SE524607C2 - Förfarande och system för funktionell kontroll av en yttre aktiv antennenhet - Google Patents

Description

Z".I'.. . . . * ' ' ' " 2 if: ÉÉ: bland annat litas på en antennutrustning, vilken måste monteras så att den inte är elektriskt eller magnetiskt skärmad för att vara istånd att sända ut och ta emot radiovågor. Därför år en sådan antenn det första föremålet att välja för urkoppling eller förstöring för att förhindra kommunikation med bevakningssystemet. Att bara koppla ur bevakningssystemets kraftaggregatet, eller hela själva bevakningssystemet, kommer helt enkelt påverka hela funktionen av till exempel ett fordon som gör det orörligt, förutom att ett sådant system i allmänhet även har en intern kraftmatning som räcker åtminstone en begränsad tidsperiod.

För att ytterligare öka funktionen för ett sådant bevaknings- och automatiskt spårningssystem finns det en önskan för ytterligare funktionssystem för att förhindra den kommunicerande antennen i bevakningssystemet från att inte vara i stånd att fungera på ett sätt som skulle förhindra vidare spårande och bevakning av till exempel ett stulet fordon.

SUMMERING Den föreliggande uppfinningen löser problemet med samtidig bevakning av en passiv mottagningsantennanordning som är en del av ett dedicerat system för bevakning och spårande som bildar ett transpondersystem som kommunicerar med en huvudenhet. Eventuellt avbrott eller en kortslutning i själva antennen eller i en matar-ledning som ansluter den aktiva antennen, till exempel, till en GPS-mottagare eller motsvarande anordning som betjänar systemet för bevakning och spårande noteras och alstras en avbrottssignal till systemets systemkontroll. Detta kommer inträffa närhelst prestationsförmågan för den passiva mottagningsantennen alvarligt påverkas. Denna avbrottssignal alstrar i sin tur ett meddelande sänt via SMS (Short Message Service), vilket allmänt sänds via en mobiltelefonåtkomst av en på förhand definierad adress som informerar en huvudtjärrstyrningsenhet om att prestationsförmågan för GPS- antennen/ matningskabeln i systemet för bevakning och spårande har degraderats. Ett sådant meddelande säger att lokaliseringssystemet inte 524 6Û7..._..._: i 3 5” " 'ï..= z längre kan lämna adekvat koordinatinformation och systemet kan förses med nya parametrar avseende systemfunktionen.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen tillsammans med ytterligare syften och fördelar med denna kan bäst inses genom hänvisning till följande detaljerade beskrivning läst tillsammans med de medföljande ritningarna, i vilka: FIG. 1 illustrerar ett system för att säkra funktionen för en aktiv antenn i enlighet med den föreliggande uppfinningen, samt FIG. 2 illustrerar i ett flödesschema förfarandet i enlighet med den föreliggande uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING Ett system för bevakning och spårande för skydd av till exempel ett dyrbart fordon eller en väska för transport av pengar fungerar allmänt så att det använder en kommunikation till en fiärrstyrning som kan registrera olika händelser som inträffar med avseende på föremålet. I en typisk utföringsform av ett sådant system kan ijärrstyrningen åtkomma det mobila autonoma systemet och styra ett antal definierade parametrar genom överföring av en begäran via dess kommunikationslinje.

Kommunikationslinjen innefattar i ett typiskt fall en mobiltelefon i en definierad datamod. I en typisk utföringsform kan meddelanden som SMS användas. Mobilnätet kan vara vilket som helst system som utnyttjar till exempel TDMA (multipel tidsdelningsåtkost), GSM (globalt system för mobilkommunikation), CDMA2000 (multipel koddelningsåtkomst 2000) eller WDCMA (multipel bredbandskoddelningsåtkomst) eller vilket som helst motsvarande mobilnät.

En väsentlig del av ett sådant system för bevakning- och spårande (Här även hänvisat till som C-TRACK) kommer allmänt använda ett orienteringssystem till exempel GPS (globalt satellitpositioneringssystem) för att erhålla lägesbestämning av fordonet vid vilket som helst önskat ögonblick. 524 sovit” ..H_r.,,,, Lägesinformation är även i viss utsträckning tillgänglig med hjälp av den använda rnobilnätet. Denna orienteringsdel med satellit använder emellertid en passiv mottagare, vilken övervakar ett antal navigationssatelliter över horisonten vid vilket som helst givet ögonblick. Antalet observerbara satelliter skall vara åtminstone tre, men kommer vid de flesta platser runt jorden vara av storleksordningen 6 till 10 av de tillgängliga 24 satelliterna som bildar lägesbestämningssystemet GPS. Från signalerna mottagna från satellítsystemet kommer denna mycket kompakta mottagare vara i stånd att beräkna dess position med noggrannhet för närvarande ner till storleksordningen meter. Denna information överlämnas till systemet för bevakning och spårande, till exempel en C-TRACK, vilken då helt enkelt kan bestämma någon rörelse av föremålet under bevakning. Informationen kommer vidare överföras till en styrning, vilken sedan kommer att fastställa från givna parametrar om det är en tillåten rörelse eller en otillåten rörelse av föremålet.

