CC BY
42
В декабря 2011 г. 15:50
НАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
Навигационные трекеры Novacom
Владимир Осадчий,
Vladimir. Osadchiy@ novacom-wireless.r
В настоящее время никою не удивишь возможностью мониторинга перемещения и состояния подвижных объектов. Данный сегмент рынка расширяется крайне быстро — если раньше следили за перемещением особо ценных объектов, то сегодня стало нормой оснащать соответствующими приборами грузовые и легковые автомобили. Кроме того, получили "путевку в жизнь" навигационные приборы персонального треккига людей и животных
История навигационных приборов, применяющих спутниковые системы, может быть условно разбита на четыре этапа
Лврвьй этап - с начала создания системы GPS до 1993 г. Система GPS позиииотруется как предназначенная для военного применения, доступ к информации для гражданских применений крайне огра**ічен. Количество создаваемых приборов невелико.
второй этап — с конца 1993 г. по май 2000 г. Система GPS открыта для гражданских применений, точность принудителжо ограничена. Количество создаваемых приборов среднее.
Трети* этап — с мая 2000г. по ностоящве время. Система GPS открыта для гражданских применений, точность не ограничивается. Количество создаваемых приборов очень богыиое.
Четвертый этап — с 1 января 2009 г. по настоящее время. Полноценно заработала спутниковая групгъ^хзвка ГЛОНАСС, идет активное оснащение мобильной техники России навигаииотыми средствами, пад-держюаюшими ГЛОНАСС Калмество приборов, поддерживающих ГЛОНАСС и GPS, быстро растет.
Одновременно с этим могут быть обозначены другие этапы развития систем позиционирования по спутниковым сигналам.
Первый этап — построение приемных систем на основе электронных компонентов общего назначе**ія, в основном высокочастотные тракты выполняются на дискретных элементах. Стоимость приемшх систем крайне высока, надежность и повторяемость ограничена.
Второй этап — построение приемных спаем на основе электронных компонентов общего назначения, в основном высокочастотные тракты выполняются на интегральных микросхемах Стоимость приемных систем средняя, надежность и повторяемость — высокие.
Третий этап — построение приемных и обрабатывающее трактов на специализированных микросхемах. Стоимость приемных систем низкая, надежность и повторяемость — высокие.
Именно создание слеі»ю/*із>^х>ва*«ьіх микросхем для построения приед**1ков спутниковой навигации дало толчок широкомасштабной разработке и производству систем спутниковой навислий. На рынке появилось большое количество приборов от размде фирм. Стоимость про-стейішх навигационных приборов снизилась ниже психологически важной отметки в 200евро. Пакжмо приборов локалыюй навигации, указывающих водотелю текущее местоположение и (возможно) маршрут д вижения к заданной точке, на рынке появились приборы контроля и мониторинга транспортных средств, показывающие определенному лицу (диспетчеру) маршрут движения и/или текущее местоположение и №4-фармацию о состоянии транспортного средства. Последоие приборы могут работать как в режиме реального времени (передавая данные по беспроводному каналу связи), так и в режиме "черного ящика", сохраняя данные о транспортном средстве в течение некоторого времени (с после-
дующей передачей данных по беспроесдоому или проводному каналу связи). Приборы нового поколения обладают существенно расширенными функциональными возможностями - большим набором подключаемых внешних датское, значительным объемом “черного яшиса" для хранения результатов измерений и тд.
В эго же вре*« ряд ф^рм начал разработку приборов в моноблочном исполнении (все узлы, включая GPS и GSM-антенны, располагаются внутри корпуса). Как оказалось, создание таких гфиборов представляет сложную техническую задачу — балыдонство приборов монобло^юго исполне-тя имеют низкую чувсгеитетъностъ GPS-части. Кроме того, ряд приборов имеет сильное влияние GSM-тракта на GPSnpneMHHK, вьмуждоющее к уменьшение времени работы модема на передачу — гриходигся передавать накопленную информацию раз в несколько минут, что приводит к ухудшению качества мониторинга. В то же время монобло^юе исполнение прибора — огромный плюс, приводящий к расширению возможностей применения приборов, упроще»*о их монтажа и применения.
