Устройство контроля маршрута автомобиля

 

Изобретение относится к контролю и регистрации работы транспортных средств и может быть использовано для контроля маршрута автомобиля. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей. Устройство содержит антенну, приемоизмеритель координат, модуль обработки информации, накопитель, сигнальный элемент, два оперативно-запоминающих устройства, постоянно-запоминающее устройство, анализатор, генератор тактовых импульсов, индикатор, два ключа, формирователь управляющих сигналов, вычитатель, таймер, элемент сравнения, датчик пути и два элемента блокировки зажигания. 2 ил.

Предлагаемое устройство относится к области контроля и регистрации работы транспортных средств и может быть использовано для контроля маршрута автомобиля.

Известна "Система сбора и обработки данных о работе транспорта" по патенту на изобретение Японии 6034267 от 1994 г., бюлл. 3, содержащая накопитель, установленный на автомобиле, для сбора и хранения данных о его работе, интерфейс, удаленный блок сбора данных и процессор, позволяющая контролировать работу транспорта. Однако данная система обладает большой сложностью.

Известна также "Система записи данных о поездке для автомобилей" по патенту на изобретение РСТ 9631846 от 1997 г., бюлл. 11, в которой данные о поездке от датчика передаются на микропроцессор, а затем на удаленный компьютер для дальнейшей обработки и индикации на дисплее.

Недостатком данной системы является ее низкая технологичность.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому устройству является изобретение по патенту Германии 4409865 "Автомобиль с устройством записи информации о пройденном пути" ("Изобретения стран мира", 1997 г., бюлл. 6, вып.094, стр.1), принятое за прототип.

Функциональная схема прототипа представлена на фиг.1, где приняты следующие обозначения: 1 - антенна; 2 - приемоизмеритель координат; 3 - сигнальный элемент; 4 - модуль обработки информации; 5 - ключ; 6 - накопитель; 7 - голосовой блок; 8 - микрофон, Устройство-прототип содержит последовательно соединенные антенну 1, приемоизмеритель координат 2, модуль обработки информации 4 и накопитель 6, последовательно включенные микрофон 8, голосовой блок 7 и ключ 5, выход которого соединен со вторым входом модуля обработки информации 4, сигнальный элемент 3, выход которого подключен ко второму входу приемоизмерителя координат 2, второй вход ключа 5 является входом устройства.

Устройство-прототип работает следующим образом. При выезде автомобиля с места стоянки срабатывает сигнальный элемент 3, который включает в работу приемоизмеритель координат 2. Приемоизмеритель координат 2 начинает принимать с помощью антенны 1 опорные сигналы от системы спутниковой навигации и инициирует, тем самым, работу всего устройства. На основе принятых от спутников опорных сигналов приемоизмеритель координат 2 вычисляет текущие географические координаты автомобиля, которые поступают затем на модуль обработки информации 4. В модуле обработки информации 4, представляющем собой микропроцессор, сигнал переформатируется и производится дальнейшая обработка информации о координатах, которая записывается затем в накопитель 6.

Записанная в накопителе 6 во время движения автомобиля информация о его текущих координатах (маршруте) используется затем для контроля пути автомобиля.

Накопитель 6 представляет собой флэш-память (энергонезависимое оперативно-запоминающее устройство) и служит аналогом, как в авиации, "черного ящика". В него могут записываться помимо информации о координатах еще и переговоры. Это производится следующим образом. Речевой сигнал с микрофона 8 поступает на голосовой блок 7, где преобразуется в цифровую форму. С подачей на вход устройства (управляющий вход ключа 5) сигнала уровня логической "1" ключ 5 замыкается и сигнал с голосового блока 7 подается на модуль обработки информации 4, а оттуда, после обработки его, записывается в накопителе 6. С подачей на вход устройства управляющего сигнала уровня логического "0" ключ 5 размыкается и запись переговоров в накопитель 6 прекращается.

Однако устройство-прототип обладает узкими функциональными возможностями.

