АВАРИЙНЫЙ РЕГИСТРАТОР ПАРАМЕТРОВ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2022 года по МПК G08G1/01 B64D45/00 B60R25/00 G01S13/93 

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Предлагаемое изобретение относится к области информационно-измерительной техники и к области телеметрии, а именно, к регистраторам транспортных средств и предназначено для сбора и регистрации данных о движении транспортного средства.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известно изобретение [1], которое относится к области бортовых аварийных регистраторов данных, применяемых на транспортных средствах (автомобилях, поездах, судах, летательных аппаратах). Система сбора и регистрации полетной информации относится к информационно-измерительной технике и может быть использована для сбора и регистрации полетных данных, сохранения этой информации в случае летных происшествий.

Известен Аварийный регистратор для транспортного средства [2], содержащий системный блок, контейнер с противоударной оболочкой, в котором расположена термоизолирующая масса, внутри которой размещена теплозащищенная капсула со спасаемой электронной схемой накопителя информации, причем от спасаемой электронной схемы накопителя информации наружу противоударной оболочки контейнера к системному блоку выведены информационные и управляющие цепи и питающая цепь, отличающийся тем, что он содержит узел защиты спасаемой электронной схемы накопителя от перенапряжений в информационных и управляющих цепях и в питающей цепи, который расположен внутри контейнера вне теплозащищенной капсулы и подключен внутри него в информационные и управляющие цепи и питающую цепь спасаемой электронной схемы накопителя информации.

Известна группа изобретений [3], которая относится к области информационных систем общего пользования и интеллектуальным транспортным системам (ИТС). Интеллектуальную транспортную систему устанавливают в комплексе на автотранспортном средстве, полностью адаптируют к его электрической системе, используют непрерывно в автоматическом и ручном режиме, совместно со средствами сотовой связи, Интернетом и навигационными спутниковыми системами, и осуществляют видео-наблюдение и контроль над автотранспортным средством на расстоянии с помощью сотового аппарата, поддерживающего технологию 3-G. Интеллектуальная транспортная система состоит из следующих основных, взаимосвязанных между собой конструктивных элементов: системы видео-наблюдения, видео-регистратора, сенсорного дисплея, процессорной платы с SIM-модулем, приемопередатчика, аварийного блока, с модулем противоугонной системы, бесперебойного источника питания, мультимедийного устройства, измерителя расстояния, превентивной системы безопасности. Достигается обеспечение комплексной защиты автотранспортного средства, водителя, пассажиров, пешеходов и создания благоприятных условий дорожного движения в целом.

Все вышеперечисленные изобретения так или иначе решают поставленные задачи, однако, не обеспечивают достижение такого технического результата, которое обеспечивается предлагаемым изобретением.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является создание такого аварийного регистратора параметров транспортного средства, который позволял бы обеспечить значительные информационные ресурсы, накапливаемые в аварийном регистраторе в связи с все возрастающим количеством регистрируемых параметров транспортных средств, который позволял бы обеспечивать сохранность информации в регистраторе, например, в момент записи при аварийных воздействиях или, например, при обрыве цепи питания, или, например, в случае экстренного завершения работы регистратора, обеспечивая при этом целостность операционной системы и регистрируемых данных, в котором в качестве подсистемы экстренного завершения работы регистратора при аварийном отключении питания использовалась бы схема, которая обеспечивала бы информирование операционной системы об аварийной ситуации посредством, например, команды завершения работы, в котором операционная система, получая команду о завершении работы, обеспечивала бы корректное прекращение вычислительных процессов, сохраняя при этом целостность программной среды и регистрируемых данных.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Технический результат достигается тем, что предложен:

