способ связи при мониторинге и управлении подвижными объектами

Формула изобретения

Способ связи при мониторинге и управлении подвижными объектами, при котором осуществляют передачу данных от бортового оборудования, установленного на подвижных объектах, к центру мониторинга, включающую в себя определение координат местоположения и других параметров движения подвижных объектов, осуществляющееся по данным навигационных сигналов, принимаемых от спутников глобальной системы радионавигации, например от системы GPS или ГЛОНАСС, и/или по картине поля сотовой связи, а также передачу данных о состоянии отдельных подсистем подвижных объектов, при этом производят передачу данных, например запросов или команд, от центра мониторинга к бортовому оборудованию, отличающийся тем, что используют канал связи в УКВ диапазоне, состоящий из голосового канала связи, на котором производят передачу запросов или команд от центра мониторинга к бортовому оборудованию, и каналов связи, которые используют для передачи данных от бортового оборудования к центру мониторинга, причем в каждом канале связи для передачи данных используют временную схему распределения данных от бортового оборудования каждого подвижного объекта, при этом передачу данных от центра мониторинга к бортовому оборудованию подвижных объектов и от бортового оборудования к центру мониторинга синхронизируют с синхроимпульсом от центра мониторинга, который производят в голосовом канале в УКВ диапазоне.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области мониторинга, сопровождения и управления подвижными объектами, преимущественно наземными транспортными средствами, например автомобилями.

Изобретение может быть использовано в приборостроении для производства систем мониторинга, сопровождения и управления подвижными объектами, а также в организациях и учреждениях, занимающихся разработкой, испытанием и эксплуатацией указанных систем связи, в частности в органах внутренних дел.

Известен способ мониторинга состояния и местоположения транспортных средств, при котором осуществляют передачу данных от бортового оборудования, установленного на подвижных объектах, к центру мониторинга, включающую в себя определение координат местоположения и других параметров движения подвижных объектов, осуществляющуюся по данным навигационных сигналов, принимаемых от спутников глобальной системы радионавигации, например от системы GPS или ГЛОНАСС, и/или по картине поля сотовой связи, а также передачу данных о состоянии отдельных подсистем подвижных объектов, при этом производят передачу данных, например запросов или команд, от центра мониторинга к бортовому оборудованию по радиоэфиру, используя объектовый терминал стандартной сотовой сети подвижной связи, например GSM-сети, и/или объектовый приемопередатчик ретрансляционного канала (патент Российской Федерации № 2348551, G08G 1/13, опубликовано в 2009 г.) Данный способ используется в основном для мониторинга угнанных транспортных средств и в случае передачи данных в УКВ диапазоне возможно наложение сигналов от нескольких подвижных объектов друг на друга, что снижает надежность и эффективность мониторинга и управления подвижных объектов, а в некоторых ситуациях может привести к невозможности мониторинга и управления.

Известен также способ связи при мониторинге и управлении подвижными объектами, при котором осуществляют передачу данных от бортового оборудования, установленного на подвижных объектах, к центру мониторинга, включающую в себя определение координат местоположения и других параметров движения подвижных объектов, осуществляющуюся по данным навигационных сигналов, принимаемых от спутников глобальной системы радионавигации, например от системы GPS или ГЛОНАСС, и/или по картине поля сотовой связи, а также передачу данных о состоянии отдельных подсистем подвижных объектов, при этом производят передачу данных, например запросов или команд, от центра мониторинга к бортовому оборудованию. (Патент Российской Федерации № 2273055, G08G 1/137, опубликовано в 2006 г.) В этом патенте центром мониторинга является диспетчерский пункт. Этот способ выбран в качестве прототипа предложенного решения.

Недостатком данного способа является то, что сотовый канал не позволяет полностью перекрывать всю зону, так как зависит от рельефа местности, от плотности расположения антенн приема и передачи, надежность связи зависит от метеоусловий, и в случае передачи данных в УКВ диапазоне возможно наложение сигналов от нескольких подвижных объектов друг на друга, так как в таком канале отсутствует синхронизация передачи данных, что снижает надежность и эффективность мониторинга и управления подвижными объектами, а в некоторых ситуациях может привести к невозможности мониторинга и управления подвижными объектами.

В предложенном изобретении ставится техническая задача создания более надежного способа двусторонней связи между подвижными объектами и центром мониторинга, более помехоустойчивого, что особенно важно при мониторинге и управления транспортными средствами, проводимыми, например, органами внутренних дел.

Данная техническая задача решается за счет того, что осуществляют способ связи при мониторинге и управлении подвижными объектами, при котором осуществляют передачу данных от бортового оборудования, установленного на подвижных объектах, к центру мониторинга. Данные включают в себя определение координат местоположения и других параметров движения подвижных объектов, осуществляющееся по данным навигационных сигналов, принимаемых от спутников глобальной системы радионавигации, например от системы GPS или ГЛОНАСС, и/или по картине поля сотовой связи. Также передаются данные о состоянии отдельных подсистем подвижных объектов. При этом производят передачу данных, например запросов или команд, от центра мониторинга к бортовому оборудованию. Используют канал связи в УКВ диапазоне, состоящий из голосового канала связи, на котором производят передачу запросов или команд от центра мониторинга к бортовому оборудованию, и каналов данных, которые используют для передачи данных от бортового оборудования к центру мониторинга. В каждом канале данных используют временную схему распределения данных от бортового оборудования каждого подвижного объекта. Передачу данных от центра мониторинга к бортовому оборудованию подвижных объектов и от бортового оборудования к центру мониторинга синхронизируют с синхроимпульсом от центра мониторинга, который производят в голосовом канале в УКВ диапазоне.

