СИСТЕМА МОНИТОРИНГА КООРДИНАТ И КОНТРОЛЯ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ Российский патент 2004 года по МПК G08B25/10 B60R25/10 

Изобретение относится к системам тревожной и охранной сигнализации, более конкретно - к системам мониторинга координат и контроля подвижных объектов, и может быть использовано в системах поиска и контроля за перемещением людей и транспортных средств.

Существует множество различных систем мониторинга координат и контроля подвижных объектов, использующих глобальную систему позиционирования (Global Positioning System - GPS) и систему мобильной связи GSM (Global System for Mobile communication), состоящих из автономных локализаторов, установленных на подвижных объектах, и центров мониторинга и контроля, которые принимают по сети мобильной связи GSM сообщения с автономных локализаторов, обрабатывают их и при необходимости передают на локализаторы звуковые сообщения или команды на исполнительные устройства, с которыми связаны локализаторы. Примерами таких устройств являются: DE 19733579 A1, G 08 B 25/10, опубл. 04.02.1999, GB 2279478 A, B 60 R 25/10, опубл. 04.01.1995, GB 2305285 А, B 60 R 25/10, опубл. 02.04.1997, RU 2173888 C1, G 08 B 25/08, опубл. 20.09.2001, US 6204772 ВА, 340/6861, опубл. 20.03.2001, ЕР 0748727 В1, B 60 R 25/10, опубл. 07.11.2001, ЕР 1304671 A1, G 08 B 25/10, опубл. 23.04.2003.

В основном вышеперечисленные системы различаются компоновкой и внутренними связями автономных локализаторов (в различных аналогах они по-разному называются), но общим для всех систем является то, что автономный локализатор содержит GPS-приемник с антенной и блоком вычисления координат, GSM-приемопередатчик с антенной, микропроцессорный блок контроля и памяти, соединенный с GPS-блоком вычисления координат и GSM-приемопередатчиком, блок питания и порт ввода программ в микропроцессорный блок контроля, подзарядки блока питания и соединения, при необходимости, автономного локализатора с исполнительными устройствами и датчиками, установленными на подвижном объекте.

Общие принципы действия автономного локализатора следующие: GPS-приемник принимает информацию со спутников глобальной системы позиционирования, эта информация обрабатывается блоком вычисления координат и поступает в микропроцессорный блок контроля и памяти. По командам блока контроля и памяти с помощью GSM-приемопередатчика передается по сети мобильной связи на центр мониторинга и контроля сообщение о координатах и состоянии подвижного объекта. Сообщения от локализаторов передаются в виде SMS или в режиме передачи данных (Data Transfer Mode), а идентификация автономных локализаторов производится по SIM-карте (Subscriber Identification Module). С точки зрения минимизации затрат на функционирование системы наиболее целесообразно использовать службу GPRS (General Packet Radio Service).

Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство, описанное в ЕР 1304671, G 08 B 25/10, опубл. 23.04.2003, в котором идентификация автономных локализаторов производится по SIM-карте, для чего в локализаторе есть считыватель SIM-карт (SIM Card Reader Block), соединенный с GSM-приемопередатчиком. Система мониторинга координат и контроля подвижных объектов использует глобальную систему позиционирования и систему мобильной связи GSM и состоит из комплексного центра мониторинга и контроля, одного или нескольких простых центров мониторинга и контроля, автономных локализаторов, установленных на подвижных объектах, и программатора автономных локализаторов, причем каждый из автономных локализаторов состоит из GPS- антенны, GSM-антенны, GPS-модуля приема и определения координат, GSM-приемопередающего модуля, блока контроля и памяти, соединенного с GPS-модулем приема и определения координат и GSM-приемопередающим модулем, считывателя SIM-карт, соединенного с GSM-приемопередающим модулем, порта программирования и перезарядки, соединенного с блоком контроля и памяти и батареи питания, программатор автономных локализаторов состоит из дисплея, клавиатуры, блока контроля и памяти программатора, порта для подключения автономных локализаторов и блока питания, комплексный и простой центры мониторинга состоят из коммуникационных модулей, компьютеризированных постов операторов и поста правоохранительных органов, коммуникационные модули в свою очередь состоят из компьютерных блоков связи и GSM коммуникационных серверов.

