Контрольное устройство транспортного средства Российский патент 2023 года по МПК G07C5/08 

Область техники

Решение относится к отрасли приборостроения и предназначено для использования на транспортных средствах, а именно на автомобильной технике, осуществляющей перевозку грузов и пассажиров по безрельсовым путям и автодорогам.

Известный уровень

В настоящее время для контроля пути следования грузовых и прочих колесных транспортных средств, используется система, содержащая измерительный преобразователь движения транспортного средства (датчик скорости) и антенну для приема сигналов глобальной навигационной спутниковой системы, которые соединены с контрольным устройством транспортного средства каналами передачи информации, представляющим собой прибор, обеспечивающий непрерывную, некорректируемую регистрацию информации о скорости, маршруте движения, режиме труда и отдыха водителей, ее хранение и отображение. Это контрольное устройство включает следующие функциональные узлы: вычислительную платформу на микроконтроллере с программным обеспечением, предназначенную для обработки данных; программно-аппаратное средство-модуль криптографической защиты информации (СКЗИ); блок электронной памяти; два устройства ввода и чтения идентификационных карт; средство отображения информации - дисплей; печатающее устройство; источник электропитания; средства для соединения с внешними источниками информации.

Кроме того, контрольное устройство транспортного средства должно иметь механически прочный корпус, выдерживать сотрясения, вибрации, а также работать в широком диапазоне температур и влажности.

Требования на контрольное устройство были разработаны, когда электронная вычислительная техника имела ограниченное применение в национальном хозяйстве и не была способна получать и передавать данные или управляющие воздействия, а также не имела таких разнообразных функций и такой вычислительной мощности, которые они имеют сегодня. К сожалению, устаревшие требования повторились и в руководящих документах 2016 и 2020 гг.

Рассмотрим основные компоненты известного контрольного устройства с точки зрения возможности их реализации с использованием современного интеллектуального устройства. Под интеллектуальным устройством (ИУ) в заявленном решении понимается устройство, состоящее из аппаратного уровня и программных ресурсов, имеющего удаленный доступ к внешним службам и возможности по взаимодействию с людьми, с физическим миром и выполнению вычислительных действий.

1. Два картоприемника, которые поставляет единственная в мире компания Amphenol, стоимость этих устройств составляет до 20% стоимости всего тахографа. Это электромеханические средства, надежность их не высокая, работоспособность при низких температурах практически невозможна без обогрева. Единственная функция - загрузка и выгрузка карт - в условиях развития цифровой техники перестает быть актуальной при наличии электронной памяти и бесконтактных считывающих устройств.

2. Идентификационные карты, на которых записывается различная информация:

- карта водителя

- карта контролера (МВД)

- карта сервиса (сервисная организация)

- карта предприятия.

Такие носители неактуальны при наличии электронной памяти, имеют ограниченный срок действия, их нужно записывать, передавать пользователям и периодически обновлять. В настоящее время практически любое интеллектуальное устройство, в том числе мобильное, содержащее процессор, способно получать и передавать данные или управляющее воздействие, выполнять работу заданных логических узлов в конкретном контексте и разграниченное своими интерфейсами, имеет достаточную память и позволяет отказаться от карт.

3. Термопринтер - ненадежное электромеханическое устройство (особенно при низких температурах), требует для печати рулон специальной бумаги, на которую водитель вручную наносит различную информацию, которая может быть сохранена в электронной памяти ИУ и использована при обработке, пересылке, печати и т.д.

4. Клавиатура - тоже один из ненадежных элементов контрольного устройства ТС. Большинство ИУ имеют в своем составе сенсорный дисплей, а также клавишную или экранную клавиатуру.

5. Литиевый источник питания достаточно дорог, ввиду значительного потребления тока принтером, подсветкой дисплея и другими компонентами.

6. Аварийная кнопка - легко организуется в ИУ программными методами с использованием соответствующего модема.

7. GPS / Glonass - приемо-передатчик глобальной навигационной спутниковой системы, широко используется для оснащения большинства мобильных ИУ.

8. GSM / GPRS - имеется во всех типах смарт-устройств, включая мобильные ИУ.

9. Измерительный преобразователь движения (датчик скорости), сигнал от которого необходим и незаменим, ввиду неустойчивости сигналов GPS / Glonass в плохую погоду (дождь, снег) и полное отсутствие сигнала в туннелях.