Предлагаемый способ связи при мониторинге и управлении подвижными объектами поясняется с помощью прилагаемых чертежей. На фиг.1 показан один кадр канала связи и распределение слотов внутри кадра. Обозначено: SYNC - синхропосылка от центра мониторинга (на схеме обозначено как ЦМ) на голосовом канале, после которой центр мониторинга переключается на канал данных. SLOT 1 - это слот для передачи данных от бортового оборудования (на схеме БО 1) подвижного объекта с номером 1. SLOT 2 - это слот для передачи данных от бортового оборудования подвижного объекта номер 2. И так далее. Между слотами данных от подвижных объектов с номерами 30 и 31, а также после номера 60 передаются слоты с возможными тревожными сообщениями, на фиг 1. обозначенные как ALARM SLOT. Предпоследний слот в кадре обозначен как REGISTER SLOT - слот для передачи сообщения о регистрации в данном центре мониторинга. Заключительный слот в кадре - LONG SLOT - ответ на команду из центра мониторинга.

Временная диаграмма слота бортового оборудования показана на фиг.2. Остальные слоты идентичны.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. Осуществляют способ связи при мониторинге и управлении подвижными объектами. При нем осуществляют передачу данных от бортового оборудования, установленного на подвижных объектах, к центру мониторинга. Данные включают в себя определение координат местоположения и других параметров движения подвижных объектов, осуществляющееся по данным навигационных сигналов, принимаемых от спутников глобальной системы радионавигации, например от системы GPS или ГЛОНАСС, и/или по картине поля сотовой связи. Также передаются данные о состоянии отдельных подсистем подвижных объектов. При этом производят передачу данных, например запросов или команд, от центра мониторинга к бортовому оборудованию.

В системе мониторинга вводят канал связи в УКВ диапазоне. В канале связи в УКВ диапазоне используют два канала связи. Один из них - голосовой - для передачи синхроимпульсов, команд и запросов от центра мониторинга к бортовому оборудованию. Канал также может использоваться и используется для обмена голосовыми сообщениями между экипажами подвижных объектов.

Другой - канал данных, который используются для передачи информации от бортового оборудования в центр мониторинга. Возможна организация нескольких каналов данных на разных частотах. При такой реализации команды и запросы от центра мониторинга к бортовому оборудованию передаются на одном общем голосовом канале, а данные от бортового оборудования передаются параллельно по нескольким обратным каналам связи.

Для разделения каналов связи с бортовым оборудованием используется временная схема распределения канала. Канал делится на кадры, например на 10-секундные. Начало каждого кадра соответствует началу секунды, кратной 10 (момент начала секунды определяется по таймпульсу).

Каждый кадр делится в свою очередь на слоты, например, такие:

- слот команд и синхропосылок от центра мониторинга;

- 60 слотов данных от бортового оборудования;

- два слота для передачи тревожных сообщений;

- слот для ответа на команды центра мониторинга.

См. фиг.1.

Каждое бортовое оборудование характеризуется адресом, который выбирается из диапазона 1 60. Адрес бортового оборудования назначается либо на этапе конфигурирования либо во время процедуры автоматической регистрации. Дублирование адресов бортового оборудования на одном канале данных от бортового оборудования к центру мониторинга не допускается.

Центр мониторинга в свой слот переключает свою радиостанцию на передачу, ждет 10 мс, а затем передает синхропосылку и при необходимости свою команду. Сразу после окончания слота центра мониторинга начинается пустой слот, во время которого центр мониторинга готовится к приему данных, переключаясь на канал данных. После получения синхропосылки от центра мониторинга все бортовое оборудование начинает отсчет времени. Бортовое оборудование подвижного объекта под номером 1 готовится к передаче. Аналогично каждое бортовое оборудование начинает переключаться на канал данных за 200 мс до начала своего слота, т.е. когда еще выполняются чужие слоты. В момент начала своего слота бортовое оборудование переключается на передачу, отрабатывает паузу в 10 мс и передает свои данные.

Дополнительно между слотами бортового оборудования существуют 10 мс зазоры, которые позволяют дольше работать от внутренних часов в случае пропадания синхроимульса. В середине и в конце каждого кадра вставляются тревожные слоты. Они могут быть заняты любым бортовым оборудованием, у которого есть сообщение о тревоге. Если это сообщение успешно принято в центр мониторинга, то в следующей синхропосылке он сгенерирует подтверждение для соответствующего бортового оборудования. Если тревожное сообщение не было принято, то потревоженное бортовое оборудование передаст свое сообщение в следующем кадре.

Предпоследним в кадре идет слот для передачи сообщения о регистрации в данном центре мониторинга. Последним в кадре идет слот для ответа на команду из центра мониторинга.

Данные от бортового оборудования к центру мониторинга передаются пакетами. См. фиг.2.

Каждый пакет состоит из стартовой синхропоследовательности, тела пакета, контрольной суммы и завершающих битов.

Заявленный способ связи при мониторинге и управлении подвижными объектами может быть осуществлен в промышленности с применением освоенных современных технологий, материалов и процессов и может быть использован для производства систем мониторинга, сопровождения и управления подвижными объектами, а также в организациях и учреждениях, занимающихся разработкой, испытанием и эксплуатацией указанных систем связи.

Предложенный способ связи при мониторинге и управлении подвижными объектами реализован в серийно выпускаемой системе «Алмаз». Эксплуатация показала более высокую надежность, помехоустойчивость и эффективность связи по сравнению с существующими способами и обеспечивает синхронизацию данных, независимую от каналов связи по сотовым сетям. Этот способ рекомендован к использованию для мониторинга и управления транспортными средствами органами внутренних дел и другими организациями.