Особенности архитектуры построения и организации ППО ГЛОНАСС (GPS) навигационного контроллера (1142015), страница 2
Текст из файла (страница 2)
3. Примеры маршрутов контроллера, полученные а) с применением датчика движения;б) без использования датчика движенияконтроллер будет поддерживать правильноевремя с помощью встроенных часов реального времени даже при пропадании сигналовот спутников на неограниченное время приусловии наличия питания контроллера (неважно, от внешнего питания или от резервногоаккумулятора). Встроенные часы реальноговремени имеют собственный независимыйисточник резервного питания, которого хватает на обеспечение беспрерывной работычасов в течение нескольких дней, даже в случаеполного отключения питания контроллера(и внешнего, и резервного аккумулятора).Контроллер содержит встроенный механическийдатчик движения, принцип действия которогооснован на обнаружении вибрации: наличиевибрации считается «движением», отсутствиевибрации — «остановкой». Для исключенияложных срабатываний и регистрации «лишних» кратковременных «остановок» для начала«движения» необходимо наличие непрерывнойвибрации в течение не менее трех секунд, а длярегистрации «остановки» — отсутствие вибрации в течение не менее 10 секунд.Датчик движения можно использовать в качестве дополнительного и независимого источникаинформации о движении объекта, что позволяетувеличить точность получения координат на остановках и стоянках.
Встроенный навигационныйприемник имеет погрешность измерения коор-динат, что приводит к тому, что на длительныхстоянках появляется «шум», в результате которого снижается точность отчетов, вычисляемыхпо пройденному маршруту (пробег и прочее).Особенно это заметно, если объект стоит в тесном дворе или в другом месте с ограниченнойвидимостью навигационных спутников, в этомслучае ошибки в определении координат могутбыть довольно существенными.Для того чтобы избежать этой проблемы,можно «замораживать» координаты объектав отсутствии движения объекта. В этом случаеконтроллер на остановке будет постоянно передавать одни и те же «замороженные» координаты,вычисленные в момент остановки, а при началедвижения контроллер войдет в нормальныйрежим определения координат.К важным потребительским свойствам контроллера следует отнести возможность подключения до пяти внешних дискретных датчиковобщего назначения «замкнуто/разомкнуто»,до трех аналоговых датчиков, на выходе которых используются аналоговые сигналы с изменяющимся напряжением, а также до трехцифровых датчиков уровня жидкости.Дискретные входы кроме обычного режимамогут также работать в режиме детектирования входных импульсов (рис.
4).Входы в режиме «детектор импульсов» целесообразно использовать в случаях, когда требуетсяРис. 4. Временные диаграммы обработки контроллером показаний дискретного входав режиме детектирования импульсовзарегистрировать некоторый процесс, началои конец которого характеризуются появлением/пропаданием серии импульсов. Примеромтакого использования может служить датчиквращения того или иного механизма, когдапри вращении в датчике возникают импульсы,а при его остановке они пропадают.Независимо от своей основной функции (обычныйвход или детектор импульсов), вход IN1 имеет дополнительную особенность: контроллер подсчитываетколичество импульсов (переходов из состояния«разомкнуто» в «замкнуто») на данном входе.Текущий результат подсчета хранится в энергонезависимой памяти и входит в составформируемых контроллером отчетов. Можнотакже задать определенную величину изменения счетчика, при достижении которой будетсформирован отчет.Счетчик импульсов можно использовать длявычисления параметров, пропорциональныхколичеству импульсов на том или ином датчике, например, для измерения расхода топливапри использовании турбинного датчика, когдаколичество оборотов турбины (количествоимпульсов на датчике) соответствует определенному количеству прошедшего через неетоплива.
Еще одним примером использования является подключение датчика скорости(спидометра): в этом случае каждый импульссоответствует определенному пройденномурасстоянию, а сумма импульсов — пробегуза определенный период времени.Разрядность счетчика — 32 бита, то естьмаксимальное значение, после которого происходит переход в нулевое состояние, равно4 294 967 295.Для измерения плавно изменяющихся параметров (уровень топлива, температура, давлениеи т. д.) к входам AN_IN1, AN_IN2, AN_IN3 контроллера можно подключить до трех внешниханалоговых датчиков.