Однако известное устройство не оптимизировано с точки зрения уменьшения затрат на функционирование системы, и в нем мала вероятность доставки координат подвижных объектов в случае, если автономный локализатор находится на границе действия узла сети оператора мобильной связи, SIM-карта которого используется в автономном локализаторе.

Техническим результатом является повышение вероятности доставки координат подвижных объектов при минимизации затрат на функционирование системы.

Достигается это тем, что в системе мониторинга координат и контроля подвижных объектов, использующей глобальную систему позиционирования и систему мобильной связи GSM и состоящей из комплексного центра мониторинга и контроля, одного или нескольких простых центров мониторинга и контроля, автономных локализаторов, установленных на подвижных объектах, и программатора автономных локализаторов, причем каждый из автономных локализаторов состоит из GPS-антенны, GSM-антенны, GPS-модуля приема и определения координат, GSM-приемопередающего модуля, блока контроля и памяти, соединенного с GPS-модулем приема и определения координат и GSM-приемопередающим модулем, считывателя SIM-карт, соединенного с GSM-приемопередающим модулем, порта программирования и перезарядки, соединенного с блоком контроля и памяти и батареи питания, а программатор автономных локализаторов состоит из дисплея, клавиатуры, блока контроля и памяти программатора, порта для подключения автономных локализаторов и блока питания, комплексный и простой центры мониторинга состоят из коммуникационных модулей и компьютеризированных постов операторов и поста правоохранительных органов, коммуникационные модули, в свою очередь, состоят из компьютерных блоков связи и GSM коммуникационных серверов, дополнительно введены в каждом из автономных локализаторов двунаправленный коммутатор сигналов и набор из двух и более SIM-карт различных сотовых операторов, входы управления двунаправленного коммутатора сигналов соединены с блоком контроля и памяти, сигнальные входы двунаправленного коммутатора сигналов соединены соответствующим образом с набором из SIM-карт различных сотовых операторов, а сигнальные выходы двунаправленного коммутатора сигналов соединены со считывателем SIM-карт.

Сущность изобретения заключается в том, что введение в автономные локализаторы двунаправленных коммутаторов сигналов и набора из двух и более SIM-карт различных сотовых операторов позволяет проверить в локализаторе наличие и доступность сетей и сервисе в сотовой связи различных операторов, оценить в локализаторе вероятность доставки сообщения, в частности координат подвижного объекта, и оптимизировать затраты на функционирование системы путем перебора SIM-карт различных операторов сотовой связи.

Сравнение предложенной системы с ближайшим аналогом позволяет утверждать о соответствии критерию “новизна”, а отсутствие отличительных признаков в аналогах - говорить о соответствии критерию “изобретательский уровень”.

На фиг.1 представлена функциональная блок-схема системы мониторинга координат и контроля подвижных объектов.

На фиг.2 представлена блок-схема автономного локализатора.

На фиг.3 представлена блок-схема программатора.

На фиг.4 представлена блок-схема центров мониторинга и контроля.

