RU2797795C1 - Электронная метка - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к средствам идентификации транспортных средств в логистических и мониторинговых системах. Электронная метка содержит автономный источник питания (1), тактовый генератор (2), первый ключ (3) и второй ключ (4), устройство объединения данных (5), высокочастотный блок (6), устройство программирования (8), двоичный счетчик (9), акселерометр (10), первый контроллер (11) и второй контроллер (12), запоминающие устройства (7), (13), (14), (15). Достигается расширение функциональных возможностей электронной метки. 1 ил.

Description

Изобретение относится к средствам идентификации транспортных средств, а также прицепных механизмов различного назначения и может быть использовано в соответствующих логистических и мониторинговых системах.

Известна электронная метка [1 - Патент РФ №2 203 820, МПК: B61L 25/00, Электронная метка], содержащая генератор тактов, двоичный счетчик, блок программирования, запоминающее устройство, коммутатор и модулятор.

Недостаток указанной электронной метки [1] состоит в ограниченных функциональных возможностях, связанных с отсутствием функции подсчета времени работы транспортного средства или прицепного механизма (количества машиночасов). Другим недостатком указанной электронной метки является ее узкая область применения, поскольку использование такой метки не целесообразно для использования на передвижных средствах (колясках) людей с ограниченными возможностями, где наиболее критичной является информация об аномальном состоянии такого передвижного средства (опрокидывание, нестандартные ускорения и т.п.), которая не измеряется и не передается в указанной электронной метке.

Известна также электронная метка [2 - Патент РФ №2 170 684, МПК: B61L 25/00, Система дистанционного считывания для подвижных составов], содержащая СВЧ узел, устройство формирования кодовой последовательности, источник автономного питания.

Электронная метка [2] может использоваться для автоматизированного учета железнодорожного, автомобильного и других видов транспорта.

Недостаток указанной электронной метки [2] состоит в ограниченных функциональных возможностях, связанных с отсутствием функции подсчета времени работы транспортного средства или прицепного механизма (количества машиночасов). Другим недостатком указанной электронной метки является ее узкая область применения, поскольку использование такой метки не целесообразно для использования на передвижных средствах (колясках) людей с ограниченными возможностями, где наиболее критичной является информация об аномальном состоянии такого передвижного средства (опрокидывание, нестандартные ускорения и т.п.), которая не измеряется и не передается в указанной электронной метке.

Из известных технических решений наиболее близкой по технической сущности к заявляемой электронной метке, принятой за прототип, является электронная метка [3 - Патент РФ №2 248 292, МПК: B61L 25/00, Электронная метка], содержащая автономный источник питания, тактовый генератор, первый ключ, второй ключ, устройство объединения данных, высокочастотный блок, первое запоминающее устройство и устройство программирования, первый выход которого соединен с вторым входом первого запоминающего устройства.

Недостатки устройства - прототипа [3] аналогичны недостаткам электронных меток [1], [2] и заключаются в следующем.

Недостаток указанной электронной метки [3] состоит в ограниченных функциональных возможностях, связанных с отсутствием функции подсчета времени работы транспортного средства или прицепного механизма (количества машиночасов). Другим недостатком указанной электронной метки является ее узкая область применения, поскольку использование такой метки не целесообразно для использования на передвижных средствах (колясках) людей с ограниченными возможностями, где наиболее критичной является информация об аномальном состоянии такого передвижного средства (опрокидывание, нестандартные ускорения и т.п.), которая не измеряется и не передается в указанной электронной метке.

Технической проблемой, на решение которой направлена предлагаемая электронная метка, является расширение ее функциональных возможностей, а также расширение ее области применения.

Для решения технической проблемы предлагается электронная метка, содержащая автономный источник питания, тактовый генератор, первый ключ, второй ключ, устройство объединения данных, высокочастотный блок, первое запоминающее устройство и устройство программирования, первый выход которого соединен с вторым входом первого запоминающего устройства.