Аварийный регистратор параметров транспортного средства, включающий, в том числе, такие функциональные блоки, как первичный изолирующий преобразователь бортовой сети, батарея суперконденсаторов, восстанавливающий стабилизатор питания нагрузки, управляемый коммутатор нагрузки, блок взаимодействия с нагрузкой, устройство мониторинга и управления на базе микроконтроллера, одноплатный компьютер, твердотельный накопитель, устройство сопряжения, а также корпус, предназначенный для обеспечения защиты от внешних воздействующих факторов, при этом, первичный изолирующий преобразователь бортовой сети предназначен для обеспечения гальванической изоляции нагрузки от бортовой сети, причем, нагрузка представлена совокупно всеми электронными узлами, блоками и модулями, подключенными по шине питания к блоку питания устройства, батарея суперконденсаторов предназначена для накопления расчетного объема энергии, необходимого для гарантированного времени формирования команды отключения и завершения процесса отключения одноплатного компьютера с операционной системой при обрыве бортовой сети, восстанавливающий стабилизатор питания нагрузки предназначен для приведения падающего в ходе разрядки суперконденсаторов напряжения к стабильному напряжению, необходимому для поддержания работоспособности регистратора, управляемый коммутатор нагрузки предназначен для включения нагрузки при условии полностью заряженных суперконденсаторов и номинального напряжения, блок взаимодействия с нагрузкой предназначен для выдачи команды признака отсутствия питания бортовой сети и предназначен для приема изменяющегося во времени логического сигнала - признака работоспособности программного обеспечения, устройство мониторинга и управления на базе микроконтроллера предназначен для выполнения функции слежения за наличием бортовой сети, уровнем заряда суперконденсаторов и состоянием работоспособности программного обеспечения, а также предназначен для вырабатывания команды «Завершение работы» для одноплатного компьютера, при этом, одноплатный компьютер предназначен для обработки данных, в том числе, таких, как первичная обработка, формирование файлов для записи в твердотельный накопитель, твердотельный накопитель предназначен для осуществления в него записи информации и ее хранение, устройство сопряжения предназначено для масштабирования аналоговых сигналов и преобразования их в цифровые сигналы, при этом для обеспечения защиты от механических и температурных воздействий упомянутые функциональные блоки размещены в едином корпусе, выполненный так, что в качестве управляющего процессора предусмотрен одноплатный компьютер с операционной системой, в котором при аварийном отключении питания для сохранения информации в накопителе и целостности операционной системы предусмотрен блок, состоящий из батареи суперконденсаторов, восстанавливающего стабилизатора питания нагрузки, управляемого коммутатора нагрузки, схемы взаимодействия с нагрузкой, микропроцессорного контроллера, вырабатывающего команду «завершение работы», после которой одноплатный компьютер с операционной системой, при поступлении на него команды об отключении питания, корректно обеспечивает завершение вычислительного процесса, обеспечивая при этом целостность операционной системы и регистрируемых данных.

На Фиг. 1 представлена функциональная схема аварийного регистратора параметров транспортного средства, где:

1 - Первичный изолирующий преобразователь бортовой сети,

2 - Батарея суперконденсаторов,

3 - Восстанавливающий стабилизатор питания нагрузки,

4 - Управляемый коммутатор нагрузки,

5 - Блок взаимодействия с нагрузкой,

6 - Устройство мониторинга и управления на базе микроконтроллера,

7 - Одноплатный компьютер,

8 - Твердотельный накопитель,

9 - Устройство сопряжения,

10 - Корпус, обеспечивающий защиту от внешних воздействующих факторов.

Первичный изолирующий преобразователь бортовой сети 1 предназначен для обеспечения гальванической изоляции нагрузки от бортовой сети. Нагрузка представлена совокупно всеми электронными узлами, блоками и модулями, подключенными по шине питания к блоку питания устройства.

Батарея суперконденсаторов 2 предназначена для накопления расчетного объема энергии, необходимого для гарантированного времени формирования команды отключения и завершения процесса отключения одноплатного компьютера с операционной системой при обрыве бортовой сети.

Восстанавливающий стабилизатор питания нагрузки 3 приводит падающее в ходе разрядки суперконденсаторов напряжение к стабильному напряжению, необходимому для поддержания работоспособности регистратора.

Управляемый коммутатор нагрузки 4 предназначен для включения нагрузки при условии полностью заряженных суперконденсаторов и номинального напряжения.

Блок взаимодействия с нагрузкой 5 предназначен для выдачи команды признака отсутствия питания бортовой сети и принимает изменяющийся во времени логический сигнал - признак работоспособности программного обеспечения.