Напряжение с этих входовоцифровывается встроенным восьмиразрядныманалого-цифровым преобразователем (АЦП)контроллера, и текущее состояние входов добавляется к формируемым отчетам.В дальнейшем с помощью обработки в диспетчерском центре измеренное напряжениеможно пересчитать в «реальные» физическиевеличины (литры, градусы и т. д.), используяпроцесс предварительной калибровки (построение калибровочных таблиц).Чтобы «сгладить» возможные резкие и быстрыеколебания напряжения на аналоговых входах,в контроллере применяется фильтрация показаний входов. Для фильтрации используетсяфильтр нижних частот (ФНЧ) первого порядка.Новое фильтрованное значение Xi вычисляетсяпо формуле:Xi = Xi–1 + K (Yi – Xi–1),где Xi-1 — предыдущее фильтрованное значение;Yi — новое полученное со входа значение;K — коэффициент фильтрации (0 ≤ K ≤ 1).Для каждого аналогового входа можно задатьсобственный коэффициент фильтрации (выбрать одно из четырех предустановленныхзначений коэффициента).Для каждого из аналоговых входов можноопределить два типа событий, приводящихБЕСПРОВОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ №1 ’09GPS | КОМПОНЕНТЫРис.
5. Графики значений аналогового входа до и после фильтрациик формированию отчета: при заданном изменении напряжения или при переходе череззаданный порог.При использовании контроллера с цифровымидатчиками уровня жидкости контроллер записывает показания цифровых датчиков вместопоказаний соответствующих аналоговых входов, поэтому использование соответствующиханалоговых входов контроллера в этом случаеневозможно.
Фильтрация значений также становится недоступна, так как она выполняетсяаппаратно внутри датчика.Контроллер записывает маршрут объекта,формируя с заданной подробностью точкиэтого маршрута (отчеты). Отчеты записываются в энергонезависимую память контроллераи при первой же возможности доставляютсяв диспетчерский центр с использованиемTCP/IP GPRS-соединения.
Таким образом,если контроллеру удалось установить TCP/IPGPRS-соединение с диспетчерским центром,отчеты будут доставляться в него по мереих возникновения в режиме реального времени.WWW.WIRELESS-E.RUЕсли же по любой причине контроллер не смогустановить TCP/IP GPRS-соединение, отчетынакапливаются в памяти контроллера и будутдоставлены в диспетчерский центр сразу послеустановления соединения.Функциональные возможности системы радионавигационного мониторинга, в состав которойвходит настоящий модернизированный контроллер, в части приема/передачи информациичерез Интернет реализованы авторами с помощью программы «Интернет-канал» [3].Объема энергонезависимой памяти контроллера достаточно для хранения около 27 000 точекмаршрута.
В «средних» условиях этого хватаетдля нескольких недель автономной (без считывания) работы контроллера. При недостаточномобъеме памяти вновь формируемые отчетызаписываются вместо самых «старых», такимобразом, в памяти контроллера всегда будутпоследние 27 000 точек отчета.Контроллер формирует очередную точку маршрута (отчет) при наступлении определенныхсобытий. Одна группа событий определяетсяпользователем исходя из требуемой подробности записи маршрута, характера движенияобъекта, наличия внешних датчиков и т.
д.и может быть изменена как при начальнойконфигурации контроллера, так и дистанционно в процессе работы.События из другой группы являются технологическими и не могут быть изменены илиотменены.Состав информации, входящей в каждый отчет, содержит как обязательные данные (время,координаты и т. д.), так и конфигурируемыепользователем (высота, курс, показания телеметрического счетчика и т. д.).Литература1. Басюк М. Н., Савицкий Ф. Ф., Хожанов И. В.,Чубаров С. А.
Архитектура построения и организация программно-математическогообеспечения системы радионавигационногомониторинга автотранспорта «Маршрут» //Беспроводные технологии. 2008. № 1.2. Federal Information Processing Standards.Publication 197. November 26, 2001Specification for the Advanced EncryptionStandard (AES).3. Басюк М. Н., Колотов Р.
Б., Савицкий Ф. Ф.,Хожанов И. В., Чубаров С. А. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ№ 2008612036 от 10.04.2008.33.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