Согласно изобретению, в нее введены двоичный счетчик, акселерометр, первый контроллер, второй контроллер, второе запоминающее устройство, третье запоминающее устройство и четвертое запоминающее устройство, выход автономного источника питания соединен с первыми входами акселерометра, первого контроллера, первого ключа, первого запоминающего устройства и тактового генератора, выход первого ключа соединен с первыми входами высокочастотного блока, второго контроллера, устройства объединения данных, второго запоминающего устройства, третьего запоминающего устройства, четвертого запоминающего устройства, двоичного счетчика, второго ключа и устройства программирования, выход тактового генератора соединен с вторым входом второго ключа и третьими входами первого контроллера, второго контроллера и высокочастотного блока, выход акселерометра соединен с вторым входом первого контроллера, первый выход которого соединен с вторым входом первого ключа, а второй выход - с вторым входом четвертого запоминающего устройства, второй выход устройства программирования соединен с вторым входом второго запоминающего устройства, выход первого запоминающего устройства соединен с четвертым входом первого контроллера, выходы второго, третьего и четвертого запоминающих устройств соединены, соответственно, с вторым, третьим и четвертым входами устройства объединения данных, выход которого соединен с вторым входом второго контроллера, выход которого соединен с вторым входом высокочастотного блока, выход второго ключа соединен с вторым входом двоичного счетчика, выход которого соединен с вторым входом третьего запоминающего устройства, третий выход первого контроллера соединен с третьим входом второго ключа.

Сочетание отличительных признаков и свойств предлагаемой электронной метки из литературы не известны, поэтому она соответствует критериям новизны и изобретательского уровня.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей электронной метки, связанное с реализацией в метке функции подсчета времени работы транспортного средства или прицепного механизма (количества машиночасов). Другим техническим результатом изобретения является расширение области применения за счет использования метки на передвижных средствах (колясках) людей с ограниченными возможностями, где наиболее критичной является информация об аномальном состоянии передвижного средства (опрокидывание, нестандартные ускорения и т.п.), которая в отличие от прототипа [3] может измеряться и передаваться в предлагаемой электронной метке.

Электронную метку иллюстрирует фиг. 1.

Электронная метка содержит автономный источник питания 1, тактовый генератор 2, первый ключ 3, второй ключ 4, устройство объединения данных 5, высокочастотный блок 6, первое запоминающее устройство 7 и устройство программирования 8, первый выход которого соединен с вторым входом первого запоминающего устройства 7.

Кроме этого, электронная метка содержит двоичный счетчик 9, акселерометр 10, первый контроллер 11, второй контроллер 12, второе запоминающее устройство 13, третье запоминающее устройство 14 и четвертое запоминающее устройство 15, выход автономного источника питания 1 соединен с первыми входами акселерометра 10, первого контроллера 11, первого ключа 3, первого запоминающего устройства 7 и тактового генератора 2, выход первого ключа 3 соединен с первыми входами высокочастотного блока 6, второго контроллера 12, устройства объединения данных 5, второго запоминающего устройства 13, третьего запоминающего устройства 14, четвертого запоминающего устройства 15, двоичного счетчика 9, второго ключа 4 и устройства программирования 8, выход тактового генератора 2 соединен с вторым входом второго ключа 4 и третьими входами первого контроллера 11, второго контроллера 12 и высокочастотного блока 6, выход акселерометра 10 соединен с вторым входом первого контроллера 11, первый выход которого соединен с вторым входом первого ключа 3, а второй выход - с вторым входом четвертого запоминающего устройства 15, второй выход устройства программирования 8 соединен с вторым входом второго запоминающего устройства 13, выход первого запоминающего устройства 7 соединен с четвертым входом первого контроллера 11, выходы второго, третьего и четвертого запоминающих устройств 13,14 и 15 соединены, соответственно, с вторым, третьим и четвертым входами устройства объединения данных 5, выход которого соединен с вторым входом второго контроллера 12, выход которого соединен с вторым входом высокочастотного блока 6, выход второго ключа 4 соединен с вторым входом двоичного счетчика 9, выход которого соединен с вторым входом третьего запоминающего устройства 14, третий выход первого контроллера 11 соединен с третьим входом второго ключа 4.

Электронная метка работает следующим образом.

Рассмотрение функционирования электронной метки начнем со следующего момента: изготовленная и надлежащим образом запрограммированная метка установлена на соответствующем механизме (транспортном средстве, прицепном агрегате и т.д.). При этом указанный механизм находится в неработающем состоянии (на складе, на стоянке, в режиме технологического перерыва и т.д.) и, соответственно, электронная метка находится в состоянии «сна».