Det skall även noteras att i ett fall när systemet för bevakning och spårande inte längre kommer att vara i stånd att kommunicera med någon basstation i det använda kommunikationssystemet kommer detta att resultera i andra definierade åtgärder av systemet frö att annonsera den felaktiga situationen.

Typiskt kommer ett sådant system börja agera som en fyr som kan lokaliseras med ett dedicerat pejlingssystem. Sådana situationer hanteras lättare av system enligt teknikens ståndpunkt, eftersom denna det av systemet bildar ett aktivt system, medan GPS övervakningsdelen är ett passivt mottagningssystem. En situation när GPS-mottagaren inte längre kan ta emot lägesinformation kan endast avkännas av bevakningssystemet själv, men kan vara resultatet av flertalet orsaker, några naturlig men även några avsiktliga.

I det allmänna fallet kommer GPS-mottagaren för att öka sin känslighet behöva använda en antenn separerad från mottagaren, vilken kan vara integrerad i det gömda systemet för bevakning och spårande. En sådan antennenhet är ofta gjord som en aktiv anordning, med andra ord innehåller 524 eoz_,¿,".

S. i.. . . den även en inbyggd förstärkare för frekvensbandet för GPS funktionen.

Systemet skall emellertid vara i stånd att bedöma om frånvaron av signalmottagning beror på tekniska orsaker, till exempel att antennen har avlägsnats eller att det finns en kortslutning i matningskabeln eller förstärkaren in längre fungerar och drar följaktligen ström från sin matning.

I andra fall kan mottagningen av GPS-signaler upphöra beroende på att bäraren av systemet för bevakning och spårande tillfälligt är skärmad från satelliterna. Sådana situationer kan emellertid även klart igenkännas av huvudsystemet och dess kommunikationslänkar.

I en uppfinningsmässig utföringsform av systemet i enlighet med den föreliggande uppfinningen använder GPS-mottagaren i systemet 15 för bevakning och spårande en kompakt antenn 1 kopplad via en koaxialkabel 2 från den aktiva mottagarantennen via ett avkänningsmotstånd 7 till en GPS- mottagaringångsanslutning 20. Den aktiva antennens förstärkare är även likströmsmatad med exempelvis 3 volt matat via den inre ledaren i koaxialkabeln 2. I serie med denna koaxialkabel, allmänt nära GPS- mottagaren är placerat en detekteringsenhet 5 för att detektera ett avbrott eller en kortslutning i matningen av matningsspänning till den aktiva antennen 1. l den belysande utföringsformen innefattar detektionsenheten 5 ett avkänningsmotstånd 7 med låg resistans och hög tolerans i serie med koaxialkabelns 2 innerledare. En sekundär mikroprocessor 9 som till exempel har analog/ digitalomvandlaringångar 10 och 12 samverkar med avkänningsmotståndet 7. I en föredragen utföringsform av detektorenheten är míkroprocessorn en liten RISC-processor av typ 16LF87X från MicroChip Corporation. Emellertid kunde vilken som helst lågströmsmikroprocessor i kombination med an lämplig lågeffekts A/D-omvandlare användas för att uppnå den önskade funktionen. Mikroprocessorn 9 i utföringsforrnen innehåller själv två A/D-ingångsanslutningar och tar sin kraft direkt från 3 voltsmatningen VDD till den aktiva antennen från en huvudenhet 15 (i detta fall en C-TRACK). En referensspånningsingång (Vizef) på mikroprocessorn 524 607 ,,_,._; , _; c '§*-.-”-.ï-.I='°..ï z' '.=:I-.É'É 'I erhålls även från 3 voltsmatningen och matas till A/D-omvandlaringången 10 på den sekundära mikroprocessorn. A/ D-omvandlaringången 12 mäter spänningsnivån efter avkänningsmotståndet. Ett avbrott i matningen av kraft eller en förstärkare som inte längre drar någon ström indikeras av VRef som är nära eller lika med spänningen mätt vid A/ D-omvandlaringången 12.

Mikroprocessorn alstrar då en aktivt låg puls på sin I/ O-ledning 16 till avbrottssystemet på en primär CPU i huvudenheten 15 av systemet för bevakning och spårande. För att separera matningen av RF (radiofrekvens) från antennen till mottagaren och likspänningsmatningen insätts typiskt små RF-drosslar i matningen av likströmsspänning till förstärkaren och mikroprocessorn 9 för att inte belasta RF-utmatningen från den aktiva antCflnCH.

