информация сохраняется в локальной базе данных, отображается на фоне картографической базы данных 7 диспетчерского центра, передается компьютерам-клиентам непосредственно, через локальную сеть и/или телефонный канал, и/или Интернет.Data on the coordinates and / or the picture of the cellular field is either accumulated in the memory of the microcontroller 3 or, with the frequency set according to the program, is transmitted to the control center via a cell and / or satellite phone and / or radio station. The received information is stored in a local database, displayed on the background of the cartographic database 7 of the dispatch center, transmitted directly to client computers via a local network and / or telephone channel and / or Internet.
Выбор метода и канала связи производится либо автоматически по записанной программе, либо по команде центрального диспетчерского пункта.The choice of the method and the communication channel is made either automatically according to the recorded program, or at the command of the central control center.
При цифровом методе передачи информации микроконтроллер 3 или компьютер диспетчерского пункта 8 по одной или нескольким цифровым линиям передает набор двоичных сигналов, адаптированных к используемому средству связи 2(6), которые приводят к тому, что средство связи отправляет или получает по радиоканалу двоичное сообщение, содержащее необходимую информацию. На противоположном конце канала связи аналогичное цифровое средство связи 6(2) принимает это сообщение и выдает его в виде набора двоичных сигналов микроконтроллеру 3 или компьютеру диспетчерского центра 8.With the digital method of transmitting information, the microcontroller 3 or the computer of the control room 8 transmits a set of binary signals adapted to the used communication medium 2 (6) through one or more digital lines, which cause the communication medium to send or receive a binary message via radio channel containing necessary information. At the opposite end of the communication channel, a similar digital communication device 6 (2) receives this message and gives it in the form of a set of binary signals to the microcontroller 3 or the computer of the control center 8.
При аналоговом методе передачи передачи информации микроконтроллер 3 или компьютер диспетчерского пункта 8 формирует короткую частотно-модулированную посылку, содержащую необходимую информацию, и направляют ее на микрофонный вход средства связи 2(6), которое отправляет указанную посылку в радиоканал. На противоположном конце канала связи приемник средства связи 6(2) воспринимает эту посылку, преобразует ее в аналоговый сигнал на выходе громкоговорителя, который подключен к соответствующему входу микроконтроллера 3 или компьютера диспетчерского пункта 8. Производится частотная фильтрация, удаление шумов, демодуляция сообщения и проверка достоверности. При успешном результате проверок сообщение принимается.With the analog method of transmitting information, the microcontroller 3 or the computer of the control room 8 generates a short frequency-modulated package containing the necessary information and sends it to the microphone input of the communication device 2 (6), which sends the specified package to the radio channel. At the opposite end of the communication channel, the receiver of the communication device 6 (2) perceives this package, converts it into an analog signal at the output of the loudspeaker, which is connected to the corresponding input of the microcontroller 3 or the computer of the control room 8. Frequency filtering, noise removal, message demodulation and verification are performed . If the result of the checks is successful, the message is accepted.
Таким образом, при полном оснащении контроллера необходимыми средствами связи связь его с диспетчерским пунктом не нарушается (обеспечивается) в любой точке земного шара.Thus, when the controller is fully equipped with the necessary means of communication, its communication with the control room is not violated (provided) anywhere in the world.
Вместе с координатной информацией передаются данные о состоянии всего объектового блока и датчиков (аналоговых и цифровых), подключенных к нему. При изменении значения на контролируемых датчиках, либо выходе значений аналоговых датчиков за установленные значения, на диспетчерский пункт и/или сотовый телефон пользователя передаются определенные сообщения аналогично тому, как это делается при срабатывании охранной сигнализации.Together with the coordinate information, data is transmitted on the state of the entire object block and sensors (analog and digital) connected to it. When changing the values on the monitored sensors, or when the values of the analog sensors go beyond the set values, certain messages are transmitted to the user's control room and / or cell phone in the same way as when an alarm is triggered.
