Патент на изобретение №2351017

(54) СИСТЕМА ИДЕНТИФИКАЦИИ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области регулирования движения автотранспорта и может быть использовано для опознавания транспортных средств (ТС). Система содержит запросчик, размещаемый на контрольном пункте, и приемоответчик, размещаемый на ТС. Запросчик и приемоответчик обмениваются между собой сигналами по радиолинии, организуемой с использованием технологии расширения спектра с псевдослучайной скачкообразной перестройкой частоты и временным разделением каналов. Запросчик содержит первый радиоконтроллер со встроенной антенной, соединенный с интерфейсом для подключения внешней антенны, а также с блоком внешней памяти, жидкокристаллическим монитором и блоком ввода команд. Приемоответчик содержит второй радиоконтроллер со встроенной антенной, соединенный с блоком внешней памяти, блоком ввода аналоговых и дискретных сигналов и с блоком релейных выходов. Радиоконтроллеры выполнены с возможностью обнаружения и идентификации ТС при обмене служебными сигналами без установления соединения между запросчиком и приемоответчиком, а при установленном соединении между запросчиком и приемоответчиком – с возможностью получения неидентифицируемой информации от ТС, присвоенной ему при изготовлении ТС. Кроме того, радиоконтроллеры вводят данные в электронный паспорт ТС через интерфейсы радиоконтроллеров либо по радиолинии и/или воздействуют на ТС через блок релейных выходов. Изобретение повышает эксплуатационные возможности данной системы путем обеспечения опознавания транспортных средств в условиях плохой освещенности и при неблагоприятных погодных условиях. 1 ил.

Предлагаемое устройство относится к области регулирования движения автотранспорта и может быть использовано для опознавания транспортных средств.

Известно «Устройство для обнаружения транспортных средств вблизи автобусных остановок» по патенту на изобретение США 5382953 от 14.04.1994 г. (опубликовано в журнале «Изобретения стран мира», 1996, №3, стр.19), в котором с помощью датчика, устройства обнаружения знака и средства управления производится обнаружение автомобиля. Однако данное устройство обладает низкой технологичностью.

Известно также «Устройство для идентификации автомобилей на станции контроля» по патенту WO 9613023 от 20.10.95 г., опубликованному в журнале «Изобретения стран мира» за 1997 г., №3, стр.28. Указанное устройство содержит на станции контроля видеокамеру и освещающее устройство, формирующее оптическое изображение на поверхности проезжающих автомобилей. Полученное изображение после обработки используется для определения высоты автомобилей.

Недостатком данного устройства является узкий диапазон опознаваемых параметров транспортных средств.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому устройству является система опознавания автотранспорта, содержащая запросчик, устанавливаемый на контрольном пункте, и приемоответчик, размещаемый на автотранспортном средстве, обменивающиеся между собой информацией по радиоканалу, при этом запросчик содержит последовательно соединенные передатчик, элемент развязки и антенну, а также приемник, вход которого подключен ко второму выходу элемента развязки, приемоответчик содержит последовательно соединенные вторую антенну, второй элемент развязки и второй приемник, а также второй передатчик, выход которого подключен ко второму входу второго элемента развязки, отличающаяся тем, что в запросчик дополнительно введены последовательно соединенные пульт управления и компьютер, выход которого подключен к входу передатчика, видеокамера и дисплей, при этом выход видеокамеры соединен со вторым входом компьютера, второй выход которого подключен к входу дисплея, а выход приемника соединен с третьим входом компьютера, в приемоответчик дополнительно введены последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, ключ, адресный счетчик и инвертор, выход которого подключен ко второму входу второго приемника, декодер, элемент сравнения и два постоянных запоминающих устройства, при этом выход второго приемника соединен с входом декодера, группа из n выходов которого подключена к первой группе из n входов элемента сравнения, группа из n выходов первого постоянного запоминающего устройства соединена со второй группой из n входов элемента сравнения, выход которого подключен ко второму входу адресного счетчика, группа из m выходов адресного счетчика соединена с группой из m входов второго постоянного запоминающего устройства, выход которого подключен к входу второго передатчика, второй вход второго передатчика соединен с выходом адресного счетчика и вторым входом ключа (RU 2168768, G08G 1/017, 10.06.2001).

