Sisteme de Monitorizare Auto Prin Gps Sisteme de Avertizare Optica Si Acustica Pentru Autovehicule Speciale
INTRODUCERE
I. 1. GPS – SISTEM DE POZITIONARE GLOBALA
1.1. CELE 3 MODULE ALE SISTEMULUI GPS
1.1.1. Modulul „SPATIU
1.1.2. Modulul „CONTROL
1.1.3. Modulul „UTILIZATOR
1.2. SEMNALELE EMISE DE SATELITUL GPS
1.3. DETERMINAREA TIMPULUI IN RECEPTOR
1.4. INTERPRETAREA DATELOR PROCESATE IN RECEPTOR
1.5. SURSE DE ERORI IN SISTEMUL GPS
2. PRECIZIA SISTEMELOR DE POZITIONARE GPS
2.1.1. SPS – Serviciul de pozitionare GPS
2.1.2. PPS – Serviciul de pozitionare GPS Precisa
2.1.3. DGPS – Serviciul de pozitionare GPS Diferential
2.1.4. SISTEME PRECISE DE MARE ACOPERIRE WAAS, CWAAS, EGNOS, MSAS și SISNET
2.2. DIVERSE APLICATII ALE SISTEMULUI GPS
2.2.1. Localizare
2.2.2. Configurarea sistemelor de orientare
2.2.3. Navigatie
2.3. INCARCAREA VECTORILOR PROPRII
3. MONITORIZAREA SI GESTIONAREA UNUI AUTOVEHICUL
3.1. MONITORIZAREA AUTO
3.2. FUNCTII OFERITE DE GPS LOCATOR
3.3. DRIFTBOX – SISTEM DE MASURARE A ALUNECARII
3.4. SISTEM DE MONITORIZARE A PARCURILOR AUTO
3.5. INTERFATA CU UTILIZATORUL
3.6. SIGURANTA SISTEMULUI „SafeFleet
4. FUCTIILE SISTEMULUI „SafeFleet
4.1. URMARIREA VEHICULELOR PRIN “SafeFleet
4.2. MONITORIZAREA POZITIEI AUTOVEHICULELOR
4.3. URMARIRE IN TIMP REAL SI OPTIMIZAREA RUTELOR
4.4. JURNALUL DE BORD
4.5. CONTROLUL TOTAL SI MONITORIZAREA COMBUSTIBILULUI ALIMENTAT
4.5.1. LLS Sensor
4.5.2. Conexiunea Controler Area Network (CAN
4.6. ALTE FUCTII DE CONTROL AUTOMAT SI RAPOARTE OFERITE PRIN SISTEMUL DE MONITORIZARE SI GESTIONARE PRIN GPS
II. 5. SISTEME AUXILIARE DE AVERTIZARE OPTICA SI ACUSTICA A AUTOVEHICULUI
5.1. PREZENTAREA SISTEMELOR AUXILIARE DE AVERTIZARE OPTICA SI ACUSTICA
5.2. FUCTIONAREA SI COMPONENTELE UNUI SISTEM AUXILIAR DE AVERTIZARE OPTICA SI ACUSTICA
. 5.2.1. Rampa luminoasa (EDGE) sau un singur girofar
5.2.2. Difuzor/Sirena(SA40
5.2.3. Modulul de comanda (HHS2200)
5.2.4. Baterie suplimentara
6. CONCLUZII
Anexa
INTRODUCERE
Modernizarea si dezvoltarea constructiei de autovehicule , inclusiv a echipamentului electric, electronic auxiliar auto, prin cresterea numarului si a puterii consumatorilor electrici , al gradului de automatizare, prin utilizarea pe scara a componentelor din ce in ce mai mare a aparatelor electronice de constructie moderna, (cu un grad mai mare de sensibilitate) etc., impun cunoasterea temeinica a functrionarii, exploatarii si intretinerii corecte a echipamentului electronic, cu care este dotat autovehiculul. Din aceste considerente, s-a studiat si s-a montat pe autovehicule un sistem auxiliar de monitorizare si control, actionat si controlat prin GPS si un alt sistem auxiliar de avertizare optica si acustica, destinat autovehiculelor cu regim special, prioritar in trafic.
Lucrarea de față este structurata in doua parti: In prima parte se prezintă sistemul GPS si aplicatiile sale in domeniul auto. În acest scop au fost prezentate: Principiile de bara, de functionare si parametrii acestuia, aplicatiile sistemului, monitorizarea si gestionarea unui autovehicul prin GPS, toatalitatea functiilor de monitorizare si gestionare a unui autovehicul prin acest sistem axiliar GPS. In a doua parte se prezinta sistemul auxiliar de avertizare optica si acustica a autovehiculelor. Tot in acest scop au fost prezentate: Utilizarea acestui sistem de avertizareoptica din dotarea autospecialelor si componenta acestui sistem.
SISTEME DE MONITORIZARE SI GESTIONARE PRIN GPS A UNUI AUTOVEHICUL
GPS – SISTEM DE POZITIONARE GLOBALA
Sistemul de poziționare globală (GPS), reprezintă unul dintre cele mai performante sisteme de navigație globală, funcție ce îi conferă numeroase aplicații atât în sfera civilă cât, mai ales, în cea militară (se poate aminti aici „armamentul curat”- localizarea și distrugerea țintelor militare cu precizii de ordinul a 7,2m folosind rachete). Deci acest sistem, proiectat și exploatat inițial de Departamentul Apărării (D.O.D) al Statelor Unite, este utilizat astăzi și în mediul civil pe scară largă, fiind folosit la determinarea cu precizie a poziției geografice (longitudine, latitudine și altitudine), a unui obiect, denumit generic „receptor”. Operația se realizează prin recepționarea, prelucrarea și interpretarea unor semnale emise de o rețea de sateliți, aflați pe orbite geostaționare. De-a lungul timpului, au funcționat diverse sisteme, mai mult sau mai puțin performante, cum ar fi (în ordine cronologică) : LORENTZ, VOR, LORAN, GLONASS, etc. Sistemul propus pentru analiza este NAVSTAR GPS. Semnalele GPS sunt codate și recepționate simultan de la 4 sateliți (cei mai „vizibili”) pentru poziționarea într-un sistem de coordonate X,Y, și Z, concomitent cu datele „clock” reprezentând timpul unic al rețelei de sateliți. (fig.1)
Fig.1
Pentru obținerea directă a coordonatelor geografice, a fost necesară cuplarea receptorului GPS cu un calculator, iar ansamblul format , prin miniaturizare, a făcut astfel posibilă răspândirea în masă a acestui aparat. Avem deci posibilitatea de a localiza un obiect, atât pe uscat sau întinderi de apă cât și în aer, cu observația că datorită propagării dificile a undelor centimetrice, folosirea sistemului în interiorul clădirilor din beton, peșteri sau sub apă, duce la erori care îi limitează acțiunea. Sistemul prezintă o precizie de până la 25m, dar, în aplicațiile militare, prin folosirea unor receptoare performante, se pot obține localizări de ordinul metrilor. De menționat că în domeniul auto, sistemul de poziționare globală GPS, are o mare aplicabilitate în traficul rutier, apelând la „hărți electronice” pentru orientare, sau prin joncțiune cu sistemul GSM (pentru transmiterea informațiilor), se poate interveni de la distanță în corectarea datelor privind transportul respectiv sau chiar restricționând deplasarea în cazul când automobilul este implicat intr-un furt.
CELE 3 MODULE ALE SISTEMULUI GPS
Funționarea sistemului GPS este organizată pe module interconectate între ele prin linii radio de transmisii de date, lucru ce asigură atât utilizarea sistemului cât și efectuarea corecțiilor necesare unei funcționări precise. Aceste module sunt:
– modulul „spațiu” – constituit din rețeaua de sateliți;
– modulul „control” – cuprinzând stațiile de sol;
– modulul „utilizator” – reprezentând fiecare beneficiar al sistemului.
1.1.1 Modulul „SPATIU”
Acest modul, reprezintă o rețea de 24 de sateliți care orbitează în 6 planuri (orbite) câte 4, o dată la 12 ore, la o altitudine de , (altitudine ce permite pe de o parte menținerea cvasi constantă a poziției / rotație – întârziere doar 4 min./zi, iar pe de altă parte să existe o mare arie de acoperire – vizibilitate concomitentă din orice punct al globului a unui număr între 5 și 8 sateliți. Sursa de energie o reprezintă lumina solară, dublată de acumulatori, durata medie de viață a unui satelit fiind estimată la circa 7,5 ani. Lansarea pe orbită a celor 24 de sateliți a început în anul 1978, dar configurația completă a rețelei a fost obținută în 1994. Rețeaua a fost operantă în toți acești ani, însă aria de acoperire și precizia de poziționare nu au atins parametrii scontați decât în 1994. Pe tot parcursul acestei perioade s-au făcut operații de întreținere deosebit de costisitoare (circa 40 mld. dolari), vizând modernizarea sau chiar aducerea la sol a sateliților cu ajutorul navetei spațiale în vederea reparării sau chiar a înlocuirii totale a echipamentului. Menționăm că fiecare satelit emite folosind un cod unic – PRN (Pseudo Random Noise Code), de recunoaștere, putându-i-se stabili astfel cu precizie locația. Poziția celor 6 plane orbitale este spațiată cu 60 grade, fiind înclinate față de Ecuator cu 55 grade, alcătuind astfel o adevărată „constelație” de sateliți. (fig.2)
Fig.2
Orbitele finale ale sistemului GPS au fost stabilizate în 1998, când poziția globală a sistemului orbital era următoarea: (fig.3)
Fig.3
1.1.2. Modulul „CONTROL”
Totalitatea stațiilor de la sol care au rolul de a corecta erorile ce pot apare în sistem datorită modificării poziției orbitale a sateliților activi sau a caracteristicilor de propagare, constituie modulul de control. Aceste stații sunt în număr de 5 (4+1 – una reprezentând stația „master”). In timp ce unul din rolurile celor 4 stații este de a monitoriza datele trimise de fiecare satelit și de a le comunica stației „master”, aceasta din urmă procesează parametrii, ia deciziile de corecție și transmite la rândul său celor 4 stații noii parametri orbitali, (acestea fiind singurele care posedă echipamentul necesar de comunicații cu sateliții ), care apoi le retransmit sateliților pentru corecția orbitei.
Modulul „UTILIZATOR”
Totalitatea celor ce beneficiază de serviciile rețelei GPS se constituie în modulul „utilizator”. Aminteam că, rețeaua poate fi accesată din orice punct al globului, în orice moment, cu ajutorul unui receptor adecvat, de bandă „L” (390…1550 MHz). Pentru a fi operațional, un receptor GPS, trebuie să convertească semnalele primite de la satelit în indicații de poziție, viteză și estimări de timp. Cei 4 sateliți cu care receptorul este simultan în contact, emit codat indicații despre poziția distinctă a lor, alături de alte semnale de „sincronizare”, astfel ca receptorul de navigație să poată calcula distanța exactă până la fiecare satelit. Astfel receptorul GPS oferă localizarea în sistemul de coordonate X,Y, Z și Timp, putând fi utilizat deopotrivă la avioane, nave, vehicule terestre sau individual. Precizia de poziționarea se datorează corecțiilor dese și rapide, precum și folosirea unui „clock” a cărui precizie de tact este o diviziune a unui ceas atomic (10,23MHz), transmisă de la sol în toată rețeaua sateliților. Menționăm că precizia de localizare mai depinde de corecțiile datorate formei reale a Pământului (geoid), cât și de parametrii atmosferici locali. In stabilirea acestor corecții sunt implicate observatoare astronomice, stații de monitorizare a atmosferei, laboratoare și nu în ultimul rând sisteme rapide de comunicații, toate informațiile convergând către stația „master” situată FALCON de , California.
SEMNALELE EMISE DE SATELITUL GPS
Semnalele transmise de satelit către receptorul GPS sunt constituite din două trenuri de undă purtătoare ;
– L1 (1572,42 MHz) – destinată serviciului de poziționare standard SPS
– L2 (1227,60 MHz) – destinată serviciului de poziționare precisă SPP
Fiecare (sau amândouă) dintre aceste purtătoare poate fi modulată în fază cu un semnal complex, format din 3 coduri binare, și anume;
a) Codul C/A – cod achiziție date – având frecvența de 1,023 MHz. Acest cod permite identificare precisă a poziției satelitului (ALMANAC) de la care provine. Scopul principal al acestui cod este acela de a permite calcularea timpului „de sosire”, timpul în care semnalul ajunge de la satelit. Cunoscând viteza de propagare a undelor radio (~300.000 Km/s), se poate determina distanța exactă până la satelitul recepționat.
b) Codul Nav / System Data – cu frecvența de 50 Hz. Acest cod este folosit atât pentru diverse date transmise pngurele care posedă echipamentul necesar de comunicații cu sateliții ), care apoi le retransmit sateliților pentru corecția orbitei.