Система мониторинга координат и контроля подвижных объектов, использующая глобальную систему позиционирования 1 и систему мобильной связи GSM 2 и состоящая из комплексного центра мониторинга и контроля 3, одного или нескольких простых центров мониторинга и контроля 4, автономных локализаторов 5, установленных на подвижных объектах, причем каждый из автономных локализаторов 5 состоит из GPS-антенны 6, GSM-антенны 7, GPS-модуля приема и определения координат 8, GSM-приемопередающего модуля 9, блока контроля и памяти 10, соединенного с GPS-модулем приема и определения координат 8 и GSM-приемопередающим модулем 9, считывателя SIM-карт 11, соединенного с GSM-приемопередающим модулем 9, порта программирования и перезарядки 12, соединенного с блоком контроля и памяти 10, и батареи питания 13, а кроме того, автономный локализатор 5 содержит двунаправленный коммутатор сигналов 14 и набор из двух и более SIM-карт различных сотовых операторов 15, входы управления двунаправленного коммутатора сигналов 14 соединены с блоком контроля и памяти 10, сигнальные входы двунаправленного коммутатора сигналов 14 соединены соответствующим образом с набором из SIM-карт различных сотовых операторов 15, а сигнальные выходы двунаправленного коммутатора сигналов 14 соединены со считывателем SIM-карт 11, кроме того, система мониторинга координат и контроля подвижных объектов включает в себя программатор 16, состоящий из дисплея 17, клавиатуры 18, блока контроля и памяти программатора 19, порта 20 для подключения автономных локализаторов 5 и блока питания 21, в программаторе 16 дисплей 17, клавиатура 18 и порт 20 объединены в модуль-программатор 22 (Desktop programmer), автономно от которого выполнен блок питания 21. Комплексный 3 и каждый из простых 4 центров мониторинга и контроля состоят из коммуникационных модулей 23, компьютеризированных постов операторов 24 и поста правоохранительных органов 25, коммуникационные модули 23, в свою очередь, состоят из компьютерных блоков связи 26 и GSM коммуникационных серверов 27, причем коммуникационный сервер 27 может использовать прямой канал для связи по протоколу SMPP с сервером SMS оператора сотовой связи.

Двунаправленный коммутатор сигналов 14 может быть выполнен на базе аналоговых коммутаторов ADG708, ADG709 или аналогичных 4 фирмы Analog Devices, возможно использование аналоговых коммутаторов с напряжением питания 3-5 Вольт других фирм. SIM-карта является стандартным (по отдельным картам) элементом мобильных телефонов. Составляя набор из SIM-карт, оптимизируют затраты на функционирование системы при работе с различными операторами сотовой связи.

Система мониторинга координат и контроля подвижных объектов работает следующим образом.

Автономный локализатор 5 устанавливается на подвижном объекте, GPS-модуль приема и определения координат 8 принимает сигналы глобальной системы позиционирования 1, вычисляет координаты подвижного объекта и передает их в блок контроля и памяти 10.

Блок контроля и памяти 10 в случае необходимости формирует сообщение и с помощью GSM-приемопередающего модуля 9, посредством системы мобильной связи GSM 2 передает сообщение в один из простых центров мониторинга и контроля 4. Сообщения могут быть следующих видов:

- сообщение о тревожной ситуации на подвижном объекте;

- сообщения, связанные с нахождением подвижного объекта в заданных зонах, а также с входом и выходом из заданных зон в заданное время (например: объект вошел в заданную зону; объект вышел за границы заданной зоны; объект в установленное время не вошел в заданную зону и т.п.);

- “сигналы жизни” - сообщения о том, что на подвижном объекте все в норме, а локализатор исправен;

- ответы на запросы центра мониторинга и контроля о состоянии локализатора;

- сообщения иных необходимых видов.

Сообщения могут включать текущие координаты подвижного объекта или, если в данный момент определить координаты невозможно, - последние определенные локализатором координаты с указанием того, что к моменту передачи они потеряли достоверность.

При возникновении тревожной ситуации информация передается в комплексный центр мониторинга и контроля 3, в котором есть пост правоохранительных органов 25.

Из простых центров мониторинга и контроля 3 или из комплексного центра 4 на локализаторы 5 посредством системы мобильной связи GSM 2 могут подаваться команды, производиться настройки и запрашиваться информация о текущем состоянии локализаторов 5.

Наличие в автономном локализаторе 5 двунаправленного коммутатора сигналов 14 и набора из двух или более SIM-карт различных сотовых операторов 15 позволяет определить в локализаторе 5 посредством GSM-приемопередающего модуля 9 и блока контроля и памяти 10 наличие и доступность сетей и сервисов (услуг) различных операторов сотовой связи, оценить в локализаторе вероятность доставки координат подвижного объекта и оптимизировать затраты на функционирование системы путем перебора сетей и сервисов сотовой связи различных операторов с точки зрения затрат.

