СИСТЕМА СВЯЗИ И МОНИТОРИНГА И РАДИОСТАНЦИЯ Российский патент 2011 года по МПК H04B7/26 

Изобретение относится к технике радиосвязи и предназначено для обеспечения связи в одно и двухчастотном симплексном режиме в радиосетях различного назначения, преимущественно для связи между диспетчерским центром и подвижными объектами с определением координат местоположения подвижных объектов в системах ГЛОНАСС/GPS и передачей данных по радиоканалу.

В настоящее время существуют различные системы связи с подвижными объектами, при этом используют носимые радиостанции, в основном они передают только речевые сигналы. Для приема навигационной информации дополнительно устанавливают навигационный приемник с навигационной антенной, а для передачи информации на диспетчерскую станцию необходимо еще дополнительное устройство - модем. При этом диспетчерская станция выглядит очень громоздкой и существенно отличается от возимой радиостанции. Недостатки известных систем очевидны, поэтому была разработана радиостанция, включающая в себя и радиостанцию, и навигационный приемник, и устройство передачи навигационной информации по радиоканалу, все это стало возможным аппаратно-программными методами, позволяющими использовать одну радиостанцию в качестве диспетчерской и абонентской. При этом к одной диспетчерской радиостанции можно подключить до нескольких десятков абонентских радиостанций и осуществлять постоянный мониторинг.

Известна радиостанция (патент РФ на полезную модель №56094 от 27.04.06 г.), содержащая антенну, приемный тракт, передающий тракт, модуль управления, клавиатуру, подключенную к модулю управления и индикатору. Однако данная радиостанция не обеспечивает безопасный и точный прием речевого сигнала.

Технической задачей, на решение которой направленно заявляемое изобретение, является расширение функций радиостанции, возможность объединения до нескольких десятков абонентских радиостанций на одну диспетчерскую радиостанцию в систему связи и мониторинга; осуществление приема/передачи навигационной информации по радиоканалу; обеспечение безопасности и конфиденциальности при передаче речевого сигнала, а так же возможности получения дополнительной информации о состоянии абонентских радиостанций.

Указанный технический результат достигается тем, что в систему связи и мониторинга, содержащую, по крайней мере, две радиостанции, одна из которых используется в качестве диспетчерской, а другая - в качестве абонентской (возимой) радиостанции, с возможностью передачи/приема речевого сигнала на запрограммируемой частоте, при этом система обеспечивает раздельный прием речевого сигнала на одной частоте с использованием подтональных аналоговых сигналов формата CTCSS или формата DCS, формируемых цифровыми последовательностями, диспетчерская радиостанция (ДР) подключена к компьютеру через соединитель «Система» с возможностью контроля и мониторинга входящих в систему абонентских радиостанций (АР), каждая из радиостанций содержит антенну MB диапазона и манипулятор, снабженный клавиатурой DTMF, навигационную антенну, соединенную с навигационным приемником, и блок датчиков и исполнительных устройств, обмен данными между абонентскими и диспетчерской радиостанциями навигационной информацией и информацией с блока датчиков и исполнительных устройств осуществляется по радиоканалу, причем обмен данными между диспетчерской и абонентскими радиостанциями возможен по GSM каналу.

В радиостанцию, содержащую антенну, приемный и передающий тракты, модуль управления с клавиатурой и индикатором и программируемый микропроцессорный блок, дополнительно вводят модуль автоматики, содержащий микропроцессорный блок и соединенный с ним блок памяти для регистрации информации, и блок кодирования/декодирования, при этом приемный и передающий тракты объединены и входят в состав модуля приемно-передающего тракта, в состав которого входят синтезатор частоты, навигационный приемник, вход которого подключен к навигационной антенне, а выход через интерфейс RS-232 и микропроцессорный блок - к приемно-передающему тракту, усилитель низкой частоты, соединенный с встроенным громкоговорителем, и интерфейс RS-232, обеспечивающий соединение ДР с компьютером, а абонентской - с блоком датчиков и исполнительных устройств, состояние которого передается на ДР. Радиостанция может иметь устройство преобразования речи, соединяемое с микропроцессорным блоком и обеспечивающее защиту принимаемой и передаваемой речевой информации. Наличие датчика вскрытия корпуса радиостанции обеспечивает своевременное оповещение о несанкционированном вскрытии корпуса.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 представлена структурная схема системы связи и мониторинга.