Modulul „UTILIZATOR”
Totalitatea celor ce beneficiază de serviciile rețelei GPS se constituie în modulul „utilizator”. Aminteam că, rețeaua poate fi accesată din orice punct al globului, în orice moment, cu ajutorul unui receptor adecvat, de bandă „L” (390…1550 MHz). Pentru a fi operațional, un receptor GPS, trebuie să convertească semnalele primite de la satelit în indicații de poziție, viteză și estimări de timp. Cei 4 sateliți cu care receptorul este simultan în contact, emit codat indicații despre poziția distinctă a lor, alături de alte semnale de „sincronizare”, astfel ca receptorul de navigație să poată calcula distanța exactă până la fiecare satelit. Astfel receptorul GPS oferă localizarea în sistemul de coordonate X,Y, Z și Timp, putând fi utilizat deopotrivă la avioane, nave, vehicule terestre sau individual. Precizia de poziționarea se datorează corecțiilor dese și rapide, precum și folosirea unui „clock” a cărui precizie de tact este o diviziune a unui ceas atomic (10,23MHz), transmisă de la sol în toată rețeaua sateliților. Menționăm că precizia de localizare mai depinde de corecțiile datorate formei reale a Pământului (geoid), cât și de parametrii atmosferici locali. In stabilirea acestor corecții sunt implicate observatoare astronomice, stații de monitorizare a atmosferei, laboratoare și nu în ultimul rând sisteme rapide de comunicații, toate informațiile convergând către stația „master” situată FALCON de , California.
SEMNALELE EMISE DE SATELITUL GPS
Semnalele transmise de satelit către receptorul GPS sunt constituite din două trenuri de undă purtătoare ;
– L1 (1572,42 MHz) – destinată serviciului de poziționare standard SPS
– L2 (1227,60 MHz) – destinată serviciului de poziționare precisă SPP
Fiecare (sau amândouă) dintre aceste purtătoare poate fi modulată în fază cu un semnal complex, format din 3 coduri binare, și anume;
a) Codul C/A – cod achiziție date – având frecvența de 1,023 MHz. Acest cod permite identificare precisă a poziției satelitului (ALMANAC) de la care provine. Scopul principal al acestui cod este acela de a permite calcularea timpului „de sosire”, timpul în care semnalul ajunge de la satelit. Cunoscând viteza de propagare a undelor radio (~300.000 Km/s), se poate determina distanța exactă până la satelitul recepționat.
b) Codul Nav / System Data – cu frecvența de 50 Hz. Acest cod este folosit atât pentru diverse date transmise pe parcursul orbitării satelitului, cât și pentru corectarea tactului sau a altor parametri de sistem.
c) Codul P – cod de protecție – având frecvența de 10,230 MHz. Codul P se modifică la 7 zile și include „Codul Y”, catalogat ca strict secret.
Conformația semnalului complex apare astfel: (fig.4)
Fig.4
Pachetul de date și modul cronologic al structurării informațiilor pe parcursul unei secvențe de transmisie este emis complet într-un interval de 12,5 secunde. Se observă că în principal satelitul transmite două tipuri de informații, unele legate de modul cum este plasat pe orbită satelitul (ALMANAC), informații stocate de către receptorul GPS în memorie, și informații despre poziția momentană, reală, datorată corecțiilor (EPHEMERIS), informații ce sunt reactualizate după un interval de 4 ore. Efemeridele reprezintă parametrii predictibili cvasi constanți ai unei porțiuni de orbită. Telemetria poziției satelitului dă precizia sistemului. ALMANAC aproximează datele orbitale prin 10 parametri, care rămân aceiași aproximativ o lună. Receptorul GPS efectuează și corecția de distanță datorată efectului Doppler (prin variația de frecvență) și a trecerii prin ionosferă. EFEMERIDES anticipează poziția pe un interval de 4 ore.
1.3. DETERMINAREA TIMPULUI IN RECEPTOR
In interiorul receptorului, la primirea semnalului de la satelit, se generează un semnal similar, care caută să vină în fază cu semnalul primit.
Sunt posibile trei situații :
Imposibilitatea corelării codului;
Corelare partiala;
Fazarea semnalelor;
La coincidența semnalelor se produce un impuls maxim, care determină sfârșitul perioadei de sincronizare, putându-se determina astfel timpul aferent acestei operații. Această durata înmulțită cu viteza de propagare a undelor radio (corectată datorită trecerii prin ionosferă și efectului Doppler) ne dă distanța receptor- satelit.
Receptorul GPS – Functionare/Demodulare. Deoarece majoritatea prelucrării semnalelor se produce în receptor, vom analiza schemele bloc care arata funcționalitatea acestuia. Schema generala este : (anexa.1). Semnalul +/- obținut din bucla cu calare pe fază este folosit la demodularea purtătoarei de 50 Hz (peste care sunt modulate celelalte informații).
Determinarea pozitiei utilizatorului. Deoarece ne situăm într-un sistem tridimensional, ar fi suficiente informațiile (ALMANAC + EPHEMERIS) primite de la 3 sateliți, daca am elimina poziția „oglinda” (care oricum nu se afla pe sol). Pentru a mări precizia, în special legată de altitudine și timp, folosim încă un satelit. Obținem astfel localizarea receptorului la intersecția celor 4 sfere (imaginare), fiecare sferă având raza egală cu distanța determinată de receptor în condițiile enumerate mai sus.
INTERPRETAREA DATELOR PROCESATE IN RECEPTOR
Reamintim că, în cadrul navigației prin satelit, localizarea se face prin determinarea coordonatelor într-un sistem de referință tridimensional, (a patra coordonată constituind-o timpul), sistemul purtând numele de ECEF XYZ (Earth-Centred, Earth Fixed XYZ). Centrul axelor de coordonate se consideră a fi chiar centrul Pământului, (forma acestuia fiind considerată pentru început o sferă).
Elemente de calcul. Poziția receptorului GPS ( „utilizatorul”), este calculată, după cum s-a arătat, după locația satelitului (determinată la rândul său din ALMANAC cu ajutorul timpului de întârziere la coincidență a semnalului), corectată cu întârzierea datorată străbaterii ionosferei, efectului Doppler și a tactului ceasului atomic, bazată pe ultima localizare a satelitului recepționată. Menționăm că informațiile despre poziția sateliților (ALMANAC), stocate în memoria calculatorului, se pot pierde în cazul închiderii aparatului pentru o perioadă mai mare de timp (economisirea sursei în cazuri deosebite) sau a pierderii contactului cu un număr necesar de sateliți (locație greu accesibilă undelor centimetrice). Starea de pierdere a ALMANAC-ului se numește COLD (rece), iar starea în care procesul reactualizării memoriei este finalizat poartă numele de WARM (cald).
SURSE DE ERORI IN SISTEMUL GPS
Sistemul de poziționare globală, GPS, poate da anumite erori, erori care se manifestă mai puternic în cazul aplicațiilor civile și a căror sursă este important a fi cunoscută pentru a putea determina limitele sistemului. Erorile pot fi datorate mai multor cauze, printre care amintim: dificultăți de recepție, reflexii, întârzieri (datorită densității mediului), erori de tact (datorate nepotrivirii ceasului din receptor cu cel al satelitului), erori orbitale, de elevație, Doppler, degradare intenționată a semnalului, etc.
Erori la recepție datorate plasării față de sateliți. Aceste erori sunt datorate în general imposibilității recepționării vectorilor recepție (datorită obturării surselor) sau a selectării unui semnal la recepție (din cauza suprapunerii surselor apropiate, sau a reflexiilor care se elimină una pe cealaltă – interferență). (fig.5)
Fig.5
– Exemplu de dificultate în captarea vectorilor recepție: (fig.6.1), (fig.6.2)
Fig.6.1 Fig.6.2
Mascarea semnalului de către relief, lucrări de artă, etc., duce la pierderea datelor momentane, locația afișată corespunzând ultimei poziții vizibile a satelitului stocată în memoria tampon. Poziția corectă va fi la reactualizarea ALMANAC – ului.
Erori datorate sensibilității / selectivității receptorului. Efectele acestor caracteristici, proprii receptoarelor, se manifestă prin zgomote de recepție, zgomotul propriu al receptorului, lipsa calării pe fază, zgomote conversie analogic digital(RMS). Acestea dau erori de poziționare relativ mici (aprox. ), dar cumularea lor poate duce la erori de până la 100m. Cu siguranță că folosirea unor receptoare performante sau recepția duală, pot minimaliza aceste erori. (fig.7)
Fig.7
Erori datorate întârzierii trecerii prin ionosferă. Ionosfera reprezintă o pătură a atmosferei foarte rarefiată, cuprinsă între 50…500 Km, constituită din particule puternic ionizate, acestea reducând viteza de propagare a undelor radio cu circa 70 nS și refractând traseul acestora. Corespunzător, erorile introduse pot duce la diminuarea preciziei cu .
Erori datorate trecerii prin troposferă. Troposfera este stratul cuprins între 8…13 Km, strat unde au loc principalele fenomene atmosferice, unde temperatura, presiunea și umiditatea variază foarte mult. Eroarea dată de trecerea prin acest strat se estimează la 1m.
Erori datorate efectului Doppler. Viteza de propagare a undelor radio, suferă modificări prin variația frecvenței, datorita diferenței mari de viteza relativă între satelit și utilizator (efectul Doppler).
Erori datorate degradării intenționate a semnalului. După cum se cunoaște, Departamentul Apărării al SUA își rezervă dreptul denaturării semnalului în scopul derutării unui potențial inamic. În acest sens, se ascunde poziția reală a satelitului transmițându-se un ALMANAC puțin diferit, care alterează calarea buclei pe fază, (calculând alt timp de calare – practic se denaturează distanța reală până la satelit). Din cele arătate mai sus, putem trage concluzia că, cea mai mare eroare este dată de poziția receptorului față de constelația de sateliți. Cum acest lucru nu depinde de voința noastră, pentru a minimiza erorile de calcul putem folosi sistemul DGPS (Differențial GPS), sau alte sisteme cu acoperire mai întinsă.
PRECIZIA SISTEMELOR DE POZITIONARE GPS.
2.1.1. SPS –Serviciul de pozitionare GPS Standard.
Poate fi folosit de către toți utilizatorii civili, fără restricție. Cum tehnologia produce astăzi aparatură cu calități apropiate de aparatura militară, pentru protecția informației, Departamentul apărării SUA (DOD), își rezervă dreptul de a degrada intenționat semnalele oferite de sateliți, (pentru ca precizia să aibă de suferit), considerându-se că în majoritatea cazurilor civile, aceasta este suficientă. Acuratețea acestui sistem, este:
– 100m – în plan orizontal;
– 156m – în plan vertical;
– 340 nanosecunde – eroare timp.
2.1.2. PPS – Serviciul de pozitionare GPS Precisa.
Este folosit numai de armata și guvernele aliate Statelor Unite, care sunt echipate cu receptoare GPS speciale, echipate la rândul lor cu sisteme specifice de codare. Dacă este necesară cooperarea cu entități civile, folosirea acestor aparate se face numai de către utilizatori aprobați și specificați de către Guvernul SUA. Acuratețea acestui sistem este :
– 22m – în plan orizontal;
– 27,7m – în plan vertical;
– 200 nanosecunde – eroare timp.
2.1.3. DGPS – Sistemul de pozitionare GPS Diferential.
Acest sistem permite utilizatorului civil să crească precizia poziționării până la 2…3 m, folosirea sistemului devenind multivalentă, numai dacă amintim alinierea tunelelor, montajul construcțiilor metalice gigant sau diverse lucrări de artă.
