ТЕЛЕМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2003 года по МПК B60R25/00 G08B25/08 

Изобретение относится к техническим средствам мониторинга и контроля состояния транспортных средств (ТС), предупреждения нештатных и аварийных ситуаций, обеспечения защиты ТС и водителя от противоправных действий. Предлагаемая телематическая система предназначена для установки, преимущественно, на модели ТС, оснащенные развитой бортовой электроникой и имеющие общую мультиплексную шину обмена данными между различными электронными блоками и узлами ТС.

В последние годы широкое применение в автомобильной электронике, особенно в электронных системах, устанавливаемых на дорогостоящие модели зарубежных автомобилей, получили различного рода локальные информационные сети и устройства, в том числе с возможностями выхода на внешние глобальные сети связи и передачи данных.

Так, в патенте US 6148253, G 06 F 7/00, 14.11.2000 описывается система управления для ТС, содержащая сервер, обслуживающий водителя и пассажира, находящихся на передних сидениях автомобиля, и сервер, обслуживающий пассажиров, находящихся на задних сидениях автомобиля; серверы через модемы и носимые телефоны имеют выход в телефонную сеть общего пользования и в Интернет. Это позволяет осуществлять дистанционную диагностику и настройку различных функциональных органов и узлов автомобиля с использованием внешних компьютерных терминалов и информационных центров. Наличие на борту автомобиля сервера, совместимого со стандартными программами браузеров для работы в сети Интернет, позволяет управлять настройками различных функциональных органов и узлов автомобиля с большого расстояния, например с домашнего компьютера пользователя или с рабочего места установщика в сервисном центре с использованием стандартных программ.

Соединение с устройством, на котором установлена программа браузера, может быть обеспечено путем подключения к какой-либо из сетей связи и передачи данных фиксированной или сухопутной подвижной радиослужбы, например к сотовой сети подвижной связи стандарта GSM.

При этом связь и управление внутри ТС в современных моделях автомобилей осуществляют, как правило, с использованием общей мультиплексной шины и стандартных протоколов обмена данными CAN, Arcnet и др. Такого рода системы называют телематическими (см., например, "Толковый словарь терминов по системам, средствам и услугам связи" под. ред. В.А. Докучаева, "Радио и связь", М., 2000).

Так, известно большое количество патентов (например, DE 19963210, В 60 R 16/02, 12.07.2001; DE 19832531, В 60 R 16/02, 10.02.2000; DE 19600644, В 60 R 16/02, 24.04.1997; DE 10009366, В 60 R 16/02, 28.09.2000), полученных на телематические системы, содержащие контроллеры локальной информационной сети ТС, выполненные на основе CAN-мультиплексной шины передачи данных и включающие в себя, в частности, бортовой компьютер и тест-систему, связанные с штатными электронными модулями, позволяющими определять состояние двигателя, дверей, багажника, рулевой колонки и других функциональных органов ТС.

Общим недостатком указанных выше систем является либо отсутствие, либо недостаточно высокая эффективность используемых в них штатных (т.е. устанавливаемых на заводе-изготовителе ТС) технических средств защиты от угона, захвата, кражи и прочих видов несанкционированного воздействия на ТС. Этот недостаток носит принципиальный характер, поскольку конструктивные особенности любой противоугонной системы рано или поздно становятся известными угонщикам, внесение же каких-либо изменений в противоугонную систему в условиях массовой конвейерной сборки ТС на заводе-изготовителе сопряжено со значительными трудностями и финансовыми потерями. При этом, как правило, завод-изготовитель ТС не заинтересован в удорожании своей продукции, поэтому, если он и идет на установку противоугонной системы, то использует лишь наиболее дешевые модели, ограничиваясь, например, установкой только штатного иммобилайзера. Соответственно, такие противоугонные системы не в состоянии достаточно надежно защитить ТС от угона, и покупатель рискует понести ощутимые финансовые потери в результате преступного посягательства на его ТС.

Указанный недостаток устраняется в телематической системе по патенту RU 2173888, В 60 R 25/10, 20.09.2001, выбранной в качестве прототипа предлагаемого изобретения.

Указанная система содержит штатные электронные модули, обеспечивающие определение состояния функциональных органов ТС и управление этими функциональными органами, контроллер локальной информационной сети ТС, подключенный к общей мультиплексной шине и к контроллеру-преобразователю протокола обмена данными, связанному с приемопередатчиком, например, с абонентским терминалом сотовой сети подвижной связи, причем каждый из вышеупомянутых штатных электронных модулей подключен через интерфейс этого штатного электронного модуля к общей мультиплексной шине ТС, охранно-противоугонную подсистему, содержащую контроллер охранно-противоугонной подсистемы, электронные блоки охранно-противоугонной подсистемы, каждый из которых соединен через интерфейс этого электронного блока с общей мультиплексной шиной ТС, а также блок идентификации пользователя, состоящий из бесконтактно связанных друг с другом носимой части и возимой части, подключенной к контроллеру охранно-противоугонной подсистемы, при этом интерфейс каждого из электронных блоков охранно-противоугонной подсистемы выполнен с возможностью приема по общей мультиплексной шине данных о состоянии следующих функциональных узлов ТС: центрального замка, указателя поворотов, габаритных огней, ближнего света, стеклоподъемников, люка, кондиционера, зеркала заднего вида, рулевой колонки, кресел водителя и пассажира ТС, а также штатного иммобилайзера и штатной охранной подсистемы ТС, система содержит также WEB-сервер, связанный: с возимой частью блока идентификации пользователя, с контроллером-преобразователем протокола обмена данными и с мультиплексной шиной ТС, а также модем локального соединения и обмена данными с внешними электронными устройствами, работающими в стандартном протоколе беспроводной связи, связанный с WEB-сервером, при этом контроллер-преобразователь протокола обмена данными выполнен с возможностью подключения к сети Интернет, а блок приема и передачи данных представляет собой абонентский терминал сети связи и передачи данных сухопутной подвижной радиослужбы либо модем, выполненный с возможностью подключения к сети Интернет.

