УСТРОЙСТВО ДИСТАНЦИОННОГО МОНИТОРИНГА РАБОЧИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАВЕСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ КОМБИНИРОВАННОЙ ДОРОЖНОЙ МАШИНЫ И СПОСОБ ЕГО РАБОТЫ Российский патент 2023 года по МПК G07C5/08 

Изобретение относится к области бортовых контрольных вычислительных устройств для дорожных машин специального назначения и используется для сбора и передачи данных о работе навесного оборудования комбинированной дорожной машины. Устройством оснащаются дорожные машины классов 2.7 и 2.9 в соответствии с Межгосударственным стандартом «Машины и оборудование для дорожного строительства и обслуживания дорог» ГОСТ ISO 22242-2016, то есть для мобильных машин, которые предназначены для уборки мусора, отвального грунта и пыли на участках дорожного покрытия и для машин с оборудованием для зимнего содержания дорог.

Из существующего уровня техники известны устройства, предназначенные для регистрации координат, скорости, времени движения, являющиеся бортовыми контрольными устройствами, например, тахографы, в которых регистрация параметров движения транспортного средства осуществляется в цифровом виде на электронных носителях данных, а также осуществляется передача упомянутых данных в управляющий центр.

Известен (патент RU 2387014) тахограф с мобильным внешним устройством для хранения данных, который содержит вторую память, с внешним вторым интерфейсом на внешнем устройстве для хранения и передачи данных.

Известен (патент RU 110504) тахограф, содержащий блок долговременного хранения информации; средства визуализации информации; блок подачи управляющих команд; блок хранения оперативных данных, включающий средство чтения карт памяти; приемопередатчик информации, выполненный с возможностью обмена данными с навигационной системой; и средство электропитания, соединенное проводниками с функциональными узлами и блоками устройства.

Известно (патент RU 2298832) устройство для регистрации информации о транспортном средстве, содержащее микроЭВМ, блок энергонезависимой памяти данных, три микромеханических датчика угловой скорости с взаимно ортогональными осями чувствительности, аналого-цифровые преобразователи и два микромеханических акселерометра с осями чувствительности, ориентированными соответственно в направлении продольной и поперечной осей транспортного средства.

Известна (патент RU 2279714) система контроля состояния транспортного средства, содержащая центральный блок управления, связанный последовательно через первый блок согласования и модем с приемо-передающим модулем подвижной связи, выполненным с возможностью сотовой, транкинговой либо спутниковой связи с диспетчерским центром. Кроме того, в аппаратуру пользователя входят навигационный приемник, охранные датчики и узлы блокирования функциональных органов транспортного средства (ТС). Навигационный приемник связан с первым блоком согласования с возможностью активации по командам из центрального блока управления и передачи координат ТС в приемопередающий модуль. Выходы охранных датчиков подключены к соответствующим входам центрального блока управления. Входы узлов блокирования функциональных органов ТС подключены к соответствующим выходам центрального блока управления.

Причина, препятствующая получению технического результата, который достигается изобретением по известным устройствам, следующая: отсутствие в данных устройствах специализированных интерфейсов и протоколов для получения данных от системы управления навесным оборудованием комбинированной дорожной машины, от устройств контроля параметров навесного оборудования комбинированной дорожной машины не позволяет собирать и передавать данные о работе упомянутого навесного оборудования комбинированной дорожной машины.

Технический результат - возможность полного контроля состояния и работы комбинированной дорожной машины и одновременная оперативная передача информации о местоположении комбинированной дорожной машины в приемный центр или на необходимы заданные серверы и различные компьютеры.

Технический результат достигается за счёт устройства дистанционного мониторинга рабочих показателей навесного оборудования комбинированной дорожной машины, содержащего корпус, преобразователь постоянного электрического тока понижающего типа с предохранителем, соединенный с корпусом винтами, в корпусе установлена плата, на которой установлены программируемый микроконтроллер на процессоре 64-битной архитектуры, 2 разъема подключения по протоколу USB 3.0, интерфейс для подключения по протоколу RS-485, модуль часов реального времени, модуль энергонезависимой памяти, дискретные входы для электрических сигналов в количестве 10 входов, аналоговые входы для электрических сигналов в количестве 10 входов, аналого-цифровой преобразователь, входы контроля частоты вращения в количестве 4 входа, при этом преобразователь питания соединяется с платой электрическим шлейфом, плата соединяется электрическим шлейфом с передающим модулем, имеющим разъем для подключения SIM-карты, имеющим модуль беспроводной связи Wi-Fi, имеющим подключаемую внешнюю антенну, при этом программируемый микроконтроллер взаимодействует с передающим модулем для передачи всех данных, который посредством интерфейсов GPRS / LTE, передаёт информацию о местоположении комбинированной дорожной машины в приемный центр.