După cum se observă, sistemul se bazează pe plasarea unui receptor, considerat ca receptor de referință într-un punct bine determinat, de coordonate foarte bine precizate. Receptorul primește semnalul de la satelit, calculează distanța, și cunoscându-și cu precizie propria poziție, poate determina eventualele erori de poziție, făcând diferența și pe această bază posibile corecții. Receptorul este cuplat la o stație de emisie, de mică acoperire (pentru a nu se pierde precizia câștigată), ansamblul purtând numele de Stație de Bază, și transmite numai aceste corecții. Utilizatorul nu are altceva de făcut, decât să se cupleze cu un modul de recepție, numit Rover Receiver, modul care este în contact deopotrivă cu rețeaua de sateliți cât și cu stația de bază (de unde primește corecțiile amintite), iar rezultatul este creșterea sensibilă a preciziei de poziționare a ansamblului.
2.1.4. Sisteme precise de mare acoprerire CWAAS, EGNOS, MSAS și SISNET.
Un sistem folosit deja de Administrația Federală de Aviație (FAA), precum și de către Departamentul de Transporturi al SUA, au dezvoltat deja pe principiul DGPS, programul WAAS (Wide Area Augumentation System), program ce permite creșterea semnificativă a poziționării. Deși la ora actuală WAAS nu este disponibil decât pe continentul american (in Canada CWAAS), deja s-au constatat principalele limite legate în principal de poziționarea sateliților, „prea” deasupra Ecuatorului.
2.2. DIVERSE APLICATII ALE SISTEMULUI GPS
Punerea la punct a unui sistem pentru determinarea precisă a poziției pe glob, a făcut posibilă deschiderea unor noi domenii de aplicare, în afara celor folosite curent în radionavigație. Astfel, prin GPS, în biologie a devenit posibilă supravegherea speciilor pe cale de dispariție, cunoașterea mai bună a biosferei din areale greu accesibile, obținerea informațiilor privind drumul urmat pe glob privind migrația păsărilor sau în căutarea hranei, în arheologie obținerea datelor privind poziția și proprietățile unor situri străvechi, în arhitectură a devenit posibilă construcția unor megastructuri, în construcții alinierea tunelelor, a podurilor foarte lungi, poziționarea platformelor de foraj marin, și acestea ar fi numai câteva domenii în care s-a impus sistemul de poziționare globală.
Distingem o seamă de aplicații cu caracter de detectare a poziției unor persoane rătăcite, care au nevoie de ajutor (sechestrări de copii) sau tratamente imediate (bolnavi de diabet, Alzheimer), sau de aflare a poziției unor animale domestice rătăcite. Miniaturizarea și performarea sistemului GPS, a permis montarea acestuia în îmbrăcăminte sau încălțăminte, în ceasuri purtate de copii, sau chiar în zgarda animalelor. Trebuie spus că, în acest caz, receptoarele implantate în diverse locuri – după cum am văzut – își determină poziția prin rețeaua GPS și o comunică solicitantului fie prin rețeaua GSM, fie direct prin satelit, în cadrul anumitor aplicații. Pe ansamblu, putem clasifica aceste aplicații astfel:
►Localizare – determinarea exacta a poziției unui punct pe glob,
►Navigație – determinarea pozițiilor succesive în cursul deplasării,
►Monitorizare – urmărirea parcursului unei entități mobile,
►Cartografiere – execuție set de hărți digitale necesare navigației,
►Sincronizare – posibilitatea măsurării precise a evenimentelor pe glob.
2.2.1. Localizare
Localizarea și orientarea în teren presupun atât existența unor seturi de hărți digitale ale unor anumite zone (la care facem referire) cât și folosirea unor receptoare GPS care, prin programe adecvate, să poată prelucra informațiile poziționale. Ca aplicații imediate, putem enumera :
– localizarea vehiculelor furate, ramase în pană, etc.,
– găsirea persoanelor în dificultate, expediții rătăcite, etc.,
– apariția / dispariția unor fașii de uscat,
– modificarea traseelor (deltei) marilor cursuri de apa, mișcarea dunelor,
– monitorizarea deplasării anumitor specii pe cale de dispariție,
– localizarea bancurilor de peste, roiuri lăcuste, etc.,
– poziționare poduri, tunele, platforme marine, autostrăzi, canale,etc.,
– determinarea poziției siturilor istorice (așezări, piramide),
– urmărire trasee uragane, fronturilor atmosferice, grindină, tsunami,
– localizare / monitorizare erupții, avalanșe, maree, cutremure, etc..
Pentru a putea determina poziția, va trebui să folosim un limbaj comun, și acesta va fi cel al sistemelor de coordonate, sistem adoptat și impus prin convenții internaționale.
2.2.2. Configurarea sistemelor de orientare
Pentru uniformizarea orientării și localizării pe diferite hărți, este necesar, după cum aminteam, să folosim același sistem de referință, și anume Geoidul WGS84, care este caracterizat la rândul său de doi parametri fundamentali: Semiaxa mare „a”(raza ) și factorul de turtire „f”(ovalitatea). În atari condiții, dacă dorim să folosim o hartă care nu există în memoria GPS, va trebui să introducem atât corecțiile datorate diferenței schimbării de origine (DX, DY și DZ) cât și diferențele de rază și turtire a elipsoidului respectiv (Da și Df). Dacă, de exemplu luăm un punct situat undeva în Galați, vom putea exprima poziția folosind trei sisteme de orientare :
►Sistemul bazat pe latitudine (900 lat. sudică sau nordică) și longitudine (3600 estică sau vestică). Punctul va avea coordonatele N 45025’49” și E 2802’3” .
►Sistemul UTM (Universal Transverse Mercator) – unde Pământul este împărțit pe longitudine în 60 fâșii (a câte 6 grade) – numerotate 1…60, și în latitudine în 10 zone (de câte 18 grade – notate cu litere. Longitudinea se măsoară în metri – raportat la fâșia curentă iar latitudinea – în metri de , punctul nostru va avea locația : 35T 0580895 5031292.
► Sistemul MGRS (Military Grid Reference Sistem) – se aseamănă cu UTM, numai că există o împărțire subdivizionară pe un caroiaj de 100 x , fiecare „pătrățel” fiind botezat cu două litere, iar latitudinea și longitudinea sunt marcate prin distanțe măsurate din colțul stânga jos al pătratului, exprimate în Km. Locația punctului nostru va fi în acest caz : 35T NL 80895 31292.
Atât sistemul UTM cât și cel MGRS sunt folosite pe distanțe scurte, (hărțile digitale de traseu și orientare folosind acest tip de localizare), în timp ce sistemul bazat pe Latitudine / Longitudine se folosește cu predilecție în navigație. Pentru orientarea în teren, în cadrul excursiilor deosebite, în cadrul cărora traseele pot oferi adevărate capcane, se pot utiliza echipamente de localizare portabile.
2.2.3. Navigatie
Cu siguranță însă, astăzi domeniul navigației nu se poate lipsi de servituțile sistemului GPS, care, asociat cu posibilitatea transmiterii datelor prin satelit (GSM), dezvoltă noi aplicații, multe din ele fiind în sfera civilă. Câteva domenii de aplicare în navigația aero / marină / terestră :
– alegerea culoarelor economice (scurte, evitare curenți, etc.)
– evitarea accidentelor prin managementul traseelor,
– reconfigurare trasee la devieri de ruta (aisberguri, furtuni).
– parcursul unor trasee dificile sau necunoscute (deșert, etc.),
– informații privind condiții / starea parcursului, semnalizare,
– evitarea din timp a centrelor aglomerate, a blocajelor,etc.
– decolare / aterizare, acostare / urmărire semnal navigabil, balize,
– navigația imersa, traseele sub calota polara,
– circulația auto/aero/navo fără vizibilitate (noaptea, ceață, furtună),
– deplasarea obiectelor în spațiul cosmic apropiat.
Posibilitatea introducerii / configurării unui anumit traseu pe care dorim să îl parcurgem impune, ca și în cazul localizării, existența setului de hărți cu zona respectivă. Programul dezvoltat este însă mai complex, corespunzător unei „navigații punct cu punct” (o înșiruire de localizări), putând fi configurat chiar în cadrul parcursului, urmând anumite etape de introducere a vectorilor proprii:
►Introducerea programelor de operare;
►Introducerea hărților digitale;
►Introducerea hărților vectoriale (drumuri, localitati);
►Adăugarea elementelor preferențiale (trasee,situri);
►Verificarea concordanței hărților cu operarea sistemului GPS zonal;
►Reîmprospătarea automată a datelor (semne circulație, devieri, etc.);
►Stabilirea scării și a sistemului de coordonate (UTM, MGRS);
►Limitele sistemului (precizie, acuratețea poziției, etc.).
2.3. INCARCAREA VECTORILOR PROPRII
Pentru a putea folosi o aplicație de tip GPS, în memoria calculatoarelor trebuie încărcat un program digital de configurare / utilizare a hărților necesare teritoriului pe care se efectuează deplasarea. În acest sens, unul dintre programele elaborate în acest scop GLOBAL MAPPER – versiunea 5.7 (disponibil și în România) reușește să facă aproape totul, și chiar să fie compatibil cu alte sisteme.În memoria destinată hărții digitale pot fi introduse și zone mai detaliate, pe baza datelor furnizate de client ( în cazul spațiilor de depozitare pe suprafețe mari – porturi, mine de suprafață, de exemplu). Așa cum s-a arătat, localizarea, navigația și monitorizarea au drept suport grafic hărțile. Trasarea acestora se bazează pe alăturarea unor porțiuni de suprafață, obținute prin imagistica aeriană (avioane / sateliți) și prelucrate cu ajutorul tipurilor de proiecții adecvate zonei, totul cu scopul creșterii fidelității reprezentării. Lucrul este posibil prin determinarea exactă a poziției porțiuni fotografiate folosind sateliții GPS și prelucrarea acesteia fotogrammetric. (fig.9)
Fig.9
Acesta este primul pas în elaborarea hărții. Pentru a putea utiliza o hartă care să poată fi introdusă în aparatura de navigație, ea trebuie transformată în formă digitală, interactivă, pe baza unor programe de conversie a tipului de coordonate.
Deosebirea dintre hărțile destinate navigației aeronavale (care utilizează drept coordonate latitudinea, longitudinea și altitudinea) și cele destinate orientării rutiere (coordonate UTM sau MGRS), constă în gradul de detaliere. În circulația autovehiculelor este mai puțin important să cunoaștem latitudinea și longitudinea locului, aici primând informațiile despre distanțele pe care le avem de parcurs sau informații despre ruta aleasă (blocaje, devieri, viteze tip „undă verde”, acces interzis, unități service, benzinării sau unități spitalicești). Deoarece scara folosită este mică, zonele pentru care se elaborează seturile de hărți sunt restrânse (orașe, zone turistice, parcuri naționale, etc.) datorită volumului de informații pe care trebuie să-l cuprindă aceste mape.
MONITORIZAREA SI GESTIONAREA UNUI AUTOVEHICUL
3.1. MONITORIZAREA AUTO
În domeniul autovehiculelor, poziționarea globală prin satelit s-a impus în principal pe trei direcții, constituindu-se în aplicații vizând atât exploatarea cât și cercetarea în domeniu.
Astfel vom avea:
◘ Aplicații vizând traficul autoturismelor :
→ Orientarea automobilelor în traseu (hărți digitale, diverse informații);
→ Urmărirea/localizarea/blocarea (sustragere obligații, furt, asigurări);
◘ Aplicații privind exploatarea parcurilor auto :
→ Interogarea pentru determinarea poziției pe traseu, vitezei, opriri, etc.;
→ Extragerea și prelucrarea automată a documentelor de parcurs;
◘ Aplicații vizând comportarea / încercarea / cercetarea autovehiculelor;
Aplicațiile vizând traficul auto, indirect, prin facilitățile oferite, au consecințe asupra altor sfere de activitate, cum ar fi :
◘ Companiile de asigurări → reduce factorul de risc la furt.
◘ Poliția → Scade infracționalitatea auto, recuperări de auto furate.
◘ Companii de leasing → recuperare de la persoanele rău platnice.
◘ Montatorii de alarme → crește gama serviciilor high-tech oferite.
◘ Proprietarul de vehicul foarte scump → protecție totală.
Folosind rețeaua de telefonie mobilă se poate stabili o legătură biunivocă între receptorul GPS montat pe vehiculul în mișcare și dispeceratul utilizatorului, care, la rândul său, poate primi date despre condițiile de deplasare ale mobilului, putând interveni transmițând coordonate pentru corectarea rutei sau chiar oprirea vehiculului de la distanță în cazul abaterii de la traseul stabilit sau în cazul unui furt. După cum vedem, aplicațiile sunt multiple, ele diferă numai prin gradul de integrare, sau gama de facilități oferite, firmele producătoare adoptând denumiri proprii dar, în esență, toate sistemele se pot reuni sub conceptul generic de „GPS Locator”. Astfel vom întâlni :
◘ GPS – Sat Guard → pentru protecție contra furtului.