При формировании картографической базы данных вначале бумажная карта сканируется, а электронная преобразуется в стандартные графические файлы типа JPEG. Затем разрозненные куски изображения соединяются в одну большую электронную карту. После этого на карте указывается шесть и более контрольных точек, координаты которых известны достаточно точно. Это могут быть линии пересечения меридианов и параллелей, если они указаны на карте, населенные пункты, координаты которых можно взять из справочника, либо какие-то точки, которые легко найти на карте (например, перекрестки улиц), координаты которых измеряется любым спутниковым приемником GPS. Увеличение числа контрольных точек приводит к повышению точности отображения. После всего этого предполагаем, что формула проекции, то есть зависимость координат на нашей карте от географических координат, является полиномиальной, и вычисляем коэффициенты полинома, обеспечивающие максимальное соответствие расчетных координат контрольных точек с заданными. Затем вычисляются обратные полиномы, преобразующие координаты карты в географические.When creating a cartographic database, the paper map is first scanned, and the electronic one is converted to standard image files such as JPEG. Then the scattered pieces of the image are combined into one large electronic card. After that, six or more control points are indicated on the map, the coordinates of which are known quite accurately. It can be the intersection lines of meridians and parallels, if they are indicated on the map, settlements whose coordinates can be taken from the directory, or some points that are easy to find on the map (for example, street intersections), the coordinates of which are measured by any satellite GPS receiver . An increase in the number of control points leads to an increase in the accuracy of the display. After all this, we assume that the projection formula, that is, the dependence of the coordinates on our map on geographical coordinates, is polynomial, and we calculate the coefficients of the polynomial that ensure the maximum correspondence of the calculated coordinates of the control points with the given ones. Then, inverse polynomials are calculated that convert the map coordinates to geographical ones.
Дополнительная возможность передачи информации на мобильный сотовый телефон пользователя обеспечивает возможность оперативной связи с подвижным объектом. Достаточно послать на сотовый телефон, установленный в контроллере объекта, сообщение с определенным запросом, и контроллер по заданной программе ответит сообщением с указанием ближайшего ориентира (например, остановки общественного транспорта), расстоянием до него, пройденным путем, временем простоя и движения и т.д. Кроме того, по приему определенных сообщений на объекте могут быть выполнены необходимые действия (например, блокировка двигателя). При этом диспетчерский пункт постоянно отслеживает координаты автомобиля, а его владелец с помощью своего сотового телефона время от времени узнает текущее положение своей машины и пройденный километраж.An additional possibility of transmitting information to a user's mobile cell phone provides the possibility of operational communication with a moving object. It is enough to send a message with a specific request to the cell phone installed in the object’s controller, and the controller will respond with a specified program with a message indicating the nearest landmark (for example, stopping public transport), the distance to it, the route traveled, downtime and movement time, etc. . In addition, upon receipt of certain messages at the facility, the necessary actions (for example, blocking the engine) can be performed. At the same time, the control center constantly monitors the coordinates of the car, and its owner using his cell phone from time to time finds out the current position of his car and the distance traveled.
Блоки питания 4, 5 обеспечивают непрерывную работу устройства. При нарушении работы основного блока, например при нарушении сети питания объекта, питание устройства переключается на резервный источник питания 5. При этом микроконтроллер 3 управляет зарядом и разрядом батареи, и в зависимости от остаточной емкости может изменять периодичность подачи тревожных сообщений по запрограммированному алгоритму, продлевая длительность автономной работы блока питания и всего устройства в целом.Power supplies 4, 5 provide continuous operation of the device. In case of malfunction of the main unit, for example, if the power supply network of the object is disturbed, the device’s power switches to the
Если время стоянки автомобиля (когда его скорость нулевая) превысило заданное, спутниковый приемник 1 отключается на некоторое время, сокращая энергопотребление, затем снова включается, определяет текущую скорость, и если она опять равна нулю, указанный цикл повторяется, что обеспечивает экономию энергии аккумулятора автомобиля.If the parking time of the car (when its speed is zero) has exceeded the set, the satellite receiver 1 is turned off for a while, reducing power consumption, then turns on again, determines the current speed, and if it is again zero, the indicated cycle is repeated, which saves the car battery energy.