Недостатком системы-прототипа является неспособность осуществлять объективный контроль за состоянием агрегатов ТС и соблюдением водителем регламента труда и отдыха. Наличие средств такого контроля на ТС, осуществляющих крупнотоннажные грузовые автоперевозки или перевозку людей, не только полезно, но в ряде случаев является обязательным условием получения лицензии на этот вид деятельности.

Появление в последние годы многочисленных индивидуальных предпринимателей на грузовых и пассажирских перевозках и ликвидация большого количества крупных автотранспортных предприятий усугубили эту проблему, практически упразднив ранее обязательные процедуры:
- контроля ведения путевого листа;
- учета труда и отдыха водителей;
- организованного (ведомственного) контроля над деятельностью автопредприятий и частных предпринимателей.

В результате возросло число дорожно-транспортных происшествий (ДТП) и ухудшились возможности их объективного расследования. В то же время известно, что около 20% аварий происходит вследствие превышения скорости, а каждое пятое ДТП - из-за засыпания водителя за рулем.

Как показал опыт зарубежных стран, кардинальным решением этих проблем является оснащение ТС тахографами - контрольными устройствами для непрерывной регистрации пройденного пути и скорости движения, времени работы и отдыха водителя. Так, по статистике в европейских странах введение тахографов способствовало снижению аварийности на 20-30% и общегосударственной экономии горючего до 30%. Въезд коммерческих ТС, не оборудованных тахографами, в страны Европейского Союза, запрещен. В Российской Федерации в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 31.10.1998 г. 1272 и Приказом Минтранса России от 07.07.1998 г. 86 обязательному оснащению тахографами подлежат изготовленные после 1 января 1998 г. автобусы с числом мест больше 20 и грузовые автомобили с полной массой свыше 15 тонн, осуществляющие междугородние перевозки на территории России.

Частично задача мониторинга ТС и контроля состояния его агрегатов решается и в системе-прототипе - путем передачи по общей мультиплексной шине данных от электронных модулей, связанных с различными функциональными органами ТС, и трансляции этих данных, например, с помощью сотовой сети подвижной связи, на удаленные терминалы для последующего анализа и объективного контроля.

Однако это лишь частичное решение проблемы. Не на всех участках маршрута движения ТС действует сотовая связь, а плата за услуги сотовых операторов достаточно высока. Еще дороже обойдется применение для этой цели спутниковой связи. К тому же отсутствует нормативно-правовая база, позволяющая юридически корректно использовать переданные на удаленные терминалы данные при расследованиях ДТП и установлении истинных виновников аварий.

Настоящее изобретение призвано устранить указанные недостатки. Задачами предлагаемого технического решения являются:
- обеспечение непрерывного мониторинга состояния агрегатов ТС и водителя на маршруте;
- запись на борту ТС параметров, позволяющих, в случае ДТП, объективно установить истинные причины и виновников аварии;
- минимизация возможностей несанкционированных действий со стороны водителя;
- снижение эксплуатационных затрат и повышение эффективности использования ТС и деятельности автопарка в целом.

Решение указанных задач достигается тем, что в известную телематическую систему для ТС, содержащую N штатных электронных модулей, М из которых связаны с функциональными органами ТС и обеспечивают определение состояния этих функциональных органов и управления ими, контроллер локальной информационной сети ТС, подключенный к общей мультиплексной шине и к контроллеру-преобразователю протокола обмена данными, связанному с блоком приема и передачи данных, например, с абонентским терминалом сотовой сети подвижной связи, охранно-противоугонную подсистему, содержащую связанный с общей мультиплексной шиной контроллер охранно-противоугонной подсистемы, электронные блоки охранно-противоугонной подсистемы, каждый из которых связан с соответствующим функциональным органом ТС для обеспечения охраны и защиты от угона, и блок дистанционной идентификации пользователя ТС, состоящий из бесконтактно связанных между собой носимой части, например, транспондерной карточки, и возимой части, подключенной к контроллеру охранно-противоугонной системы, при этом каждый из N штатных электронных модулей через интерфейс этого модуля и каждый из электронных блоков охранно-противоугонной подсистемы через интерфейс этого блока связаны с общей мультиплексной шиной, - введены последовательно соединенные блок считывания контрольных данных, вход которого подключен к общей мультиплексной шине, и блок сравнения, второй вход которого подключен к общей мультиплексной шине, а также блок регистрации контролируемых параметров отклонений от штатных режимов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с дополнительным входом контроллера охранно-противоугонной подсистемы и с общей мультиплексной шиной, блок записи исходных данных о водителе и ТС, выполненный с возможностью записи и перезаписи цифровой информации о водителе и ТС в память носимой части блока дистанционной идентификации пользователя, например, в цифровую память транспондерной карточки, при этом выход блока сравнения подключен к дополнительному входу контроллера-преобразователя протокола обмена данными и ко входу блока регистрации контролируемых параметрах отклонений от штатных режимов и трансляции их по радиоэфиру с помощью блока приема и передачи данных, а возимая часть блока дистанционной идентификации пользователя выполнена с возможностью ввода в нее через контроллер охранно-противоугонной подсистемы контролируемых параметров отклонений от штатных режимов и записи их в память носимой части блока дистанционной идентификации пользователя, например, в цифровую память транспондерной карточки.