◘ GPS –Locator→ monitorizare activitate auto.
◘ DriftBox – GPS → măsurare dinamică a unghiului de derapaj.
◘ SafeFlet – GPS → sistem complex de monitorizare a flotelor.
Vom analiza principalele aplicații ale GPS Locator – ului, deoarece ele au un deosebit impact asupra transporturilor în special și asupra autovehiculelor în general.
GPS LOCATOR – Sistem de localizare/orientare. Putem realiza cu această aplicație o multitudine de operații necesare, cum ar fi : monitorizare, analiză, control trasee efectuate, găsirea vehiculelor în caz de furt, dispecerat sau întocmirea automată a foilor de parcurs combinată cu calculul consumurilor specifice realizate. În acest scop, rețeaua de sateliți GPS furnizează coordonatele pentru stabilirea exactă a poziției terestre (longitudine, latitudine și altitudine) la un moment dat, iar prin prelucrarea acestor date la momente diferite, se determină direcția, viteza afișând și data/ora exacta.
3.2. FUNCTII OFERITE DE GPS LOCATOR
Pentru a nu intra în detalii privind caracteristicile pur tehnice (pe care le vom analiza în cap 3.3.), ne vom opri mai mult asupra facilităților oferite de aceste sisteme, pentru a putea aprecia oportunitatea implementării în diverse rețele auto.
◘ determinarea cu precizie a poziției geografice folosind sateliții GPS;
◘ înregistrează pozițiile în memoria proprie ( Datalogger) ;
◘ generează textual și pe hartă poziția localizată ;
◘ acționează oriunde pe glob în baza indicațiilor stabilite de dispecer ;
◘ poate fi setat sau interogat cu SMS-uri prin rețeaua de telefonie mobilă ;
◘ permite accesul prin Internet ;
De regulă, comunicarea se face prin rețeaua GSM (Global System for Mobile Comunications), prin SMS (Short Mesage Service), dar poate fi făcută și prin portul serial (RS232), sau folosind rețeaua radio proprie a utilizatorului, ori chiar Internetul.
CARACTERISTICI TEHNICE
◘ Precizia de poziționare → (uzual) ;
◘ Numărul maxim de sateliți recepționați simultan (canale) → 12 ;
◘ Capacitatea de memorare → 60.000 – 250.000 poziții ;
◘ Capacitate hartă digitală → 20.000 localități ;
◘ Semnale proprii intrare / ieșire :
→ 2 linii de intrare ( pentru semnalizare avarii) + 4 analogice,
→ 2 linii de ieșire de putere (pe releu electromagnetic).
◘ Independența de funcționare → max. 10 zile ;
◘ Tensiunea de alimentare → 9…30 v .
Datele furnizate de aparat poat oferi două tipuri de date, comunicând atât înregistrarea pozițiilor pe unde a trecut vehiculul (Datalogger-ul), cât și date legate de poziția instantanee. Datalogger-ul conține toate informațiile referitoare la poziție (longitudine, latitudine și altitudine), parametrii de trafic (viteză, direcție și data / ora înregistrării), precum și starea semnalelor de intrare (input-urile) din momentul înregistrării. Capacitatea de memorie a Datalogger-ului este suficientă pentru a menține stocate pozițiile din fiecare minut pe o durată minimă de 40 de zile, sau traseul parcurs pe o perioadă de minim 1 an, corespunzător unor înregistrări la un interval (setabil) de 10 min. Este preferabil ca datele să fie descărcate pentru analiză la fiecare cursă. Furnizarea poziției instantanee se face prin mesaje (SMS) în trei moduri :
◘ condensat → ultimele 5 poziții, transmise codat;
◘ detailat → informații despre zona și poziția momentană ;
◘ localizator → descrierea textuală a locului de pe hartă ;
Pe lângă harta digitală, în memoria „GPS Locator” –ului, pot fi introduse zone a căror poziție este precizată prin puncte de coordonate longitudine/latitudine și a numelui zonei (ex.: „zonă Client”). Hărțile digitale, o dată cu creșterea ariei de implementare, permit, pentru orașele mari, generarea unei localizări mergând până la nivelul străzilor și intersecțiilor acestora. Aparatul poate furniza din proprie inițiativă mesaje sau apeluri către anumite numere de telefon (prestabilite) în cazul apariției unui eveniment (accident, furt, etc.).
„GPS Locatorul” dispune de 2 sau mai multe ieșiri de putere, putând prelua comenzi de la distanță (cum ar fi oprirea motorului autovehiculului în cazul abaterii de la ruta stabilită sau a furtului) Aruncând o privire asupra costurilor de exploatare, ne dăm seama că odată ce aparatul a fost achiziționat, singurele cheltuieli sunt cele datorate rețelelor telefonice prin care se face transmisia datelor. Setările făcându-se de la distanță nu este nevoie de un specialist care să se deplaseze, operația făcându-se la nivel de dispecerat. Chiar dacă se decuplează, accidental sau voit, bateria de acumulatori de pe vehicul, sistemul rămâne operant datorită sursei „back-up”(circa 10 zile). La cerere, sistemul poate fi integrat și folosit cu un software adecvat traficului rutier, în scopul generării documentelor de parcurs necesare.
3.3. DRIFTBOX – SISTEM DE MASURARE A ALUNECARII
Tot la baza sistemului GPS este si un alt sistem numit DRIFBOX, care serveste pentru studierea performanțelor de tracțiune, în cadrul unor sisteme complexe de teste, firma Racelogic VBOX a conceput un echipament mobil destinat măsurării instantanee a unghiului de patinare, folosit tot in industria constructoare de autovehicule. (fig.10.1), (fig 10.2)
Fig.10.1 fig.10.2
Dispozitivul numit DriftBox, are o precizie în determinarea vitezei de , și conține o serie de algoritmi pentru determinarea punctelor grafice, utilizați în aparatura profesională (D1 Proffessional drift – japonez). El poate fi setat pentru diverși parametri caracteristici tipului de auto testat, iar în modul „Lap timing”, poate analiza parametrii pe parcursul a 99 de tururi, în 6 ecarturi de timp convenabil alese, totul fiind înregistrat pe un cartelă magnetică „Data logging”, oferită o dată cu achiziționarea aparatului și care poate fi analizată pe orice calculator, folosind softul adecvat. În interiorul dispozitivului se găsește un motor „pas cu pas”, controlat de frecvența 10 Hz (obținută prin divizarea frecvenței ceasului atomic GPS), cuplat cu un senzor inerțial termocompensat. Cu ajutorul memoriei de pe card se pot înregistra la un tact de 10Hz, timpul, distanța, viteza, poziția, accelerația/decelerația (longitudinală sau laterală), timpul pe tur si unghiul de alunecare, iar descărcarea datelor se face pe portul USB al computerului. Ecranul va conține datele amintite, care pot fi astfel analizate și folosite în proiectarea diferitelor ansambluri ale automobilului care concură la stabilitatea dinamică pe traiectorie. Aparatul are o oarecare aplicabilitate și în domeniul competițional, în special în cursele de formulă, cu traseu fix, acolo unde informația despre alunecare este importantă la setarea anti-demarajului la pornire, la reglarea suspensiilor sau la alegerea pneurilor.
3.4. SISTEM DE MONITORIZARE A PARCURILOR AUTO
Majoritatea sistemelor de urmărire sunt limitate în privința facilitaților și de cele mai multe ori nu trimit date proprietarului decât în cazul unui furt. In mod normal majoritatea mai necesită și o înregistrare pentru monitorizare, si in acest scop sau creat un sistem numit SAFEFLEET. Este foarte diferit, deoarece asigură multe facilități, siguranță, securitate, monitorizare, raportarea către alții, elemente care sunt trimise proprietarului tot timpul. SafeFleet poate fi folosit ca un sistem "stand alone", ce poate comunica cu telefoane mobile, SafeFleetExplorer (o aplicație special creată pentru urmărirea vehiculelor pe PC) sau poate fi "legat" de alte aplicații după cerința utilizatorului. SafeFleet este o mică “cutie neagră” care este foarte rapid instalată de personae autorizate în autovehiculului utilizatorului, în mod normal într-o locație ascunsă. Dispozitivul este capabil sa localizeze precis, oriunde in lume, utilizând GPS-ul integrat. SafeFleet poate monitoriza si chiar controla status-ul unui vehicul, acceptând comenzi si raportând evenimente excepționale via GSM (SMS sau Data) / GPRS (internet) câtre receptori (telefon mobil, PC, etc.) definiți si autorizați de utilizator.
monitorizarea on-line a vehiculelor pe harta,
monitorizare pe telefon mobil, PDA sau PC,
securitate vehiculelor,
buton de panică,
rapoarte … și multe altele functii.
DATE TEHNICE GENERALE
• Dual band GSM / GPRS Internet data modem;
• Receptor GPS rapid cu 12 canale;
• Design avansat low-power;
• Baterie de back up;
• Buton de panică pentru șofer;
• Antena GSM / GPRS & GPS;
• Senzor de atingerea a vehiculului;
• Senzor de contact;
• Comutator pentru deconectarea circuitului de pornire la cheie, luminii de avarie si sistemul de preîncălzire / răcire a vehiculului de la distanță;
• Sistem de recunoaștere a conducătorului (fără cheie);
• Suport voce;
• Port serial;
• Imobilizare automată a vehiculului de la distanță;
• Raport la utilizarea neautorizată a vehiculului;
• Raport la deconectarea sursei externe de curent;
• Raport la pornirea motorului;
• Raportarea ieșirii din perimetrul stabilit;
• Raportarea intrării intr-un anumit perimetru;
• Cutie de mici dimensiuni;
• Posibilitate de restricționare a folosirii vehiculului pentru un anumit număr de ore pe zi sau în week-end;
• Verificarea poziției vehiculului în orice moment prin SMS;
CARACTERISTICI TEHNICE A SISTEMULUI „SafeFleet”
Mecanice:
Cutia: grad de protecție IP65;
Dimensiuni: Lungime = , lățime = , înălțime = ;
Greutate: 670 grame.
Electrice:
Alimentare: Tensiune: min: 6 Vcc…max: 32 Vcc / Curent: tipic: 60 mA, vârf: 200 mA
În starea de stand–by, consumă mai puțin de 1mA;
Sistem avansat de management pentru reducerea consumurilor.
Unitatea centrală: Tensiune: 3.6 Vcc, Curent: 25 mA
Antena
Sistemul conține antena GSM/GPS, care se poate monta ușor in orice locație.
Dimensiuni: 65mm (Ø) x 10mm (H), Cablu: RG 174 (4 metri).
Frecventa: potrivita modemului 1575.42 MHz,Câștig: 1.7dB …27dB nom.
SafeFleet utilizează o noua platforma telematica avansata ce folosește GPRS ca mod de comunicație. Pe GPRS este ultima și una din cele mai avansate platforme telematice si telemetrice disponibilă astăzi. Are un număr de accesorii complementare care îi extind posibilitățile, deja cuprinzătoare. A fost proiectat pentru a putea fi instalat practic in orice tip de vehicul care dispune de alimentare 6V, 12 sau 24 V:
autoturisme
autovehicule de transport urban
autocamioane
motociclete
vehicule agricole
ambarcațiuni cu motor
ski jet-uri
vehicule / mașini industriale
Acolo unde nu exista alimentare, opțional se poate instala un panou solar care sa fie conectat la echipamentul montat.
