|
|
|
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
|
(19)
|
RU
|
(11)
|
100657
|
(13)
|
U1
|
|
(51) МПК
G08G1/123 (2006.01)
|
(12) ПАТЕНТ НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ
Статус: по данным на 28.05.2012 - действует
Пошлина: учтена за 2 год с 05.08.2011 по 04.08.2012
|
|
|
|
|
(21), (22) Заявка: 2010132755/11, 04.08.2010
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
04.08.2010
(45) Опубликовано: 20.12.2010
Адрес для переписки:
111250, Москва, ул. Авиамоторная, 53, Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных системы" (ОАО "Российские космические системы")
|
(72) Автор(ы):
Белянко Евгений Александрович (RU),
Кириков Владимир Александрович (RU),
Божко Андрей Владимирович (RU),
Савин Александр Викторович (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космическогопроиборостроения и информационных системы" (ОАО "Российские космическиесистемы") (RU)
|
(54) АВТОМОБИЛЬНАЯ СИСТЕМА СПУТНИКОВОЙ НАВИГАЦИИ
(57) Реферат:
Полезная модель относится к области навигации, а именно к системам для определения местоположения транспортного средства (ТС) по сигналам космических навигационных систем (КНС) ГЛОНАСС/GPS, отображения ТС на электронной карте местности, мониторинга ТС, отображения сервисной и диагностической информации ТС и выполнения мультимедийных функций. Техническим результатом является устранение вышеперечисленных недостатков, а так же расширение функциональных возможностей: увеличению эффективности контроля и оперативности, повышению автоматизации процессов реагирования и взаимодействия, повышению уровня сервиса и безопасности. Автомобильная система спутниковой навигации состоит из космически аппаратов навигационных систем ГЛОНАСС/GPS, антенны GPS/ГЛОНАСС, контроллера бортового, платы контроллера бортового, трех-осевого механического акселерометра, flash-памяти, приемника GPS/ГЛОНАСС, интеллектуального коммутатора питания, GSM модема, управляющего микроконтроллера, аккумулятора, дисплея мультимедийного, платы сопряжения, GPS-автомагнитолы, GSM-антенны, технологических входов/выходов, средств обеспечения GPRS-обмена (GSM-оператор), сети интернет, персонального компьютера (ПК), телематического сервера, повышающего импульсного стабилизатора напряжения, преобразователя уровней RS232, платы интерфейсной, порта RS232, светодиодных индикаторов. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Полезная модель относится к области навигации, а именно к системам для определения местоположения транспортного средства (ТС) по сигналам космических навигационных систем (КНС) ГЛОНАСС/GPS, отображения ТС на электронной карте местности, мониторинга ТС, отображения сервисной и диагностической информации ТС и выполнения мультимедийных функций.
Автомобильная система спутниковой навигации (ACCH) представляет субъекту (пользователю), имеющему в своем распоряжении устройство мониторинга и специальное программное обеспечение (ПО), получать навигационную информацию о ТС с установленным на него персональным оборудованием (трекером) в любой момент времени. В этом случае предоставление навигационной информации, отображаемой на электронной карте местности, происходит с использованием ресурсов сети Интернет, без посредничества диспетчерских служб.
В качестве областей применения системы могут быть области диспетчеризации общественного или специального автотранспорта, системы охраны личного транспорта, системы поиска угнанных автомобилей и др.