Решению поставленных задач способствуют следующие частные признаки заявленного технического решения.

Общая мультиплексная шина представляет собой CAN-шину, а интерфейс каждого из N штатных электронных модулей и интерфейс каждого из электронных блоков охранно-противоугонной подсистемы выполнены в виде CAN-узлов сопряжения с штатными электронными модулями и электронными блоками охранно-противоугонной подсистемы.

В число М штатных электронных модулей входят модуль двигателя, модуль комбинации приборов, модуль левой передней двери, модуль левой задней двери, модуль багажника, модуль рулевой колонки и модуль центрального блока управления, к одному из выходов которого подключены бортовой компьютер и тест-система, а к другому выходу - модуль правой передней двери и модуль правой задней двери, при этом бортовой компьютер выполнен с возможностью отображения на встроенном либо на выносном дисплее режимных параметров ТС с индикацией параметров отклонений от штатных режимов движения ТС, режимов работы функциональных органов ТС, режимов труда и отдыха водителя.

Один из N - М штатных электронных модулей выполнен в виде приемника сигналов спутниковой радионавигационных систем НАВСТАР и/или ГЛОНАСС.

Один из N - М штатных электронных модулей выполнен в виде комплекта громкой связи Hands Free, включающей в себя направленный микрофон и громкоговоритель.

Блок приема и передачи данных представляет собой абонентский терминал сотовой сети подвижной связи стандарта GSM, выполненный с возможностью приема и передачи коротких текстовых сообщений (SMS) и пакетной передачи данных по радиоканалу (GPRS).

Блок приема и передачи данных выполнен с возможностью приема и передачи сообщений по спутниковой сети связи.

Блок приема и передачи данных выполнен с возможностью беспроводного доступа к сети Интернет.

Блок приема и передачи данных выполнен с возможностью приема текстовых сообщений по пейджинговой сети связи.

Модуль комбинации приборов включает в себя штатный тахограф.

В качестве штатного тахографа используется тахограф европейского стандарта семейства ЕС-Кинцле 1318.

Бортовой компьютер выполнен с возможностью отображения на дисплее текстовой информации о состоянии функциональных органов ТС, команд, поступающих по радиоэфиру, данных о пройденном расстоянии, о скорости движения ТС и о времени, проведенном водителем за рулем, а также диагностических данных и контролируемых параметров отклонений от штатных режимов, например, данных об отклонениях от заданных параметров скоростного режима, режима труда и отдыха водителя, регистрируемых штатным тахографом.

Бортовой компьютер и тест-система выполнены с возможностью диагностики состояния функциональных органов ТС, выявления нештатных ситуаций и передачи через интерфейс по общей мультиплексной шине сообщений о нештатных ситуациях и причинах их возникновения.

Бортовой компьютер выполнен с возможностью отображения на встроенном либо выносном дисплее заданных географических зон, маршрута следования ТС и опорных точек маршрута.

Один из N - М штатных электронных модулей представляет собой бортовое цифровое регистрирующее устройство, выполненное с возможностью записи маршрутных данных, генерации и передачи через интерфейс по общей мультиплексной шине сообщений о нештатных ситуациях и причинах их возникновении, а также с возможностью воспроизведения записанных данных.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого изобретения.

На фиг. 2 представлен один из возможных вариантов номенклатуры штатных электронных модулей 1, подключенных к общей мультиплексной шине 4. Для простоты интерфейсы 3 штатных электронных модулей на фиг. 2 не показаны.

На фиг. 1 использованы следующие обозначения:
1 - штатный электронный модуль; 2 - функциональные органы ТС; 3 - интерфейс штатного электронного модуля; 4 - общая мультиплексная шина; 5 - контроллер локальной информационной сети ТС; 6 - контроллер-преобразователь протокола обмена данными; 7 - блок приема и передачи данных; 8 - электронный блок охранно-противоугонной подсистемы; 9 - интерфейс электронного блока охранно-противоугонной подсистемы; 10 - контроллер охранно-противоугонной подсистемы; 11 - блок дистанционной идентификации пользователя ТС; 12 - носимая часть блока дистанционной идентификации пользователя ТС; 13 - возимая часть блока дистанционной идентификации пользователя ТС; 14 - блок считывания контрольных данных; 15 - блок сравнения; 16 - блок регистрации контролируемых параметров отклонений от штатных режимов; 17 - блок записи исходных данных о водителе и ТС.

На фиг. 2 дополнительно использованы следующие обозначения:
18 - модуль двигателя; 19 - модуль комбинации приборов; 20 - модуль левой передней двери; 21 - модуль левой задней двери; 22 - модуль багажника; 23 - модуль рулевой колонки; 24 - модуль центрального блока управления; 25 - бортовой компьютер; 26 - тест-система; 27 - модуль правой передней двери; 28 - модуль правой задней двери.

