Материал: Проблемы обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем. межвузовский сборник научных трудов

гарантировать сохранность груза и целевое использование техники;

-позволяет получить информацию о пробеге транспорта и количестве израсходованного топлива или информация о количестве имеющегося запаса топлива автомобиля в данный момент;

-прогнозирование времени прибытия в конечную точку маршрута и автоматизацию решения логистических задач;

-контроль за соблюдением условий транспортировки груза – температура в рефрижераторе, уровень ударов и вибраций, соблюдение скоростного режима;

-исключает возможность несанкционированного использования автотранспорта и других самоходных машин с выдачей тревожного сообщения диспетчеру.

По мере развития научных и технических средств растёт и актуальность внедрения автоматизированных систем мониторинга в различные сферы бизнеса и предприятия.

Устройства слежения принято называть «трекерами». Ниже приведена структурная схема такого прибора.

Связь скомпьютером посредством RS-232 интерфейса

141

Структурная схема трекера

За основу было взято базовое устройство, в которое входили следующие блоки: Активная GPS антенна, мобильная GSM антенна, модуль GPS, модуль GSM, преобразователь уровней и схема питания. В качестве активной GPS антенны применена стандартная GPS антенна наружного размещения со встроенным малошумящим усилителем. Также в качестве GSM антенны применена стандартная выносная мобильная антенна с коэффициентом усиления 14 Дб. Модуль GPS представляет собой 12канальный GPS приёмник фирмы Trimble. Этот приёмник является одной из последних разработок данной фирмы. Приёмник гражданского назначения и способен принимать сигналы C/A кода на частоте 1575.42 МГц. GPS приёмник оснащен портами UART интерфейса для связи с другими радиоэлектронными устройствами, в частности с GSM модулем. GSM модуль представляет собой GPRS модем Q24 компании Wavecom. Модем способен работать в диапазоне частот EGSM 900/1800/850/1900 МГц, класс GPRS – 10-ый. Преобразователь уровней реализован на микросхеме ADM 3203 фирмы Analog Devices. Данная микросхема необходима для согласования трекера с компьютером посредством RS-232 интерфейса. Схема питания собрана на микросхеме LM2576, импульсном стабилизаторе напряжения.

Возможности устройства были ограничены только определением местоположения объекта, определение его скорости, временем поездки, времени стоянок. И перед нами возникла задача расширить функциональные возможности трекера. Необходимо было контролировать состояния датчиков, контролировать наличие GSM сети и наличия спутников на небе для получения координат местоположения, умение устройства переходить в режим ожидания при постановке на стоянку наблюдаемого объекта и сохранения своей работоспособности при отключении питании устройства (например, снятие АКБ с автомобиля для его зарядки). И в результате было разработано устройство, удовлетворяющее всем предъявленным требованиям.

В ходе совместной разработки были решены вышеперечисленные проблемы и для их решения применялись действия, описанный ниже.

Для решения проблемы сохранения работоспособности

142

были введены блоки АКБ и схема зарядки этой АКБ. АКБ представляет собой 3 последовательно соединённых никель-кадмиевых аккумулятора общим напряжением 3,6В. Никель-кадмиевые аккумуляторы были выбраны потому, что они в отличие от литий-ионных сохраняют свою работоспособность при низких температурах окружающей среды. Данные аккумуляторы позволяют сохранять работу устройства при пропадании внешнего напряжения питания до 24 часов. Схема зарядки для данных аккумуляторов реализована на микросхеме MAX1501 фирмы MAXIM. Данное зарядное устройство полностью автоматизировано и при отключении основного питания оно не «тянет» энергию с аккумуляторной батареи, что является важным фактором при питании устройства от внутреннего источника питания.

Акселерометр применён для решения проблемы перевода устройства в дежурный режим при постановке наблюдаемого транспорта на стоянку. Это было реализовано для того, чтобы не разряжать аккумуляторную батарею при постановке на стоянку транспорта. Акселерометр реализован на микросхеме MMA6270Q компании Freescale Semiconductor. Акселерометр позволяет определять изменение скорости объекта, и при его отсутствии через некоторое время переводить прибор в режим ожидания.

Устройство индикации собрано по примитивной схеме управления маломощной нагрузкой, в данном случае светодиодной, при подаче на него управляющего сигнала. При обнаружении необходимого количества спутников для определения координат и собственно само определение местоположения загорается светодиод синего свечения, который мигает с частотой 1 Гц. При пропадании сигнала местоопределения, данный светодиод гаснет. Для индикации наличия GSM сети применён светодиод зелёного свечения. При наличии GSM сети светодиод производит кратковременные вспышки с частотой 1 Гц, при пропадании сети светодиод индицирует постоянным свечением.

Для решения проблемы контроля состояния дат-

143

чиков был применён блок схемы коммутации датчиков в составе со блоков защиты входных цепей микросхемы. Схема коммутации представляет собой микроконтроллер PIC16F876 со схемой его включения. Данный микроконтроллер позволяет контролировать состояния 9-ти датчиков бортовой системы наблюдаемого объекта.

Подведя итоги можно сделать вывод: была выполнена поставленная задача по расширению функциональных возможностей устройства в целом, что позволило сделать его более конкурентоспособным устройством на рынке устройств дистанционного мониторинга подвижных объектов.

.

Литература

1.Фролов Д. Многопрограммный таймер-часы- термометр. Радио, 2003. № 3. С. 18, 21.

2.Ревич Ю. Часы с термометром и барометром. Радио, 2003. № 4. С. 38 – 39; № 5. С. 36-37; Радио, № 7. С. 43-45.

3.Мельников А. Термометр с ЖКИ и датчиком DS18B20. Радио, 2007. № 1. С. 46.

Воронежский государственный технический университет

144

УДК 621.9

Л.Н. Никитин, И.А. Газин

АНАЛИЗАТОР ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

Рассматриваются технические параметры, принцип действия и конструктивное решение анализатора электромагнитных полей

Анализатор электромагнитных полей (АЭП) является дополнительным средством защиты стрелы автомобильного грузоподъемного крана от попадания под напряжение при производстве монтажно-строительных работ вблизи действующих единичных линий электропередач.

Технические характеристики изделия АЭП:

1.Расстояние от стрелы до ЛЭП:

220В - 1кВ – 3м;

6кВ – 10кВ – 5м;

15кВ – 35кВ – 8м;

110кВ – 220кВ – 12м;

330кВ – 750кВ – 20м.

2.Напряжение питания 12-24В – 1 + 4В

3.Ток, потребляемый анализатором в режиме «Исправно» 0,1А

4.Масса, не более 0,5 кг

5.Габаритные размеры: 150х100х40 мм

6.Условия эксплуатации:

температура: -40°С до +55°С;

относительная влажность: 95% при температуре +40°С;

вибрационные нагрузки: 50 Гц с уско-

рением 5g;

ударные нагрузки: 10000 ударов с уско-

рением 10g.

Анализатор может выпускаться в двух модификациях:

145