Utilizând ultimul modem dual-band GSM / GPRS, SafeFleet poate opera in oricare din frecventele 900MHz / 1800MHz (European / Rest of World) sau 850MHz / 1900MHz (North America). Concluzia este că SafeFleet poate opera în orice rețea GSM din întreaga lume. În “inima” SafeFleet există un avansat receptor GPS. El poate urmări simultan până la 12 sateliți pentru a determina cu o acuratețe remarcabilă locația (amplasamentul) curentă, viteza, direcția de deplasare precum și alte date referitoare la vehicul. Acest receptor GPS furnizează cu o mare precizie ideograma de dată si timp care este marcată și inclusă în mesaj. Aceasta informație nu poate fi alterată, astfel posibilitatea de a utiliza fraudulos sistemul este eliminată. Majoritatea produselor pentru urmărirea vehiculelor suferă de un consum exagerat de energie. Aceasta poate duce la descărcarea bateriei vehiculului în urma unor perioade extinse de inactivitate. A fost construit special pentru a fi folosit in autovehicule si utilizează circuite de alimentare cu o mare eficiență care consumă de 10 ori mai puțină energie, în medie, decât sistemele tipice de acest fel. Acest circuit special (low-power) este condus automat, astfel încât să nu descarce bateria și, de asemenea, să asigure o funcționare de 24h. Are propria baterie de back-up integrată care asigură funcționarea continuă, independentă față de bateria vehiculului. In medie, va funcționa (după modul de operare) continuu pentru mai multe zile fără alimentare externă. Sau, dacă spre exemplu vehiculul a fost furat și SafeFleet a fost deconectat de la sursa externă, el poate fi detectat in timp real (poziția se actualizează la fiecare secundă) pentru mai multe zile. Fiecare SafeFleet este echipat cu un buton de panică (combinat cu un indicator LED). Pâlpâirea LED – ului indicator are multiple semnificații, în funcție de context, semnificația însemnând:
1. LED aprins indică o etichetă auto validă și SafeFleet a fost activat pentru start;
2. LED stins indică operarea normală a vehiculului;
3. Pâlpâire rapidă indică motor pornit dar vehicul imobilizat;
4. Pâlpâirea secvenței S-O-S (…–…) indică activarea “Panic Alarm”;
5. “Count-down flash” – vehiculul este gata sa intre starea imobilizat;
6. Pâlpâire la fiecare 2 secunde” – indică vehicul imobilizat.
SafeFleet are nevoie de comunicație cu rețeaua mobilă GSM/GPRS și, de asemenea, să recepționeze date de la sateliții . Pentru aceasta este echipat cu o antena de înaltă performanță care va fi montată într-un loc potrivit și ascuns (poate fi acoperit). Senzorul de contact determină inițializarea jurnalelor, când motorul autovehiculelor a fost pornit și se consideră terminată când motorul este oprit. Utilizatorul SafeFleet poate defini o perioada de timp (10 minute) în care o "nouă călătorie" se va considera ca făcând parte dintr-o călătorie anterioară. Aceasta permite pauze scurte între călătoriile lungi. Poate comanda comutatorul standard pentru deconectarea circuitului de pornire la cheie, lumini de avarie si sistemul de bujie incandescentă /preîncălzire și răcire, ca opțiune extra a pachetului. Este compatibil cu sistemul de recunoaștere a conducătorului (fără cheie). SafeFleet are suport si pentru comunicație pe voce. Aceasta necesită atașarea unui microfon si a unui difuzor potrivit. Un port serial (RS-232) este disponibil la toate modelele de SafeFleet. Pe acest port se pot citi pachete NMEA standard ce pot fi utilizate în diverse dispozitive externe, cum ar fi -uri sau laptop-uri pe care rulează software-uri de navigare. În sfârșit, acest sistem SafeFleet are in componenta sa o cutie de mici dimensiuni, potrivită pentru a fi montată în toate tipurile de autovehicule. Acest modul de numeste FM4200. (fig.11), (anexa.2)
Modul Teltonika FM4200
Fig.11
FM4200 este un terminal cu GPS si conectivitate GSM, care este capabil să determine objectâ euro coordonatele ys și a le transfera prin rețeaua GSM. Pentru conectarea la reteau GSM este necesara o cartel SIM. Cartela SIM poate fi obtinuta de la furnizorul de servicei GSM. Acest aparat este perfect adecvat pentru aplicații în cazul în care dobândirea, localizarea de obiecte de la distanță este necesară. Este important să se menționeze că FM4200 are intrări și ieșiri suplimentare, care permit să controleze și să monitorizeze alte dispositive, obiecte de la distanță si are o interfata integrala. Aceasta interfata are un port RS232 pentru ieșire NMEA și de configurare. Acest port poate fi folosit ca port de sistem (pentru actualizări de soft, dispozitiv de configurare, etc) (anexa.3)
Principii operaționale ale FM4200. Modulul este conceput pentru a obține înregistrări și de a le trimite la un server. Înregistrări contin date GPS si informații. Modulul foloseste conexiunea GPS pentru a obține datele GPS și este alimentat cu 3 date dobândi metode: bazate pe timp, bazate pe distanța parcursă, unghi bazate pe metode. Toate datele sunt stocate în memoria flash și mai târziu pot fi trimise prin intermediul canalelor de GPRS sau SMS. Modul de date GPRS este cel mai preferate de expediere modul. SMS este modul cel mai des folosit în zone fără acoperire GPRS. Comunică cu server se face prin folosirea protocolul de date speciale si poate fi gestionat de comenzi SMS FM4200 are doua moduri de functionare. Modul sleep (modul de asteptare), poate sa intre in acest mod atunci cand indeplineste doua conditii: nu detecteaza miscare si nu trimite sau primeste date pentru 5 minute. (Intervalul de inregistrare este mult mai frecventat decat de 5 minute, deci nu va intra in modul sleep din aceasta cauza. In acest mod de fuctionare consumul de energie cade. FM4200 este construit cu un accelerometru pe axa 3, care permite aparatul să indice dacă vehiculul este în mișcare sau nu, precum și sa măsură viteza de accelerare. Are 5 parametri în curs de desfășurare: Delta X, Y și Z definesc unghiuri în spațiu 3D, la intervalele de timp, în milisecunde. Pentru a indica faptul că vehiculul este în mișcare, verifică în mod constant schimbarea de unghi mai mare decât cel definit în Delta X, Y sau Z domenii. Dacă unghiul se schimbă pentru intervalul de timp definit în domeniu, vehiculul este considerat ca fiind în mișcare. Este recomandat setarea accelerometrului pentru cea mai mare sensibilitate, pentru ca datele sa fie cate mai exacte. FM4200 are 4 profilurile salvate în memoria flash a modulului. Fiecare profil are o listă de parametri, care permite să funcționeze în moduri diferite (anexa.4). In component sa FM4200, are o baterie (acumulator) imporat. In cazul in care FM4200 este deconectat de la sursa de alimentare a autovehicolului are o autonomie de aproximativ 96 de ore, perioada in care pe langa functiile existente in sistemul de monitorizare, el trasmite utilizatorului si un semnal de avaria cum ca a fost deconectat de la sursa de alimentare a autovehicului.
Aceasta cutie este construită pentru a fi rezistentă la apă (IP 65 standard) si trebuie montată într-un loc ascuns. Montarea si intretinerea acestui dispozitiv pe autovehicul se face de catre personal autorizat si calificat, in locuri special amenajate (service auto), respectand si indeplinind conditiile de N.T.S si P.S.I. Tensiunea de alimentare care trebuie furnizata echipamentului pentru o functionare normala trebuie sa fie in gama 10Vdc-30Vdc tinand seama de semnificatia semnalelor conectorului 2×10. Semnificatia ledurilor si amplasarea conectorilor este prezentata in imagine. (fig.12)
Semnificatia ledurilor si amplasarea conectorilor (PortNMEA, Terminal 2×10)
Fig.12
Aparatul trebuie să fie montat astfel încât indicatorii LED sa fie vizibili, ca acestia indica starea de funcționare a dispozitivului.
LED-ul Navigate:
– Daca semanlul GPS este receptionat LED-ul “Navigate” va clipi la fiecare secunda;
-Daca semnalul GPS nu este receptionat LED-ul “Navigate” va sta aprins permanent;
-Cand LED-ul “Navigate” este stins inseamna ca este un scurt-circuit in antena GPS sau in conector, sau echipamentul este in modul de functionare SLEEP (mod de functionare in care aparatul are un consum redus).
LED-ul Status: Acesta clipeste la fiecare secunda cat timp se initializeaza. Dupa ce se realizeaza conexiunea cu serverul va clipi la fiecare 10 secunde; In modul DEEP SLEEP(consum foarte redus de energie) LED-ul este stins.
Semnificatia semnalelor disponibile la terminalele conectorului 2×10 sunt: (anexa.5)
In configuratia de baza se vor folosi doar trei fire legate la conectorul 2×10 , cele aferente pinilor 1,11 si 15, restul de fire urmind a se izola inainte de efectuarea conexiunilor la instalatia electrica a autovehiculului (anexa.6). Tensiunea minima de lucru pentru FM4200 este de10V. . Cum spuneam montarea acestui dispozitiv se realizeaza intr-un loc ascuns, fiind un sistem universal, nu are un stas de montare, depinzand de marca si modelul de autovehicul pe care se monteaza, cu atentia de a nu afecta, bruia alte componente ale autovehiculului. In vederea realizarii unei montari cat mai corecte, se recomanda sa se stabileasca locul pentru montarea echipamentului, avand in vedere ca acesta nu trebuie sa fie usor accesibil, de asemenea prinderea acestuia trebuie sa fie rigida pe autovehicul (se imobilizeaza cu ajutorul unor bride din plastic), iar locatia aleasa sa fie ferita de riscurile de a fi afectat de umezeala (in nici un caz in habitaclu motor) si sa nu fie in imediata apropiere a calculatoarelor ce se afla pe autovehicule. Amplasarea echipamentului se poate realiza in habitaclu: in spatele ceasurilor de bord, in spatele torpedoului, sub consola volan, bancheta din spatele soferului, portbagaj etc. Pentru acest echipament nu se impun setari sau programari deosebite, din partea instalatorului se necesita doar o atentie marita privind montarea si executarea de conexiuni electrice intre autovehicul si echipament. Locatia trebuie aleasa cu grija in functie de compartimentarea autovehiculului. O atentie deosebita se va acorda demontarii/montarii elementelor de mascare ale autovehiculului in cadrul operatiei de montare si pentru culegerea semnalelor necesare functionarii echipamentului. Acest proces de instalare nu trebuie sa aduca prejudicii de nicio natura autovehiculului. Pentru a minimiza pe cat posibil sabotarea sistemului, atat echipamentul cat si antena GPS nu vor fi instalate la vedere. Pe cat posibil nu se vor instala cablurile si antena pe langa parbriz pentru a evita taierea acestora la o eventuala inlocuire a parbrizului. (fig.13), (anexa.7)
Locul in care se recomanda montarea dispozitivului
Fig.13
Conectarea firelor de legatura la instalatia electrica a autovehiculului se realizeaza indeplinind urmatoarele conditii: Conexiunile cablurilor de legatura ale echipamentului la instalatia electrica a autovehiculului se efectueaza fara ca echipamentul sa fie introdus in conectorul 2×10; Conexiunile cablurilor echipamentului la firele instalatiei electrice a autovehiculului vor trebui sa fie ferme (sa faca un contact bun) si bine izolate (cu banda adeziva sau cu cleme de record; La amplasarea acestora se vor evita locurile incalzite din habitaclu masinii (zone de ventilatie cu aer cald) sau repere ale masinii aflate in miscare pentru a evita topirea cablurilor sau deteriorarea izolatiei acestora. Tensiunea de lucru si masa: Tensiunea de alimentare a echipamentului se poate lua direct de pe bornele acumulatorului sau din interiorul autovehiculului de la butucul cheii de contact, din spatele cutiei de sigurante etc. Legarea la masa se va face direct la caroseria autovehiculului (sau de la unul din cablurile care sunt deja conectate la caroserie) avand grija ca sa se realizeze un contact ferm cu aceasta. Cablurile de alimentare ale echipamentului trebuie sa fie bine izolate si ascunse vederii pentru a impiedica sabotarea acestora. Se recomanda ca toate firele sa fie asigurate cu bride de prindere din material plastic. La efectuarea legaturilor intre echipament si instalatia electrica recomandam o atentie marita in realizarea conexiunilor, pentru a elimina riscurile care pot apare datorita contactelor imperfecte sau datorate vibratiilor din timpul mersului. De asemenea, izolarea legaturilor trebuie executata cu mare acuratete si atentie. Efectuarea conexiunilor intrarii de citire DIN1 a starii motorului (PORNIT/OPRIT). Prin intermediul firului galben al cablului de alimentare DIN1 (pin15 al conectorului 2×10) cu care este dotat echipamentul Teltonika FM4200, se citeste starea motorului (pornit/oprit). Acest fir se conecteaza la firul de ON (aprindere) al comutatorului cheii de contact. (fig.14)
Fig.14
Pentru a gasi firul care este legat la comutatorul cheii de contact, corespunzator intrerupatorului din pozitia « ON » se procedeaza astfel:
– se rasuceste cheia în contact pâna în pozitia în care se aprind luminile în bord;
– se cauta pe butucul cheii de contact firul pe care tensiunea este +12V;
– pe acest fir tensiunea trebuie sa ramâna +12V atât în pozitia în care se aprind luminile în bord, cât si în cea de START (motor pornit).