В системе используется N штатных электронных модулей 1. Из них М штатных электронных модулей 1 выполнены с возможностью получения данных о состоянии функциональных органов 2 ТС и управления этими функциональными органами, например, включением/отключением двигателя, открытием/закрытием дверей и т. п. N - М штатных электронных модулей 1 являются дополнительным электронным оборудованием ТС, в число которого могут входить приемник спутниковой системы навигации НАВСТАР или ГЛОНАСС, комплект громкой связи Hands Free и прочие электронные аксессуары (радиовещательный приемник, магнитофон, выносной дисплей, сотовый телефон и др). Конкретное конструктивное исполнение каждого штатного электронного модуля 1 не является существенным признаком для данного изобретения и поэтому в данной заявке не уточняется.

Каждый из N штатных электронных модулей 1 через свой интерфейс 3 подключен к общей мультиплексной шине 4.

С этой же общей мультиплексной шиной 4 связан контроллер 5 локальной информационной сети ТС. Общая мультиплексная шина 4 позволяет принимать через интерфейсы 3 данные о состоянии функциональных органов 2 ТС, формируемые N - М штатными электронными модулями 1, а также передавать на N - М штатные электронные модули 1 через их интерфейсы 3 и на электронные блоки 8 охранно-противоугонной подсистемы через интерфейсы 9 этих блоков команды управления функциональными органами 2 ТС либо осуществлять обе указанные операции одновременно. Например, от штатных электронных модулей 1 может поступать информация, необходимая для активации той или иной программы, записанной в память контроллера 5 локальной информационной сети ТС. В результате обработки этой информации контроллер 5 локальной информационной сети ТС сформирует команды управления функциональными органами 2 ТС и передаст их через общую мультиплексную шину 4 в соответствующие штатные электронные модули 1. Команды управления функциональными органами 2 ТС могут осуществляться в контроллере 5 локальной информационной сети ТС по заранее заданному алгоритму и без предварительной обработки информации о состоянии функциональных органов 2 ТС.

В более специфических случаях может осуществляться двухсторонний обмен данными между контроллером 5 локальной информационной сети ТС и внешней средой (информационным и/или диспетчерским центрами, удаленными рабочими станциями). Этот обмен осуществляется через контроллер-преобразователь 6 протокола обмена данными и блок приема и передачи данных 7, выполненный, например, в виде абонентского терминала сотовой сети подвижной связи.

Для информационного обмена с внешней средой может использоваться, кроме того, спутниковая сеть связи или Интернет, а также пейджинговая сеть связи.

Обмен данными между внешней средой, например, удаленными станциями и контроллером 5 локальной информационной сети ТС может осуществляться как по запросу со стороны удаленной станции (например, при дистанционном диагностировании состояния функциональных узлов ТС), так и по запросу со стороны контроллера 5 локальной информационной сети ТС, например, при желании пользователя получить информацию о текущей транспортной ситуации или запросить справочную информацию об опорных точках маршрута и пр.

Конкретные варианты указанного обмена данными зависят от варианта построения и состава аппаратуры контроллера-преобразователя 6 протокола обмена данными. Для данного изобретения эти варианты не существенны и поэтому в настоящем описании не раскрываются.

Одним из наиболее распространенных вариантов реализации общей мультиплексной шины 4 является так называемая CAN-шина.

CAN-шина (Controller Area Network) разработана фирмой BOSCH в середине 80-х годов и в настоящее время принята в качестве стандарта для всех производителей автомобильной электроники в Европе. CAN-сообщение не содержит адреса назначения, но имеет идентификатор, определяющий содержание сообщения. Для передачи информации между отдельными электронными модулями используются два состояния шины: доминантное (активное) и рецессивное (пассивное). CAN-шина функционирует в режиме реального времени, что важно при управлении функциональными органами ТС, которые работают в разных скоростных диапазонах. CAN-узлы сопряжения могут легко подключаться и отключаться, причем их число не ограничено протоколом. Максимальная скорость передачи данных при длине шины 40 м (экранированная витая пара) составляет 1 Мбит/с и около 40 кбит/с при длине 1000 м.

Охранно-противоугонная подсистема включает в себя электронные блоки 8 охранно-противоугонной подсистемы, каждый из которых подключен через интерфейс 9 этого электронного блока, например через CAN-интерфейс, к общей мультиплексной шине 4, контроллер 10 охранно-противоугонной подсистемы, который также подключен к общей мультиплексной шине 4, и блок 11 дистанционной идентификации пользователя ТС, включающий в себя носимую часть 12 блока дистанционной идентификации пользователя ТС, находящуюся у пользователя ТС, и возимую часть 13 блока дистанционной идентификации пользователя ТС, связанную с контроллером 10 охранно-противоугонной подсистемы.

Схема построения блока 11 дистанционной идентификации пользователя ТС определяется конкретным видом используемой в его составе носимой части 12.

При выполнении носимой части 12 в виде пассивной транспондерной карточки с цифровой памятью, в которой зафиксирован идентификационный код, возимая часть 13 должна быть снабжена генератором с контуром, находящимся в индуктивной связи с индуктивным контуром транспондерной карточки. В этом случае транспондерная карточка создает для генератора с контуром, находящегося в возимой части 13, переменную нагрузку, меняющуюся в соответствии с кодом, зафиксированным в цифровой памяти транспондерной карточки. Путем фиксации изменений нагрузки генератора в возимой части 13 определяется код, зафиксированный в цифровой памяти транспондерной карточки 12.

Различные варианты носимой части 12 блока дистанционной идентификации пользователя ТС (транспондеры, метки, брелоки) серийно выпускаются предприятием-заявителем и доступны на коммерческом рынке.