В настоящее время ф*^>ма Novacom Wireless г^едставляет линейку автомобильных навигационных трекеров GNS-GIONASS, GNSTRACK и GN S-miniTRACK. Д анные трекеры выполнены по единой структуре и отличаются только набором поддерживаемых функций. Основным прибором линейки является GNS-GIONASS, поддерживающий определение координат местоположения как по российской егтутнююеой системе ГЛОНАСС, так и по американской системе GPS. Существенно более дешевым вариантом является прибор GNSTRACK, отличающейся от базового прибора GNS-GLONASS навигационным приемником, поддержи-ваюшим работу только со спутниками GPS. Наиболее простым и дешевым прибором л»**зйки является прибор GNS-mimTRACK, также работающий только со спутниками GPS и обладаюиий существенно меньшим набором функциональных возможностей по сравнению со своими “старшими собратьями". Цена прибора GNS-miniTRACK, естественно, еще ниже, чем у прибора GNS-TRACK. Также грибор GNSmiruTRACК отмоется моноблочным исполнением
Устройства GNS-GLONASS, GNSTRACK и GNSminiTRACK предназначены для осуществления мониторинга псадвижных объектов, с возможностью слежения за внешними датоками (датчиком) и использованием управляемых выходов (выхода). Устройства питаются от бортовой сети автомобиля, имеют внутренний аккумулятор. Д анные, полученные с автомобиля, хранятся в энергонезависимой памяти устройства и передаются владельцу устройства через GSM-канал во время сеансов связи. Также данные могут быть считаны с приборов GNSGLONASS и GNSTRACK через прямое подключение к компьютеру посредством интерфейса RS232. Подключение компьютера к прибору GNSminiTRACK возможно только в условиях сервисного центра (требуется специальное оборудование и разборка прибора).
В части приборов Novacom установлены аппаратные датски ускорений, которые позволяют определить динамику перемещений объектов и обнаружить сильные толчки и удары Такая задача часто стоит перед арендодателями транспортных средств — оценить физический износ техники из-за неумелой или варварской эксплуатации. Кроме того, для легкой технши типа мотоциклов, снегоходов и квадра циклов можно будет отслеживать факты переворачиваний и падений, приводящих к преждевременному выходу техники из строя.
В настоящее время большинство приборов навигационного мониторинга оснащаются литий-ионными или литий-полимерные аккумуляторами. При очевтцых достоинствах данных ежкумуляторов (высокая
T-Comm, июнь 2010
27
Общие характеристики приборов
Характеристика Значение
Система сотовой связи GSM
Тип модема SimCom S1M300
Зашита дискретных входов Онтронная развязка
Зашита дискретных выходов Омтронная развязка
Объем памяти «черного яшика» 2МБ
Напряжение питания 8...40В постоянною тока
Аппаратный датчик ускорений 3-х осевой акселерометр (опционально)
Каналы связи SMS. CSD. GPRS
Встроенный аккумулятор Li-Ро. Li-Ion (опционально)
Контролируемые напряжения Внешнее питание, встроенный аккумулятор
Защита от переполюсовки питания Есть, диод
Часы реального времени Есть
! Смена внутреннею ПО прибора Дистанционная, локальная
Конфигурирование (настройка) прибора Дистанционная, локальная
Различия функций приборов
Фу нкиня GNS- miniTRACK GNS-TRACK GNS-GLONASS
11авнгационныс спутники GPS GPS ГЛОНАСС, GPS
Навигационный приемник Transystcm ЕВ-230 Transystcm ЕВ-230 ИРЗ МНП-МЗ
Количество каналов > приемника 32 32 16
Количество дискретных входов Количество дискретных выходов 1 1 4 4 4 4
Количество внешних аналоговых входов 0 3 3
Количество внешних последовательных порюв RS-232 0 2 2
Количество портов CAN 0 1(опционально) 1 (опционально)
Количество портов iButton 0 1 (опционально) 1 (опционально)
Антенна (iSM встроенная внешняя FMA внешняя FMA
Антенна навигационная встроенная внешняя SMA внешняя SMA
Выход навигационных данных по интерфейсу RS-232 (NMEA данные) нет есть есть
Размер «черного ящика» в точках 20000 8000 8000
Среднее время работы от полностью заряженною встроенною стандартною аккумулятора в часах (GPRS + GPS/ГЛОНАСС) 8 6 2
Голосовая связь нет сеть есть
1 (оддержка работы с датчиком уровня топлива LLS нет есть есть
Поддержка работы с проточными датчиками расхода топлива олноканальны й одноканальний, лифферен циал ьн ый (опционально) одноканазьный, дифференциалы! ый (опционально)
Возможность конфигу рирования и/или считывания информации через внешний порт RS-232 нет есть есть
Встроенный самовосстанавл нвающи йся предохранитель нет есть есть
Емкость встроенною аккумулятора стандартного/морозостойкого мАчас 1600/900 1600/1300 1600/1300
28
емкость, 6олы1ие разрядные токи) они имеют и явные недостатки. К этим недостаткам в первую очередь относятся очень сютьное влияние низких температур на работу аккумулятора. Аккумуляторы, работающие в коммерческом диапазоне температур, отдают заявленные характеристики в деапазоне 0...+50С0, при температуре -10С° емкость и отдаваемые тс* подают примерно втрое, и, что самое главное, зна-чителыю уменьшается выходное напряжение аккумулятора По этой причине аккумуляторы коммерческого диапазона температур реально можно эксплуатировать только до -5С°. В го же время существуют литий-ионнмз аккумуляторы для эксплуатации в расширенном диапазоне температур, которые позволяют применять их при температурах до -40X1® (с определенными техническими дополнениями). Большинство таких аккумуляторов выполняются в корпусах, неудобных для встраивания в малогабаритную технику, однако недавно появились аккумуляторы с расширенным температурным диапазоном эксплуатации, имеющие корпуса, сходные по габаритам со стандартными, хотя и имеющие меньшую емкость. Возможность применения этих сжкумуляторов в трекерах фирмы Novacom выгодно отличает их от изделий прочих производителей. Следует иметь в виду, что емкость даже морозостойких литий-ион№1х аккумуляторов заметно падает при низких температурах, в частности при -4ОС0 емкость составляет примерно 30% от емкости при +20С°.