En kortslutning kommer på motsvarande sätt detekteras av den sekundära mikroprocessom 9 i att spänningsfallet över avkänningsmotståndet blir alltför stort. Resistansen för avkänningsmotståndet 7 är anpassad så att trots en direkt kortslutning måste den totala strömmen som dras tillåta en tillräcklig spänningsmatning att till mata mikroprocessom 9, vilken även i detta fall då alstrar en aktivt låg puls som överförs till systemet för bevakning och spårande. Det är vid vilken som helst tidpunkt möjligt att sätta spänningsniväer/ gränser, som bestämmer om en avbrottssignal skall utlösas för att indikera avbrott eller kortslutning i matningen av kraft till den aktiva antennens 1 förstärkare.

En avbrottssignal till mikroprocessorn 9 kan även alstras från centrala processorenheten i systemet för bevakning och spårande som sedan kommer att kunna starta ett kommunikationsprotokoll via I / O-porten 16, varvid till exempel spänningsnivåer kan sättas i mikroprocessorns 9 programmering, eller läsas från mikroprocessorn i detekteringsenheten 5. Vidare betyder detta att programmering av mikroprocessorn 9 även kan utföras från fjårrstyrningen via huvudenheten 15. 524 607N,¿=" ?_ än' ' .' ' Processorn 9 i detektorenheten 5 är allmänt i ett tillstånd för en kontinuerlig mätning av spänningen VAMP matad till förstärkaren 3 i antennenheten 1.

Denna spänning VAMp avkänns av processorns 9 analog-till-digitalingång 12, som i detta tillstånd alltid har sin I / O-ledning 16 satt som en ingång från huvudprocessorn. Processorns 9 avbrottssystem är aktivt och en aktivt låg puls till IRQ-ledningen 14 från huvudprocessorn får processorn avbryta mätningen av spänningen VAMP och starta ett kommunikationsprotokoll med huvudprocessorn i C-TRACK. Efter avslutning av kommunikations- protokollet återgår processorn 9 till övervakning av VAMp.

En ändring av spänningen VAMP beroende på ändring av strömmen genom motståndet 7 kommer att detekteras. En kortslutning i matningen av spänning till förstärkaren 3 resulterar i en alltför låg VAMp mätt och en urkoppling av förstärkaren 3 resulterar i en mätning där VAMp är lika med VDD. I processorn 9 sätts tröskelvården för att definiera ett tillåtet område för variation i VAMP. Om en spänning utanför detta tillåtna spänningsområde detekteras avaktiveras processorns 9 avbrottssystem och I / O-linjen sätts till utmatning, samt en aktivt låg puls på I / O-ledningen för att larma huvudprocessorn i denna C-TRACK. I/O-ledningen i denna C-TRACK år alltid i det normala tillståndet satt som ingång. Efter att ha blivit larmad kan om önskat huvudprocessom begära uppmätt värde från processorn 9. En avbrottssignal från processorn kommer omedelbart resultera i ett meddelande alstrat till fjärrstyrningen via något av kommunikations- möjligheterna för systemet C-TRACK för bevakning och spårande.

Följaktligen kommer något försök att störa mottagningen av GPS-signaler genom att kortsluta eller bortkoppla den aktiva antennen att resultera i definierade åtgärder utförda av systemet för bevakning och spårande. Detta kommer att addera en viktig faktor i skyddet av till exempel ett fordon eller en väska försedd med denna bevaknings- och spårningsanordning.

Systemet för bevakning och spårande kan i sin tur styra möjligheten att förflytta till exempel ett skyddat fordon genom dess egen motor genom att 524 6o7=¶wJ,-,.,,?_EgH s' 2"; ' .='-..=2 inte tillåta startande av dess motor. Fortfarande förflyttande den med hjälp av andra fordon kommer även att noteras och rapporteras. Detta är även tillämpligt på vilket som helst föremål med det autonoma systemet för bevakning och spårande. Om föremålet förflyttas otillåtet kommer det att vara möjligt att detektera och spåra denna förflyttning omedelbart och det autonoma systemet för bevakning och spårande kommer att fortsätta under åtminstone en begränsad tid att arbeta även om det övervakade fordonets batteri medvetet skulle urkopplas, men vilken händelse alltså omedelbart kommer att rapporteras genom dess kommunikationssystem. En detektion av en ändring av ströförbrukningen för förstärkaren 3 som kommer över eller under en definierad tröskel definierad av processorn 9 kommer omedelbart resultera i ett sänt meddelande. Det är viktigt att ett meddelande alstras omdelbart eftersom detta kan indikera en pågående stöld, vilken försöker sabotera GPS-mottagningen och därmed det kontinuerliga spårandet av föremålet.