Mai este un fir notat uneori « ACCESORII » sau ACC, prin care se alimenteaza alta aparatura (casetofon, ventilator, etc.) pe care apare tensiunea de +12V cu cheia în contact, dar în pozitia START a cheii dispare +12V. A nu se confunda cu acesta!
Pe langa aceasta unitate Teltonika FM4200, SafeFleet mai are in componeta sistemului o antena GPS, fara care nu ar putea functiona. Aceasta antena asigura legatura dintre sistemul SafeFleet montat pe autovehicul si satelit. Montarea acestei antene GPS pe autovehicul trebuie sa indeplineasca la randul ei, urmatoarele conditii: In primul rand antena GPS din dotarea echipamentului nu poate fi inlocuita cu alte antene improvizate; Trebuie asigurat ca antena GPS este montata orizontal si "sa vada" cerul. Daca structura masinii nu permite aceasta pozitionare se recomanda ca antena GPS sa se monteze in exteriorul autovehiculului. La vehiculele care au parbrizul in unghi diferit de 90 grade (parbriz inclinat) antena GPS se va instala in dreptul parbrizului (sub bord, cat mai aproape de suprafata orizontala a bordului vehiculului) cu mentiunea ca trebuie ca deasupra antenei GPS sa nu fie niciun fel de "bariera/suprafata de metal" care ar putea produce perturbatii ale semnalului. In general, singurele vehicule care ar necesita montarea GPS-ului la exterior sunt autocamioanele, care au parbrizul perpendicular pe caroserie. La acest tip de autovehicule antena GPS trebuie instalata cat mai in fata spre parbriz.
3.5. INTERFATA CU UTILIZATORUL
Comunicația cu SafeFleet este fiabilă și flexibilă, existând multe opțiuni disponibile. Poate fi folosit pentru urmărirea unui singur autovehicul privat, a unei mici “flote” de familie sau a unui întreg parc auto. Rapoarte ca mesaje text (SMS) catre utilizator. SafeFleet suportă comunicație SMS bidirecțională cu proprietarul și cu alte până la 7 telefoane mobile/modem-uri GSM. Proprietarul poate adăuga suplimentar un număr de telefoane mobile sau modem-uri GSM, prin crearea de grupuri de utilizatori, astfel încât anumite mesaje să ajungă numai la anumiți utilizatori. Una dintre cele mai importante funcțiuni ale SafeFleet constă în abilitatea de a raporta locația curenta si status-ul. Aceste informații sunt obținute prin simpla trimitere a unui SMS cu comanda „Where” la numărul echipamentului montat. SafeFleet va răspunde la aceasta comandă cu un mesaj SMS care conține informații despre locația curentă, direcția si viteza de deplasare. SafeFleet este proiectat sa comunice ca un contact de Instant Messaging. SafeFleet va fi tot timpul on-line si va furniza informații pentru actualizarea locației pe serverul de IM. Folosind o aplicație client de IM, proprietarul sau orice alt utilizator autorizat si conectat poate accesa informațiile legate de locația vehiculelor monitorizate.
3.6. SIGURANTA SISTEMULUI „SafeFleet”
Din nefericire, incidentele de pe șosele si furtul vehiculelor devin din ce în ce mai comune pe drumurile din întreaga lume. Pentru recunoașterea acestora, are o serie de facilitați special create pentru a face șoferii vehiculelor să se simtă mai în siguranța, știind că pot cere ajutor imediat, manual, dar și automat.
-Butonul de panică acționat de șofer in cazuri extreme (atac de exemplu) este situat discret, lângă volan. Pentru a declanșa "Alertă Panică", butonul de panică al șoferului trebuie apăsat si ținut timp de 2 sec sau mai mult și apoi eliberat. În mod automat, două mesaje vor fi trimise receptorilor definiți de proprietar. Mesajele conțin detalii despre șoferul vehiculului, status-ul și locația vehiculului incluzând coordonatele sale precise.
-Depășirea unei anumite viteze; Când este setată aceasta opțiune, SafeFleet va trimite câte un mesaj de fiecare data când un vehicul depășește viteza limită, către receptorii definiți de proprietar. Limita de viteza este configurabilă.
-Accelerație excesivă; SafeFleet poate raporta abuzul asupra vehiculului prin monitorizarea accelerației. Când această facilitate este setată și rata de accelerare depășește o anumită valoare definită de proprietar, atunci se va trimite un mesaj către receptorii definiți de acesta.
Securitatea pasiva a sistemului „SafeFleet”. Are o rețea de elemente de securitate inteligente, proiectată să asigure protecția automată a vehiculului cu minima intervenție a conducătorului auto.
-Perimetrul invizibil; De fiecare data când vehiculul este parcat, SafeFleet “pune” un perimetru invizibil (de securitate) cu o raza de 20 metri în jurul amplasamentului său. Dacă vehiculul se deplasează în afara acestui perimetru fără ca un driver RFID sa fie prezent, declanșează alarma prin trimiterea unui SMS către proprietar sau către utilizatorii autorizați. Spre deosebire de alarmele convenționale, care pur și simplu funcționează cu o sirena, și care în mod inevitabil sunt ignorate de cei din jur, asigură pentru cineva care e pregătit să ia măsurile necesare, cunoașterea prealabilă a situației.
-Imobilizare automata a vehiculului; Modulul STOP PORNIRE, (opțiune extra) conține 2 relee independente de curent mare. Când vehiculul este oprit, LED – ul indicator avertizează iminenta blocare a circuitului de pornire. La sfârșitul perioadei de avertizare (aproximativ 45 secunde) releul circuitului de pornire este comutat astfel încât să imobilizeze vehiculul. Pornirea vehiculului nu va fi operaționala decât dacă un indicativ autorizat (Driver ID) este in zona de acțiune.
-Controlul imobilizării vehiculului de la distanță; Proprietarul are posibilitatea de a activa blocarea pornirii vehiculului de la distanță anulând prezența în zonă a unui indicativ (Breloc chei). Aceasta opțiune poate fi folosită pentru a împiedica folosirea unui vehicul furat.
-Raport la utilizarea neautorizată a vehiculului; Dacă vehiculul este mișcat / deplasat neașteptat fără ca un breloc sa fie in zona de acțiune, atunci un mesaj „alarmă de intruziune” va fi transmis către dispozitivele de alarmă prestabile de către proprietar; (sensibilitatea la intruziune este configurabilă de către proprietar)
-Raport la deconectarea sursei externe de curent; Deconectarea sursei principale de alimentare a echipamentului montat este automat detectată și raportată prin SMS proprietarului sau utilizatorilor autorizați.
-Raport la pornirea motorului; Orice pornire/oprire a vehiculului este detectată și raportată prin SMS proprietarului sau utilizatorilor autorizați.
-Restricționarea/folosirea vehiculului un anumit număr de ore pe zi; Proprietarul vehiculului poate seta o restricție de folosire a vehiculului între anumite ore sau în weekend. SafeFleet poate fi setat sa trimită un SMS proprietarului sau utilizatorilor autorizați în cazul în care vehiculul este folosit în afara orelor/perioadei autorizate.
4. FUCTIILE SISTEMULUI„SafeFleet”
4.1. URMARIREA VEHICULELOR PRIN “SafeFleet”
Proprietarul are avantajul cunoașterii cu precizie a locației în care este sau a fost vehiculul, atât în interes de serviciu cât si în interes personal. SafeFleet are în acest domeniu un număr de facilități “built-in” capabile să răspundă celor mai exigente nevoi de urmarire a vehiculelor. Principala funcție a SafeFleet consta in abilitatea acestuia de a raporta în orice moment locația în care se găsește și status-ul (parcat, staționat, în mișcare). Raportarea se poate face prin GPRS sau SMS și este de forma:
– „SafeFleet este la SW de sediul_central, și se îndreaptă spre SE cu viteza de – 16:01 18-3-2003 ( 51’22’18N 2’22’53W).”
Raport de cursă ; SafeFleet poate transmite in mod automat un raport sumar la sfârșitul fiecărei curse, atât spre proprietarul vehiculului, cât și spre utilizatorii autorizați. Raportul conține:
1. numele proprietarului vehiculului,
2. locația de start a cursei (ex. SW de Sediul central),
3. timpul si data începerii cursei,
4. locația finală a cursei,
5. timpul si data terminării cursei,
6. durata cursei,
7. distanta parcursă în timpul cursei,
Foaie de parcurs…
Arhiva interna cu locații prestabilite ( ≈ 6000 de locații); Fiecare echipament SafeFleet este livrat cu o lista inițială de locații (orașe, localități) presetate. Aceasta listă conține principalele orașe și regiuni ale lumii. Această facilitate permite SafeFleet să-și raporteze poziția față de cea mai apropiată locație din listă. Arhiva editată de utilizator ( ≈ 400 locații ; Față de lista cu locațiile prestabilite, proprietarul SafeFleet poate adăuga un număr de până la 400 de locații particulare (orașe, locații în orașe – ex: banca, sediu, depozit, client x, etc.). SafeFleet va raporta poziția față de cea mai apropiata locație definită.
Raportarea intrării intr-o anumita zonă; SafeFleet poate transmite mesaje SMS când vehiculul intră într-o anumită zonă (pre-configurată de utilizator). De exemplu, o notificare automata poate fi trimisă către șeful unui depozit în cazul în care un vehicul de aprovizionare se îndreaptă spre depozit.
Raportarea ieșirii dintr-o anumita zonă; SafeFleet poate trimite un mesaj către proprietar in situația în care vehiculul părăsește o locație sau se îndepărtează cu o distanță setabilă de o locație prestabilită. De exemplu, proprietarul poate stabili o raza de 20km in jurul unui oraș, iar dacă vehiculul depășește această rază, SafeFleet va alarma proprietarul și/sau utilizatorii autorizați.
Raport “round trip” ; Poziția curentă a vehiculului este arhivată ca un punct de referința și, de fiecare dată când vehiculul se întoarce în acest punct, SafeFleet va trimite un mesaj proprietarului și/sau utilizatorilor autorizați conținând: timpul cursei, distanța parcursă, viteza maximă atinsă si viteza medie a cursei.
Raport periodic – la intervale de timp; Odată ce aceasta opțiune este activată, SafeFleet va trimite un mesaj proprietarului și/sau utilizatorilor autorizați la fiecare interval de timp predefinit (ex: raport la fiecare oră) cu locația vehiculului, direcția de deplasare si viteza de deplasare.
Raport periodic – la distanță parcursă; Similar cu raportul anterior, SafeFleet trimite mesaje la fiecare (se poate configura) cu locația vehiculului, direcția de deplasare si viteza de deplasare.
Înregistrare tip “cutie neagra” (minim: ultimele 30 secunde, maxim: ultimele 68 minute); SafeFleet înregistrează fiecare secunda a fiecărei curse în memoria sa internă. Informațiile înregistrate conțin: data, ora, poziția GPS, viteza și direcția de deplasare. SafeFleet reține întotdeauna informațiile primite în ultimele cele 30 s … 68 min. În cazul în care vehiculul suferă un accident se poate reconstitui comportamentul acestuia în ultimele momente dinaintea accidentului (cutie neagră).
Trimitere automata a datelor via UDP către o adresa IP; Poate trimite în mod automat date despre vehicul către o adresa de IP la un interval de timp configurabil (secunde). Aceste date pot fi legate de un sistem de urmărire prin Internet a vehiculelor sau de Intranet-ul unei companii. Datele transmise conțin:
numărul IMEI al modem-ului;
ID-ul șoferului;
date GPS (data, ora, latitudine, longitudine, viteza, azimut, status);
odometrul (total si pe cursa);
timpul de staționare intr-o cursă;
contact on / off.
Standard NMEA pentru aplicații de navigare; SafeFleet poate trimite propoziții standard NMEA (la fiecare secundă) de la receptorul GPS pe portul serial. Aceste date sunt acceptate de majoritatea aplicațiilor de navigare care rulează pe laptop-uri sau PDA-uri, permițând afișarea în timp real a poziției curente a vehiculului.