С целью расширения функциональных возможностей в устройство-прототип, содержащее последовательно соединенные антенну, приемоизмеритель координат, модуль обработки информации и накопитель, сигнальный элемент, при этом выход сигнального элемента подключен ко второму входу приемоизмерителя координат, дополнительно введены последовательно соединенные первое оперативно-запоминающее устройство (ОЗУ), вычитатель, элемент сравнения, первый ключ и первый элемент блокировки зажигания, выход которого является выходом устройства, последовательно включенные генератор тактовых импульсов, второй ключ и формирователь управляющих сигналов (ФУС), последовательно соединенные анализатор и таймер, выход которого подключен ко второму входу второго ключа, индикатор, второе ОЗУ, постоянно-запоминающее устройство (ПЗУ), датчик пути и второй элемент блокировки зажигания, при этом выход приемоизмерителя координат соединен со входом анализатора, выход которого подключен ко входу индикатора и второму входу первого ключа, выход второго ключа соединен со вторым входом модуля обработки информации, выход которого подключен к объединенным одиночным входам первого и второго ОЗУ, первая группа выходов ФУС соединена с группой входов первого ОЗУ, вторая группа выходов ФУС подключена к группе входов второго ОЗУ, выход которого соединен со входом вычитателя, третья группа выходов ФУС подключена к группе входов накопителя, связанного механически с первым входом второго элемента блокировки зажигания, четвертая группа выходов ФУС соединена с группой входов ПЗУ, выход которого подключен ко второму входу вычитателя, выход датчика пути соединен со вторым входом таймера, выход второго элемента блокировки зажигания подключен ко второму входу первого элемента блокировки зажигания, второй вход второго элемента блокировки зажигания является входом устройства.

Функциональная схема предлагаемого устройства представлена на фиг.2, где приняты следующие обозначения:
1 - антенна;
2 - сигнальный элемент;
3 - приемоизмеритель координат;
4 - анализатор;
5 - генератор тактовых импульсов (ТИ);
6 - модуль обработки информации;
7 - индикатор;
8, 18 - ключи;
9 - накопитель;
10, 11 - оперативно-запоминающие устройства (ОЗУ);
12 - формирователь управляющих сигналов (ФУС);
13 - вычитатель;
14 - постоянно-запоминающее устройство (ПЗУ);
15 - таймер;
16 - элемент сравнения;
17 - датчик пути;
19, 20 - элементы блокировки зажигания.

Предлагаемое устройство содержит последовательно соединенные антенну 1, приемоизмеритель координат 3, модуль обработки информации 6, ОЗУ10, вычитатель 13, элемент сравнения 16, ключ 18 и элемент блокировки зажигания 20, выход которого является выходом устройства, последовательно включенные генератор ТИ5, ключ 8 и ФУС12, последовательно соединенные анализатор 4 и таймер 15, выход которого подключен ко второму входу ключа 8, сигнальный элемент 2, выход которого соединен со вторая входом приемоизмерителя координат 3, индикатор 7, вход которого подключен к выходу анализатора 4 и второму входу ключа 18, накопитель 9, вход которого соединен со входом ОЗУ10, ОЗУ11, вход которого подключен ко входу ОЗУ10, а выход - ко входу вычитателя 13, ПЗУ14, выход которого соединен со вторым входом вычитателя 13, датчик пути 17, выход которого подключен ко второму входу таймера 15, второй элемент блокировки зажигания 19, при этом вход анализатора 4 соединен с выходом приемоизмерителя координат 3, выход ключа 8 подключен ко второму входу модуля обработки информации 6, первая группа выходов ФУС12 соединена с группой входов ОЗУ10, первая группа входов ОЗУ11 подключена ко второй группе выходов ФУС12, третья группа выходов которого соединена с группой входов накопителя 9, четвертая группа выходов ФУС12 подключена к группе входов ПЗУ14, накопитель 9 связан механически с первым входом элемента блокировки зажигания 19, выход которого соединен со вторым входом элемента блокировки зажигания 20, второй вход элемента блокировки зажигания 19 является входом устройства.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Перед началом поездки водитель автомобиля вставляет в устройство полученный от диспетчера элемент 9 (накопитель). Элемент 9 механически замыкает при установке электрические контакты в элементе 19 и, тем самым, снимает блокировку зажигания в автомобиле элементом 19 (введенную на случай, если водитель решил избежать контроля). При этом блокировка зажигания элементом 20, представляющим собой, по сути, электронный ключ, также снята (в исходном состоянии ключ замкнут). После этого водитель автомобиля беспрепятственно может включить зажигание и завести двигатель. При выезде автомобиля с места стоянки срабатывает сигнальный элемент 2, который включает в работу приемоизмеритель координат 3. Приемоизмеритель координат 3 начинает принимать с помощью антенны 1 опорные сигналы от системы спутниковой навигации ("GPS" или "Глонас") и, тем самым, инициирует работу всего устройства.