I en andra utföringsform av den föreliggande uppfinningen kommer detektorenheten vara en integrerad del av en satellitlägesbestämmande mottagare, till exempel ett GPS-mottagarsystem. I denna utföringsform kommer det styrande mikroprocessorsystemet i lägesbestäinnings- mottagaren med hjälp av A/ D-omvandlare även kontrollera spänningsfallet över ett avkånningsmotståncl i serie med ett antennuttag för en yttre aktiv antenn försedd med en RF-förförstärkare, för att användas för att förbättra signalkvaliteten från navigationssatellit systemet använt.

I en ytterligare utföringsform av det aktiva antennbevakningssystemet kan en liten kapacitans lätt kopplas parallellt med avkänningsmotståndet för att inte onödigt minska RF-signalen från den aktiva antennen matat till mottagardelen.

Det kommer att inses av fackmannen att olika modifikationer och ändringar kan göras av den föreliggande uppfinningen utan att frångå dess omfattning, som definieras av de bifogade patentkraven.

Claims (7)

f u. n. n I n n.. . . u - .z "', "': f. . o ve a o o I _' z z , n n n u nu o. n u 0 ,,, n u v . o o n. n v a o: :- 0 , , , , n - » < I 1 ='- _ N H . nu u - PATENTKRAV

1. System för funktionell kontroll av en aktiv antennenhet (1) i ett mottagararrangemang vid ett primärt mikroprocessorstyrt system (15) för lägesbestämning och spärande för motverkande av stöld, kännetecknat av en detektorenhet (5) bildad av en sekundär míkroprocessor (9) samt endast ett avkänningsmotstånd (7) i serie med en matningskabel som ansluter till den aktiva antennenheten (l), varvid mikroprocesson (9), kraftsatt med samma spänning som kraftsätter den aktiva antennenheten (3), kontinuerligt uppmäter ett spänningsfall erhållet över avkännings- motståndet (7), att mikroprocessorn (9) när som helst under drift kan förses med nya parametrar som definierar ett undre respektive övre tillåtet gränsvärde för spänningsfallet över avkänningsmotståndet (7), samt att så fort det undre gränsvärdet underskrids, respektive det övre gränsvärdet överskrids larmas det primära mikroprocessorstyrda systemet (15) via en avbrottssignal genererad av den sekundära mikroprocessorn (9).

2. System enligt krav 1, kännetecknat av att spänningsmatningen till mikroprocessorn (9) före avkänningsmotständet (7) även tjänar som en referens för mätning av spänningsfallet över avkänningsmotståndet (7).

3. System enligt krav 1, kännetecknat av att den aktiva antennenheten (1) som innefattar RF-förstärkaren (3) år avstämd för mottagning av samtidiga satellitlägesbestämningssignaler från ett antal lägesbestämmande satelliter över horisonten.

4. System enligt krav 1, kännetecknat av att mikroprocessorn (9) är en lågeffektsprocessor som erbjuder åtminstone en ingångs/utgångsanslutníng (16) och en avbrottssígnalanslutning (14) för kommunikation med det primära mikroprocessorstyrda systemet (15) för lägesbestämning- och spårande, varvid denna primära mikroprocessor styr ytterligare kommunikation, lägesbestämning och pejlíngsfaciliteter. 524 607 /Û :z

5. System enligt krav l, kännetecknat av att den mikroprocessorn (9) är programmerbar via en enda I / O-ledning (16)

6. Förfarande för funktionell kontroll av en yttre aktiv antennenhet (1) i ett mikroprocessorstyrt system (15) för lägesbestämning och spärande försedd med en RF-förstärkare kraftsatt med en spänning matad via en anslutningskabel till den yttre aktiva antennenheten för mottagning av radiofrekventa signaler för ett arrangemang med mottagning av satellítsignaler, kännetecknat av stegen anordnande av en detektorenhet (5) med en sekundär mikroprocessor (9) och endast ett avkänningsmotstånd (7) insatt i serie med anslutningskabeln till den aktiva antennenheten (l) för att övervaka RF- förstärkarens (3) strömförbrukning för att därmed direkt detektera ändringar i strömförbrukning resulterande till exempel frän en avbruten eller kortsluten kabel, mätning av ett spänningsfall över avkänningsrnotståndet (7) med mikroprocessorn (9) och avgivande av en avbrottssignal till det mikroprocessorstyrda systemet (15) närhelst ett inställt undre gränsvärdet underskrids, respektive ett inställt övre gränsvärdet överskrids, samt överföring av parametrar som definierar det undre respektive det övre gränsvärdet för RF-förstärkarens (3) strömförbrukning för kontinuerlig övervakning av antennenhetens (1) funktion.

7. Förfarande enligt krav 6, kännetecknat av att överföringen av parametrar sker när som helst under detektoranordningens (5) normala drift.