Связь между возимой частью 13 и контроллером 10 охранно-противоугонной системы осуществляется, например, путем передачи частотно-модулированных сигналов по проводам питания штатной бортовой сети ТС в соответствии с ранее разработанной предприятием-заявителем технологией HOOK-UP. Построение канала передачи частотно-модулированных сигналов по проводам питания штатной бортовой сети в автомобиле хорошо известно и описано, например, в патенте RU 2090395, В 60 R 25/00, 20.09.97.

Функциональными органами 2, к которым подключаются электронные блоки 8 охранно-противоугонной подсистемы, могут быть бензонасос, система зажигания и др.

Блок 14 считывания контрольных данных представляет собой контроллер, аналогичный контроллеру 10 охранно-противоугонной подсистемы.

Блок сравнения 15 представляет собой цифровую схему, на первый вход которой поступают данные о контролируемых параметрах из блока 14 считывания контрольных данных, а на второй вход - режимные значения указанных параметров, синхронно считываемые по мультиплексной шине 4 из памяти контроллера 5 локальной информационной сети ТС.

Блок 16 регистрации контролируемых параметров отклонений от штатных режимов является цифровым записывающим устройством, фиксирующим в цифровой памяти, например на жестком диске, любые отклонения от штатных режимов работы контролируемых функциональных органов 2 ТС (механизмов и агрегатов ТС), измеряемые с помощью штатных электронных модулей 1 ТС. В частности, могут быть записаны данные штатного тахографа. Такими функциональными возможностями обладает, например, цифровое записывающее устройство BR-6800 фирмы Baoruh (Тайвань), доступное на коммерческом рынке.

Блок 17 записи исходных данных о водителе и ТС представляет собой программатор, который может записывать и перезаписывать информацию в цифровую память транспондерной карточки. В частности, для этой цели может быть использован программатор PR-MC-01, серийно выпускаемый предприятием-заявителем (Автомобильные охранные системы, техническая информация, каталог 2002, "Альтоника").

В частном варианте исполнения рассматриваемой телематической системы, реализованном на предприятии-заявителе в виде опытных образцов изделий семейства REEF BUS, с помощью общей мультиплексной шины 4 осуществляются контроль и управление такими штатными электронными модулями, как модуль двигателя 18, модуль 19 комбинации приборов, включающей в себя штатный тахограф, модуль 20 левой передней двери, модуль 21 левой задней двери, модуль 22 багажника, модуль 23 рулевой колонки и модуль 24 центрального блока управления, к одному из выходов которого подключены бортовой компьютер 25 и тест-система 26, а к другому выходу - модуль 27 правой передней двери и модуль 28 правой задней двери.

Один из N - М штатных электронных модулей 1 может быть выполнен в виде бортового цифрового регистрирующего устройства, позволяющего записывать маршрутные данные, генерировать и передавать через интерфейс 3 по общей мультиплексной шине 4 сообщения о нештатных ситуациях и причинах их возникновения, а также с возможностью воспроизведения записанных данных.

Все элементы, входящие в состав вышеупомянутых блоков и узлов системы, описаны в технической литературе и в дополнительных пояснениях не нуждаются.

Рассматриваемая телематическая система работает следующим образом.

Штатный электронный модуль 1, подключенный к какому-либо функциональному органу 2 ТС, получает через интерфейс 3 этого модуля и общую мультиплексную шину 4 управляющий сигнал от контроллера 5 локальной информационной сети ТС. Этот сигнал преобразуется в интерфейсе 3 и направляется в процессор штатного электронного модуля 1, где подвергается дешифрированию.

В зависимости от местонахождения (адреса) данного штатного электронного модуля 1 его процессор выдает исполнительную команду, которая должна быть исполнена функциональным органом 2 ТС (механизмом или агрегатом ТС), к которому подключен данный штатный электронный модуль 1.

Далее процессором штатного электронного модуля 1 осуществляется анализ исполнения указанной команды. При правильном исполнении команды процессор штатного электронного модуля 1 переходит в режим ожидания новых команд. Если же команда не была выполнена или ее выполнение было некорректно, процессором штатного электронного модуля 1 вырабатывается код неисправности, который передается через интерфейс 3 штатного электронного модуля 1 и общую мультиплексную шину 4 в контроллер 5 локальной информационной сети ТС, где происходят обработка этой информации и диагностирование неисправностей функциональных органов 2 ТС, например фиксация обрыва в цепи, короткого замыкания, перегрузки по току и т.п.

При наличии такой неисправности информация о ней через контроллер-преобразователь 6 протокола обмена данными передается в блок 7 приема и передачи данных, например на абонентский терминал сотовый сети подвижной связи, и транслируется по радиоэфиру на удаленный терминал, например в сервис-центр.

Такое "интеллектуальное" построение штатных электронных модулей 1 удобно с точки зрения технического обслуживания и ремонта ТС, поскольку сводится к простой механической замене одного штатного электронного модуля 1 на другой (исправный либо более дорогой, с улучшенной комплектацией), которая может быть проведена водителем ТС по рекомендации из сервис-центра, переданной по радиоэфиру. Проблем совместимости модулей не возникает благодаря специальному программному обеспечению, обеспечивающему преемственность и возможность автоматической инсталляции без применения каких-либо дополнительных устройств.