На основе принятых от спутников опорных сигналов приемоизмеритель 3 вычисляет текущие географические координаты автомобиля, которые поступают затем на модуль обработки информации 6. Кроме того, информация с приемоизмерителя координат 3 подается еще на анализатор 4, представляющий собой, по сути, пороговый элемент, который анализирует ее на наличие сигналов от спутников. При этом, если сигнал есть (порог превышен), то анализатор 4 выдает сигнал уровня логической "1" (лог. "1"), а если сигнал с приемоизмерителя 3 отсутствует (порог не превышен), то - логический "0" (лог."0"). При наличии сигнала от спутниковой системы навигации сигнал лог."1" с анализатора 4 включает индикатор 7, замыкает ключ 18 и запускает таймер 15. Таймер 15 выдает с момента запуска сигнал уровня лог."1", который замыкает ключ 8, и тактовые импульсы с генератора ТИ5 начинают поступать на блоки 6, 12. Этим самым вводится в работу остальная часть устройства.

Поступивший на модуль обработки информации 6, представляющий собой по сути микропроцессор, сигнал информации о текущих координатах автомобиля с приемоизмерителя координат 3 переформатируется и подвергается дальнейшей обработке. После этого информация о текущих координатах с модуля обработки информации 6 записывается с помощью управляющих сигналов (адресов ячеек) с ФУС12 в накопитель 9. Накопитель 9 представляет собой флэш-память (энергонезависимое оперативно-запоминающее устройство) и служит аналогом, как в авиации, "черного ящика". Кроме того, информация о текущих координатах автомобиля записывается еще в два попеременно работающие ОЗУ10, 11. При этом, если отрезок информации о координатах (кадр) с модуля обработки информации 6 в ОЗУ10 записывается, то в это же время из ОЗУ11 предшествующий кадр информации о координатах считывается, и наоборот. Это производится под действием управляющих сигналов (адресов ячеек, запись/считывание), подающихся с ФУС12. Информация о координатах автомобиля поступает попеременно с ОЗУ10, 11 на вычитатель 13, на другой вход которого подается сигнал эталонных координат маршрута, записанный заранее в ПЗУ14 и считываемый с помощью управляющих сигналов (адресов ячеек) с ФУС12. Вычитатель 13 формирует сигнал разности между текущими координатами автомобиля и эталонными и этот сигнал подается затем на элемент 16. Элемент сравнения 16 представляет собой пороговое устройство и, если сигнал разности с вычитателя 13 превышает порог (максимально допустимое отклонение автомобиля от эталонного маршрута), то выдает сигнал уровня лог."1", а если сигнал разности не превышает порог, то - сигнал лог. "0". В случае превышения порога сигнал лог."1" с элемента сравнения 16 поступает через замкнутый ключ 18 на элемент блокировки 20 (представляющий собой, по сути, электронный ключ) и блокировка зажигания автомобиля срабатывает (ключ размыкается). Если порог не превышен, то сигнал лог."0" с элемента 16 через ключ 18 подается на элемент блокировки зажигания 20 и блокировка не срабатывает (ключ поддерживается в замкнутом состоянии). Таким образом, элемент блокировки 20 управляет зажиганием автомобиля во время движения при отклонении его от маршрута, при этом вход и выход устройства подключены к блоку зажигания автомобиля.

