|
В настоящее время никого 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 трекинга людей и животных.
История навигационных приборов, применяющих спутниковые системы, может быть условно разбита на четыре этапа.
Первый этап – с начала создания системы GPS – 1985 года до 1993 года. Система GPS позиционируется как предназначенная для военного применения, доступ к информации для гражданских применений крайне ограничен. Количество создаваемых приборов невелико.
Второй этап – с конца 1993 года по май 2000 года. Система GPS открыта для гражданских применений, точность принудительно ограничена. Количество создаваемых приборов среднее.
Третий этап – с мая 2000 года по настоящее время. Система GPS открыта для гражданских применений, точность не ограничивается. Количество создаваемых приборов очень большое.
Четвертый этап – с 1 января 2009 года по настоящее время. Полноценно заработала спутниковая группировка ГЛОНАСС, идет активное оснащение мобильной техники России навигационными средствами, поддерживающими ГЛОНАСС. Количество 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 назначения, в основном высокочастотные тракты выполняются на дискретных элементах. Стоимость приемных систем крайне высока, надежность и повторяемость ограничена.
Второй этап – построение приемных систем 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 обрабатывающих трактов на специализированных микросхемах. Стоимость приемных систем низкая, надежность и повторяемость - высокие.
Именно создание специализированных микросхем для построения приемников спутниковой навигации дало толчок широкомасштабной разработке и производству систем спутниковой навигации. На рынке появилось большое количество приборов от разных фирм. Стоимость простейших навигационных приборов снизилась ниже психологически важной отметки в 200 евро. Помимо приборов локальной навигации, указывающих водителю текущее местоположение и (возможно) маршрут движения к заданной точке, на рынке появились приборы контроля и мониторинга транспортных средств, показывающие определенному лицу (диспетчеру) маршрут движения и/или текущее местоположение и информацию о состоянии транспортного средства. Последние 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 последующее передачей данных по беспроводному или проводному каналу связи). Приборы нового поколения обладают существенно расширенными функциональными возможностями – большим набором подключаемых внешних датчиков, значительным объемом «черного ящика» для хранения результатов измерений и т.д.
В это же время ряд фирм начал разработку приборов в моноблочном исполнении (все узлы, включая GPS и GSM антенны, располагаются внутри корпуса). Как оказалось, создание таких приборов представляет сложную техническую задачу – большинство приборов моноблочного исполнения имеют низкую чувствительность GPS части. Кроме того, ряд приборов имеет сильное влияние GSM тракта на GPS приемник, вынуждающее к уменьшению времени работы модема на передачу - приходится передавать накопленную информацию раз в несколько минут, что приводит к ухудшению качества мониторинга. В то же время моноблочное исполнение прибора – огромный плюс, приводящий к расширению возможностей применения приборов, упрощению их монтажа и применения.
В настоящее время фирма Novacom Wireless представляет линейку автомобильных навигационных трекеров GNS-GLONASS, GNS-TRACK и GNS-miniTRACK. Данные трекеры выполнены по единой структуре и отличаются только набором поддерживаемых функций. Основным прибором линейки является GNS-GLONASS, поддерживающий определение координат местоположения как по российской спутниковой системе ГЛОНАСС, так и по американской системе GPS. Существенно более дешевым вариантом является прибор GNS-TRACK, отличающийся от базового прибора GNS-GLONASS навигационным приемником, поддерживающим работу только со спутниками GPS. Наиболее простым и дешевым прибором линейки является прибор GNS-miniTRACK, также работающий только со спутниками GPS и обладающий существенно меньшим набором функциональных возможностей по сравнению со своими «старшими собратьями». Цена прибора GNS-miniTRACK, естественно, еще ниже, чем у прибора GNS-TRACK. Также прибор GNS-miniTRACK отличается моноблочным исполнением.