На фиг.2 представлена структурная схема радиостанции.

Система связи и мониторинга, изображенная на Фиг.1, содержит диспетчерскую радиостанцию (ДР) 1, соединенную с компьютером 2 через соединитель «Система» 3 (например, DHS-44M), антенну 4 МВ-диапазона, навигационную антенну 5 и манипулятор 6, N абонентских радиостанций (АР) 7, каждая из которых содержит, так же как и ДР 1: антенну 4 МВ-диапазона, навигационную антенну 5 и манипулятор 6, а так же соединенный через соединитель «Система» 3 блок датчиков и исполнительных устройств 8, состоящий из аналоговых и цифровых датчиков (выполненный в предлагаемом изобретении в виде шлейфов), в состав блока входит GSM-модем.

Радиостанция, изображенная на фиг.2, содержит модуль управления 9, модуль приемо-передающего тракта 10 и модуль автоматики 11. Модуль управления 9 содержит индикатор 12, выполненный в виде жидкокристаллического экрана и клавиатуру 13. Манипулятор 6, содержащий клавишу-тангенту, микрофон и клавиатуру DTMF (на фиг. не показано), подключают к модулю управления 9. Модуль приемо-передающего тракта 10 содержит: навигационный приемник 14, вход которого соединен с навигационной антенной 5, а выход с интерфейсом 15 RS-232, предназначенным для связи с внешними устройствами, синтезатор частоты 16, передающий 17 и приемный 18 тракты, подключенные к антенне 4 МВ-диапазона, усилитель низкой частоты 19, один из выходов которого соединен с встроенным динамиком 20, а другой - с интерфейсом 15, и датчик вскрытия корпуса 21 радиостанции. Модуль автоматики 11 содержит микропроцессорный блок 22, к которому подключены блок кодирования/декодирования 23, устройство преобразования речи 24 и блок памяти 25 для регистрации информации, а так же его входы/выходы подключены к модулю управления 9, навигационному приемнику 14, интерфейсу 15, синтезатору частот 16, передающему 17 и приемному 18 трактам, усилителю низких частот 19 и датчику вскрытия корпуса 21. Блок кодирования/декодирования 23 вторым входом/выходом соединен с устройством преобразования речи 24, первым выходом с усилителем низкой частоты 19, вторым с передающим трактом 17, а входом - с приемным трактом 18. Питание на радиостанцию поступает через соединитель «Система» 3.

Предложенная система связи и мониторинга работает следующим образом. Каждая радиостанция может быть запрограммирована либо как диспетчерская, либо как абонентская. ДР 1 является базовой, т.е. управляет работой и осуществляет мониторинг всей системы по программе компьютера 2 диспетчерского центра. Происходит это следующим образом. С определенным интервалом от компьютера 2, подключенного к ДР 1 через соединитель «Система» 3, поступают соответствующие команды (пакеты информации). При поступлении такой команды микропроцессорный блок 22 перестраивает синтезатор частоты 16 радиостанции с канала передачи речевой информации на канал передачи данных, затем включает режим «Передача», производит кодирование команды и передает соответствующую команду в помехоустойчивом режиме на АР 7 (аналогично передачи речи, только производится модуляция передатчика цифровой информацией с избыточным кодированием). Далее режим «Передача» выключается, радиостанция переходит в режим «Дежурный прием», и синтезатор частоты 16 перестраивается на канал речевой информации. При отсутствии радиосвязи передача всех данных осуществляется по GSM-каналу при помощи GSM-модема, входящего в состав блока датчиков и исполнительных устройств 8 для АР 7, а для ДР 1 такой канал осуществляется через компьютер 2.

АР 7 работают аналогично. Каждая АР 7, когда находится на канале передачи данных, передает ДР 1 информацию о своем индивидуальном номере, информацию навигационного приемника 14 и состояние блока датчиков и исполнительных устройств 8, подключенных через соединитель «Система» 3, и принимает (во время приема производится декодирование команды, переданной в помехоустойчивом режиме) от ДР 1 подтверждения и команды на включение исполнительных устройств.

Синхронизация времени нахождения на канале передачи данных всех радиостанций, работающих в системе, осуществляется по сигналам секундной метки навигационных приемников.