Прибор GNS-GLONASS выполнен в пластиковом разборном корпусе с выносными антеннами GPS и GSM, разъемами подключения питания и внешних датчиков, аудиоканала и коммуникационных устройств. Вьмосные антенны прибора должны быть расположены в местах, обеспечивающих нормальный прием радиосигналов- В условиях сильного сигнала GSM соответствующая антенна может быть ус-кмовлена достаку#*о "свободно", но в условиях слабого сигнала GSM это сягтенна должна быть установлена с соблюдением всех условий, обеспечивающий хорошую связь. Антенна ГЛОНАСС должна быть расположена в соответствующем месте и соответствующим образом ориентирована, чтобы о6еспе***тъ максимально высокое качество приема радиосигналов от спутников, в том числе в условиях работы любого оборудования автомобиля.
Прибор оснащен встроенным аккумулятором, выполненнь*м на коммерческий д иапазон температур (стандартным) или на расширенный температ)|рньй диапазон (морозостойким). Встроенный стандартный аккумулятор обеспечивает работу прибора в режиме GPS + GPRS не менее 3 часов при полном заряде (типовое
T-Comm, ионь 20 Ю
5 часов), морозостойкий аккумулятор — 2 (4) часов. При работе без передачи (только GPS) времена составлжот 16 (24) чосов и 10(15) часов для сгандсртного и морозостойкого аккумуляторов соответственно.
При разряде встроенною аккумулятора ниже определенного порога будут разосланы соответствующие SMS, также сообщения отсылаются по пропаданию внеамего питающего напряжения.
В настоящее время важное место занимает вопрос регионального расходования топлива, поэтому многие заказчюи стремятся оснастить свои автомобили устройствами контроля росхода топлива. Г^зибор GNS-GLONASS гредставляет возможности подключить различные дат •ики для этого. Простейший вариант - подключение стандартного автомобильного датчика уровня тогоыва к аналоговому входу прибора. Немного более то^ый контроль уровня топлива осуществляется при помощи датчика уровня топлива производства "Omncomm". Для наиболее одек-валного контроля расхода топлива применяет проточные дагчнки росхода топлива, например производства Технсяон"," Aquamelro" и другие.
К прибору GNSGLONASS могут быть подключен.! различные датчики и устройства, в честности контактные д атски (например, датчики открытия дверей), датчики расхода топлива (один или два одноканальных типа ДРТ 5.2 или дифференциальный типа ДРТ 77 производства Технотон" vein аналогичные), датчики уровня топлива US производства "Omnicomm" и аналоговые датчики различных типов. Кроме того, прибор имеет канал обмена с устройствам i Button и канал обмена по иине CAN. Технически все экземпляры приборов GNSGLONASS оснащены всеми необходимыми узлами, однако стандартно поставляемое ПО приборов не поддерживает работу с дефференииальными датчиками расхода топлива, устройствами и каналами связи с (Button и ни ной CAN. Данные функции поддерживаются специальным программным обеспечением, которое заказывается отдельно.