Из уровня техники известна система мониторинга, информационного обслуживания и охраны транспортных средств от несанкционированного воздействия (см. патент RU  2155684 от 05.04.2000), содержащая телефонную сеть связи и передачи данных, подключенную к пейджинговой сети связи, содержащей операторский блок передачи данных и установленные на транспортных средствах абонентские приемники, выполненные с возможностью активации иммобилайзеров и запуска передатчиков маячкового типа при срабатывании датчиков несанкционированного воздействия на объект или при приеме по пейджинговой сети связи блокирующего и маячкового кодов соответственно. Также территориально распределенные на улично-дорожной сети стационарные приемопередатчики, выполненные с возможностью приема сигналов тревоги от передатчиков маячкового типа и с возможностью передачи сообщений, по крайней мере, на одну из базовых станций, связанных с информационным центром. Информационный центр содержит последовательно включенные блок приема и блок первичной обработки, выходы которого подключены соответственно к блоку регистрации и к блоку отображения, при этом стационарные приемопередатчики выполнены с возможностью пеленгации передатчиков маячкового типа и измерения мощностей принимаемых от них сигналов, а информационный центр содержит блок приема и обработки сообщений из внешних источников, блок передачи информационных сообщений, блок вторичной обработки, подключенный к выходам блока первичной обработки, блока регистрации, блока отображения и блока приема и обработки сообщений из внешних источников и выполненный с возможностью определения координат транспортных средств по совокупности данных о местоположении стационарных приемопередатчиков, принявших от передатчиков маячкового типа сигналы тревоги, а также с возможностью определения и учета количества включений передатчика маячкового типа для осуществления финансовых расчетов с владельцем транспортного средства. Блок передачи информационных сообщений через формирователь голосовых сообщений подключен к территориально распределенной сети центров оперативного реагирования. При этом владельцы транспортных средств снабжены транспондерными карточками (ТК), на которых в определенных полях нанесены секретные коды: блокирующий, маячковый и расчетный, а в цифровой памяти ТК зафиксирован идентификационный код абонента системы. На каждом транспортном средстве в узле управления иммобилайзером установлены блок дистанционного считывания идентификационного кода с ТК и блок ручного ввода разблокирующего кода, связанные с соответствующими входами узла управления иммобилайзером, а также индикатор режимов работы охранных датчиков, связанный с соответствующим его выходом.
Недостатком указанной системы является невысокая точность определения координат контролируемых подвижных объектов, существенно ограничивающая область практического применения системы.
Этот недостаток устраняется в системах и комплексах, использующих аппаратуру совмещенного приема сигналов спутниковых радионавигационных систем: американской - GPS и российской - ГЛОНАСС.
Так же из уровня техники известна система безопасности, управления и навигации для автомобилей (см. патент US 5504482, от 02.04.1996), содержащая запоминающее устройство для хранения дорожных карт в цифровой форме, устройство для ввода пункта назначения, устройство для формирования цифровых сигналов скорости и ускорения автомобиля для индикации аварийной ситуации и антенну для приема сигналов спутниковой радионавигационной системы GPS и сигналов, несущих информацию о транспортном потоке и передачи аварийных сигналов. Принятые сигналы преобразуют в цифровую форму. Устройство обработки определяет текущее местоположение автомобиля на основе сигналов GPS и сигналов, несущих информацию о скорости и ускорении, определяет первый маршрут между текущим местоположением и пунктом назначения и второй маршрут при высокой плотности транспортного потока на первом маршруте, передает аварийные сигналы, кодированные с учетом текущего местоположения, если ускорение автомобиля выходит за заданные пределы, и управляет автомобилем с помощью электронных средств.
Работа этой системы ограничена навигацией мобильного объекта, при этом система не позволяет производить высокоточное определение координат, контроль исправности технических средств системы, сбор и хранение информации о маршруте движения потребителя (ведение журнала событий).
Наиболее близкой к заявляемому комплексу мониторинга по принципу действия и технической реализации является система для определения местоположения подвижных объектов (см. патент RU 63094 от 27.12.2006).
Система содержит GSM-модем, GSM-антенну, SIM-карту оператора сотовой связи, GPS-приемник, GPS-антенну, контроллер с энергонезависимой памятью, порт программирования контроллера, блок питания, интегральный акселерометр, детектор движения, выключаемый стабилизатор напряжения питания акселерометра, выключаемый стабилизатор напряжения питания GPS-приемника, выключаемый стабилизатор напряжения питания GSM-модема, светочувствительный элемент и светодиодный индикатор состояния и химический источник тока. При этом первый, второй и третий выходы контроллера подключены к управляющим входам стабилизатора напряжения питания акселерометра, стабилизатора напряжения питания GPS-приемника и стабилизатора напряжения питания GSM-модема соответственно. Четвертый выход контроллера подключен к индикатору состояния модуля. Химический источник тока подключен к контроллеру и ко входам всех трех стабилизаторов напряжения. Выход стабилизатора напряжения питания акселерометра подключен к интегральному акселерометру, первый и второй информационные выходы которого подключены к первому и второму входам детектора движения. Выход детектора подключен к первому входу контроллера. Выход стабилизатора напряжения питания GPS-приемника подключен к GPS-приемнику, последовательный порт которого подключен к первому последовательному порту контроллера. Выход стабилизатора напряжения питания GSM-модема подключен к GSM-модему, последовательный порт которого подключен ко второму последовательному порту контроллера. К радиочастотному входу GPS-приемника подключена GPS-антенна, а к GSM-модему подключена GSM-антенна. SIM-карта подключена ко второму последовательному порту GSM-модема. Ко второму входу контроллера подключен светочувствительный элемент.