Блок датчиков и исполнительных устройств 8 выполнен в виде шлейфов (в данном изобретении), которые выполняют функции сигнализации. Радиостанция обеспечивает отслеживание следующих состояний шлейфов: «Норма», «Тревога», «Обрыв», «Замыкание на землю», «Замыкание на питание».

Радиостанция работает следующим образом.

При включении питания радиостанции происходит инициализация настроек - установка частот сохраненного рабочего канала, уровня громкости порога подавителя шумов (ПШ), шага частотной сетки, уровня яркости подсветки, наличие или отсутствие звуковых сообщений, формируемых радиостанцией и т.д. При этом микропроцессорный блок 22 производит проверку наличия навигационного приемника 14 и устройства преобразования речи 25 и устанавливает соответствующие режимы радиостанции. Микропроцессорный блок 22 выдает первоначальную информацию на индикатор 12, после чего радиостанция переходит в режим «Дежурный прием». В режимах «Дежурный прием» и «Прием» при помощи клавиатуры 13 модуля управления 9, а также клавиатуры DTMF манипулятора 6 производится перенастройка режимов работы радиостанции через меню радиостанции. В режиме настроек при подключении радиостанции к компьютеру 2 через соединитель «Система» 3 становятся доступными настройки, которые невозможно изменить через меню радиостанции, например изменение частоты рабочего канала.

При работе радиостанции во всех режимах в микропроцессорный блок 22 поступает информация от навигационного приемника 14 - наличие или отсутствие годности навигационной информации, текущие координаты, единое всемирное время (UTC). Данная информация отображается на индикаторе 12 и может быть выдана на внешние устройства через соединитель «Система» 3.

При появлении в эфире речевого сигнала на запрограммированной частоте приема - сигнал, поступаемый с антенны 4 МВ-диапазона демодулируется приемным трактом 18, обрабатывается блоком кодирования/декодирования 23 информации и выдается через усилитель низкой частоты 19 на встроенный динамик 20 или внешний громкоговоритель через соединитель «Система» 3. Если уровень принимаемого сигнала ниже установленного порога ПШ, то речевой сигнал на встроенный динамик 20 и громкоговоритель не передается. Возможен так же раздельный прием речевого сигнала для нескольких радиостанций, работающих на одной частоте при использовании подтональных аналоговых сигналов формата CTCSS или подтональных сигналов формата DCS, формируемых цифровыми последовательностями. В этом случае речевой сигнал будет слышен только тогда, когда в принимаемом сигнале присутствует составляющая подтонального сигнала с запрограммированной частотой (для формата CTCSS) или последовательностью (для формата DCS).

При нажатии клавиши-тангенты манипулятора 6 радиостанция переходит в режим «передача». На индикаторе 12 отображаются настройки и состояния радиостанции в режиме «передача» - уровень мощности передатчика, КСВ антенного тракта. В этом режиме речевой сигнал, полученный с микрофона, обрабатывается блоком кодирования/декодирования 23 информации, передающим трактом 17 модулируется на запрограммированной частоте передачи, затем усиливается до необходимого уровня мощности и поступает на антенну 4 МВ-диапазона. В зависимости от настроек возможна передача подтональных сигналов формата CTCSS или DCS одновременно с передачей речевого сообщения. Управление формированием и декодированием подтональных сигналов осуществляется микропроцессорным блоком.

Радиостанция имеет встроенный блок памяти 24 для регистрации навигационной информации, внутренних состояний радиостанции и состояний блока датчиков и исполнительных устройств 8 в течение определенного времени. Считать накопленную радиостанцией информацию можно при подключении компьютера 2 через соединитель «Система» 3.

Если в радиостанцию встроено устройство преобразования речи 25, то обеспечивается защита передаваемой/принимаемой речевой информации в эфире от прослушивания другими приемными устройствами, работающими на этой частоте.

Радиостанция имеет режим звуковой индикации аварийных состояний, например, при отсоединении антенны 4 МВ-диапазона и включении передатчика, воспроизводится записанное в памяти радиостанции речевое сообщение о том, что антенна не исправна.

В радиостанции расположен датчик вскрытия корпуса 21. При открытии корпуса АР 7 происходит срабатывание датчика и на ДР 1 передается сообщение о вскрытии корпуса.