Устройство дистанционного мониторинга рабочих показателей навесного оборудования комбинированной дорожной машины, в котором устройство зафиксировано на рейке корпусного крепления любым известным способом, например, приварено, зафиксировано в штатное, подготовленное место или болтовыми соединениями.

Способ работы устройства дистанционного мониторинга рабочих показателей навесного оборудования комбинированной дорожной машины, в котором, программирование электронной платы и программируемого микроконтроллера осуществляется по интерфейсу USB, при этом через аналоговые и цифровые интерфейсы устройство получает сигналы от датчиков, установленные на навесном оборудовании в виде электрических сигналов, при этом аналоговые сигналы преобразуются в цифровые посредством аналого-цифрового преобразователя, программное обеспечение, загруженное в память контроллера, выполняет обработку цифровых данных и формирует таблицы значения сигналов по времени, которые в дальнейшем преобразуются в человекочитаемые данные посредством переводных таблиц, загруженных в память контроллера и один раз в минуту данные передаются по протоколу TCP-IP посредством GSM-модема на сервер для обеспечения сохранности и постобработки.

Сущность изобретения поясняется фигурами 1-2, на которой изображены схематические чертежи устройства.

Фиг. 1 - Схематический чертеж с дополнительными модулями

Фиг. 2 - Схематический чертеж с основными модулями

1 - Корпус;

2 - Преобразователь постоянного электрического тока понижающего типа с предохранителем;

3 - Электронная плата;

4 - Программируемый микроконтроллер;

5 - Разъемы подключения по протоколу USB 3.0;

6 - Интерфейс для подключения по протоколу RS-485;

7 - Модуль часов реального времени;

8 - Модуль энергонезависимой памяти;

9 - Дискретные входы для электрических сигналов;

10 - Аналоговые входы для электрических сигналов;

11 - Аналогово-цифровой преобразователь;

12 - Входы контроля частоты вращения в количестве;

13 - Электрический шлейф;

14 - Передающий модуль;

15 - Разъем для подключения SIM-карты;

16 - Модуль беспроводной связи по протоколу Wi-Fi 802.11n;

17 - Подключаемая внешняя антенна;

18 - Корпусное крепление на рейку;

19 - Отверстия для креплений болтами.

Устройство содержит корпус, преобразователь постоянного электрического тока понижающего типа с предохранителем, соединенный с корпусом винтами (резьбовое соединение), в корпус на винтах крепится плата, на которой установлены: программируемый микроконтроллер на процессоре 64-битной архитектуры, 2 разъема подключения по протоколу USB 3.0, интерфейс для подключения по протоколу RS-485, модуль часов реального времени, модуль энергонезависимой памяти, дискретные входы для электрических сигналов в количестве 10 входов, аналоговые входы для электрических сигналов в количестве 10 входов, аналого-цифровой преобразователь, входы контроля частоты вращения в количестве 4 входа. Преобразователь питания соединяется с платой электрическим шлейфом, обеспечивая понижение напряжения из электрической сети автомобиля до рабочего напряжения элементов на плате - 5 В. Плата соединяется электрическим шлейфом с передающим модулем, имеющим разъем для подключения SIM-карты, имеющим модуль беспроводной связи по протоколу Wi-Fi 802.11n, имеющим подключаемую внешнюю антенну. Через аналоговые и цифровые интерфейсы устройство получает сигналы от датчиков, установленных на навесном оборудовании в виде электрических сигналов. Аналоговые сигналы преобразуются в цифровые посредством аналого-цифрового преобразователя. Программное обеспечение, загруженное в память контроллера, выполняет обработку цифровых данных и формирует таблицы значения сигналов по времени, которые в дальнейшем преобразуются в человекочитаемые данные посредством переводных таблиц, загруженных в память контроллера. Один раз в минуту данные передаются по протоколу TCP-IP посредством GSM-модема на сервер для обеспечения сохранности и постобработки.