В случае остановки автомобиля в дороге, датчик пути 17 формирует на своем выходе сигнал лог."1", который подается на второй вход таймера 15 и останавливает его работу. На выходе таймера 15 появляется сигнал уровня лог. "0", который размыкает ключ 8. Этим самым прекращается подача тактовых импульсов на блоки 6, 12 и работа устройства останавливается. С началом движения на выходе датчика пути 17 появляется сигнал лог."0", который снимает остановку таймера 15 и он снова запускается сигналом лог."1" с анализатора 4. На выходе таймера 15 формируется сигнал лог."1", который замыкает ключ 8. Тактовые импульсы с генератора ТИ5 через замкнутый ключ 5 поступают на блоки 6, 12 и работа устройства возобновляется.

По окончании работы таймера 15, соответствующему концу поездки автомобиля, на его выходе появляется сигнал лог."0", который размыкает ключ 8 и прекращает подачу тактовых импульсов с генератора ТИ5 на блоки 6, 12. На этом работа устройства полностью заканчивается.

Далее водитель автомобиля снимает с устройства элемент 9 и отдает его диспетчеру, который может подключить его к компьютеру и посмотреть реальный маршрут движения автомобиля на дисплее.

При отсутствии сигналов от спутниковой системы навигации анализатор 4 выдает уровень лог."0", который выключает индикатор 7 и размыкает ключ 18. Последним отключается цепь управления элементом блокировки зажигания 20, и устройство контроля маршрута на работу автомобиля не влияет.

Предлагаемое устройство реализуется физически на базе элементов и блоков, широко известных из технической литературы. Так, например, ФУС12 состоит из набора счетчиков адресов, формирующих сигналы управления для работы накопителя 9, ОЗУ10, 11 и ПЗУ14, а также включает в себя делители тактовых импульсов для формирования сигналов управления режимами эаписи/считывания ОЗУ10, 11.

Техническая эффективность предлагаемого устройства, в сравнении с прототипом, заключается в том, что новое устройство обладает более широкими функциональными возможностями. Это объясняется следующим. Известное устройство выполняет только одну функцию - функцию контроля маршрута автомобиля, которая обеспечивается путем измерения с помощью спутниковой системы навигации текущих координат автомобиля при его движении и записи их в долговременную память ("черный ящик").

Новое же устройство, помимо выполнения той же функции контроля, как и в прототипе, обладает еще дополнительной функцией - возможностью пресечения несанкционированного отклонения автомобиля от заданного маршрута. Это обеспечивается путем измерения текущих координат автомобиля при его движении, сравнении этих координат с эталонными (заданными в соответствии с маршрутом) и блокировки зажигания автомобиля при отклонении от маршрута более допустимого.

Формула изобретения

Устройство контроля маршрута автомобиля, содержащее последовательно соединенные антенну, приемоизмеритель координат, модуль обработки информации и накопитель, сигнальный элемент, при этом выход сигнального элемента подключен ко второму входу приемоизмерителя координат, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены последовательно соединенные первое оперативно-запоминающее устройство, вычитатель, элемент сравнения, первый ключ и первый элемент блокировки зажигания, выход которого является выходом устройства, последовательно включенные генератор тактовых импульсов, второй ключ и формирователь управляющих сигналов, последовательно соединенные анализатор и таймер, выход которого подключен ко второму входу второго ключа, индикатор, второе оперативно-запоминающее устройство, постоянно-запоминающее устройство, датчик пути и второй элемент блокировки зажигания, при этом выход приемоизмерителя координат соединен со входом анализатора, выход которого подключен ко входу индикатора и второму входу первого ключа, выход второго ключа соединен со вторым входом модуля обработки информации, выход которого подключен к объединенным одиночным входам первого и второго оперативно-запоминающих устройств, первая группа выходов формирователя управляющих сигналов соединена с группой входов первого оперативно-запоминающего устройства, вторая группа выходов формирователя управляющих сигналов подключена к группе входов второго оперативно-запоминающего устройства, выход которого соединен со входом вычитателя, третья группа выходов формирователя управляющих сигналов подключена к группе входов накопителя, связанного механически с первым входом второго элемента блокировки зажигания, четвертая группа выходов формирователя управляющих сигналов соединена с группой входов постоянно-запоминающего устройства, выход которого подключен ко второму входу вычитателя, выход датчика пути соединен со вторым входом таймера, выход второго элемента блокировки зажигания подключен ко второму входу первого элемента блокировки зажигания, второй вход второго элемента блокировки зажигания является входом устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2