MONITORIZAREA POZITIEI AUTOVEHICULELOR
Sistemul SafeFleet permite raportarea in format PC a principalelor date necesare monitorizării instantanee sau de durată a deplasării coloanei de autovehicule. Pentru monitorizarea performanțelor vehiculului si a comportamentului de conducere a șoferului, SafeFleet furnizează două funcțiuni importante, și anume :
*Raportarea celui mai rapid demaraj (0 – 80Km/h); O dată activată această facilitate, de fiecare dată când vehiculul înregistrează cel mai rapid demaraj între 0 … 80Km/h, SafeFleet trimite un mesaj către proprietar și/sau utilizatorii autorizați. Intervalul 0 … 80Km/h este prestabilit, dar proprietarul poate alege si alte variante (0 … 50Km/h sau 0 …100Km/h). SafeFleet poate de asemenea să raporteze cel mai rapid demaraj într-un interval de timp setabil (1 min … 24 ore).
*Raportarea vitezei maxime; Trimite un mesaj (viteza maximă înregistrată) proprietarului și/sau utilizatorilor autorizați la fiecare interval de timp configurabil între 1 minut si 24 de ore.
Unele dintre cele mai importate si utlizate mai frecvent, functii ale acestui sistem SafaFleet sunt: Urmarirea in timp real si optimizarea rutelor, Jurnalul de bord si nu in utimul rand, ca pe aceasta functie se pune cel mai mult accentul , este monitorizarea cantitatii consumului de combustibil folosit pentru fuctionarea motorului unui autovehicul.
4.3. URMARIRE IN TIMP REAL SI OPTIMIZAREA RUTELOR
Datorită sistemului GPS, se pote urmări mișcarea autovehiculelor 24 de ore pe zi. Iar cu ajutorul interfeței prietenoase se pot optimiza sarcinile și din mers. La crearea programului s -a oferit posibilitatea organizării ușoare, rapide și eficiente a lucrului. Pe hartă se pot viziona pozițiile actuale ale autovehiculelor, de la distanța dorită. Cu ajutorul codurilor de culoare, toate datele pot fi citite dintr-o privire, foarte clar și precis. Pe hartă pot fi întroduse sediile proprii, precum și cele ale partenerilor. Totodată pot fi precizate și sarcinile care urmează a fi executate, acestă opțiune fiind de un mare ajutor la organizarea mai rapidă și mai bună a activității. (fig.15)
Traseul parcurs de autovehicul
Fig.15
4.4. JURNALUL DE BORD
Cu ajutorul jurnalului de bord: Se evita cheltuielile inutile datorate folosirii vehiculului în scopuri proprii si evitarea întreruperilor inutile ale timpului de lucru. Sistemul colectează datele din GPS-ul instalat în autovehicul 24 de ore pe zi și le transmite server-ului central. Datele traseului sunt prelucrate instantaneu și pot fi accesate. Se pot întocmi rapoarte grupate pe: nume de stradă, număr de casă, locație sau companie. Date cu privire la distanța parcursă: (fig.16)
• Date de viteză medie;
• Date cu privire la timpii de deplasare;
• Timpii de oprire (de ex. la aprovizionare).
Raport activitate a autovehiculului (Foaie de parcurs)
Fig.16
Traseele pot fi vizualizate pe hartă și la cerere pot fi redate (ca un videoclip) separat sau împreună cu toate graficele aferente. (fig. 17)Sistemul vizualizează viteza și viteza medie, și se vor putea descoperi eventualele depășiri ale vitezei legale. Traseele înregistrate de sistem pot fi exportate în format Excel.
Deplasarea efectuata de autovehicul
Fig.17
4.5. CONTROLUL TOTAL SI MONITORIZAREA COMBUSTIBILULUI ALIMENTAT
Pentru a putea realiza controlul total al combustibilului trebuie urmărit traseul acestuia de la alimentare și până la consumare. Pentru aceasta trebuie ținute sub control următoarele: Alimentarea fiecare strop de combustibil trebuie să ajungă în rezervor. Din rezervor combustibilul nu poate dispărea, doar motorul îl poate consuma. Să fie sub control și combustibilul din retur. Dacă aceste condiții sunt îndeplinite, tot combustibilul va fi consumat doar de motor.
Pentru a se realiza controlul total al combustibilului se pot opta la mai multe solutii complexe de monitorizare. Alegerea lor se face dupa timpul si modelul de autovehicul pe care se monteaza aceste sisteme de control.
La autovehiculele mai vechi, care prin constructia lor nu dispun de un sistem ECU se foloseste sistemul de monitorizare (LLS sensor) Senzori analogici de nivel a lichidului. Iar la autivehiculele care au sistemul ECU monitorizarea se face prin (CAN) Controller Area Network.
4.5.1. LLS Sensor
LLS Sensor
Fig.18
Pentru a putea realiza controlul total al combustibilului trebuie urmărit traseul acestuia de la alimentare și până la consumare. Pentru aceasta trebuie ținute sub control următoarele: Alimentarea – fiecare strop de combustibil trebuie să ajungă în rezervor. Din rezervor combustibilul nu poate dispărea, doar motorul îl poate consuma. Să fie sub control și combustibilul din retur. Dacă aceste condiții sunt îndeplinite, tot combustibilul va fi consumat doar de motor. La realizarea acestor condiții avem nevoie de senzori precis. Acesti senzori precisi sunt LLS. (fig.18)
LLS sunt o serie de senzori de nivel, care sunt dispositive semiconductoare fata piese in miscare. Senzorii de LLS nivel lichid sunt strict interzisi de a fi utilizati in orice lichid, nu se recomanda folosirea lor pentru: biocombustibili, methanol, etanol, uree, etc. Ca functionare a acestor senzori trebuie conectati la modulul FM4200 si la o sursa de alimentare de 8 – 14V stabilizata. Caracteristicile acestor senzori sunt: tensiunea de alimentare DC, curentul de intrare 30mA, temperatura de lucru -40 – . Specificatiile pentru configuratia hardware: principiu de functionare capacitive, iesire RS-232, lungime standar sonda 700, 1000, 1500mm. Montarea acestor senzori pe un autovehicul se face de catre un personal calificat si autorizat, indeplinind si respectand normele de NTS si PSI. Pentru o montare si calibrare corecta a LLS trebuie tinut cont ca realizarea conexiunii la sursa de alimentare sa se face cu polaritatea corecta (-) si (+), Calibrarea LLS sa fie facuta doar in licudul indicat, DIESEL (motorina), benzina (ESEL). Fiecare autovehicul are din construcție un nivelometru (plută) montat. Dezavantajul lui constă în faptul că în partea superioară a rezervorului (10%) nu poate măsura nivelul, deoarece se lovește de capacul rezervorului. Din această cauză se recomanda o sondă tub, montată prin capacul rezervorului, sub formă de baston, care ajunge până la fundul rezervorului. Aceasta măsoară nivelul combustibilului putând arăta nivelul în orice moment. Locatia corecta de montaj pentru acest senzor pe autovehicul este in partea superioara a rezervorului in centrul acestuia. (fig.19)
Pozitie si montarea corecta a senzoruli tub
Fig.19
Montarea intr-o locatie gresita a senzorului duce la erori ale monitorizarii si deteriorea componentelor din acest sistem. Montarea in conditii cat mai optime a senzorului se face cu rezervorul demontat de pe autovehicul si golit combustibilul din acesta. Senzorul tub are un diametru de 22mm si trebuie sa aiba o adancime mai mica de cat adancimena rezervorului cu 8 -10mm. (anexa.8) In partea superioara senzorul trebuie fixact cat mai bine si etansat cu o garnitura (cauciuc, silicon) fata de rezervorul autovehicului.
Calibrarea senzorului tub se face cu ajutorul unei interfete conectate la un soft pe un PC. Conesiunea in vederea calibrarii, se face cum spuneam cu ajutorul unei interfete, numita SCA-N01 (fig.20), cu un cablu terminal USB. Soft-ul cu ajutorul caruia sa poate face calibrarea corecta de pe PC, se numeste TLLS Toolbox si este oferit doar de furnizorii acestui sistem de monitorizare. (fig.21)
Interfata SCA-N01 calibrare LLS
Fig.20
Soft TLLS Toolbox
Fig.21
Pe langa senzorul tub pentru a realiza monitorizarea combustibilului consumat de motorul autovehicului mai este nevoie in sistemul LLS si de inca doi senzori. Montarea lor făcându-se pe conductele de alimentare cu combustibil, intre rezervor si motor, pe conducta de tur si pe conducta de retur. Acești doi senzori măsoară cat combustibil trece spre motor si cat se întoarce si face o medie, rezultând consumul de combustibil al motorului.
4.5.2. Conexiunea Controler Area Network (CAN)
La autovehiculele de generatie mai noua, care prin costructia lor au un sistem ECU, controlul total si monitorizarea combustibilului si face cu ajutorul conexiunii Control Area Network (CAN).
Aceasta conexiune a sistemului sub numele de protocol Controler Area Network (CAN), a fost creata initial de catre un furnizor german de sisteme pentru industia autovehiculelor, numit Robert Bosch, in mijlocul anilor 1980, ca metoda de a permite o comunicare mai usoara si sigura cu sistemele autovehiculelor si nu in ultimul rand pentru imbunatatirea sigurantei autovehiculelor. Inca de la inceputurile sale protocolul CAN a castigat popularitate s-a raspandit usor in industria constructoare de autovehicule, oferind multe benieficii, dar inca se mai lucreaza in cercetarea si imbunatatirea acestuia. CAN realizeaza transferul de date si permite interoperabilitatea datelor intre mai multe sisteme. Tranferul de date prin CAN a fost optimizat pentru sistemele de care au nevoie, de a transmite si a primi sume realtiv mici de informatii, cu o viteza de 15biti, in domeniu Control Redundantei ciclice (CRC). Conexiunea la autovehicul prin CAN, se realizeaza prin conectarea pe magistrala principala a sistemului ECU, care transmite datele spre mufa de diagnoza OBD. Cum spuneam CAN este un protocol, care difera in functie de marca, model, anul de fabricatie, conexiune mufa OBD , a fiecarui autovehicul. De exemplu Protocol CAN pe modele de autovehicule din Grupul Volkswagen este: CAN(SAE J2284), conexiunea realizanduse pe PIN6 si PIN14. (fig.22)
Mufa OBD si Semnificatia Pinilor
Fig.22
Pentru ca SafeFleet sa realizeze controlul total si monitorizarea combustibilului prin conexiunea CAN, modulul FM4200 dispune de un convertor incorporat, care este capabil de a citi si de a transmite mesaje. Conectarea intre CAN si FM4200 se realizeaza prin terminalele conectorului 2×10, 12 (CAN H) si respective PIN2 (CAN L). (anexa.5)
Realizarea conectarii , la un autovehicul trebuie sa respecte urmatoarele conditii : conexiunea CAN difera de la o marca, model de autovehicul, la alta si se recomanda citirea cu atentie a manualelor de service date de fiecare constructor de autovehicule, pentru a indentifica pe magistrala principala protocolul CAN. Orice activitate pe magistrala principala se realizeza doar atunci cand borna pozitiva (+) a fost deconectata. Conectarea se realizeaza numai cu conectori speciali, in conditiile de a nu deteriora orice alt dispozitiv din componenta autovehicului. Aceste operatii de lucru sunt realizate doar de un personal calificat si autorizat, respectand normele de NTS si PSI. Toata aceasta operatie de lucru trebuie verificata cu atentie marita la finalizarea conectarii,
Toate aceste date monitorizate de LLS si prin CAN, sunt transmise prin sistemul GPS catre utilizator si pot fi listate, caz în care programul va arăta: locul alimentării, ora alimentării, nivelul combustibilului la începutul și sfârșitul alimentării, cantitatea alimentată. Datele cu privire la combustibil pot fi vizualizate și sub formă de raport zilnic, caz în care se vor putea vedea: numărul de kilometri parcurși, numărul alimentărilor, totalul alimentărilor, consumul mediu pentru 100 de km. (fig23)
Raport CAN
Fig.23
4.6. ALTE FUNCTII DE CONTROL AUTOMAT SI RAPOARTE OFERITE PRIN SISTEMUL DE MONITORIZARE SI GESTIONARE PRIN GPS
Sistemul GPS, prin modulul FM4200 este capabilă să gestioneze concomitent mai multe tipuri de traductoare și senzori.
Datorită flexibilității sistemului, cardurile, conducatorilor auto, existente deja în legislația transporturilor rutiere, pot fi introduse in sistemul GPS, pentru identificarea persoanei care conduce autovehiculul. Acest lucru este posibil prin conectarea modului FM4200 la tahograful digital au autovehicului si monitorizand orele de lucru a conducatorului auto. (fig.24)
Diagrama cu datele monitorizate de la tahograful digital al autovehicului.