Устройство дистанционного мониторинга рабочих показателей навесного оборудования комбинированной дорожной машины выполнено с возможностью обеспечить и передать на сервер или в аналитический центр следующие показатели навесного оборудования комбинированной дорожной машины: включение / выключение переднего маяка комбинированной дорожной машины, включение / выключение заднего маяка комбинированной дорожной машины, включение / выключение фар комбинированной дорожной машины, включение / выключение подсветки бокового отвала, включение / выключение подсветки транспортёра, включение / выключение подсветка тарелки, открытие / закрытие грейдерного ножа, включение / выключение передней щетки, включение / выключение средней щетки, поднятие вверх переднего отвала, поднятие вверх передней щетки, опускание вниз переднего отвала, опускание вниз передней щетки, смещение вправо / влево переднего отвала, смещение вправо / влево передней щетки, поднятие среднего отвала, опускание среднего отвала, поднятие средней щетки, опускание средней щетки, смещение актуатора вправо, смещение актуатора влево, режим шибера, положение шибера вверх / вниз, текущая плотность посыпки, текущая ширина посыпки, текущий расход насоса смачивания, текущая смесь, включение / выключение аварийного режима, и иные режимы комбинированной дорожной машины относящиеся и характеризующие работу навесного оборудования комбинированной дорожной машины, то есть данное устройство выполнено с возможностью полного контроля комбинированной дорожной машины на расстоянии.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Электронная плата (1), подключенная на выход преобразователя постоянного электрического тока понижающего типа с предохранителем (2), подключенная к интерфейсу обмена данными передающего модуля (14), вместе с (2) и (14) помещены в корпус (1). В разъем для подключения SIM-карты (15) устанавливается SIM-карта с подключенным тарифом для интернета вещей (IoT). Электрическое питание всех упомянутых устройств и модулей обеспечивается через электронную плату (3) за счет работы преобразователя (2), подключенного к общей электрической цепи комбинированной дорожной машины. Программирование электронной платы (3) и программируемого микроконтроллера (4) осуществляется по интерфейсу USB (5). После программирования устройства и подключения его к электрической сети питания, производится его установка в комбинированную дорожную машину, при этом в зависимости от комплектации комбинированной дорожной машины может производится установка нескольких устройств - по одному на каждый блок навесного оборудования, при этом подлежат подключению: пульт управления навесным оборудованием - по интерфейсу RS-485 (6), цифровые датчики навесного оборудования - путем включения в дискретные входы для электрических сигналов (9), аналоговые датчики навесного оборудования - путем включения в аналоговые входы для электрических сигналов (10), данные от которых передаются на программируемый микроконтроллер (4) через аналого-цифровой преобразователь (11). Данные с датчиков частоты вращения передаются на входы контроля частоты вращения (12). Собираемые упомянутыми выше путями данные 1 раз в 1 минуту передаются на программируемый микроконтроллер (4), где преобразовываются программируемым микроконтроллером (4) в человекочитаемый вид - согласно предустановленной программы, записываются в энергонезависимую память (8) с присвоением временной метки за счет работы часов реального времени (7), после чего через электрический шлейф передаются на передающий модуль (14), который путем соединения с сетью Интернет через SIM-карту по протоколу GPRS / LTE или через модуль беспроводной связи по протоколу Wi-Fi 802.11n (16) с усилением сигнала через подключаемую внешнюю антенну (17), отправляет данные в управляющий центр для постобработки и формирования отчетов. Фиксация устройства в Комбинированной дорожной машине осуществляется путем крепления на рейку корпусного крепления (18) или болтовыми соединениями (19).

Изобретение прошло испытания и зарекомендовало себя как надежное универсальное устройство для комбинированных дорожных машин, используемых в различных климатических условиях, которое не перегревается, устойчиво к грязи, пыли. Из описания способа работы становится ясно, что устройство дистанционного мониторинга рабочих показателей навесного оборудования комбинированной дорожной машины легко устанавливается на автомобили и подключается ко всем штатным и дополнительным датчикам, при этом данное устройство собирается из отечественных комплектующих, которые могут взаимодействовать с деталями автомобилей иностранного производства.