С помощью устройства сопряжения с исполнительными устройствами микроконтроллер 3 может управлять исполнительными устройствами объекта, в том числе устройствами его охраны, по командам, полученным по соответствующим каналам связи от диспетчерского пункта и/или пользователя.Using a device for interfacing with executive devices, the microcontroller 3 can control the executive devices of the facility, including its security devices, by commands received via the appropriate communication channels from the control room and / or user.
Возможен чисто автономный режим работы устройства, например при сопровождении контейнера с грузом, в условиях полного отсутствия внешнего питания. Тогда микроконтроллер программируется на работу в "спящем" режиме, когда на определенное время все периферийные устройства (навигационный приемник, средства связи и т.д.) полностью или частично отключаются для экономии энергии. И лишь в заданное время производится полное включение, определяются координаты, происходит выдача сообщения, и снова устанавливается спящий режим.A purely autonomous mode of operation of the device is possible, for example, when accompanying a container with a load, in conditions of complete absence of external power. Then the microcontroller is programmed to work in "sleep" mode, when for a certain time all peripheral devices (navigation receiver, communications, etc.) are completely or partially turned off to save energy. And only at the specified time is it fully turned on, coordinates are determined, a message is issued, and sleep mode is set again.
При наличии нескольких диспетчерских пунктов, большого количества пользователей, необходимости более высокого уровня секретности информации и в других случаях в систему могут добавляться серверы распределения информации.If there are several control centers, a large number of users, the need for a higher level of information security, and in other cases, information distribution servers can be added to the system.
Таким образом, построение системы оперативного сопровождения и управления подвижными объектами вышеописанным образом позволяет повысить оперативность, точность и достоверность определения местоположения автомобилей, людей и других подвижных объектов, в том числе в помещениях и на станциях метрополитена. Предварительные испытания позволяют утверждать о возможности промышленного использования предложенного способа.Thus, the construction of a system of operational support and control of moving objects in the manner described above can improve the efficiency, accuracy and reliability of determining the location of cars, people and other moving objects, including in rooms and at metro stations. Preliminary tests suggest the possibility of industrial use of the proposed method.
Claims (6)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005101725/11A RU2273055C1 (en) | 2005-01-25 | 2005-01-25 | Method for operative escorting and controlling of mobile objects |
PCT/RU2005/000669 WO2006088390A1 (en) | 2005-01-25 | 2005-12-26 | Method for on-line monitoring and controlling moving objects |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005101725/11A RU2273055C1 (en) | 2005-01-25 | 2005-01-25 | Method for operative escorting and controlling of mobile objects |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2273055C1 true RU2273055C1 (en) | 2006-03-27 |
Family
ID=36388975
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005101725/11A RU2273055C1 (en) | 2005-01-25 | 2005-01-25 | Method for operative escorting and controlling of mobile objects |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2273055C1 (en) |
WO (1) | WO2006088390A1 (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008100177A1 (en) * | 2007-02-16 | 2008-08-21 | Oleg Yuldashevich Pulatov | System, method and device for the information support of life safety |
DE202007019376U1 (en) | 2006-08-02 | 2012-02-15 | Academy Mbf | tracking system |
RU2468531C1 (en) * | 2011-05-19 | 2012-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Кодос-Б" | Method of multi-channel communication when monitoring and managing mobile objects |
RU2470489C1 (en) * | 2011-05-19 | 2012-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Кодос-Б" | Method of communication in monitoring and control of moving objects |
RU2471311C1 (en) * | 2011-05-19 | 2012-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Кодос-Б" | Method of communication when monitoring and managing mobile objects |
RU2662623C1 (en) * | 2017-08-25 | 2018-07-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чеченский государственный университет" | Method of operational support and management of terrain vehicles |
RU2708383C2 (en) * | 2015-06-16 | 2019-12-06 | Ти Юропиан Юнион, Репрезентид Бай Ти Юропиан Коммишн | Method for processing range signals with modulated shifted carrier |