Настоящее изобретение относится к технике радиосвязи и предназначено для обеспечения связи в одно- и двухчастотном симплексном режиме в радиосетях различного назначения, преимущественно для связи между диспетчерским центром и подвижными объектами с определением координат местоположения подвижных объектов в системах ГЛОНАСС/GPS и передачей данных по радиоканалу. Технический результат изобретения заключается в расширении функций радиостанции, а именно в возможности объединения нескольких абонентских радиостанций на одну диспетчерскую радиостанцию в систему связи и мониторинга, осуществлении приема/передачи навигационной информации по радиоканалу. Система обеспечивает раздельный прием/передачу речевого сигнала на одной частоте с использованием подтональных аналоговых сигналов формата CTCSS или формата DCS, формируемых цифровыми последовательностями. Диспетчерская радиостанция (ДР) подключена к компьютеру через соединитель «Система» с возможностью контроля и мониторинга входящих в систему абонентских радиостанций (АР). Радиостанция дополнительно имеет датчик вскрытия корпуса радиостанции, соединенный с микропроцессорным блоком. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Система связи и мониторинга, содержащая, по крайней мере, две радиостанции - диспетчерскую и абонентскую, выполненные с возможностью передачи/приема речевого сигнала на запрограммируемой частоте, диспетчерская радиостанция подключена к компьютеру, отличающаяся тем, что система обеспечивает раздельный прием/передачу речевого сигнала на одной частоте с использованием подтональных аналоговых сигналов формата CTCSS или формата DCS, формируемых цифровыми последовательностями, при этом диспетчерская радиостанция подключена к компьютеру через соединитель «Система» с возможностью контроля и мониторинга входящих в систему абонентских радиостанций, каждая из радиостанций содержит антенну МВ-диапазона и манипулятор, снабженный клавиатурой DTMF, навигационную антенну, соединенную с навигационным приемником, вход которого соединен с навигационной антенной, а выход через интерфейс RS-232 и соединитель «Система» - с блоком датчиков и исполнительных устройств, состоящим из аналоговых и цифровых датчиков и выполненным в виде шлейфов с возможностью выполнения функции сигнализации, и GSM-модем; обмен данными между абонентскими и диспетчерской радиостанциями навигационной информацией и информацией с блока датчиков и исполнительных устройств осуществляется по радиоканалу.

2. Система связи и мониторинга по п.1, отличающаяся тем, что обмен данными между абонентскими и диспетчерской радиостанциями навигационной информацией и информацией с блока датчиков и исполнительных устройств осуществляется по GSM каналу.

3. Радиостанция, содержащая антенну, приемный и передающий тракты, модуль управления с клавиатурой и индикатором, программируемый микропроцессорный блок, отличающаяся тем, что к модулю управления подключают манипулятор, содержащий клавишу-тангету, микрофон и клавиатуру DTMF, а приемный и передающий тракты объединены и входят в состав модуля приемно-передающего тракта, содержащего также навигационный приемник, вход которого соединен с навигационной антенной, а выход - с интерфейсом RS-232 для связи с внешними устройствами, синтезатор частоты, передающий и приемный тракты подключены к антенне МВ-диапазона, усилитель низкой частоты, один из выходов которого соединен с встроенным громкоговорителем, а другой - с интерфейсом RS-232, обеспечивающим соединение диспетчерской радиостанции с компьютером, а абонентской - с блоком датчиков и исполнительных устройств, состояние которого передается на диспетчерскую радиостанцию, и датчик вскрытия корпуса радиостанции, при этом в радиостанцию дополнительно вводят модуль автоматики, содержащий микропроцессорный блок, к которому подключены блок кодирования/декодирования, устройство преобразования речи и блок памяти для регистрации информации, а его входы/выходы подключены к модулю управления, навигационному приемнику, интерфейсу, синтезатору частот, передающему и приемному трактам, усилителю частот и датчику вскрытия корпуса, при этом блок кодирования/декодирования вторым входом/выходом соединен с устройством преобразования речи, первым выходом - с усилителем низких частот, вторым - с передающим трактом, а входом - с приемным трактом.

4. Радиостанция по п.3, отличающаяся тем, что в модуль автоматики вводят устройство преобразование речи, соединяемое с микропроцессорным блоком и обеспечивающее защиту принимаемой/передаваемой речевой информации.

5. Радиостанция по пп.3 и 4, отличающаяся тем, что дополнительно имеет датчик вскрытия корпуса радиостанции, соединенный с микропроцессорным блоком.