10. Модуль средства криптографической защиты информации (СКЗИ) может быть объединен с ИУ.

11. Литиевая батарея - не нужна, так как ИУ питается от собственного аккумулятора.

12. Контроллер считывателей карт - заменяется электронной памятью и процессором ИУ.

13. Кнопка SOS - может быть реализована в ИУ программными средствами.

14. Модем Bluetooth и/или Wi-Fi - необходимы и имеются в ИУ.

15. Центральный процессор достаточной мощности с модулем памяти может быть в большинстве случаев заменен вычислительными средствами ИУ.

16. CAN-интерфейс - необходим для связи с контроллером до тех пор, пока не появятся беспроводные источники сигналов от датчика скорости.

Этот анализ показывает, что все основные функциональные составляющие имеются в современных ИУ и способны обеспечить выполнение функций контрольного устройства транспортного средства современными цифровыми методами приема/передачи, обработки и запоминания информации.

Важно иметь в виду, что все указанные элементы контрольного устройства составляют более 80% его стоимости. При этом для обслуживания средств получения и хранения информации, таких как принтеры и идентификационные карты, работают сотни сотрудников, которые эти карты изготавливают, контролируют, заменяют, все процессы, связанные с картами, требуют присутствия представителей, а распечатанная информация не пригодна для автоматической обработки и передачи на расстояния. Кроме этого, указанные в руководствах средства контроля водителей через карты неактуальны, поскольку карта может быть передана любому лицу. Эти устаревшие средства контроля не дают никакого представления о физическом состоянии водителя и его личности.

В уровне техники известны контрольные устройства транспортного средства, именуемые также «тахограф», раскрытые в патентах RU 157697 (G07C 5/00, опубликован 10.12.2015), RU 2567700 (МПК G07C 5/00, опубликован 10.11.2015) и RU 2720224 (G07C 5/00, опубликован 28.04.2020). Тахографы по этим патентам снабжены средствами для подключения измерительного преобразователя движения (датчик скорости), антенной для приема сигналов глобальной навигационной спутниковой системы приема и имеют примерно одинаковый набор основных функциональных компонентов и сходные недостатки.

Ближайшим аналогом выбрано решение контрольного устройства транспортного средства, раскрытого в патенте RU 2740224 и содержащего источник питания, соединенный с центральным процессором, навигационным криптографическим устройством, блоком памяти, часами реального времени, термопечатающим устройством, блоком индикации, карт-ридерами, модулями ГНСС ГЛОНАСС/GPS с антеннами, блоком с гироскопами и акселерометрами, устройствами связи и ввода-вывода, при этом к центральному процессору подключены навигационное криптографическое устройство со встроенными часами реального времени, блок памяти, термопечатающее устройство, блок индикации, клавиатура, карт-ридеры, модули ГНСС ГЛОНАСС/GPS с антеннами, блок с гироскопами и акселерометрами, устройства связи и ввода-вывода.

Решаемой проблемой является создание контрольного устройства, исключающего средства выполнения неактуальных операций, уменьшение габаритов, снижение материалоемкости и расширение возможностей контроля за счет усиления контроля личности водителя; увеличения объема хранения технической информации об автомобиле, контролирующем органе, сервисном центре, сведений о предприятии владельце транспортного средства, путем обеспечения непрерывной, некорректируемой регистрации информации о скорости, маршруте движения, режиме труда и отдыха водителей, ее хранение и отображение.

Немаловажным следствием упрощения конструкции является не только снижение материалоемкости и трудоемкости изготовления, но и существенное влияние на стоимость контрольного устройства, которая косвенно влияет на их распространение, в том числе, за пределами производственных отношений, а также в гражданской сфере.

Техническое решение

Предлагается вариантная модернизация контрольного устройства транспортного средства с поэтапным повышением использования возможностей мобильного интеллектуального устройства.

В качестве интеллектуального устройства, для целей обеспечения непрерывной, некорректируемой регистрации информации от измерительного преобразователя движения может быть использовано переносное компьютерное устройство, обладающее вышеуказанными признаками и способное работать в беспроводных сетях связи и имеющее в своем составе датчики, в том числе датчики биометрической идентификации, например, дактилоскопический и/или сканер радужки глаза. Ввиду массовости производства мобильных компьютерных устройств, например, таких как смартфон, может быть ощутимо уменьшена стоимость контрольного устройства транспортного средства, а также расширены его функциональные возможности.