Устройства GNS-GLONASS, GNS-TRACK и GNS-miniTRACK предназначены для осуществления мониторинга подвижных объектов, с возможностью слежения за внешними датчиками (датчиком) и использованием управляемых выходов (выхода). Устройства питаются от бортовой сети автомобиля, имеют внутренний аккумулятор. Данные, 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 GNS-GLONASS и GNS-TRACK через прямое подключение к компьютеру посредством интерфейса RS-232. Подключение компьютера к прибору GNS-miniTRACK возможно только в условиях сервисного центра (требуется специальное оборудование и разборка прибора).
В части приборов Novacom установлены аппаратные датчики 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 техники типа мотоциклов, снегоходов и квадрациклов можно будет отслеживать факты переворачиваний и падений, приводящих к преждевременному выходу техники из строя.
Таблица общих характеристик приборов
|
Характеристика |
Значение |
|
Система сотовой связи |
GSM |
|
Тип модема |
SimCom SIM300 |
|
Защита дискретных входов |
Оптронная развязка |
|
Защита дискретных выходов |
Оптронная развязка |
|
Объем памяти «черного ящика» |
2МБ |
|
Напряжение питания |
8…40В постоянного тока |
|
Аппаратный датчик ускорений |
3-х осевой акселерометр (опционально) |
|
Каналы связи |
SMS, CSD, GPRS |
|
Встроенный аккумулятор |
Li-Po, Li-Ion (опционально) |
|
Контролируемые напряжения |
Внешнее питание, встроенный
аккумулятор |
|
Защита от переполюсовки питания |
Есть, диод |
|
Часы реального времени |
Есть |
|
Смена внутреннего ПО прибора |
Дистанционная, локальная |
|
Конфигурирование (настройка)
прибора |
Дистанционная, локальная |
Таблица различий функций приборов
|
Функция |
GNS-miniTRACK |
GNS-TRACK |
GNS-GLONASS |
|
Навигационные спутники |
GPS |
GPS |
ГЛОНАСС, GPS |
|
Навигационный приемник |
Transystem
EB-230 |
Transystem
EB-230 |
ИРЗ
МНП-М3 |
|
Количество каналов у приемника |
32 |
32 |
16 |
|
Количество дискретных входов |
1 |
4 |
4 |
|
Количество дискретных выходов |
1 |
4 |
4 |
|
Количество внешних аналоговых входов |
0 |
3 |
3 |
|
Количество внешних последовательных портов RS-232 |
0 |
2 |
2 |
|
Количество портов CAN |
0 |
1 (опционально) |
1 (опционально) |
|
Количество портов iButton |
0 |
1 (опционально) |
1 (опционально) |
|
Антенна GSM |
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 заряженного встроенного стандартного аккумулятора в часах (GPRS + GPS/ГЛОНАСС) |
8 |
6 |
2 |
|
Голосовая связь |
нет |
есть |
есть |
|
Поддержка работы с датчиком уровня топлива LLS |
нет |
есть |
есть |
|
Поддержка работы с проточными датчиками расхода топлива |
Одноканальный
|
одноканальный, дифференциаль
ный (опционально) |
В настоящее время большинство приборов навигационного мониторинга оснащаются литий-ионными или литий-полимерными аккумуляторами. При очевидных достоинствах данных аккумуляторов (высокая емкость, большие разрядные токи) они имеют и явные недостатки. К этим недостаткам в первую очередь относятся очень сильное влияние низких температур на работу аккумулятора. Аккумуляторы, работающие в коммерческом диапазоне температур, отдают заявленные характеристики в диапазоне 0…+50C°, при температуре -10C° емкость и отдаваемый ток падают примерно втрое, и, что самое главное, значительно уменьшается выходное напряжение аккумулятора. По этой причине аккумуляторы коммерческого диапазона температур реально можно эксплуатировать только до -5C°. В то же время существуют литий-ионные аккумуляторы для эксплуатации в расширенном диапазоне температур, которые позволяют применять их при температурах до -40C° (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 аккумуляторов в трекерах фирмы Novacom выгодно отличает их от изделий прочих производителей. Следует иметь в виду, что емкость даже морозостойких литий-ионных аккумуляторов заметно падает при низких температурах, в частности при - 40C° емкость составляет примерно 30% от емкости при +20C°.
