Журнал "Новости Электроники", номер 6, 2007 год.

Журнал "Новости Электроники", номер 6, 2007 год.Новое GSM/GPRS-решение для систем автомобильной GPS-навигации: TrimTrac PROАлексей Никитов Многим уже известно навигационное устройство TrimTrac американской компании Trimble Navigation, предназначенное для отслеживания местоположения подвижных объектов. Сегодня Trimble представляет усовершенствованную версию этого устройства TrimTrac Pro. Возможность соединения по GPRS-каналу существенно расширяет функциональность и снижает стоимость эксплуатации прибора.

 

 

Навигатор TrimTrac Pro представляет собой компактное автономное навигационное устройство, предназначенное для определения координат с помощью системы GPS и обмена информацией по GSM/GPRS-сети. Обладая широким набором функциональных и аппаратных характеристик, позволяющих настраивать устройство под конкретные задачи требования, а также низкой ценой, данный прибор является идеальным решением для системных интеграторов и поставщиков готовых программно-аппаратных решений большому числу клиентов. Его возможности позволяют оказывать услуги мониторинга передвижных объектов в любой точке земного шара и в любой момент времени. Надо заметить, что стоимость TrimTrac Pro практически не изменилась по сравнению с предыдущей моделью. Кроме того, при всей функциональности устройства, его цена существенно ниже аналогичных приборов других производителей. TrimTrac Pro отличается качеством и надежностью, свойственными всей продукции Trimble.

Новый продукт компании Trimble обладает следующими функциональными возможностями:

интеллектуальный метод контроля движения;счетчики пробега;встроенная функция контроля за геограницами;функция оповещения по временному графику;информирование о начале движения и остановке;контроль скорости;сообщения о внештатных ситуациях;возможность удаленного перепрограммирования по беспроводному каналу.

TrimTrac Pro использует практически универсальные возможности SMS-сообщений в сети GSM, одновременно с возможностями низкозатратного GPRS-канала передачи данных. Обмен SMS-сообщениями открывает широкие возможности межсетевого роуминга как внутри страны, так и за ее пределами. Но затраты на услуги SMS возрастают при необходимости частого обмена SMS-сообщениями. В свою очередь, использование GPRS-канала позволяет снизить затраты на связь, однако покрытие или роуминг GPRS может быть ограничен в некоторых регионах. Таким образом, TrimTrac Pro обладает преимуществами обеих технологий и позволяет использовать GPRS там, где это возможно, и использовать услуги SMS там, где GPRS недоступен. Такой подход позволяет снизить расходы на связь и максимизировать покрытие. TrimTrac Pro также может быть настроен для автоматической передачи сообщений, записанных во время отсутствия GSM-покрытия. Эта функция особенно полезна при нестабильной работе GSM-связи.

Еще одним преимуществом нового прибора является специальный алгоритм обработки принимаемого сигнала. Благодаря этому алгоритму TrimTrac Pro, обладающий не самой высокой чувствительностью, способен работать с очень слабыми сигналами. Как результат, прибор можно размещать в таких местах, где традиционные GPS-приемники не работают, например, под сиденьем автомобиля или в ящике для перчаток. При этом точность определения координат составляет менее 6 метров, что превосходит точность определения устройств с большей чувствительностью.

Внешне новый TrimTrac Pro аналогичен предшествующей модели TrimTrac (рис. 1). Он смонтирован в прочном пластиковом прямоугольном корпусе со степенью влагозащиты IP55, что позволяет размещать его, например, внутри пластикового бампера автомобиля или на крыше контейнера. Крепить прибор можно двумя способами: либо пластиковой скобой с возможностью быстрого и легкого съема устройства, либо металлической скобой для жесткой установки.

 

Рис. 1. TrimTrac PRO c внешней антенной и пластиковым держателем

Технические характеристики прибора приведены в таблице 1.

Таблица 1. Технические характеристики прибора   

Спецификация GSM/GPRS части Режимы работы GPRS мультислот Класс 10/Класс В SMS Диапазон частот 850/1900/900/1800 МГц Выходная мощность Класс 4 (2 Вт) при 850/900 МГц (EGSM) Класс 1 (1 Вт) при DCS1800/PCS1900 МГц СИМ-карта 1,8 В/3,0 В (в комплект поставки не входит) Сертификаты PTCRB и GCF CC, FCC часть 15 и 24, Industry Canada, CE MARK, Е MARK, ECRTTE Спецификация GPS-части Рабочая частота L1 (1575,42 МГц), код C/A Чувствительность -136 дБм на прием Точность По горизонтали: < 6 м По высоте: < 11 м По скорости: 0,06 м/сек Время старта (Теплый старт 50%) При уровне сигнала -130 дБм: < 39 сек При уровне сигнала -136 дБм: < 80 сек Динамические характеристики Ускорение: 4g (39,2 м/сек2) Изменение ускорения: 20 м/сек3 Система координат (Datum) WGS-84 Условия эксплуатации Температура* Tраб: -10...55°С Тмакс: -20...75°С (могут иметь место отклонения по спецификации GSM) Тхран: -40...85°С Относительная влажность От 5% до 95% без конденсации при +40°С Корпус Соответствует IP55, исключая использование внешней GPS антенны или модуля управления Вибрации** 0,008g2/Гц от 5 до 20 Гц 0,05g2/Гц от 20 до 100 Гц -3дБ/октаву от 100 до 900 Гц Удары** При работе: 40g при 11 м/сек При хранении: 75g при 6 м/сек Физические характеристики Сборка Литой термопластик Размер 143,3х76,2х36,7 мм Вес 205 грамм не включая батареи 300 грамм с 4 щелочными батареями типа АА Электрические характеристики Питание 4 щелочные батареи типа АА (не включены) или внешний источник 9-32 В постоянного тока** Время работы от батарей До 90 дней (10 сообщений в день, -130 дБм GPS) Соединители Требуются только при использовании с внешней антенной или со встраиваемыми модулями