Изобретение относится к области бортовых контрольных вычислительных устройств для дорожных машин специального назначения и используется для сбора и передачи данных о работе навесного оборудования комбинированной дорожной машины. Устройство дистанционного мониторинга рабочих показателей навесного оборудования комбинированной дорожной машины содержит корпус, преобразователь постоянного электрического тока понижающего типа с предохранителем, соединенный с корпусом винтами, в корпусе установлена плата, на которой установлены программируемый микроконтроллер на процессоре 64-битной архитектуры, 2 разъема подключения по протоколу USB 3.0, интерфейс для подключения по протоколу RS-485, модуль часов реального времени, модуль энергонезависимой памяти, дискретные входы для электрических сигналов в количестве 10 входов, аналоговые входы для электрических сигналов в количестве 10 входов, аналого-цифровой преобразователь, входы контроля частоты вращения в количестве 4 входа, при этом преобразователь питания соединяется с платой электрическим шлейфом, плата соединяется электрическим шлейфом с передающим модулем, имеющим разъем для подключения SIM-карты, имеющим модуль беспроводной связи Wi-Fi, имеющим подключаемую внешнюю антенну, при этом программируемый микроконтроллер взаимодействует с передающим модулем для передачи всех данных, который посредством интерфейсов GPRS / LTE, передаёт информацию о местоположении комбинированной дорожной машины в приемный центр. Группа изобретений обеспечивает возможность полного контроля состояния и работы комбинированной дорожной машины и одновременная оперативная передача информации о местоположении комбинированной дорожной машины в приемный центр или на необходимы заданные серверы и различные компьютеры. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство дистанционного мониторинга рабочих показателей навесного оборудования комбинированной дорожной машины, выполнено с возможностью обеспечить и передать на сервер или в аналитический центр показатели навесного оборудования комбинированной дорожной машины, содержащее корпус, преобразователь постоянного электрического тока понижающего типа с предохранителем, соединенный с корпусом винтами, в корпусе установлена плата, на которой установлены программируемый микроконтроллер на процессоре 64-битной архитектуры, 2 разъема подключения по протоколу USB 3.0, интерфейс для подключения по протоколу RS-485, модуль часов реального времени, модуль энергонезависимой памяти, дискретные входы для электрических сигналов в количестве 10 входов, аналоговые входы для электрических сигналов в количестве 10 входов, аналого-цифровой преобразователь, входы контроля частоты вращения в количестве 4 входа, при этом преобразователь питания соединяется с платой электрическим шлейфом, плата соединяется электрическим шлейфом с передающим модулем, имеющим разъем для подключения SIM-карты, имеющим модуль беспроводной связи Wi-Fi, имеющим подключаемую внешнюю антенну, при этом программируемый микроконтроллер взаимодействует с передающим модулем для передачи всех данных, который посредством интерфейсов GPRS / LTE, передаёт информацию о местоположении комбинированной дорожной машины в приемный центр.

2. Устройство дистанционного мониторинга рабочих показателей навесного оборудования комбинированной дорожной машины по п. 1, характеризующееся тем, что устройство зафиксировано на рейке корпусного крепления или болтовыми соединениями.

3. Способ работы устройства дистанционного мониторинга рабочих показателей навесного оборудования комбинированной дорожной машины по любому из пп. 1-2, характеризующийся тем, что программирование электронной платы и программируемого микроконтроллера осуществляется по интерфейсу USB, при этом через аналоговые и цифровые интерфейсы устройство получает сигналы от датчиков, установленные на навесном оборудовании в виде электрических сигналов, при этом аналоговые сигналы преобразуются в цифровые посредством аналого-цифрового преобразователя, программное обеспечение, загруженное в память контроллера, выполняет обработку цифровых данных и формирует таблицы значения сигналов по времени, которые в дальнейшем преобразуются в человекочитаемые данные посредством переводных таблиц, загруженных в память контроллера, и один раз в минуту данные передаются по протоколу TCP-IP посредством GSM-модема на сервер для обеспечения сохранности и постобработки.