У всех элементов 2-15 электронной метки первый вход является входом питания, при этом у акселерометра 10, первого контроллера 11, первого ключа 3, первого запоминающего устройства 7 и тактового генератора 2 их первые входы соединены с выходом автономного источника питания 1 непосредственно, а у остальных элементов - через первый ключ 3, который в исходном состоянии является разомкнутым. Такая организация питания позволяет существенно экономить ресурс автономного источника питания 1, поскольку в состоянии «сна» запитанными оказываются только те элементы, которые необходимы для реализации дежурного режима электронной метки.

Таким образом, автономный источник питания 1 в исходном состоянии поддерживает во включенном дежурном режиме акселерометр 10, первый контроллер 11, первый ключ 3, первое запоминающее устройство 7 и тактовый генератор 2.

Остальные элементы электронной метки в это время питание не получают, поскольку первый ключ 3 в исходном состоянии является разомкнутым.

В первом запоминающем устройстве 7 хранятся пороговые значения уровней вибрации, которые предварительно записываются в первое запоминающее устройство 7 при помощи устройства программирования 8. В любой момент времени текущее значение уровня вибрации, определяемое в акселерометре 10, поступает на второй вход первого контроллера 11, где сравнивается с пороговыми значениями уровней вибрации, поступающими на четвертый вход первого контроллера 11 с выхода первого запоминающего устройства 7. При этом в первом запоминающем устройстве 7 предлагаемой электронной метки могут храниться несколько пороговых значений уровня вибрации, по превышению которых делается вывод о наступлении некоторых знаковых событий, например: при превышении минимального порога делают вывод о том, что с транспортным средством или прицепным механизмом производятся технологические работы на стоянке, включая его осмотр, техобслуживание и т.д. При превышении среднего порога уровня вибрации делают вывод о том, что транспортное средство или прицепной механизм находятся в состоянии штатной работы, при этом производится, как будет показано ниже, подсчет машиночасов работающего транспортного средства или прицепного механизма. При превышении максимального порога уровня вибрации делают вывод о том, что произошло некоторое аномальное событие, например, падение или опрокидывание транспортного средства или прицепного механизма. Последнее событие имеет особое значение для мониторинга состояния лиц с ограниченными возможностями, передвигающихся на колесных средствах (колясках, креслах) без сопровождающих лиц.

В том случае, если первый контроллер 11 определяет, что превышен любой из пороговых уровней вибрации, на его первом выходе формируется сигнал, переводящий первый ключ 3 в замкнутое положение. При этом напряжение питания с выхода автономного источника питания 1 начинает поступать на первые входы второго ключа 4, устройства объединения данных 5, высокочастотного блока 6, устройство программирования 8, двоичного счетчика 9, второго контроллера 12, второго запоминающего устройства 13 и третьего запоминающего устройства 14. Кроме этого, при превышении любого из пороговых уровней вибрации, на втором выходе первого контроллера 11 формируется код, соответствующий этому пороговому уровню вибрации, который поступает на второй вход четвертого запоминающего устройства 15. Таким образом, в четвертом запоминающем устройстве 15 хранятся данные о значении последнего превышенного порога вибрации.

В том случае, если первый контроллер 11 определяет, что превышен средний из пороговых уровней вибрации, и при этом не превышен максимальный пороговый уровень, на его третьем выходе формируется сигнал, переводящий второй ключ 4 в замкнутое положение. При этом тактовые импульсы с выхода тактового генератора 2 через замкнутый второй ключ 4 поступают на вход двоичного счетчика 9, где происходит их суммирование. Таким образом, число тактовых импульсов в счетчике 9 увеличивается только при уровнях вибрации, соответствующих состоянию штатного функционирования транспортного средства или прицепного механизма. Это позволяет организовать подсчет моточасов работы транспортного средства или прицепного механизма. После уменьшения уровня текущей вибрации ниже среднего порогового значения, сигнал на третьем выходе первого контроллера 11 пропадает с некоторой программируемой задержкой, что позволяет учесть технологическое время, необходимое для приведения агрегата в исходное состояние и просуммировать его в количестве моточасов. Подсчитанное количество моточасов хранится в третьем запоминающем устройстве 14. Абсолютное время наработки агрегата в часах (количество моточасов) можно определить как произведение количества подсчитанных тактовых импульсов на известную длительность тактового интервала. В зависимости от предпочтений внешнего получателя, эта процедура может выполняться им как самостоятельно, так и в устройстве объединения данных 5.