* - исключая батареи.
** - требуется дополнительный модуль.  

Навигатор TrimTrac Pro полностью автономен. Он может питаться как от обыкновенных «пальчиковых» батарей, так и от бортовой сети автомобиля. Для этого существует специальный модуль автомобильного адаптера, устанавливаемого в батарейный отсек. Модуль автомобильного адаптера заменяет стандартный держатель батарей и позволяет присоединять устройство к внешнему источнику постоянного тока 9...32 В и к трем переключаемым внешним входам (рис. 2). При отключении внешнего питания модуль включает аккумулятор для поддержания рабочего состояния. Благодаря специальному алгоритму работы прибора, направленному на максимальную минимизацию потребления энергии, длительность автономного функционирования от одного комплекта батарей достигает 90 дней при частоте отправки сообщений 10 раз в день. Потребление энергии и затраты на связь сводятся к минимуму благодаря функции отправки сообщений на основе факта перемещения.

Рис. 2. TrimTrac Pro c установленным автомобильным адаптером

TrimTrac Pro прост в использовании и не требует каких-либо специальных навыков. Временные и трудовые затраты на настройку и установку сведены к минимуму. После установки SIM-карты, батарей и назначения адреса отсылки сообщений, TrimTrac Pro готов к отправке SMS или передаче данных с помощью GPRS-канала. По умолчанию, сообщения отсылаются с интервалом 15 минут при движении; сообщения о текущем статусе отправляются каждые 12 часов в состоянии покоя. После включения TrimTrac Pro самоинициализируется в любой точке земного шара и, если доступна GSM-связь, начинает передачу сообщений. При необходимости можно легко перенастроить устройство для выполнения более сложных задач. Важным преимуществом является то, что перепрограммирование можно осуществить удаленно по беспроводному каналу. Однако это возможно не всегда, например, при изменении настроек безопасности, таких как идентификационный номер прибора, секретный пароль или PIN-код СИМ-карты. Для выполнения данной процедуры существует модуль программирования, устанавливаемый на место батарейного отсека, с помощью которого возможно подключить прибор к компьютеру по USB (рис. 3) и настроить прибор через простой и удобный программный Windows-интерфейс, поставляемый в комплекте (рис. 4). Более уникальные настройки можно осуществить посредством специальных команд, аналогичных AT-командам.

Рис. 3. TrimTrac Pro c модулем программирования

Рис. 4. Окна интерфейса для программирования навигатора TrimTrac Pro

Внутренняя структура прибора показана на рис. 5. Работа прибора контролируется DSP/ARM-процессором. Радиочасть представлена GSM/GPRS-модемом и GPS-трансивером. В прибор встроен датчик движения, а также блок часов реального времени, оснащенный аналоговым интерфейсом. Питание управляется соответствующим встроенным блоком. В качестве источника питания могут применяться либо батареи, либо специальный модуль автомобильного адаптера.

Рис. 5. Внутренняя структура навигатора TrimTrac Pro

Прибор имеет также встроенные GSM- и GPS-антенны. Кроме того, имеется возможность подключения внешней GPS-антенны, что позволяет достигнуть более точной и надежной работы TrimTrac Pro. Для этого на корпусе есть специальная заглушка, под которой находится стандартный антенный разъем (рис. 6).

Рис. 6. Вид разъема для подключения внешней GPS-антенны

Рис. 7. Алгоритм работы (машина состояний) навигатора TrimTrac Pro

Идеология работы прибора заключается в использовании «Машины состояний» (State machine) (рис. 7), т.е. последовательном переходе от одной задаче к другой. Алгоритм переключения из одного устойчивого состояния в другое зависит от заданного времени или различных внешних условий, например, от наличия сигнала с датчика движения или поступивших по беспроводному каналу команд с новыми конфигурационными параметрами. Для сохранения энергии батарей и уменьшения финансовых затрат на связь, навигатор максимальное количество времени находится в спящем режиме. Переход в рабочее состояние производится только на короткие отрезки времени для того, чтобы зафиксировать свое местоположение и/или передать координаты и ряд дополнительных параметров в виде SMS-рапорта, E-mail-сообщения, либо по GPRS-каналу. Например, при отсутствии движения прибор находится в состоянии «простоя» до момента движения или до истечения определенного времени (таймера RTC Wakeup). Если движения нет, но прошло заданное при программировании количество времени, прибор включает GSM/GPRS-часть и передает информацию о своем статусе, включающую данные о состоянии батарей, датчиков, и другие текущие данные. При каждом выходе в эфир прибор может получить какие-либо внешние данные, содержащие управляющие команды для изменения режимов работы, задания новых временных интервалов между рапортами и т.д.