Охранно-противоугонная функция в рассматриваемой телематической системе обеспечивается с помощью электронных блоков 8 охранно-противоугонной подсистемы, каждый из которых связан с функциональным органом 2 ТС, и через интерфейс 9, аналогичный интерфейсу 3 - с общей мультиплексной шиной 4. Охраняемое ТС может быть использовано по прямому назначению - для передвижения (без буксировки) - только владельцем ТС (или его уполномоченным лицом, например, шофером). Для того чтобы иметь возможность воспользоваться ТС, владелец должен иметь специальную носимую часть 12 блока дистанционной идентификации пользователя, выполненную, например, в виде транспондерной карточки с цифровой памятью. Транспондерная карточка по сигналам возимой части 13 блока дистанционной идентификации пользователя выдает в эфир специальный код разблокировки. Этот код демодулируется в приемнике возимой части 13 и передается в контроллер 10 охранно-противоугонной подсистемы. Сигналы, вызывающие выдачу транспондерной карточкой 12 специального кода разблокировки, формируются по запросам контроллера 10 охранно-противоугонной подсистемы. После того, как специальный код разблокировки поступает в указанный контроллер 10, в нем происходит сравнение поступившего специального кода разблокировки с допустимыми кодами, хранящимися в памяти контроллера 10 охранно-противоугонной подсистемы. В общем случае может существовать целый набор допустимых кодов, соответствующих владельцу и нескольким уполномоченным лицам, каждый из которых имеет собственную транспондерную карточку 12 с уникальным специальным кодом разблокировки. При совпадении поступившего специального кода разблокировки с одним из допустимых кодов контроллер 10 выдает в общую мультиплексную шину 4 локальный код разблокировки (в общем случае, отличный от специального кода разблокировки транспондерной карточки 12). Этот код поступает через интерфейс 9 в соответствующий электронный блок 8 охранно-противоугонной подсистемы, который воздействует на определенный функциональный орган 2 ТС, например, снимает блокировку с системы зажигания.

Другим основным режимом работы рассматриваемой телематической системы является контроль за работой узлов и агрегатов ТС, регистрация контролируемых параметров отклонений от заданных режимов и передача информации о нештатных ситуациях на удаленный терминал, например, в диспетчерский центр. Информация о контролируемых параметрах поступает по общей мультиплексной шине 4 через блок 14 считывания контрольных данных на первый вход блока сравнения 15. На второй вход указанного блока из памяти контроллера 5 локальной информационной сети ТС также с помощью мультиплексной шины 4 подаются заданные режимные параметры. При превышении заданных допустимых значений отклонений от режимных параметров на выходе блока сравнения 15 формируются кодовые сообщения, которые поступают в блок 16 регистрации контролируемых параметров отклонений от штатных режимов и в контроллер-преобразователь 6 протокола обмена данными для последующей трансляции с помощью блока 7 приема и передачи данных на удаленные терминалы. В блоке 16 информация о контролируемых параметрах отклонений от штатных режимов записывается в цифровом виде и может быть обработана и обобщена. Так, при использовании в качестве блока 16 цифрового записывающего устройства BR-6800 фирмы Baoruh имеются возможности формировать сообщения с анализом нештатных ситуаций, прогнозировать их дальнейшее развитие, осуществлять мониторинг бортового оборудования в реальном масштабе времени, обеспечивать сопряжение с различными бортовыми приборами и узлами. Это позволяет минимизировать возможности несанкционированных действий водителя, уменьшать эксплуатационные расходы, выявлять истинные причины и виновников ДТП и в конечном счете повышать эффективность обслуживания автопарка.

Часть контролируемых параметров отклонений от заданных режимов передается через контроллер 10 охранно-противоугонной подсистемы в возимую часть 13 блока дистанционной идентификации пользователя и записывается в цифровую память транспондерной карточки 12 наряду с данными о водителе и о параметрах ТС, о характере перевозимого груза, зарегистрированными в начале рейса с помощью блока 17 записи исходных данных о водителе и ТС. Это позволяет сотрудникам ГАИ или таможенной службы оперативно считать эти данные на постах контроля и сверять их с данными, содержащимися, к примеру, в путевом листе водителя.

Ключевым узлом заявленной телематической системы является контроллер 5 локальной информационной сети ТС.

С одной стороны, он, как и в других в широко применяемых на практике телематических системах (Патенты RU 2160196, В 60 R 25/00, 10.12.2000, RU 2159191, В 60 R 25/00, 20.11.2000 и др.), выполняет роль процессорного блока обработки поступающей информации и синтеза команд управления, а с другой стороны, обеспечивает возможность гибкого управления настройкой и установками различных функциональных органов 2 ТС. При этом управление может осуществляться дистанционно с использованием спутниковых или сотовых систем подвижной связи, пейджинговой сети связи и Интернет. В варианте, представленном на фиг. 1, глобальное соединение контроллера 5 с удаленными терминалами, например с центром диспетчеризации и управления или с удаленной рабочей станцией, обеспечивается через контроллер-преобразователь протокола обмена данными 6 и блок 7 приема и передачи данных, например абонентский терминал сотовой сети подвижной связи.