Первый вариант заявленного устройства может быть охарактеризован следующей совокупностью признаков:

Контрольное устройство транспортного средства содержащее аппаратную и программную части, при этом аппаратная часть включает: защитный корпус, в котором размещены, по меньшей мере, один микроконтроллер; первый источник питания; средства идентификации пользователей; средство криптографической защиты информации; средство отображения информации с клавиатурой; модуль глобальной навигационной спутниковой системы; средства приема-передачи данных по беспроводным каналам связи; разъемы на корпусе для подключения внешних функциональных узлов. Отличительной особенностью этого варианта является то, что защитный корпус состоит из двух блоков, первый из которых включает первый микроконтроллер, средство криптографической защиты информации, модуль глобальной навигационной спутниковой системы, модем BLE для передачи данных о движении от внешних средств измерения, а второй блок защитного корпуса включает второй микроконтроллер, модем BLE для приема данных о движении от первого модема BLE; сенсорный дисплей для отображения и ручного ввода информации; фото-видео камеру для идентификации пользователей, при этом в качестве второго блока корпуса использовано интеллектуальное устройство, например, смартфон, а программная часть включает специализированное программное обеспечение ПО «Тахограф-1», являющееся самостоятельным объектом интеллектуальной собственности заявителя, обрабатывающее и интерпретирующее данные, собранные аппаратной частью.

Второй вариант заявленного устройства, имеющий такие же общие с прототипом признаки, может быть охарактеризован следующими отличительными признаками:

аппаратная часть включает модем BLE, установленный с возможностью получения данных о движении от внешних источников информации; фото-видео камеру, как средство идентификации пользователей; сенсорный дисплей, как средство отображения и возможного ввода информации, при этом в качестве защитного корпуса контрольного устройства транспортного средства выбран защитный корпус интеллектуального устройства, имеющий разъем, к которому присоединено средство криптографической защиты информации, а программная часть включает специализированное программное обеспечение ПО «Тахограф-2», являющееся самостоятельным объектом интеллектуальной собственности заявителя.

Третий вариант заявленного устройства отличается от второго варианта тем, что средство криптографической защиты информации реализовано в виде программного пакета, а в целом третий вариант контрольного устройства транспортного средства работает под управлением специализированного программного обеспечения ПО «Тахограф-3», являющегося самостоятельным объектом интеллектуальной собственности заявителя.

Контрольное устройство транспортного средства по третьему является модификацией второго варианта и не требует отдельных графическим пояснений.

Контрольное устройство транспортного средства иллюстрируется фиг. 1 и 2, где:

1. Корпус контрольного устройства

1.1. Первый блок корпуса контрольного устройства

1.2. Второй блок корпуса контрольного устройства

2. Модуль глобальной навигационной спутниковой системы

3. Микроконтроллер

3.1 Микроконтроллер первого блока корпуса

3.2 Микроконтроллер второго блока корпуса

4. Средство криптографической защиты информации

5. Модем Bluetooth (BLE) корпуса контрольного устройства

5.1 Модем Bluetooth (BLE) первого блока корпуса контрольного устройства

5.2 Модем Bluetooth (BLE) второго блока корпуса контрольного устройства

6. Источник питания

6.1 Источник питания первого блока корпуса

6.2 Источник питания второго блока корпуса

7. Сенсорный дисплей

8. Фото-видео камера

9. Средства приема-передачи информации по беспроводным каналам связи

10. Разъем на корпусе

Активный режим работы контрольного устройства транспортного средства начинается с момента запуска двигателя и активации контрольного устройства, путем идентификации субъекта по карте доступа. В процессе движения транспортного средства данные от внешнего датчика скорости и позиционирования обрабатываются и интерпретируются программной частью, результаты хранятся в памяти карты доступа водителя.

Интерактивная связь контрольного устройства с внешними абонентами производится через GSM модем, причем информация о нарушениях скоростного режима транспортного средства может быть передана в контрольные органы автоматически, независимо от водителя.