Недостатками известной системы являются:
- отсутствие возможности периодического самотестирования навигационной аппаратуры, установленной на подвижном объекте, получение достоверных сведений о работоспособности прибора с записью результатов тестирования в журнал событий прибора.
- отсутствие возможности проведения пользователем дистанционной технической диагностики навигационной аппаратуры, установленной на подвижном объекте с помощью управляющих команд;
- зависимость навигационной аппаратуры, установленной на подвижном объекте от наличия напряжения бортовой сети транспортного средства.
Техническим результатом является устранение вышеперечисленных недостатков, а так же расширение функциональных возможностей: увеличению эффективности контроля и оперативности, повышению автоматизации процессов реагирования и взаимодействия, повышению уровня сервиса и безопасности.
Технический результат достигается тем, что автомобильная система спутниковой навигации определения местоположения подвижных объектов, содержит дисплей мультимедийный, состоящий из GPS-автомагнитолы и платы сопряжения, антенну GPS/ГЛОНАСС, контроллер бортовой, состоящий из навигационного приемника сигналов GPS/ГЛОНАСС, GSM-модема, аккумулятора, SIM-карты и платы контроллера бортового, GSM-антенну и преобразователь напряжения.
ACCH обеспечивает точную навигацию и надежное функционирование за счет использования мощного вычислительного ядра, высокоинформативного графического интерфейса и расширенной справочной системы программного обеспечения, встроенной базы навигационных данных. Кроме этого, стабильность показателей качества функционирования системы в условиях эксплуатации обеспечивается за счет использования в конструкции ACCH технологической платформы, основными компонентами которой являются:
- малогабаритный экономичный модуль навигационного приемника, имеющего 24 программно переключаемых универсальных радиоканала для приема сигналов навигационных систем ГЛОНАСС/GPS и работающего по всем навигационным космическим аппаратам этих систем, находящимся в зоне радиовидимости;
- механический трех-осевой акселерометр (вместе с необходимым программным обеспечением), позволяющий независимо от сигналов навигационного приемника определять наличие и отсутствие движения отслеживаемого объекта. Таким образом, благодаря этому свойству акселерометра, в случае продолжительной неподвижности отслеживаемого объекта навигационный приемник может быть выключен для экономии энергии. Последующее включение навигационного приемника произойдет по сигналу акселерометра о начале движения отслеживаемого объекта;
ACCH обеспечивает выполнение следующих функций:
- определение координат и параметров движения подвижного объекта по сигналам спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС и GPS;
- отображение местоположения и маршрутов движения подвижного объекта за любой промежуток времени на подробной карте местности на экране монитора персонального компьютера или карманного персонального компьютера, подключенных к сети Интернет;
- контроль нахождения подвижного объекта в заранее установленной зоне или передвижения по заранее определенному маршруту.
Определение координат и параметров движения подвижного объекта возможно в следующих режимах работы:
- режим «он-лайн» - ежеминутного определения местоположения объекта;
- режим автоматической передачи данных об определенном местоположении через заданный (настраиваемый) интервал времени от 30 секунд до 1 часа;
- режим определения координат и параметров движения по запросу пользователя (субъекта).
Для управления режимами работы ACCH, а так же с целью проведения дополнительных настроек, обеспечивается отработка специальных команд, посылаемых на ACCH по протоколу обмена данными TCP/IP.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где изображено:
Фиг.1 - функциональная схема автомобильной системы спутниковой навигации.
Фиг.2 - алгоритм работы интеллектуального коммутатора питания.
Фиг.3 - Структурная схема ИКП
Принцип работы системы основан на использовании принципа определения местоположения подвижного объекта по сигналам GNSS и проведения мониторинга подвижного объекта с использованием телематического сервера.