Прибор GNS-GLONASS (Рисунок 1) выполнен в пластиковом разборном корпусе с выносными антеннами GPS и GSM, разъемами подключения питания и внешних датчиков, аудиоканала и коммуникационных устройств. Выносные антенны прибора должны быть расположены в местах, обеспечивающих нормальный прием радиосигналов. В условиях сильного сигнала GSM соответствующая антенна может быть установлена достаточно «свободно», но в условиях слабого сигнала GSM эта антенна должна быть установлена с соблюдением всех условий, обеспечивающий хорошую связь. Антенна ГЛОНАСС должна быть расположена в соответствующем месте и соответствующим образом ориентирована, чтобы обеспечить максимально высокое качество приема радиосигналов от спутников, в том числе в условиях работы любого оборудования автомобиля.
Рисунок 1
Автомобильный навигационный трекер GNS-GLONASS (производитель Novacom Wireless).
(файл @GNS Track device)
Прибор оснащен встроенным аккумулятором, выполненным на коммерческий диапазон температур (стандартным) или выполненным на расширенный температурный диапазон (морозостойким). Встроенный стандартный аккумулятор обеспечивает работу прибора в режиме GPS + GPRS не менее 3 часов при полном заряде (типовой показатель - 5 часов), морозостойкий аккумулятор – 2 (4) часов. При работе без передачи (только GPS) времена составляют 16 (24) часов и 10 (15) часов для стандартного и морозостойкого аккумуляторов соответственно.
При разряде встроенного аккумулятора ниже определенного порога будут разосланы соответствующие SMS, также сообщения отсылаются при пропадании внешнего питающего напряжения.
В настоящее время вопрос рационального расходования топлива вышел на важное место, поэтому многие заказчики стремятся оснастить свои автомобили устройствами контроля расхода топлива. Прибор GNS-GLONASS предоставляет возможность подключить различные датчики для этого. Простейший вариант – подключение стандартного автомобильного датчика уровня топлива к аналоговому входу прибора. Более точный контроль уровня топлива осуществляется при помощи датчика уровня топлива производства «Omnicomm». Для наиболее адекватного контроля расхода топлива применяют проточные датчики расхода топлива, например производства «Технотон», «Aquametro» и другие.
К прибору GNS-GLONASS могут подключаться различные датчики и устройства, в частности контактные датчики (например, датчики открытия дверей), датчики расхода топлива (один или два одноканальных типа ДРТ 5.2 или дифференциальный типа ДРТ 77 производства «Технотон» или аналогичные), датчики уровня топлива LLS производства «Omnicomm» и аналоговые датчики различных типов. Кроме того, прибор имеет канал обмена с устройствами iButton и канал обмена по шине CAN. Технически все приборы GNS-GLONASS оснащены всеми необходимыми узлами, однако стандартно поставляемое ПО приборов не поддерживает работу с дифференциальными датчиками расхода топлива, устройствами и каналами связи с iButton и шиной CAN. Данные функции поддерживаются специальным программным обеспечением, которое заказывается отдельно.
Прибор GNS-TRACK является точным аналогом прибора GNS-GLONASS, за исключением применяемого модуля получения навигационной информации – модуль в приборе GNS-TRACK может принимать и обрабатывать информацию только от спутников системы GPS. Во всех остальных функциональных возможностях приборы эквивалентны.
Прибор GNS-miniTRACK (Рисунок 2) выполнен в виде моноблока, имеет брызгозащищенный пластиковый корпус и подводящий кабель с уплотнителем. На верхней панели корпуса расположен иллюминатор для возможности наблюдения за световыми индикаторами работы прибора. Прибор имеет современный экономичный приемник GPS сигнала. Антенны GPS и GSM встроенные, поэтому прибор устанавливается путем расположения его под лобовым стеклом автомобиля (в случае питания прибора от встроенного аккумулятора), или же подключение к кабелю прибора разъема для подключения к прикуривателю.