Fig.24
Cu ajutorul funcției de urmărirea evenimentelor chiar și marfa vrac poate fi în siguranță, adică prin urmărirea sarcinii pe axă, a basculării si a presiunii. Realizarea acestui tip de monitorizare a cantitatii marfi realizandu-se prin conectarea modulului FM4200 la cantarul electronic din dotarea autovehicolului. O alta functie a sistemului este monitorizarea si controlarea temperaturii si a umiditatii din sistemul auxiliar montat pe suprastructura autovehicului. Monitorizarea parametrilor temperaturii si a umidității marfurilor transportate pot dovedi, în caz de nevoie, că deteriorarea mărfii nu s-a produs în timpul transportului. (fig.25)
Monitorizarea temperaturii
Fig.25
Tot prin multitudinea de monitorizari oferite de sistemul GPS, pot fi urmărite cu exactitate evenimente cum ar fi: deschiderea ușilor autovehiculului, urmărirea funcționării sistemelor auxiliare montate pe autovehicule sau utilaje, ca exemple ar fi monitorizarea presiunii de aer sau ulei hidraulic produsa de un compresor (in cazul utilajelor), monitorizarea si transimiterea semnalelor audio-video (in cazul autovehiculelor in regim de transport persoane).
5. SISTEME AUXILIARE DE AVERTIZARE OPTICA SI ACUSTICA A AUTOVEHICULUI
Pe langa sistemul auxiliar GPS si multitudinea sa de functii care le ofera, pe autovehicule se mai poate monta si un alt sistem auxiliar de avertizare optica si acustica, deservind autovehiculelor cu regim special, prioritar in trafic.
5.1. PREZENTAREA SISTEMELOR AUXILIARE DE AVERTIZARE OPTICA SI ACUSTICA
Acest sistem auxiliar se poate monta pe orice model, marca de autovehicul si deserveste pentru munca operative a anumitor istitutii publice. De regula aceste autovehicule pe care se monteaza acest sistem se numesc autospeciale. Rolul montarii sistemului auxiliar de avertizare optica si acustica pe autovehicule este, cum spune si numele, de a avertiza ceilalti participanti la trafic, aparitia unui autovehicul cu regim special, prioritar. Ceilalti participanti la trafic trebuie sa respecte indicatiile date prin acest sistem auxiliar de avertizare, a autospecialelor. Exista o multitudine de tipuri de autospeciale: autospeciale care deservesc Ministerul Administratiei si Internelor (MAI)(fig.26.1),(fig.26.2), (fig.26.3), autospeciale care deservesc Ministerul Apărării Naționale (MApN)(fig.27), autospeciale care deservesc Ministerul Sanatatii (MS), autospeciale care deservesc convoiurilor agabaritice(ADR)(fig.28), autospeciale care deservesc in constructii si in alte servicii (ADR)(fig.29), autospeciale care deservesc transportul marfurilor periculoase (ADR Speciale)(fig.30), etc. Toate autospecialele si sistemele auxiliare montate pe acestea, trebuie exploatate de un personal calificat si atestat de Autoritatea Rutiera Romana (ARR), dupa anumite reguli date si pe langa sistemele de avertizare trebuie sa aiba inscriptii vizibile in orice conditii.
Fig.26.1 Fig.26.2
Fig.26.3
Autospeciale MAI.
Fig.27
Autospeciale MApN.
Fig.28
Autospeciale convoi agabaritic. (ADR)
Fig.29
Autospeciale in constructii si in alte service. (ADR)
Fig. 30
Autospeciale trasport marfurilor periculoare (ADR Special)
5.2. FUCTIONAREA SI COMPONENTELE UNUI SISTEM AUXILIAR DE AVERTIZARE OPTICA SI ACUSTICA
In componenta sa, sistemul auxiliar de avertizare optica si acustica poate avea: rampa luminoasa (EDGE) sau un singur Girofar, Difuzor/Sirena(SA40), modulul de comanda (HHS2200), priza de +12V sau +24V, cabluri speciale de conectare intre componentele sistemului si o baterie suplimentara,
5.2.1. Rampa luminoasa (EDGE) sau un singur Girofar (fig.31.1), (fig.31.2)
Este o componenta a sistemului de avertizare luminoasa, se monteaza pe plafonul autovehicului. Elementele componente ale unei rampe luminoase si a girofarului difera pentru fiecare marca, model si activitate destinata a autovehicolului, de aceea exista o varietate de tipuri de rampe luminoase si girofare. O rampa luminoasa sau un girofar se compune din: elemente de intermediere (suport fix sau suport detasabil adica talpa magnetica), lampi de tip Super-LED si proiectoare albe tip “take down”, carcase transparente de diferite culori (albastru, rosu, galben), (anexa.9).Tot un echipament de avetizare luminoasa sunt si Flash-urile (fig.32), care au acelasi principiu de functionare ca a unei rampe luminoase, dar sunt de dimensiuni mult mai mici si se monteaza in partea din fata a autovehiculelor.
Fig.31.1
Rampa luminoasa (EDGE) cu Super-LED si Difuzor/Sirena(SA40)
Fig.31.2 Girofar Fig.32 Flesh-uri
5.2.2. Difuzor/Sirena(SA40) (fig.33)
Este o componenta a sistemului de avertizare acustica se monteaza pe plafon sau in compartimentul motor al autovehicolului. In cazut in care difuzorul/sirena sunt montate pe plafon, se pot incompora in lampa luminoasa (fig.31.1). Tonurile generate de difuzor/sirena sunt de tip Wail, Yelp, Hi-Lo, Pierce si AIR HORN. Difuzorul/sirena are un amplificator de semnal cu intrare audio comutabile extern (ADA) , permitand transmiterea si a mesajelor vocale de la un microfon sau mesaje de la o statie radio.
Fig.33
Difuzor/Sirena(SA40)
5.2.3. Modulul de comanda (HHS2200) (fig.34)
Modulul de comanda este modulul la care sunt conenctate toate componentele sistemului auxiliar de avertizare optica si acustica si sunt procesate toate comenzile. Modulul de comanda pentru a primi toate comenzile are nevoie de o tastarura de comanda. Tot in componenta acestui modul sunt : amplificator de semnal cu intrare audio(ADA), bloc de sigurante (15A), si o priza de alimentare de +12V sau +24V, iar dupa caz si o statie radio mobila cu antenaVHF exterioara. Montarea modului de comanda se poate realiza in compartimentul habitaclu intr-un loc cat mai ferit protejat cu carcase metalice: (sub scaunele din fata, in spatele banchetei, etc)
Fig.34
Modulul de comanda (HHS2200) si sistemul baterie suplimentara
5.2.4. Baterie suplimentara
Pentru o cat mai buna functionalitate, in toate conditiile, sistemul auxiliar de avertizare are si un sistem baterie suplimentara (fig.34). Echipamentul de baterie suplimentara este destinat a alimenta independent echipamentele specifice ale autovehicului (anexa.11). Acumulatorul suplimentar are o capacitate de 47Ah, ceea ce asigura o functionare continua a tuturor echipamentelor in stationare cu motorul oprit de minim 2.5h, curentul total consumat fiind de 19,5A. Acumulatorul se incarca in timpul functionarii motorului autovehicului de la generator (alternator), prin conectarea in paralel cu bacteria principala a autovehicului. Functie de starea de incarcare a bateriei, curentul de incarcare poate fi de maxim 12A. Se poate monitoriza starea de functionare/incarcare a echipamentului de baterie suplimentara prin intermediul unui indicator cu LED multicolor ce se afla instalat pe consola centrala a autovehicului. (anexa. 10) Pentru a asigura incarcarea corecta a bateriei suplimentare este necesar ca motorul sa functioneze un timp suficient, 50% din timpul fiecarei utilizari a sistemului. Echipamentul se compune din urmatoarele elemente: relee comanda, siguranta fuzibila(70A), modul de comanda indicator LED si indicator Led multicolor, bateria suplimentara (12V 47Ah), sistem de fixare si protectie si conductori si conectori de legatura.
Montarea si intretirea unui sistem auxiliar de avertizare optica si acustica se face doar de un personal calificat si atestat, respectand normele de NTS si PSI. Trebuie tinut cont la montarea sistemului ca fiecare componenta sa fie bine fixata, la componentele care sunt la exteriorul autovehicului fixarea pe plafon sa fie cat mai buna si sa asigure o buna etanseitate, trecerea cablurilor de la interior la exterior sa se realizeze cu ajutorul unei presutupe. Se verifica izolarea, conectarea si fixarea cablurilor a intreg sistemul.
CONCLUZII
Acest sistem auxiliar de monitorizare și gestionare prin GPS a unui autovehicul ajută la optimizarea și obținerea unor costuri cât mai reduse ale transporturilor, monitorizarea unor parametrii ai autovehicului de la distanta si asigură securitatea transportului, inclusiv a conducătorului auto și a mărfii. Acest sistem de monitorizare transmite date reale, fara erori si orice interventie asupra sistemului de deteriorare sau eroare este imediat facuta cunoscuta utilizatorului, deci nu este nici o sansa de fraudare a sistemului. Sistem de monitorizare prin GPS are si o mare importanta in dezvoltarea si in cercetarea industriei auto, ca pe viitor fiind baza sistemului „cutia neagra” a autovehiculului.
Iar sistemul auxiliar de avertizare optica si acustica a unui autovehicul ofera o secutitate mai buna a traficului rutier.
Anexa 1. Schema simplificata a receptorului GPS.
Anexa 2. Modulul GPS FM4200.
Anexa 3. Port RS232 pentru ieșire NMEA.
Anexa 4. Parametrii celor 4 profile GPS.
Anexa 5. Semnificatia semnalelor disponibile la terminalele conectorului 2×10.
Anexa 6. Semanalele si descrierea lor, la terminalele conectorului 2×10.
Anexa 7. Montarea corecta a modului fata de alte componente ale autovehicolului.
Anexa 8. Montarea corecta a senzorul tub din sistemul LLS Senzor.
Anexa 9. Confiratie lampa luminoasa.
Anexa 10. Indicatiile indicatorului LED multicolor.
Anexa 11. Schema echipament baterie suplimentara.
BIBLIOGRAFIE :
1. Manual de service si intretinere “Rocura Bucuresti” – Sistem de comunicatie si avertizare optica si acustica;
2. Manual de service si intretinere “Radiocom Bihor” – Sisteme de monitorizare GPS si management al flotei auto, LLS Senzor & CAN;
3. Reteaua Internet;
4. Manual de service si intretinere ”Automatizări Industriale Timișoara” – Sistem SaveFleet;
5. Prezentare Generala “Radiocom Bihor” – EasyTrack;
6. The Global Positioning-Charting the Future, revista NAPA, 2003;
7. Dr. ing. Peter H. Dana, GPS – Sistem de poziționare globală;
BIBLIOGRAFIE :
1. Manual de service si intretinere “Rocura Bucuresti” – Sistem de comunicatie si avertizare optica si acustica;
2. Manual de service si intretinere “Radiocom Bihor” – Sisteme de monitorizare GPS si management al flotei auto, LLS Senzor & CAN;
3. Reteaua Internet;
4. Manual de service si intretinere ”Automatizări Industriale Timișoara” – Sistem SaveFleet;
5. Prezentare Generala “Radiocom Bihor” – EasyTrack;
6. The Global Positioning-Charting the Future, revista NAPA, 2003;
7. Dr. ing. Peter H. Dana, GPS – Sistem de poziționare globală;
Anexa 1. Schema simplificata a receptorului GPS.
Anexa 2. Modulul GPS FM4200.
Anexa 3. Port RS232 pentru ieșire NMEA.
Anexa 4. Parametrii celor 4 profile GPS.
Anexa 5. Semnificatia semnalelor disponibile la terminalele conectorului 2×10.
Anexa 6. Semanalele si descrierea lor, la terminalele conectorului 2×10.
Anexa 7. Montarea corecta a modului fata de alte componente ale autovehicolului.
Anexa 8. Montarea corecta a senzorul tub din sistemul LLS Senzor.
Anexa 9. Confiratie lampa luminoasa.
Anexa 10. Indicatiile indicatorului LED multicolor.
Anexa 11. Schema echipament baterie suplimentara.
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Sisteme de Monitorizare Auto Prin Gps Sisteme de Avertizare Optica Si Acustica Pentru Autovehicule Speciale (ID: 123910)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.