На фиг.1 обозначены:
1 - космические аппараты навигационных систем ГЛОНАСС/GPS;
2 - антенна GPS/ГЛОНАСС;
3 - контроллер бортовой;
4 - плата контроллера бортового;
5 - трех-осевой механический акселерометр;
6 - flash-память;
7 - приемник GPS/ГЛОНАСС;
8 - интеллектуальный коммутатор питания;
9 - GSM модем;
10 - управляющий микроконтроллер;
11 - аккумулятор;
12 - дисплей мультимедийный;
13 - плата сопряжения;
14 - GPS-автомагнитола;
15 - GSM-антенна;
16 - технологические входы/выходы;
17 - средства обеспечения GPRS-обмена (GSM-оператор);
18 - сеть интернет;
19 - персональный компьютер (ПК);
20 - телематический сервер;
21 - повышающий импульсный стабилизатор напряжения;
22 - преобразователь уровней RS232;
23 - плата интерфейсная;
24 - напряжение питания от бортового источника;
25 - порт RS232;
26 - светодиодные индикаторы.
Функциональная схема автомобильной системы спутниковой навигации, приведенная на фиг.1, состоит из контроллера бортового (поз.3), в состав которого входят: плата контроллера бортового (поз.4), на которой расположены: управляющий микроконтроллер (поз.10), GSM модем (поз.9), трех-осевой механический акселерометр (поз.5), flash-память (поз.6), приемник GPS/ГЛОНАСС (поз.7), интеллектуальный коммутатор питания (поз.8) и технологические входы/выходы (поз.16), плата интерфейсная (поз.23), на которой расположены повышающий импульсный стабилизатор напряжения (поз.1), преобразователь уровней для шины RS232 (поз.22) и светодиодные индикаторы (поз.26). Так же в состав контроллера бортового входят: свинцовый аккумулятор (поз.11), антенна GPS/ГЛОНАСС (поз.2), подключенная к радиочастотному входу приемника GPS/ГЛОНАСС (поз.7) и GSM-антенна (поз.15), подключенная к радиочастотному разъему GSM модема (поз.9).
Выходы приемника GPS/ГЛОНАСС (поз.7) подключены к управляющему микроконтроллеру (поз.10), первый и второй информационные выходы которого подключены к первому и второму входам трех-осевого механического акселерометра (поз.5). Выходы GSM модема (поз.9) подключены к входам управляющего микроконтроллера (поз.10), второй и третий информационные выходы которого подключены к flash-памяти (поз.6). Управляющий контроллер оборудован портом для его программирования, представляющем собой технологические входы/выходы (поз.16). Выходы свинцового аккумулятора (поз.11) подключены к плате управляющего контролера.
Кроме контроллера бортового (поз.3) в состав автомобильной системы спутниковой навигации входят дисплей мультимедийный (поз.12) состоящий из GPS-автомагнитолы (поз.14) и платы сопряжения (поз.13) и мининоутбук (поз.19), имеющий доступ к сети Интернет (поз.18), к которой так же подключен телематический сервер (поз.20).
Устройство работает следующим образом.
При подаче питающего напряжения от бортовой сети автомобиля через плату интерфейсную на плату контроллера бортового, навигационный сигнал от навигационного космического аппарата (НКА) принимается приемной ГЛОНАСС/GPS антенной. С выхода антенны, усиленный и отфильтрованный сигнал поступает на вход ГЛОНАСС/GPS приемника. В приемнике происходит прием, преобразование, обработка сигналов НКА и выдаче готовых результатов решения навигационной задачи - навигационных параметров (времени, координат, вектора путевой скорости) объекта в асинхронный последовательный порт UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter - универсальный асинхронный приемопередатчик) ГЛОНАСС/GPS приемника на микроконтроллер и далее:
- через GSM модем на телематический сервер;
- в «черный ящик», при отсутствии связи с сервером;
- в ДМ, для отображения местоположения на экране в окне навигационного ПО.
Так же при подаче питающего напряжения на плату контроллера происходит включение и инициализация GSM-модема, проверка SIM-карты и регистрация изделия в GSM-сети. После регистрации SIM-карты с использованием технологии GPRS, происходит соединение с телематическим сервером.
Связь с телематическим сервером осуществляется по протоколу TCP/IP, обеспечивающему большую надежность, поскольку по этому протоколу производится проверка на наличие ошибок и обмен подтверждающими сообщениями. Данные пересылаются пакетами (TCP-сегментами), которые состоят из заголовков TCP и данных. TCP - | |