К преимуществами заявленного устройства можно отнести:

- возможность визуальной идентификации водителя в процессе движения по запросу контрольных органов с помощью фото-видео камеры;

- возможность получение оперативной информации о физическом состоянии водителя, например, по быстроте реакции глаз (камера), по показаниям алкотестера с BLE передатчиком;

- мгновенная автоматическая передача информации о превышении скорости в контрольные органы без участия водителя или контролера;

- большие возможности в части критических, аварийных и насильственных ситуаций;

- возможность подключения внешних датчиков, характеризующих техническое состояние ТС в беспроводном варианте;

- качественная аудио/видео связь с организациями.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в обеспечении усиления контроля личности водителя. Контрольное устройство транспортного средства содержит защитный корпус, в котором размещены микроконтроллер; первый источник питания; средства идентификации пользователей; средство криптографической защиты информации; средство отображения информации с клавиатурой; модуль глобальной навигационной спутниковой системы; средства приема-передачи данных по беспроводным каналам связи; разъемы на корпусе для подключения внешних функциональных элементов, причем защитный корпус состоит из двух блоков, первый из которых включает первый микроконтроллер, соединенный со средством криптографической защиты информации, модулем глобальной навигационной спутниковой системы, модемом BLE для передачи данных о движении от внешних средств измерения, а второй блок защитного корпуса включает второй микроконтроллер, соединенный с модемом BLE для приема данных о движении от первого модема BLE; сенсорным дисплеем для отображения и ручного ввода информации; фото-видеокамерой для идентификации пользователей. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Контрольное устройство транспортного средства, содержащее аппаратную и программную части, при этом аппаратная часть включает: защитный корпус, в котором размещены по меньшей мере один микроконтроллер; первый источник питания; средства идентификации пользователей; средство криптографической защиты информации; средство отображения информации с клавиатурой; модуль глобальной навигационной спутниковой системы; средства приема-передачи данных по беспроводным каналам связи; разъемы на корпусе для подключения внешних функциональных элементов, отличающееся тем, что защитный корпус состоит из двух блоков, первый из которых включает первый микроконтроллер, соединенный со средством криптографической защиты информации, модулем глобальной навигационной спутниковой системы, модемом BLE для передачи данных о движении от внешних средств измерения, а второй блок защитного корпуса включает второй микроконтроллер, соединенный с модемом BLE для приема данных о движении от первого модема BLE; сенсорным дисплеем для отображения и ручного ввода информации; фото-видеокамерой для идентификации пользователей, при этом в качестве второго блока корпуса использовано интеллектуальное устройство в собственном корпусе.

2. Контрольное устройство транспортного средства, содержащее аппаратную и программную части, при этом аппаратная часть включает защитный корпус, в котором размещены микроконтроллер; источник питания; средства идентификации пользователей; средство криптографической защиты информации; средство отображения и ввода информации; модуль глобальной навигационной спутниковой системы; средства приема-передачи данных по беспроводным каналам связи; разъемы на корпусе для подключения внешних функциональных элементов, отличающееся тем, что аппаратная часть включает микроконтроллер, соединенный с модемом BLE, установленным с возможностью получения данных о движении от внешних средств измерения; фото-видеокамерой как средством идентификации пользователей; сенсорным дисплеем как средством отображения и возможного ввода информации; модулем глобальной навигационной спутниковой системы; источником питания; средствами приема-передачи данных по беспроводным каналам связи; разъемами на корпусе для подключения внешних функциональных элементов, при этом в качестве защитного корпуса контрольного устройства транспортного средства использован защитный корпус интеллектуального устройства, при этом средство криптографической защиты информации соединено с разъемом на корпусе интеллектуального устройства.

3. Контрольное устройство транспортного средства, содержащее аппаратную и программную части, при этом аппаратная часть включает защитный корпус, в котором размещены микроконтроллер; источник питания; средства идентификации пользователей; средство криптографической защиты информации; средство отображения и ввода информации; модуль глобальной навигационной спутниковой системы; средства приема-передачи данных по беспроводным каналам связи; разъемы на корпусе для подключения внешних функциональных элементов, отличающееся тем, что аппаратная часть включает микроконтроллер, соединенный с модемом BLE, установленным с возможностью получения данных о движении от внешних средств измерения; фото-видеокамерой как средством идентификации пользователей; сенсорным дисплеем как средством отображения и ввода информации; модулем глобальной навигационной спутниковой системы; источником питания; средствами приема-передачи данных по беспроводным каналам связи; разъемами на корпусе для подключения внешних функциональных элементов, при этом в качестве защитного корпуса использован корпус интеллектуального устройства, а средство криптографической защиты информации выполнено в виде программного пакета, включенного в программную часть.

4. Контрольное устройство транспортного средства по пп. 1, 2 и 3, отличающееся тем, что в качестве интеллектуального устройства использован смартфон.