Как стать автором
Обновить

ГЛОНАСС\GPS\Бэйдоу мониторинг

Я пиарюсь

Современное состояние


Возможно, все известные мне трекеры, которые упоминались в предыдущих статьях на хабре, используют далеко не новые технологии. Это уже не НТП. Фактически рынок подобных устройств заполнен. Мало кому удаётся достойно конкурировать с китайскими производителями по цене.
image
Основная текущая задача, которая стоит перед дизайнерами трекеров на сегодняшний день в России и мире это сделать компактную закладку. Тоесть, миниатюрный трекер с малым потреблением питания но с хорошими параметрами по GSM, GPS каналам.

ГЛОНАСС\GPS

Отличная связь с GPS\ГЛОНАСС спутниками достигается применением хороших антенн, модулей и корреляторов. Надо сказать что коррелятор это заказная микросхема на основе IP-блока (блок интеллектуальной собственности) или хорошая прошивка для выполнения на процессоре ARM-11. В свободном доступе такие программы невозможно найти. Наиболее качественные компоненты но и дорогие поставляет компания uBlox. Так же имеется военные отечественные разработки. Например Ѿ компании Навис да Ангстрем-Т.

GSM

Главные требования к множеству возможных GSM модулей это не высокая цена. Вся продвинутая информация к сожаление имеется только на китайском языке. Наиболее продвинутый чипсет для этого MT622X (те самые что на Nokia E73 стоят).
Datasheet на китайском по MT622X

Вариант второй: SIMCom900 он базируется на том же классе чипов MT623X с прошивкой от MT622X.
Информация о SIM900

Вариант третий: Дождаться пока компания Quectel Wireless Solutions (которая форкнулась от SIMCom) выпустит ещё более дешёвое решение.

Из других альтернатив можно упомянуть компании Ангстрем-Т, eRide, Sagem и Centurion.

Микропроцессор

У каждого производителя возникает желание сильно удешевить трекер. Для этого приходится подбирать не дорогой центральный микропроцессор.

На данный момент это как правило:

LPC17XX, LPC24XX или at91sam7x256
Это микропроцессоры на базе ядра ARM7 с дополнительной периферией типа CAN шины. Но это всё устаревшие решения.

Посмотрим на другие альтернативы:

TMS570LS
Этот чип имеет ряд очень современных интерфейсов и устройств CAN, LIN, MibSPI, UART, HET. На его базе можно строить очень продвинутые бортовые вычислительные устройства.

Но фаворитом на рынке(тут я не привожу полный список альтернатив) видимо будут чипы компании Samsung на базе ARM 9.
S3C2440

И один из самых новых и популярных решений от Samsung (ARM 11):
S3C6410

Набор для разработчиков последнего чипа стал популярен среди китайских дизайнеров будущих бортовых автомобильных систем совсем недавно. Буквально месяц назад. Как вы видите вместе с чипом поставляется полный пакет всевозможных OS и программ не говоря уже о средах разработки и загрузчиках. Устройства на базе этого чипа спокойно поддерживают видеотрансляциию и т.д.

Мы поговорили о базовых кирпичиках из которых строятся современные чёрные ящики. Перейдём же к программной начинке современных трекеров.

Современные программные функции трекеров


Трекеры предыдущего поколения работали на микропроцессорах с сильным ограничением по ОЗУ. Это накладывало ограничения на архитектуру основной программы. Добавим сюда необходимость поддержки множества интерфейсов и периферийных датчиков.

Вот примерный список устройств, протоколов, которые поддерживает трекер предыдущего поколения:

GSM (на каждый тип gsm-модуля свой программный модуль)
GPS(от различных производителей включая SMS, Voice Data, GPRS)
Флеш память
Таймер
CAN
i2c
клавиатура
считыватель штрих кодов
датчики топлива (ультразвуковые и ёмкостные)
модуль перестановок частей передаваемых данных
модуль обновления через Voice Data
сенсоры температуры
сенсоры давления
видеокамера
ZigBee
модуль сигнализации
геозоны
контроль скорости
контроль времени
контроль уровня произвольного аналогового сигнала
модуль удалённых команд трекеру
потдержка терминального интерфейса

Конечно это сложная программа но она была реализована всего на 64K ОЗУ.В итоге программа состояла из порядка 450 частей кода, которые были связаны с отдельными частями общей функциональности устройства чёрный ящик.
Помимо прошивки устройства требуется программа настройки трекеров и сервер обслуживания или частный сервер с поддержкой электронных карт различного формата, либо интерфейсы к службам карт от Google или Yandex.