Прибор GNS-TRACK является точным аналогом прибора GNS GLONASS, за исключением применяемого модуля получения навиоц ионной информо^и - модуль в гриборе GNSTRACK может принимать и обрабатывать информацно только от спутников системы GPS. Во всех остальньк функциональных возможностях приборы эквиваленты
Прибор GNS-mtnTRACK вылотиен в виде моноблока, имеет брызго-эашнденилй пластиковый корпус и подводла**) кабель с уплотнителем На верхней панели корпуса расположен иллюминатор для возможности наблюдения за световыми индекатораии работы прибора Прибор имеет современный экономичный приемник GPS-сигнала. Антенны GPS и GSM встроенные, поэтому простейший вариант установки прибора вы глядит просто как расположение его под лобовым стеклом автомобиля (в случае питания прибора от встроенного аккумулятора), в несколько
T-Comm, июнь 2010
более сложном — с подключением к кабелю прибора разъема для подключена к прикуривателю.
Возможны в поставке два варианта исполнения корпуса — с надписями, выполненными гравировкой, и с надписями, выполненн>1ми 1ШЛКО-графией При заказе большого количества приборов возможна OEM поставка приборов вообще без шелкотрафии, или подготовка шелкогра-фии под конкретного заказчика (названия, логотиы и прочее).
Прибор контролирует входное напряжение и напряжение на встроенном аккумуляторе. Встроенный стандартный аккумулятор обеспечивает работу прибора в режиме GPS+GPRS не менее 5 часов при полном заряде (типовое 8 чосов), морозостонсий еккумулятор — 3 (5) часов При работе без передачи (только GPS) времена составляют 24 (36) часов и 16(20) чосов для стэддарпного и морозостойкого аккумуляторов соответственно.
Прибор требует размещения в зоне доступности радеоскналов от спут-ннков и сотовой сети Кроме того, требуется раслолсхатъ прибор плоской (нижней) чэстыо вниз, желательно горизонтально, чтобы обеспечгть мскси-мальную чувствительность приема синапов от слулнисов При скрылсй установке грибора следует учесть, что расположенное над фибером провода или металличесхие элементы конструкции автомобиля могут очень сильно ослабить сигнаты от спутников и сделать работу прибора неустойчвой или вообще невозможной. Кроме того, следует у'-итьвагъ, что некоторые ААЭДе-ли автомобилей имеют металлизированные или электрообогревоемые лобовые стекла, которые могут вообще не трогтускать радиоволны.
Прибор GNSmWTRACK имеет оден дискретны* вход и один дискретный выход что позволяет, к примеру, подключил» прибор к датчику ожрьеания д верей (вход) и к цепям блокировки двигателя автомобильной сигнализации (выход). Управление выходом прибора может осуществляться с обычного сотового телефона нажатием определенных кнопок набора номера. По срабатыванио входа (измененио состояния входа в выбранном направлении) могут быть отосланы соответствующие SMS.
Прибор GNS-mintTRACK имеет возможность применения дискретного входа в качестве входа счетчика импульсов, например, для подключения к прибору проточного датчика расхода топлива типа ДРТ 5.2 производства 'Технотон" или аналогичного. При этом, естественно, SMS по изменению состояния входа не рассыпаются.
Программное обеспечение навигационных трекеров Ncvacom состоит из двух частей — собственно внутреннего ПО трекеров и ПО гре-доставления информации клиенту. Внутреннее ПО трекеров построено на еденой основе и отличается только в тех частях, которые связаны с конкретными техническими особенностями приборов Все приборы поддер живают протоколы обмена информацией с сервером GNS (оригинальный разработки Novacom) и аналогичный применяемому прибором FM4100 фирмы Tetania, что позволяет резко ускорил» процесс ввода приборов в эксплуатацию. Денные, передаваемые по протоколу GNS, имеют большую информативность за счет предоставления дополнительной информации, не передаваемой по протоколу FM4100.
Внутреннее ПО трекеров может быть поменяно без снятия приборов с объекта и без физинеосого контакта с приборами, дестаиуюнно. Два основных условия смены ПО — устойчивы* канал связи GPRS и надежное электропитание прибора. На смену ПО одного прибора эатрсг*«о-ется примерно 10...20 минут в зависимости от качества канала связи. К сожалению, при сбое во время смены ПО прибора восстановление работоспособности возможно только в условиях сервисного центра.
Сегадея протокол GNS поддерживается рядом программ мониторинга поаркжньос объектов, таких как NovacomTrack Nip://w\M*movacom-*aduu, Виалон В2 hip://gurtam.com/ndexpbp?q=prociucl5/wdon_b2, Виалон ВЗ hup://gps-troce.ru, а также радом программ, подотовленных коленными пользователями под свои задачи. Перечень программ, поддерживающих протокол FM4100 эначтте/ъно больше, что позволяет конечному пальзо-
29