Устройство мониторинга и управления на базе микроконтроллера 6 предназначен для выполнения функции слежения за наличием бортовой сети, уровнем заряда суперконденсаторов и состоянием работоспособности программного обеспечения, а также вырабатывает команду «Завершение работы» для одноплатного компьютера.

Одноплатный компьютер 7 предназначен для обработки таких данных, как, например, первичная обработка, формирование файлов для записи в твердотельный накопитель.

Твердотельный накопитель 8 предназначен для осуществления в него записи информации и ее хранение.

Устройство сопряжения 9 предназначено для масштабирования аналоговых сигналов и преобразовании их в цифровые сигналы.

Корпус 10 предназначен для обеспечения защиты от механических и температурных воздействий.

Пример.

Например, аварийный регистратор параметров транспортного средства, который проиллюстрирован блок-схемой на фиг. 1, включает, в том числе, такие функциональные блоки, как первичный изолирующий преобразователь бортовой сети 1, батарея суперконденсаторов 2, восстанавливающий стабилизатор питания нагрузки 3, управляемый коммутатор нагрузки 4, блок взаимодействия с нагрузкой 5, устройство мониторинга и управления на базе микроконтроллера 6, одноплатный компьютер 7, твердотельный накопитель 8, устройство сопряжения 9, а также корпус 10, который предназначен для обеспечения защиты от внешних воздействующих факторов.

Первичный изолирующий преобразователь бортовой сети предназначен для обеспечения гальванической изоляции нагрузки от бортовой сети, причем, нагрузка представлена совокупно всеми электронными узлами, блоками и модулями, подключенными по шине питания к блоку питания устройства.

Батарея суперконденсаторов предназначена для накопления расчетного объема энергии, необходимого для гарантированного времени формирования команды отключения и завершения процесса отключения одноплатного компьютера с операционной системой при обрыве бортовой сети.

Восстанавливающий стабилизатор питания нагрузки предназначен для приведения падающего в ходе разрядки суперконденсаторов напряжения к стабильному напряжению, необходимому для поддержания работоспособности регистратора.

Управляемый коммутатор нагрузки предназначен для включения нагрузки при условии полностью заряженных суперконденсаторов и номинального напряжения.

Блок взаимодействия с нагрузкой предназначен для выдачи команды признака отсутствия питания бортовой сети и предназначен для приема изменяющегося во времени логического сигнала - признака работоспособности программного обеспечения.

Устройство мониторинга и управления на базе микроконтроллера предназначен для выполнения функции слежения за наличием бортовой сети, уровнем заряда суперконденсаторов и состоянием работоспособности программного обеспечения, а также предназначен для вырабатывания команды «Завершение работы» для одноплатного компьютера.

Одноплатный компьютер предназначен для обработки данных, в том числе, таких, как первичная обработка, формирование файлов для записи в твердотельный накопитель,

Твердотельный накопитель предназначен для осуществления в него записи информации и ее хранение.

Устройство сопряжения предназначено для масштабирования аналоговых сигналов и преобразования их в цифровые сигналы, при этом для обеспечения защиты от механических и температурных воздействий упомянутые функциональные блоки размещены в едином корпусе.

Аварийный регистратор, описанный в примере, выполнен так, что в качестве управляющего процессора предусмотрен одноплатный компьютер с операционной системой, в котором при аварийном отключении питания для сохранения информации в накопителе и целостности операционной системы предусмотрен блок, состоящий из батареи суперконденсаторов, восстанавливающего стабилизатора питания нагрузки, управляемого коммутатора нагрузки, схемы взаимодействия с нагрузкой, микропроцессорного контроллера, вырабатывающего команду «завершение работы», после которой одноплатный компьютер с операционной системой, при поступлении на него команды об отключении питания, корректно обеспечивает завершение вычислительного процесса, обеспечивая при этом целостность операционной системы и регистрируемых данных.

На Фиг. 1 функционирование вышеупомянутых блоков 1-9, размещенных в блоке 10 на блок-схеме аварийного регистратора параметров транспортного средства осуществляется следующим образом:

Внешнее питание поступает на блок 1, от которого последовательно, соответственно, на блок 2, с блока 2 на блок 3, с блока 3 на блок 4, с блока 4 на блок 7, при этом, с блока 1 информация поступает также на блоки 6 и 9, при этом на блок 6 информация также поступает с блоков 2, 3.