Основные Российские производители трекеров


Тула:
www.radsel.ru

Свердловск:
www.kb-navigator.ru

Минск:
www.rainbow.by

Ижевск:
www.irz.ru

Пермь:
www.morion.ru

Челябинск:
www.planar.chel.ru
www.trans-pribor.ru
www.mtsk.ru
www.black-box.ru
www.tk-chel.ru

Тольяти:
www.agisltd.ru

Питер:
www.piligrim-gps.ru
www.promasu.ru
www.omega-smb.ru
www.scout-gps.ru

Москва:
www.m2m-t.ru
www.barl.ru
www.t-helper.ru
www.autotracker.ru
www.glorient.ru
www.gelix.com
www.videofonmv.ru
www.contisatellite.ru
www.ask-gps.ru
www.stm.vinco-t.ru
www.telemak.ru
www.omnicomm.ru

Новые программные функции трекеров


Отдельно остановлюсь на CAN 2.0 и LIN интерфейсах. Именно они служат для получения данных от работающего двигателя автомобиля. В современных трекерах есть возможность очень гибкой настройки объёма и временных интервалов получения данных и пересылки их через GSM-модуль(Voice data, GPRS,SMS) или накопления этих данных во флеш-памяти с последующим сбросом через один из множества имеющихся сервисов.

В трекерах следующего поколения будет возможность передавать некоторые команды двигателю автомобиля. Но на данный момент использование этих интерфейсов для сбора информации требует отдельных адаптеров от сторонних производителей (например от Squarell или ACElab). Эти адаптеры обеспечивают оптическую и беспроводную развязку от скачков напряжения в бортовой системе питания а так же независимость от разъёмов, которые используются в автомобилях различных марок.

Все получаемые цифровые отсчёты (в том числе и координаты объекта наблюдения) требуют предварительной цифровой фильтрации и математической обработки. Именно в этих частях программы и содержатся основные конкурентные преимущества того или иного трекера. Например отрисовка трека объекта без выбросов и некорректных спрямлений требует анализа географических карт местности. Но до этого данные по координатам так же подвергаются цифровой фильтрации для интерполяции-сглаживания участков пути и сжатия передаваемой на сервер информации.

Реализовать эти алгоритмы можно как на сервере так и на стороне чёрного ящика нового поколения. Но IMHO оптимальный путь это обоснованное разделение фильтрации данных на две части. Первую, которая выполняется на трекере и поддаётся удалённой настройке и вторую которая может работать на сервере и даже модифицироваться интеграторами и конечными потребителями.

Сферы применения новых трекеров


Перечислим в одном месте горизонты применения подобных приборов.
Контроль объектов:
международные объединения
пассажиров
автомобилей
автомобилей компании
авто службы доставки
комунальные сервисы
стройки
железной дороги
контейнеров
речного и морского транспорта
полиции
инкасации
экспедиции
отдельных удалённых путешественников

Новые функции трекера на чипах крайнего поколения


Повторим единым списком возможные функциональные перспективы развития чёрного ящика.

Аппаратные функции:
Каналы — спутники, КОСПАС-SARSAT, GSM,CDMA, Симплекс, LTE, VHF, UHF, wifi и bluetooth, ZigBee, Netsukuku, Skipe, Sip, APRS
Сигналы позиционирования: ГЛОНАСС, GPS, Лоран
поддержка всех протоколов передачи TCP/IP, UDP, FTP, SMTP, SNMP, POP3
пакетная передача данных
система охраны, датчики дверей
DVD-плеер
ТV-тюнер
радио
автомобильный компьютер
локальный роутер мобильного интернета
гео-карты, альманах созвездия спутников (AGPS)
карты памяти SD/SDHC
ИК приёмник
CANbus,K-line, JLINK, LINbus
сканер штрих кодов, магнитных и смарт карт, RFID, QR-кода
цифровая клавиатура с индикатором ввода
биометрические считыватели
и другие возможные базы усиленной реальности

Программные функции:

Востребованные во время угона:
сообщения о тревоге и экстренных случаев и включение трансляции звука и видео
контроль вскрытие автомобиля
определение попытки угона
смена частоты передачи в переход в режим жука при фиксации попытки обнаружения (IDS)

Для диспетчерского пункта:
Контроль трафика (построения пробок)
Контроль топлива
сбор данных с сенсоров
посылка охранного сигнала
сохранение лога
удалённый доступ к автомобилю через телефон получения тревожных сигналов и удалённая блокировка, разблокировка
видео-регистратор и аудиорегистратор изнутри и снаружи автомобиля (DVR) с функцией слежения и переключения камер обзора
планирование маршрута
навигационные программы
автоматическое построение новых гео-маршрутов, дорог
прогноз может ли транспорт добраться вовремя
несколько уровней превышения максимальной скорости
фиксация выезда за гео-зону произвольной формы
гибкая настройка интервалов передачи с привязкой по любой маске вектора
внутреннего и внешнего вектора состояний (стоянка, движение, поворот, широта, скорость, долгота, высота, направление, дата-время, вектор показаний датчиков, максимальное и минимальное расстояние, количество минимальных приращений градуса поворота, тепловые расширения, горизонт)
детектирование дистанции до соседних автомобилей по светодиодным фарам и автоматическое выключение дальнего света