Рисунок 2
Автомобильный навигационный трекер GNS-miniTRACK ((производитель Novacom-Wireless).
(Файл @GNS mini track device)
В поставке возможны два варианта исполнения корпуса – с надписями, выполненными гравировкой, и с надписями, выполненными шелкографией. При заказе большого количества приборов возможна OEM поставка приборов вообще без шелкографии, или подготовка шелкографии под конкретного заказчика (названия, логотипы 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 часов), морозостойкий аккумулятор – 3 (5) часов. При работе без передачи (только GPS) времена составляют 24 (36) часов и 16 (20) часов для стандартного и морозостойкого аккумуляторов соответственно.
Прибор требует размещения в зоне доступности радиосигналов от спутников и сотовой сети. Кроме того, требуется располагать прибор плоской (нижней) частью вниз, желательно горизонтально, чтобы обеспечить максимальную чувствительность приема сигналов от спутников. При скрытной установке прибора следует учесть, что расположенные над прибором провода или металлические элементы конструкции автомобиля могут очень сильно ослабить сигналы от спутников и сделать работу прибора неустойчивой или вообще невозможной. Кроме того, следует учитывать, что некоторые модели автомобилей имеют металлизированные или электрообогреваемые лобовые стекла, которые могут вообще не пропускать радиоволны.
Прибор GNS-miniTRACK имеет один дискретный вход и один дискретный выход, что позволяет, к примеру, подключить прибор к датчику открывания дверей (вход) и к цепям блокировки двигателя автомобильной сигнализации (выход). Управление выходом прибора может осуществляться с обычного сотового телефона нажатием определенных кнопок набора номера. По срабатыванию входа (изменению состояния входа в выбранном направлении) могут быть отосланы соответствующие SMS.
Прибор GNS-miniTRACK 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 рассылаются.
Программное обеспечение навигационных трекеров Novacom состоит из двух частей – собственно внутреннего ПО трекеров и ПО предоставления информации клиенту. (Рисунок 6) Внутреннее ПО трекеров построено на единой основе и отличается только в тех частях, которые связаны с конкретными техническими особенностями приборов. Все приборы поддерживают протоколы обмена информацией с сервером GNS (оригинальный разработки Novacom) и аналогичный применяемому прибором FM4100 фирмы Teltonika, что позволяет резко ускорить процесс ввода приборов в эксплуатацию. Данные, 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 физического контакта с приборами, дистанционно. Два основных условия смены ПО – устойчивый канал связи GPRS и надежное электропитание прибора. На смену ПО одного прибора затрачивается 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.
На сегодняшний день протокол GNS поддерживается рядом программ мониторинга подвижных объектов, таких как NovacomTrack, Виалон В2, Виалон В3, а также ряд программ, подготовленных конечными пользователями под свои задачи. Перечень программ, поддерживающих протокол FM4100 значительно больше, что позволяет конечному пользователю выбрать программу согласно подходящему ему соотношению цена-функциональность-качество.
Внутреннее программное обеспечение навигационных трекеров Novacom имеет алгоритм интеллектуального трекинга, позволяющий резко уменьшить количество записываемых в память точек при сохранении высокой информативности отображаемого трека. Это достигается уменьшением количества регистрируемых точек во время стоянок объекта и во время движения по прямолинейным участкам. В то же время во время прохождения криволинейных участков плотность записи точек резко увеличивается. Параметры интеллектуального трекинга могут настраиваться пользователем, а сам алгоритм – отключаться, в последнем случае регистрация точек идет по временному признаку.