Дополнительную функциональность прибору добавляет возможность контроля трех цепей эквивалентных ключей, которые могут использоваться в любой комбинации. Другими словами, к прибору можно подключить множество внешних устройств и датчиков с тремя степенями приоритета. Это возможно только при использовании модуля автомобильного адаптера. Схема включения приведена на рис. 8. Она дает возможность параллельного включения нескольких устройств по каждой из цепи схемы.

Рис. 8. Схема подключения внешних устройств

Помимо всего прочего, TrimTrac Pro обладает рядом дополнительных полезных режимов.

Один из них - это поддержка активации двух границ на местности. Данные о границах могут быть активированы в момент включения устройства через беспроводной канал связи или внешнее устройство, подключенное к внутреннему модулю TrimTrac Pro. Возможны варианты настройки границ для уведомления о нахождении внутри них, вне их пределов или при их пересечении. Эти возможности позволяют «заблокировать» устройство в нужном районе без необходимости постоянной передачи сообщений.

Таким образом, прибор можно использовать как охранно-противоугонное устройство. Для этого ему необходимо указать область границ на местности. В результате, при пересечении автомобилем с находящимся в нем прибором границ заданной области, TrimTrac Pro выдаст сигнал, говорящий о несанкционированном движении транспорта. А при подключении датчиков к TrimTrac Pro можно контролировать целостность окон, дверных замков автомобиля и другой сигнализации.

Еще одна полезная функция - режим календаря. Данная функция определяет календарный график передачи сообщений в течение рабочего дня. Например, в рабочее время устройство будет отправлять сообщения только при нарушении границ, а во внерабочие часы информировать о любом движении. Этот режим полезен, например, при контроле над оборудованием на строительной площадке, где должны учитываться как время работы, так и границы.

Обслуживание оборудования часто основывается на накопленном времени пробега. TrimTrac Pro предлагает два управляемых счетчика пробега: один активируется при движении, другой управляется с помощью внешнего датчика (например, датчика давления масла), подключенного к внутреннему модулю.

Кроме того, TrimTrac Pro может информировать о начале движения и остановке. В этом режиме прибор передает одно сообщение о текущем положении после начала движения, и одно сообщение - после остановки. Между этими сообщениями отсутствует передача других сообщений, хотя запись в журнал перемещения разрешается вести в фоновом режиме. Этот журнал может быть отправлен при необходимости. Такой подход позволяет минимизировать затраты на связь.

Несмотря на то, что TrimTrac Pro представляет собой законченное устройство, для его эффективного использования требуется дополнительное программное обеспечение. Для отображения информации о местоположении объектов, где установлены навигаторы, необходимо иметь компьютерную программу с удобными средствами визуализации. Такие программные средства выпускаются несколькими компаниями и могут применяться системными интеграторами или владельцами крупных парков автомашин. Возможно также отслеживание местоположения объектов через Интернет-порталы в режиме On-line.

Таким образом, TrimTrac Pro можно применять для выполнения следующих задач:

мониторинг автономных объектов; системы безопасности;контроль грузовых контейнеров;слежение за транспортом;управление удаленным оборудованием;мониторинг стационарных средств.

Для того чтобы быстро и легко освоить навигатор TrimTrac Pro, производитель выпускает набор разработчика, в который входит все, что необходимо для программирования, установки и проверки работы прибора в различных вариантах эксплуатации. К комплекту прилагаются также оригинальные CD с программным обеспечением и документацией (рис. 9).

Рис. 9. Комплектация набора разработчика

В коплект разработчика входят:

TrimTrac Pro навигатор с батарейным питанием;TrimTrac Pro навигатор с батарейным питанием и автомобильным адаптером;модуль программирования с кабелем USB;металлический элемент крепления;быстросъемный пластиковый элемент крепления;CD c программным обеспечением для конфигурирования навигатора по эфиру;CD c технической документацией;CD c иллюстрациями.

Как итог, обобщим основные преимущества TrimTrac Pro перед аналогичными устройствами:

Низкая цена. Благодаря совмещению GPS- и GSM/GPRS-функционала в рамках одного процессора, производителю удалось значительно снизить цену прибора.Отсутствие внешних соединений. Благодаря полностью автономной конструкции, для установки навигатора требуется не более 5 минут. Навигатор может быть помещен в автомобиль без ведома водителя.Автономная работа. Батарейное питание позволяет использовать навигационный прибор для отслеживания положения контейнеров и других грузов.Дополнительные возможности. При наличии автомобильного модуля прибор может выполнять функции охранного устройства и опрашивать подключенные датчики.Датчик движения. Позволяет ограничиться передачей информации только при условии перемещения автомобиля.

Вернуться к содержанию номера







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2019 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.