В режиме определения местоположения ТС контроллер 5 локальной информационной сети ТС передает и получает по общей мультиплексной шине 4 сигналы управления и данные от подключенных к этой шине штатных электронных модулей 1. Работа контроллера 5 происходит в соответствии с записанной в его память программой. Один из штатных электронных модулей 1 является приемником сигналов спутниковых радионавигационных систем НАВСТАР и/или ГЛОНАСС, который принимает сигналы от спутников глобальной системы позиционирования и вычисляет координаты ТС, на борту которого он находится. Данные о координатах либо накапливаются в памяти контроллера 5 локальной информационной сети ТС, либо с заданной его программой периодичностью передаются через контроллер-преобразователь 6 протокола обмена данными и блок 7 приема и передачи данных на удаленный терминал, например, в центр диспетчеризации и мониторинга. Передача может осуществляться в виде коротких текстовых сообщений (SMS) либо в режиме пакетной передачи по радиоканалу (GPRS). В зависимости от местонахождения ТС могут использовать различные сети связи (сотовые, спутниковые). Переключение на различные сети производится в этом случае автоматически по соответствующим командам контроллера 5. В принципе связь движущегося ТС с удаленным центром возможна в любой точке земного шара.

Одним из штатных электронных модулей 1 может быть подсистема громкой связи Hands Free, включающая в себя аудиоинтерфейс (направленный микрофон и громкоговоритель). С помощью этой подсистемы производится обмен речевыми сообщениями с борта движущегося ТС, например, с центром диспетчеризации и мониторинга без отвлечения водителя от управления автомобилем. При приеме с удаленного терминала каких-либо команд, например в виде пейджингового сообщения, эти команды передаются по мультиплексной шине 4 через интерфейс 9 в соответствующие электронные блоки 8 охранно-противоугонной подсистемы. Например, может быть осуществлена принудительная остановка ТС. Для этого из одного из электронных блоков 9 охранно-противоугонной подсистемы передается соответствующая команда, например в систему зажигания ТС, на блокирование двигателя.

Технологии громкой связи и остановки двигателя по пейджинговому каналу реализованы в серийно выпускаемых предприятием-заявителем изделиях СК-02 и REEF SPACE, соответственно, реализуемых на коммерческом рынке.

Один из возможных вариантов номенклатуры штатных электронных модулей 1, подключенных к общей мультиплексной шине 4, представлен на фиг. 2.

С общей мультиплексной шиной 4 взаимодействуют модуль 18 двигателя, модуль 19 комбинации приборов, модуль 20 левой передней двери, модуль 21 левой задней двери, модуль 22 багажника, модуль 23 рулевой колонки и модуль 24 центрального блока управления, связанный с бортовым компьютером 25 и тест-системой 26, а также с модулем 27 правой передней двери и модулем 28 правой задней двери. В серийно выпускаемом предприятием-заявителем изделии REEF BUS используется четырехпроводная общая мультиплексная шина 4, в которой одна пара проводов является питающей и соединена с полюсами аккумуляторной батареи, а другая пара проводов служит для передачи данных в модули 18-24. Бортовой компьютер 25 выполнен с возможностью отображения на дисплее режимных параметров ТС, а тест-система 26 - с возможностью выявления и индикации отсутствия связей модуля 24 центрального блока управления с модулями 26 - 28.

Заявленная телематическая система для ТС выгодно отличается от системы-прототипа тем, что:
- обеспечивает мониторинг состояния агрегатов и механизмов ТС;
- позволяет вести запись на борту ТС параметров, обеспечивающих, в случае ДТП, возможность объективно установить истинные причины и виновников аварии;
- минимизирует возможности несанкционированных действий со стороны водителя;
- позволяет снизить эксплуатационные расходы, повысить эффективности использования ТС и деятельности автопарка в целом.

Вновь введенные признаки и признаки, свойственные прототипу, находятся в функциональном единстве и обеспечивают возможность решения поставленной задачи, что позволяет классифицировать совокупность указанных признаков как изобретение.