С блока 6 информация поступает на блок 4, кроме того, блоки 5 и 6 взаимно обмениваются информацией.

На блок 7 информация поступает с блоков 5 и 9, при этом, блок 7 обменивается информацией с блоком 8.

В связи с возросшим количеством регистрируемых параметров транспортных средств, которые должны накапливаться в аварийном регистраторе, требуются значительные информационные ресурсы.

Поэтому в качестве узла обработки данных, таких, например, как первичная обработка, масштабирование аналоговых параметров, формирование активной диагностики и других, применяется одноплатный компьютер с использованием унифицированной операционной системы реального времени.

Для обеспечения сохранности информации в регистраторе, в том числе, в момент записи при аварийных воздействиях, в том числе, при обрыве цепи питания, необходимо, например, экстренно завершить работу регистратора, обеспечив при этом целостность операционной системы и регистрируемых данных.

В качестве подсистемы экстренного завершения работы регистратора при аварийном отключении питания используется схема, которая обеспечивает информирование операционной системы об аварийной ситуации посредством, например, команды завершения работы. Операционная система, получив команду о завершении работы, обеспечивает корректное прекращение вычислительных процессов, обеспечив при этом целостность программной среды и регистрируемых данных.

В случае отсутствия системы, вырабатывающей команду завершения работы и при наличии только батарей конденсаторов, процесс шел бы таким образом: пока батарея конденсаторов держала бы заряд на уровне, необходимом для питания одноплатного компьютера, одноплатный компьютер работал бы до момента, пока напряжение не опустилось бы ниже предельно допустимого уровня, после чего, одноплатный компьютер находился бы в неопределенном состоянии, что могло бы привести к зависанию операционной системы и потере или искажению информации в накопителе, что в аварийных регистраторах недопустимо. Предлагаемое изобретение исключает описанную ситуацию.

Описанный пример иллюстрирует, но не ограничивает все возможные варианты исполнения предлагаемого изобретения.

Таким образом, достигнут технический результат созданием такого аварийного регистратора параметров транспортного средства, который позволяет обеспечить значительные информационные ресурсы, накапливаемые в аварийном регистраторе в связи с все возрастающим количеством регистрируемых параметров транспортных средств, который позволяет обеспечивать сохранность информации в регистраторе, в том числе, в момент записи при аварийных воздействиях, в том числе, при обрыве цепи питания, в том числе, в случае экстренного завершения работы регистратора, обеспечивая при этом целостность операционной системы и регистрируемых данных, в котором в качестве подсистемы экстренного завершения работы регистратора при аварийном отключении питания используется схема, которая обеспечивает информирование операционной системы об аварийной ситуации посредством, в том числе, команды завершения работы, в котором операционная система, получая команду о завершении работы, обеспечивает корректное прекращение вычислительных процессов, сохраняя при этом целостность программной среды и регистрируемых данных.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Настоящее изобретение промышленно применимо, позволяет обеспечить значительные информационные ресурсы, которые должны накапливаться в аварийном регистраторе в связи с возросшим количеством регистрируемых параметров транспортных средств, поэтому в качестве узла обработки данных, таких, например, как первичная обработка, масштабирование аналоговых параметров, формирование активной диагностики и других, применяется одноплатный компьютер с использованием унифицированной операционной системы реального времени, а для обеспечения сохранности информации в регистраторе, например, в момент записи при аварийных воздействиях, например, при обрыве цепи питания, необходимо, например, экстренно завершить работу регистратора, обеспечив при этом целостность операционной системы и регистрируемых данных. В качестве подсистемы экстренного завершения работы регистратора при аварийном отключении питания используется схема, которая обеспечивает информирование операционной системы об аварийной ситуации посредством, например, команды завершения работы. Операционная система, получив команду о завершении работы, обеспечивает корректное прекращение вычислительных процессов, обеспечив при этом целостность программной среды и регистрируемых данных.

Изобретение промышленно реализуемо современными средствами и найдет широкое применение в рыночной экономике.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:

1. Патент РФ №2610681 Опубликовано: 14.02.2017 Бюл. №5.

2. Патент РФ №16132 Опубликовано: 10.12.2000 Бюл. №34.