Недостаток системы опознавания автотранспорта определяется ограниченными функциональными возможностями, выражающимися в отдельных мероприятиях идентификации транспортных средств на ограниченных территориях и на отдельных этапах эксплуатации автотранспорта.

Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационных возможностей данной системы путем обеспечения опознавания транспортных средств в условиях плохой освещенности и при неблагоприятных погодных условиях.

Для достижения указанного технического результата предлагается система идентификации транспортных средств (ТС), содержащая запросчик, размещаемый в пункте контроля, и приемоответчик, размещаемый на ТС, обменивающиеся между собой сигналами по радиолинии, организуемой с использованием технологии расширения спектра с псевдослучайной скачкообразной перестройкой частоты и временным разделением каналов, при этом запросчик содержит первый радиоконтроллер со встроенной антенной, соединенный с интерфейсом для подключения внешней антенны, а также с блоком внешней памяти, графическим дисплеем и блоком ввода команд, приемоответчик содержит второй радиоконтроллер со встроенной антенной, соединенный с блоком внешней памяти, блоком ввода аналоговых и дискретных сигналов и с блоком релейных выходов, характеризующаяся тем, что обнаружение и идентификация ТС возможны при обмене служебными сигналами радиоконтроллеров, без установления соединения, а при установленном соединении между запросчиком и приемоответчиком возможно получение неидентифицирующей информации о ТС, присвоенной ему при изготовлении, а также получаемой от периферийных устройств через блок ввода аналоговых и дискретных сигналов и интерфейсы радиоконтроллера, ввод данных в электронный паспорт ТС через интерфейсы радиоконтроллера или по радиоканалу и/или воздействие на ТС через блок релейных выходов.

На чертеже приведена структурная электрическая схема системы идентификации ТС.

Система идентификации ТС содержит размещаемый на контрольном пункте 1 запросчик 3 и размещаемый на ТС 2 приемоответчик 4, при этом запросчик содержит первый радиоконтроллер 5 со встроенной антенной, соединенный с интерфейсом 6 для подключения внешней антенны, а также с блоком внешней памяти 7, графическим дисплеем 8 и блоком ввода команд 9, приемоответчик содержит второй радиоконтроллер 10 со встроенной антенной, соединенный с блоком внешней памяти 11, блоком ввода аналоговых и дискретных сигналов 12 и с блоком релейных выходов 13.

Радиоконтроллеры 5 и 10 реализуют комплексную задачу обслуживания радиоканала, управления оборудованием и обработки поступающих данных.

Через блок ввода аналоговых и дискретных сигналов 12 и интерфейсы радиоконтроллера 10 к приемоответчику 4 возможно подключение по известным схемам периферийных устройств (аналоговых и цифровых датчиков, микротелефонной гарнитуры, контроллера видеокамеры, дисплея) и дополнительных блоков внешней памяти.

К блоку релейных выходов 13 приемоответчика 4 возможно подключение управляющих элементов системы зажигания и подачи топлива, а также световых приборов ТС для управления ими.

Запросчик 3 может использоваться пешим сотрудником, устанавливаться на подвижном или стационарном пункте контроля, работать автономно или с подключением к компьютеру рабочего места оператора пункта контроля (на чертеже не указан), с использованием встроенной или внешней антенны.

Запросчики 3 и приемоответчики 4 собраны по известным схемам. Радиоконтроллеры 5 и 10, используемые в запросчиках 3 и приемоответчиках 4, идентичны по составу и возможностям.

Радиолиния обмена информацией между запросчиком 3 и приемоответчиком 4 организуется с использованием известной технологии расширения спектра с псевдослучайной скачкообразной перестройкой частоты и временным разделением каналов.

Полоса рабочих частот подразделяется на определенное количество каналов. Для процедур вызова, запроса, ответов на вызов и запрос используются сегменты из «N» частотных каналов. После установления соединения используются «М» частотных каналов («М» больше «N»). Длина последовательности перестройки частот значительно превышает число частотных каналов.