Изобретение относится к средствам мониторинга и контроля состояния транспортных средств (ТС). Система содержит общую мультиплексную шину и снабженные интерфейсами электронные модули, часть которых связана с функциональными органами ТС и выявляет состояние этих органов и управление ими. Имеются контроллер локальной информационной сети ТС, контроллер-преобразователь протокола обмена данными, блок приема и передачи данных, например терминал сотовой сети подвижной связи. В охранно-противоугонную подсистему входят собственный контроллер, снабженные интерфейсами электронные блоки, связанные с функциональными органами ТС для обеспечения охраны и защиты от угона, и блок дистанционной идентификации пользователя ТС, состоящий из бесконтактно связанных носимой части, например транспондерной карточки, и возимой части. Кроме того, в систему введены блок считывания контрольных данных, блок сравнения, блок регистрации контролируемых параметров отклонений от штатных режимов и блок записи исходных данных о водителе и ТС в память носимой части блока дистанционной идентификации пользователя. Возимая часть данного блока выполнена с возможностью ввода в нее контролируемых параметров отклонений от штатных режимов и записи их в память носимой части блока дистанционной идентификации пользователя. Система позволяет осуществлять объективный контроль за состоянием агрегатов ТС и соблюдением водителем регламента труда и отдыха. 14 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Телематическая система для транспортного средства, содержащая N штатных электронных модулей, М из которых связаны с функциональными органами транспортного средства и обеспечивают определение состояния этих функциональных органов и управление ими, контроллер локальной информационной сети транспортного средства, подключенный к общей мультиплексной шине и к контроллеру-преобразователю протокола обмена данными, связанному с блоком приема и передачи данных, например с абонентским терминалом сотовой сети подвижной связи, охранно-противоугонную подсистему, содержащую связанный с общей мультиплексной шиной контроллер охранно-противоугонной подсистемы, электронные блоки охранно-противоугонной подсистемы, каждый из которых связан с соответствующим функциональным органом транспортного средства для обеспечения охраны и защиты от угона, и блок дистанционной идентификации пользователя транспортного средства, состоящий из бесконтактно связанных между собой носимой части, например транспондерной карточки, и возимой части, подключенной к контроллеру охранно-противоугонной подсистемы, при этом каждый из N штатных электронных модулей через интерфейс этого модуля и каждый из электронных блоков охранно-противоугонной подсистемы через интерфейс этого блока связаны с общей мультиплексной шиной, отличающаяся тем, что в систему введены последовательно соединенные блок считывания контрольных данных, вход которого подключен к общей мультиплексной шине, и блок сравнения, второй вход которого подключен к общей мультиплексной шине, а также блок регистрации контролируемых параметров отклонений от штатных режимов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с дополнительным входом контроллера охранно-противоугонной подсистемы и с общей мультиплексной шиной, блок записи исходных данных о водителе и транспортном средстве, выполненный с возможностью записи и перезаписи цифровой информации о водителе и транспортном средстве в память носимой части блока дистанционной идентификации пользователя, например в цифровую память транспондерной карточки, при этом выход блока сравнения подключен к дополнительному входу контроллера-преобразователя протокола обмена данными и ко входу блока регистрации контролируемых параметров отклонений от штатных режимов, контроллер-преобразователь протокола обмена данными выполнен с возможностью приема данных о контролируемых параметрах отклонений от штатных режимов и трансляции их с помощью блока приема и передачи данных по радиоэфиру, а возимая часть блока дистанционной идентификации пользователя выполнена с возможностью ввода в нее через контроллер охранно-противоугонной подсистемы контролируемых параметров отклонений от штатных режимов и записи их в память носимой части блока дистанционной идентификации пользователя, например в цифровую память транспондерной карточки. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что общая мультиплексная шина представляет собой CAN-шину, а интерфейс каждого из N штатных электронных модулей и интерфейс каждого из электронных блоков охранно-противоугонной подсистемы выполнены в виде CAN-узлов сопряжения со штатными электронными модулями и электронными блоками охранно-противоугонной подсистемы. 3. Система по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что в число М штатных электронных модулей входят модуль двигателя, модуль комбинации приборов, модуль левой передней двери, модуль левой задней двери, модуль багажника, модуль рулевой колонки и модуль центрального блока управления, к одному из выходов которого подключены бортовой компьютер и тест-система, а к другому выходу - модуль правой передней двери и модуль правой задней двери, при этом бортовой компьютер выполнен с возможностью отображения на встроенном либо на выносном дисплее режимных параметров транспортного средства с индикацией параметров отклонений от штатных режимов движения транспортного средства, режимов работы функциональных органов транспортного средства, режимов труда и отдыха водителя. 4. Система по п.1, отличающаяся тем, что один из N-М штатных электронных модулей выполнен в виде приемника сигналов спутниковых радионавигационных систем НАВСТАР и/или ГЛОНАСС. 5. Система по п.1, отличающаяся тем, что один из N-М штатных электронных модулей выполнен в виде комплекта громкой связи Hands Free, включающей в себя направленный микрофон и громкоговоритель. 6. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок приема и передачи данных представляет собой абонентский терминал сотовой сети подвижной связи стандарта GSM, выполненный с возможностью приема и передачи коротких текстовых сообщений (SMS) и пакетной передачи данных по радиоканалу (GPRS). 7. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок приема и передачи данных выполнен с возможностью приема и передачи сообщений по спутниковой сети связи. 8. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок приема и передачи данных выполнен с возможностью беспроводного доступа к сети Интернет. 9. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок приема и передачи данных выполнен с возможностью приема текстовых сообщений по пейджинговой сети связи. 10. Система по п. 3, отличающаяся тем, что модуль комбинации приборов включает в себя штатный тахограф. 11. Система по п.10, отличающаяся тем, что в качестве штатного тахографа используется тахограф европейского стандарта ЕС-Кинцле 1318. 12. Система по п.3, отличающаяся тем, что бортовой компьютер выполнен с возможностью отображения на дисплее текстовой информации о состоянии функциональных органов транспортного средства, команд, поступающих по радиоэфиру, данных о пройденном расстоянии, о скорости движения транспортного средства и о времени, проведенном водителем за рулем, а также диагностических данных и контролируемых параметров отклонений от штатных режимов, например данных об отклонениях от заданных параметров скоростного режима, режима труда и отдыха водителя, регистрируемых штатным тахографом. 13. Система по п.3, отличающаяся тем, что бортовой компьютер и тест-устройство выполнены с возможностью диагностики состояния функциональных органов транспортного средства, выявления нештатных ситуаций и передачи через интерфейс по мультиплексной шине сообщений о нештатных ситуациях и причинах их возникновения. 14. Система по п.3, отличающаяся тем, что бортовой компьютер выполнен с возможностью отображения на встроенном либо выносном дисплее заданных географических зон, маршрута следования транспортного средства и опорных точек маршрута. 15. Система по любому из пп.1-10, отличающаяся тем, что один из N-М штатных электронных модулей представляет собой бортовое цифровое регистрирующее устройство, выполненное с возможностью записи маршрутных данных, генерации и передачи через интерфейс по мультиплексной шине сообщений о нештатных ситуациях и причинах их возникновения, а также с возможностью воспроизведения записанных данных.