RU2761270C2 (en) * | 2015-05-13 | 2021-12-06 | Убер Текнолоджис, Инк. | System and method for providing transportation |
US11403683B2 (en) | 2015-05-13 | 2022-08-02 | Uber Technologies, Inc. | Selecting vehicle type for providing transport |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0559431A (en) * | 1991-03-28 | 1993-03-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Production of spring with high stress excellent in delayed fracture resistance |
BR9905014A (en) * | 1999-10-19 | 2001-06-05 | Wilney Cesar Campos De Araujo | Alarm system and tracking via cell phone |
JP2002230673A (en) * | 2001-01-30 | 2002-08-16 | Yoshihiro Masuda | Emergency report system |
-
2005
- 2005-01-25 RU RU2005101725/11A patent/RU2273055C1/en not_active IP Right Cessation
- 2005-12-26 WO PCT/RU2005/000669 patent/WO2006088390A1/en active Application Filing
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202007019376U1 (en) | 2006-08-02 | 2012-02-15 | Academy Mbf | tracking system |
WO2008100177A1 (en) * | 2007-02-16 | 2008-08-21 | Oleg Yuldashevich Pulatov | System, method and device for the information support of life safety |
RU2468531C1 (en) * | 2011-05-19 | 2012-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Кодос-Б" | Method of multi-channel communication when monitoring and managing mobile objects |
RU2470489C1 (en) * | 2011-05-19 | 2012-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Кодос-Б" | Method of communication in monitoring and control of moving objects |
RU2471311C1 (en) * | 2011-05-19 | 2012-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Кодос-Б" | Method of communication when monitoring and managing mobile objects |
RU2761270C2 (en) * | 2015-05-13 | 2021-12-06 | Убер Текнолоджис, Инк. | System and method for providing transportation |
US11403683B2 (en) | 2015-05-13 | 2022-08-02 | Uber Technologies, Inc. | Selecting vehicle type for providing transport |
RU2708383C2 (en) * | 2015-06-16 | 2019-12-06 | Ти Юропиан Юнион, Репрезентид Бай Ти Юропиан Коммишн | Method for processing range signals with modulated shifted carrier |
RU2662623C1 (en) * | 2017-08-25 | 2018-07-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чеченский государственный университет" | Method of operational support and management of terrain vehicles |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2006088390A1 (en) | 2006-08-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2273055C1 (en) | Method for operative escorting and controlling of mobile objects | |
US6763302B2 (en) | Position measurement device, terminal provided therewith, and position measurement method | |
US8199001B2 (en) | Dynamic reporting scheme for location based services | |
ES2295582T3 (en) | METHOD FOR TRAINING A WIRELESS INFORMATION DEVICE FOR ACCESS TO LOCALIZATION DATA. | |
EP2172048B1 (en) | System and methods for determining location using cellular transition patterns | |
CN102223596A (en) | Mobile positioning service method | |
CN102223706A (en) | Mobile positioning service system | |
CN101836080A (en) | A method of processing positioning data | |
CN1358018A (en) | Position related data collection | |
CN102223597A (en) | Mobile positioning device | |
CN102469406A (en) | Mobile location mark based on wireless sensing technology | |
CN102469580A (en) | mobile positioning service system based on wireless sensing technology | |
Al‐Bayari et al. | New centralized automatic vehicle location communications software system under GIS environment | |
ES2382951T5 (en) | Procedure and devices for generating toll information in a road toll system | |
CN102223707A (en) | Mobile positioning beacon device | |
US10904853B2 (en) | Estimation of mobile device count | |
CN101825696A (en) | Mobile phone positioning system and method | |
US9612343B1 (en) | Method and mobile station for using a location determining mechanism based on an extent of turning | |
CN102469581A (en) | Mobile positioning terminal device LE based on wireless sensing technology | |
Mishra et al. | A Novel and Cost Effective Approach to Public Vehicle Tracking System | |
Sineglazov et al. | Navigation Systems based on GSM | |
Kadiri et al. | Design of a GPS/GSM based anti-theft car tracker system | |
McGeough | Wireless location positioning based on signal propagation data | |
Misener et al. | VII California: Development and deployment proof of concept and group-enabled mobility and safety (GEMS) | |
Zantout et al. | Fleet management automation using the global positioning system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070126 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20080610 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100126 |