Необходимые функции сервисного обслуживания водителей:
навигационные программы, персональный навигатор
планирование маршрута
канал связи с производителем автомобиля
ежеминутный прогноз может ли транспорт добраться вовремя
распознавание дорожных знаков и предупреждение о нарушениях
информация о заправках, кафе, шиномонтаже, автосервисах и мойках
социальная сеть с информацией о дорожной полиции и инцидентах и инфо-бонусах
рекомендации по экономии топлива (по стилю вождения)
автоматический сигнализатор внимания водителя, датчик работы сердца водителя
автоматическая идентификационная система (AIS информация об окружающих подвижных обьектах и оперативные рассылки)
процедуры оплаты дороги и бензина
автоматическая передача о срабатывании подушек безопасности в центр МЧС и тревожная кнопка SOS (Mayday)
электронное оформление протоколов об инциденте
пакетный менеджер для обновление программ
прогноз погоды по 3 часовым периодам
обслуживание водителя такси
терминалы идентификации, регистрации груза и оплаты услуг перевозки
переключение симок, роуминга и каналов передачи
мониторинг дорожного покрытия и отправка сообщений в дорожную службу
дорожные поезда
комбинация радара и камеры, чтобы избежать наезда на человека
общение с «умными» дорожными коммуникациями, включая знаки, светофоры и парковочные места
алкотестер
ввод информации с накладных и других документов через баркод, клавиатуру, RFID

Бортовой вычислитель


В итоге, трекер построенный на ARM 11 теоретически может обрабатывать потоковое видео, держать канал связи, давать рекомендации по навигации и движению, выводить дополнительную информацию типа «усиленная реальность».
Он так же может производить сложные коррекционные вычисления для повышения качества принимаемых сигналов со спутников и более качественную обработку собранных данных.

Так например на основании анализа динамики изменения скорости и расхода топлива, можно дать рекомендацию по более экономичному движению. Это даёт экономию в среднем около 10% топлива.

Передача данных о курсе и скорости на соседние автомобили поможет сократить количество столкновений и опасных ситуаций. То есть фактически вы будите видеть автомобили, которые движутся за углом. Плюс, зарегистрировавшись в социальной сети водителей, получите та да информацию о дорожной полиции и затруднениях движения.

Все процедуры оплаты, наблюдения, контроля, фиксации инцидентов, перевод страховых сумм по необходимости можно сделать оперативными и прозрачными. Не нужно будет каждый раз дорожной милиции выезжать на место аварии.

К сожалению не бывает стандартных потребителей и поэтому трекеры развиваются в сторону гибкой настройки их функциональности. Из за жёсткой конкуренции я не склонен вдаваться в детали технического описания. Но я с удовольствием постараюсь ответить на все ваши вопросы.

Карта автомобильных заводов


image
Для реализации подобного проекта нужны дешёвые микросхемы. Это обеспечивается своей фабрикой по производству. Большой коллектив программистов, менеджеров и электронщиков. Примерно до 700 человек. Это требует серьёзных вложений не только в рабочие места и строительство капитального жилья и развития инфраструктуры, а так же постоянные расходы на агитацию и культурно-массовую работу, питание и на поддержание санитарно-технического уровня. Также нужны хорошо оборудованные лаборатории для тестирования продукции. Цеха и линии по производству и упаковке. Терминал-склад для хранения и Ѿгрузки упакованной продукции. Помещение для курсов профессионального образования и преподаватели (возможно совмещение с основной работой в компании). Офисы по продаже и информационной и технической поддержке клиентов (в том числе водителей в режиме реального времени). И ещё прямая связь с заказчиками — провайдерами мобильной связи, производителями автомобилей, тракторов, комбайнов (множество заводов по России) и разрешительными органами в правительственной и банковской сфере. Было бы замечательно, объединить с помощью общих протоколов обмена с серверами да интерфейсом модульного встраивания бинарных IP-блоков множество разрозненных разработчиков терекеров. Например, можно выделить одно ядро многоядерного ARM процессора исключительно для выполнения закрытых бинарных модулей, связанных с ОС стандартным API.
Теги:gpsgsmm2mчёрный ящиктрекерs3c2440s3c6410
Хабы: Я пиарюсь
Всего голосов 53: ↑47 и ↓6+41
Просмотры6.3K

Похожие публикации

Лучшие публикации за сутки