На основании алгоритма интеллектуального трекинга работает программный датчик движения объекта, который позволяет минимизировать разброс отображаемых точек во время стоянки объекта. При стоянке объекта на улице за ночь отображается одна-две координатных точки, в результате чего программы расчета пробега автомобиля не регистрируют ложных пробегов, которые у некоторых приборов в неудачных обстоятельствах могут достигать десятков километров.
При обнаружении определенных событий, регистрируемых по дискретным входам, (как, например, срабатывание датчика открытия двери, нажатие тревожной кнопки или прочее) осуществляется дополнительная запись в память состояния объекта и его координат в память прибора и отсылается SMS с соответствующей информацией. Указанные SMS отсылаются по номерам операторов (до 4-х), заданным при конфигурировании приборов. В случае, если при конфигурировании прибора не было задано ни одного телефонного номера операторов, информационные SMS, естественно, не будут отсылаться, и о произошедшем событии станет известно только после того, как программа мониторинга получит и обработает соответствующую информацию.
Приборы поставляются в комплекте с диском. На диске находится программа установки программного обеспечения для организации на компьютере пользователя малого локального рабочего места для мониторинга подвижных объектов. В его комплект входят программа получения информации с приборов (сервер), локальная база данных, программа работы с картографической оболочкой и собственно картографическая оболочка OziExplorer.
Пользователю, желающему применять данный комплект программ, остается только зарегистрировать свою копию программы OziExplorer на сайте разработчика, что обойдется пользователю чуть более 3000 рублей.
Также с диска устанавливаются документация и программа для настройки приборов. Для настройки приборов с помощью программы следует подключить к компьютеру GSM модем (рекомендуется применение модема Novacom GNS-300RS). Все настройки можно сделать как через программу, так и вручную с обыкновенного сотового телефона - простой посылкой SMS на прибор, пользуясь имеющейся документацией. Также можно пользоваться подсказками программы настройки по формированию конфигурационных SMS – при нажатии на кнопку «Показать» будет отображено окно с текстом команды. Этот текст можно набрать вручную на сотовом телефоне и отослать на прибор или скопировать в буфер обмена и отослать на прибор, воспользовавшись сервисом (в том числе и бесплатным) по отсылке SMS сообщений, предоставляемым различными сайтами. В этом случае пользователь будет освобожден от необходимости безошибочно набирать вручную текст команды. Как показал опыт работы с приборами, большая часть проблем с приборами заключается в ошибках при задании параметров в командах.
Наиболее новые версии документации на приборы и программное обеспечение, а также само программное обеспечение можно найти на сайте фирмы Novacom. Там же Вы можете задать вопросы специалистам фирмы.
Опыт практического применения систем мониторинга автотранспорта показывает, что общие эксплуатационные расходы могут быть существенно снижены за счет исключения нецелевого использования транспортных средств, контроля над расходованием топлива, интенсивностью использования транспортных средств, соблюдением скоростного режима и прочих важных параметров эксплуатации. Уровень снижения расходов в грузовых автопарках может превышать 30% только за счет исключения хищения топлива и «левых» рейсов.
Современные средства мониторинга подвижных объектов позволяют без труда наблюдать за работой как одиночных транспортных средств, так и крупных автопарков, а объем информации, передаваемой с транспортных средств, позволяет своевременно принимать решения по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту техники.
Novacom Wireless всегда ждет пожеланий и замечаний о работе своей продукции – мы разрабатываем свою продукцию для максимально полного удовлетворения пожеланий клиентов. Фирма Novacom Wireless готова участвовать в совместных разработках и системной интеграции оборудования беспроводной передачи данных, осуществлять необходимую техническую поддержку устройств, а также поддержку при разработке соответствующего программного обеспечения.
Владимир Осадчий
Vladimir.Osadchiy@novacom-wireless.ru
ЕвроМобайл www.euromobile.ru
194214 Россия, Санкт-Петербург,
пр. Энгельса, д. 71, оф. 313
тел./факс +7 812 331-75 76
моб. тел. +7 921 317-80 02
|