Каждый канал делится на временные интервалы определенной продолжительности, причем каждому временному интервалу соответствует определенный канал. Временные интервалы пронумерованы в соответствии с часами запросчика. Передатчик в каждый временной интервал использует только один канал.

Запросчик 3 передает в четные временные интервалы, начиная с нулевого. Приемоответчик 4 должен отвечать в следующем (нечетном) временном интервале. Приемоответчики 4 должны всегда «слушать» в четных временных интервалах, так как они никогда не знают, когда к ним могут обратиться.

Перестройка частоты происходит синхронно на передатчике и на приемнике по закону псевдослучайной последовательности.

Общий формат пакетов, используемых в радиоканале, состоит из трех частей: код доступа, заголовок и полезная информация. Коды доступа являются служебными сигналами контроллеров связи и используются для оповещения и обмена служебной информацией.

Используются три кода доступа:

– Код доступа запроса – одинаков для всех устройств. Используется для обнаружения модулей приемоответчиков, находящихся в зоне действия запросчика.

– Специальный код доступа устройства – индивидуален для каждого приемоответчика. Предназначен для установления соединения с приемоответчиком регистрируемого транспортного средства и активизации режима записи данных в электронный паспорт.

– Код доступа устройства – индивидуален для каждого приемоответчика. Формируется из государственного номерного знака транспортного средства и предназначается для обнаружения и установления соединения с конкретным приемоответчиком при его нахождении в зоне действия запросчика.

Функции защиты информации в радиоканале реализуются как с помощью встроенных аппаратных средств радиоконтроллера, так и путем программной реализации алгоритмов шифрования.

Система идентификации ТС функционирует следующим образом.

Приемоответчики ТС постоянно находятся в режиме ожидания запроса, перестраиваясь по вызывным частотам по установленному алгоритму.

Перед началом работы оператор вручную, с помощью блока ввода команд, или с ПК рабочего места диспетчера вводит список государственных регистрационных номеров разыскиваемых ТС в блок внешней памяти 7 запросчика 3. Запросчик 3 из государственных регистрационных номеров формирует список «кодов доступа устройств» разыскиваемых ТС и начинает работу в автоматическом режиме по следующему алгоритму:

– Для обнаружения приемоответчиков 4, находящихся в зоне его действия, запросчик 3 в четном временном интервале №0 передает «код доступа запроса».

– Приемоответчики 4, принявшие «код доступа запроса», проводят процедуру временной синхронизации, передают в нечетном временном интервале №1 ответ на запрос и переходят в состояние ожидания вызова.

– Запросчик 3 игнорирует ответы на запрос и в четном временном интервале №2 передает первый «код доступа устройства» из списка разыскиваемых ТС.

– Приемоответчики 4, принявшие «код доступа устройства», сравнивают его со своим кодом. Приемоответчик 4, «код доступа устройства» которого совпал с принятым, передает сообщение о признании принятого кода. Если принятый код не совпал с собственным кодом, приемоответчик ничего не передает, оставаясь в состоянии ожидания вызова.

– Запросчик 3, не получив ответа на вызов, повторяет цикл, передавая второй «код доступа устройства» из списка.

Передача «кода доступа запроса» и «кодов доступа устройств» из списка ведется непрерывно до появления в зоне действия запросчика 3 разыскиваемого ТС 2, приемоответчик которого идентифицирует принятый код как свой и передаст ответ на вызов.

Запросчик 3 фиксирует время получения ответа на вызов как время обнаружения ТС, выделяет строку обнаруженного ТС и оповещает оператора звуковым сигналом.

Далее запросчик 3 и приемоответчик 4 обнаруженного ТС проводят процедуру установления соединения, которая включает обмен запросами на соединение, синхронизацию и сопряжение, установление ключа кодирования информации, обмен сообщениями об установке соединения.

При установленном соединении оператор может применить команды «подсветки» и принудительной остановки воздействием на исполнительные устройства системы зажигания и подачи топлива ТС через блок релейных выходов 13, а также считывать данные электронного паспорта, скоростного режима транспортного средства, видео- или другую информацию из блока внешней памяти 11.

При обмене производится шифрование данных, передаваемых по радиоканалам.