Во втором запоминающем устройстве 13 хранится информация, которая записывается туда при помощи устройства программирования 8 в моменты технического обслуживания электронной метки. Это может быть уникальный идентификационный номер метки, а также дата выпуска, код владельца и т.д., то есть любая информация, позволяющая однозначно идентифицировать электронную метку при приеме ее сообщений.

Информация с выходов второго запоминающего устройства 13 (а именно, идентификатор метки), третьего запоминающего устройства 14 (а именно, текущее значение моточасов) и четвертого запоминающего устройства 15 (а именно, значение последнего превышенного порога вибрации) объединяется в единый информационный блок в устройстве объединения данных 5, с выхода которого поступает во второй контроллер 12. Во втором контроллере 12 происходит преобразование информационного блока в соответствии с используемым протоколом передачи информации, в качестве которого могут использоваться протоколы типа Bluetooth, LoRa, Wi-Fi и другие. При этом во втором контроллере 12 происходят процедуры помехоустойчивого кодирования, добавления синхронизирующих символов и т.д., в соответствии с используемым протоколом передачи информации.

Информация с выхода второго контроллера 12 поступает на второй вход высокочастотного блока 6, с выхода которого излучается в эфир и может быть принята соответствующими приемниками протоколов связи типа Bluetooth, LoRa, Wi-Fi и других.

Таким образом, заявляемая электронная метка, в сравнении с прототипом, обладает расширенными функциональными возможностями за счет определения времени работы (количества машиночасов) транспортного средства или прицепного механизма, что обеспечивается подсчетом тактовых импульсов с выхода тактового генератора 2 за тот период времени, когда уровень вибрации, измеряемый акселерометром 10, удовлетворяет одновременно двум условиям: он выше среднего уровня, но не выше максимального (аварийного) уровня.

Кроме того, заявляемая электронная метка, в сравнении с прототипом, обладает расширенной областью применения за счет возможности ее использования на передвижных средствах (колясках) людей с ограниченными возможностями, где наиболее критичной является информация об аномальном состоянии передвижного средства (опрокидывание, нестандартные ускорения и т.п.).

Claims (1)

1. Электронная метка, содержащая автономный источник питания, тактовый генератор, первый ключ, второй ключ, устройство объединения данных, высокочастотный блок, первое запоминающее устройство и устройство программирования, первый выход которого соединен со вторым входом первого запоминающего устройства, отличающаяся тем, что в нее введены двоичный счетчик, акселерометр, первый контроллер, второй контроллер, второе запоминающее устройство, третье запоминающее устройство и четвертое запоминающее устройство, выход автономного источника питания соединен с первыми входами акселерометра, первого контроллера, первого ключа, первого запоминающего устройства и тактового генератора, выход первого ключа соединен с первыми входами высокочастотного блока, второго контроллера, устройства объединения данных, второго запоминающего устройства, третьего запоминающего устройства, четвертого запоминающего устройства, двоичного счетчика, второго ключа и устройства программирования, выход тактового генератора соединен со вторым входом второго ключа и третьими входами первого контроллера, второго контроллера и высокочастотного блока, выход акселерометра соединен со вторым входом первого контроллера, первый выход которого соединен со вторым входом первого ключа, а второй выход - со вторым входом четвертого запоминающего устройства, второй выход устройства программирования соединен со вторым входом второго запоминающего устройства, выход первого запоминающего устройства соединен с четвертым входом первого контроллера, выходы второго, третьего и четвертого запоминающих устройств соединены, соответственно, со вторым, третьим и четвертым входами устройства объединения данных, выход которого соединен со вторым входом второго контроллера, выход которого соединен со вторым входом высокочастотного блока, выход второго ключа соединен со вторым входом двоичного счетчика, выход которого соединен со вторым входом третьего запоминающего устройства, третий выход первого контроллера соединен с третьим входом второго ключа.

Images