3. Патент РФ №2533645 Опубликовано: 20.11.2014 Бюл. №32.

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники. Аварийный регистратор параметров транспортного средства включает первичный изолирующий преобразователь бортовой сети, батарею суперконденсаторов, восстанавливающий стабилизатор питания нагрузки, управляемый коммутатор нагрузки, блок взаимодействия с нагрузкой, устройство мониторинга и управления на базе микроконтроллера, одноплатный компьютер, твердотельный накопитель, устройство сопряжения, а также корпус. Первичный изолирующий преобразователь бортовой сети предназначен для обеспечения гальванической изоляции нагрузки от бортовой сети, причем, нагрузка представлена совокупно всеми электронными узлами, блоками и модулями, подключенными по шине питания к блоку питания устройства, батарея суперконденсаторов предназначена для накопления расчетного объема энергии, необходимого для гарантированного времени формирования команды отключения и завершения процесса отключения одноплатного компьютера с операционной системой при обрыве бортовой сети, восстанавливающий стабилизатор питания нагрузки предназначен для приведения падающего в ходе разрядки суперконденсаторов напряжения к стабильному напряжению, необходимому для поддержания работоспособности регистратора. Достигается обеспечение целостности регистрируемых данных. 1 ил.

Аварийный регистратор параметров транспортного средства, включающий, в том числе, такие функциональные блоки, как первичный изолирующий преобразователь бортовой сети, батарея суперконденсаторов, восстанавливающий стабилизатор питания нагрузки, управляемый коммутатор нагрузки, блок взаимодействия с нагрузкой, устройство мониторинга и управления на базе микроконтроллера, одноплатный компьютер, твердотельный накопитель, устройство сопряжения, а также корпус, предназначенный для обеспечения защиты от внешних воздействующих факторов, при этом, первичный изолирующий преобразователь бортовой сети предназначен для обеспечения гальванической изоляции нагрузки от бортовой сети, причем, нагрузка представлена совокупно всеми электронными узлами, блоками и модулями, подключенными по шине питания к блоку питания устройства, батарея суперконденсаторов предназначена для накопления расчетного объема энергии, необходимого для гарантированного времени формирования команды отключения и завершения процесса отключения одноплатного компьютера с операционной системой при обрыве бортовой сети, восстанавливающий стабилизатор питания нагрузки предназначен для приведения падающего в ходе разрядки суперконденсаторов напряжения к стабильному напряжению, необходимому для поддержания работоспособности регистратора, управляемый коммутатор нагрузки предназначен для включения нагрузки при условии полностью заряженных суперконденсаторов и номинального напряжения, блок взаимодействия с нагрузкой предназначен для выдачи команды признака отсутствия питания бортовой сети и предназначен для приема изменяющегося во времени логического сигнала - признака работоспособности программного обеспечения, устройство мониторинга и управления на базе микроконтроллера предназначено для выполнения функции слежения за наличием бортовой сети, уровнем заряда суперконденсаторов и состоянием работоспособности программного обеспечения, а также предназначено для вырабатывания команды «Завершение работы» для одноплатного компьютера, при этом, одноплатный компьютер предназначен для обработки данных, в том числе, таких, как первичная обработка, формирование файлов для записи в твердотельный накопитель, твердотельный накопитель предназначен для осуществления в него записи информации и ее хранение, устройство сопряжения предназначено для масштабирования аналоговых сигналов и преобразования их в цифровые сигналы, при этом для обеспечения защиты от механических и температурных воздействий упомянутые функциональные блоки размещены в едином корпусе, выполненный так, что в качестве управляющего процессора предусмотрен одноплатный компьютер с операционной системой, в котором при аварийном отключении питания для сохранения информации в накопителе и целостности операционной системы предусмотрен блок, состоящий из батареи суперконденсаторов, восстанавливающего стабилизатора питания нагрузки, управляемого коммутатора нагрузки, схемы взаимодействия с нагрузкой, микропроцессорного контроллера, вырабатывающего команду «завершение работы», после которой одноплатный компьютер с операционной системой, при поступлении на него команды об отключении питания, корректно обеспечивает завершение вычислительного процесса, обеспечивая при этом целостность операционной системы и регистрируемых данных.