Блок контроля и памяти 10 локализатора 5 поочередно, по заданной программе, в порядке возрастания стоимости соответствующих услуг производит перебор SIM-карт и проверяет доступность услуг сотовой связи. Первая найденная доступной услуга окажется наиболее дешевой в данный момент и в данной местности. Перебор SIM-карт помимо момента включения локализатора может быть инициирован либо тогда, когда наиболее дешевая и доступная до сих пор услуга становится недоступной (например, из-за сбоев в сети GSM предоставляющего эту услугу оператора или из-за удаленности базовых станций этого оператора от текущего местоположения локализатора), либо при перемещении в другой географический регион, в котором SIM-карта ранее использовавшейся сети хотя и продолжает обеспечивать связь по роумингу, но стоимость услуг становится выше, чем при использовании GSM-сети местного оператора.

В блоке контроля и памяти 10 локализатора 5 посредством программатора 16 или по командам центра мониторинга и контроля 4 может быть введена программа оптимизации выбора того или иного сотового оператора с точки зрения оптимизации затрат и повышения вероятности доставки координат с локализатора 5 в различных географических регионах.

Изобретение относится к системам тревожной и охранной сигнализации и может быть применено при поиске и контроле за перемещением людей и транспортных средств. Используются глобальная система позиционирования GPS и система мобильной связи GSM. Имеются центры мониторинга и контроля, один из которых является комплексным, автономные локализаторы, установленные на подвижных объектах, и программатор локализаторов. Каждый из локализаторов состоит из GPS-антенны, GSM-антенны, GPS-модуля приема и определения координат, GSM-приемопередающего модуля, блока контроля и памяти, считывателя SIM-карт, порта программирования и перезарядки и батареи питания. Программатор локализаторов состоит из дисплея, клавиатуры, блока контроля и памяти, порта для подключения локализаторов и блока питания. Комплексный и остальные центры мониторинга состоят из коммуникационных модулей и соответственно компьютеризированных постов операторов и поста правоохранительных органов. Коммуникационные модули состоят из компьютерных блоков связи и GSM коммуникационных серверов. В каждом из локализаторов дополнительно введены двунаправленный коммутатор сигналов и набор из двух или более SIM-карт различных сотовых операторов. Изобретение повышает вероятность доставки координат подвижных объектов при минимизации затрат на функционирование системы. 4 ил.

Система мониторинга координат и контроля состояния подвижных объектов, использующая глобальную систему позиционирования GPS и систему мобильной связи GSM и состоящая из центров мониторинга и контроля, один из которых является комплексным, автономных локализаторов, установленных на подвижных объектах, и программатора автономных локализаторов, причем каждый из автономных локализаторов состоит из GPS-антенны, GSM-антенны, GPS-модуля приема и определения координат, GSM-приемопередающего модуля, блока контроля и памяти, соединенного с GPS-модулем приема и определения координат и GSM-приемопередающим модулем, считывателя SIM-карт, соединенного с GSM-приемопередающим модулем, порта программирования и перезарядки, соединенного с блоком контроля и памяти, и батареи питания, программатор автономных локализаторов состоит из дисплея, клавиатуры, блока контроля и памяти, порта для подключения автономных локализаторов и блока питания, комплексный и остальные центры мониторинга состоят из коммуникационных модулей и соответственно компьютеризированных постов операторов и поста правоохранительных органов, коммуникационные модули состоят из компьютерных блоков связи и GSM-коммуникационных серверов, отличающаяся тем, что в каждый из автономных локализаторов дополнительно введены двунаправленный коммутатор сигналов и набор из двух или более SIM-карт различных сотовых операторов, входы управления двунаправленного коммутатора сигналов соединены с блоком контроля и памяти, сигнальные входы - с набором из SIM-карт различных сотовых операторов, а выходы - со считывателем SIM-карт.