Если оператор не использует установленное соединение для перечисленных целей, запросчик 3 продолжает передачу «кодов доступа устройств» по списку, удерживая соединение с приемоответчиком 4 обнаруженного ТС все время нахождения его в зоне действия запросчика.

При остановке какого-либо ТС для проверки сотрудник вводит в запросчик 3 государственный регистрационный номер, используя блок ввода команд 9, проводит процедуры вызова, запроса и установления соединения с приемоответчиком 4 остановленного ТС по описанному алгоритму и далее считывает необходимые для проверки данные.

Особенности алгоритма при регистрации транспортного средства

При регистрации необходимо ввести данные в электронный паспорт ТС.

При первичной регистрации ТС 2 не имеет государственного регистрационного номера и, соответственно, «кода доступа устройства».

Для реализации процедуры вызова используется часть «специального кода доступа устройства». Неповторяемый «специальный код доступа устройства» присваивается приемоответчику 4 при изготовлении и хранится во встроенной памяти радиоконтроллера 10. Изменение или замена «специального кода доступа устройства» не предусмотрена. Другой экземпляр «специального кода доступа устройства», выполненный в виде флэш-карты, находится у владельца ТС.

Кроме процедуры вызова, «специальный код доступа устройства» предназначен для установления режима записи данных в электронный паспорт ТС.

Запросчик рабочего места регистрации транспортных средств начинает работу передачей «кода доступа запроса». Используя внешнюю направленную антенну или проводную линию, запросчик работает непосредственно с регистрируемым ТС.

Приемоответчик 4 регистрируемого ТС в соответствии с рассмотренным ранее алгоритмом принимает запрос, передает ответ и переходит в режим ожидания вызова.

Запросчик считывает и передает часть «специального кода доступа устройства», предназначенную для выполнения процедуры вызова. Приемоответчик принимает вызов, сравнивает полученный код с собственным кодом и при совпадении передает ответ на вызов.

Запросчик принимает ответ на вызов и проводит с приемоответчиком 4 процедуру установления соединения. После установления соединения запросчик считывает и передает вторую часть «специального кода доступа устройства», предназначенную для установления режима ввода данных в электронный паспорт ТС.

По окончании ввода данных в электронном паспорте фиксируется дата, время и номер (фамилия) оператора, производившего регистрацию. При последующих вводах данные добавляются к имеющимся в паспорте. Стирание или замена данных электронного паспорта не предусмотрена.

«Специальный код доступа устройства» ни в запросчике, ни в ПК рабочего места регистрации ТС не фиксируется.

Система предназначена для автономной работы на любой местности, в различных погодных условиях. Для запросчиков 3 не требуются дополнительные каналы связи или какие-либо специальные условия.

Технические возможности системы позволяют ее комплексное использование, в том числе для реализации устройств регистрации выхода и возвращения машин на предприятиях, автостоянках, пропуска на территории, имеющие ограничения, предотвращения несанкционированного использования транспортных средств.

Формула изобретения

Система идентификации транспортных средств (ТС), содержащая запросчик, размещаемый на контрольном пункте и приемоответчик, размещаемый на ТС, обменивающиеся между собой сигналами по радиолинии, организуемой с использованием технологии расширения спектра с псевдослучайной скачкообразной перестройкой частоты и временным разделением каналов, при этом запросчик содержит первый радиоконтроллер со встроенной антенной, соединенный с интерфейсом для подключения внешней антенны, а также с блоком внешней памяти, жидкокристаллическим монитором и блоком ввода команд, приемоответчик содержит второй радиоконтроллер со встроенной антенной, соединенный с блоком внешней памяти, блоком ввода аналоговых и дискретных сигналов и с блоком релейных выходов, характеризующаяся тем, что радиоконтроллеры выполнены с возможностью обнаружения и идентификации ТС при обмене служебными сигналами без установления соединения между запросчиком и приемоответчиком, а при установленном соединении между запросчиком и приемоответчиком – с возможностью получения неидентифицируемой информации от ТС, присвоенной ему при изготовлении ТС, ввода данных в электронный паспорт ТС через интерфейсы радиоконтроллеров либо по радиолинии и/или воздействия на ТС через блок релейных выходов.

РИСУНКИ