Пристрій для віддаленого контролю і управління апаратурою цифрового вибіркового виклику морської рухомої служби

Пристрій для віддаленого контролю і управління апаратурою цифрового вибіркового виклику C2 2 (19) 1 3 вання (ГМССБ): Учебное пособие. - М.: ТрансЛит, 2007. - 544 с, ил. Апаратура ЦВВ включає пульт управління для ручного введення команд оператором і вбудований дисплей для відображення інформації. Введення інформації передбачається в ручному режимі з пульта управління, а проглядання інформації здійснюється візуально з вбудованого дисплея апаратури ЦВВ. Проте у багатьох випадках необхідне дистанційне (або віддалене) керування апаратурою ЦВВ. Реалізація дистанційного керування дозволяє: - встановлювати апаратуру ЦВВ на об'єктах що не обслуговуються і здійснювати її контроль і управління з видаленого центру; - здійснювати контроль і дублювання функцій управління з іншого приміщення; - реалізувати підключення апаратури ЦВВ до інших інформаційно-управляючих комплексів, наприклад, суднових електронних картографічних інформаційних навігаційних систем і тим самим автоматизувати управління апаратурою ЦВВ. Фіг. 1 ілюструє дистанційний контроль і управління декількома комплектами апаратури ЦВВ, встановленими на берегових станціях. На кожній з берегових станцій, позначених А, В, С, встановлена однотипна апаратура ЦВВ, за допомогою якого і відповідної прийомо-передавальної апаратури, здійснюється моніторинг «своєї» акваторії моря. При цьому станція А є обслуговуваною, а станції В і С - необслуговуваними. Апаратура ЦВВ на станціях В і С повинна контролюватися і управлятися дистанційно оператором, що знаходиться на станції А. Зв'язок між станціями здійснюється по дротяних або бездротових лініях зв'язку А-В і А-С. Подібне завдання дистанційного контролю і управління виникає і на судні, що ілюструється фіг. 2 і фіг. 3. Апаратура ЦВВ встановлена на ходовому містку і повинна управлятися, наприклад, з місця оператора навігаційного дисплея, як показано на фіг. 2 або з каюти капітана, як показано на фіг. 3. Реалізація дистанційного керування також вирішує задачу інтеграції суднової апаратури радіозв'язку з ЦВВ і навігаційною системою. Важливою умовою при рішенні задачі дистанційного керування апаратурою ЦВВ є те, що поставлена мета повинна бути досягнута так, щоб не вносити змін до схемотехнічної і програмної частин апаратури ЦВВ. Дане обмеження виникає через те, що на теперішній час всі діючи морські судна і берегові станції, що входять в ГМЗЛБ, вже обладнані відповідною апаратурою ЦВВ, яка спочатку не передбачала реалізацію дистанційного контролю і управління. Заміна всього парку суднової апаратури ЦВВ на нове устаткування з функцією дистанційного керування в короткі терміни неможлива. При реалізації дистанційного керування для апаратури ЦВВ різних фірм-виробників слід також мати на увазі і той факт, що електронні схеми і, тим більше, програмні коди апаратури ЦВВ є об'єктом інтелектуальної власності і, як правило, закриті і недоступні для модифікацій. Тим паче, що внесення змін до схеми і алгоритмів функціону 94276 4 вання пристрою може спричинити за собою некоректну роботу пристрою в цілому. Відомі пристрої для дистанційного керування різними промисловими об'єктами по наступних патентах: "Пристрій для дистанційного керування", патент України №30470, 2002, МКИ H02J 13/00; "Пристрій дистанційного керування електричними апаратами", патент України № 12113, 2006, МКИ H02J 13/00; "Пристрій дистанційного керування", патент України №44824, 2002, МКИ G08C 19/16; «Способ дистанционного управления и/или регулирования системы», патент Російської Федерації № 2325770, 2003, МПК H04L 12/26; «Комплекс дистанционного автоматического управления освещением, вентиляцией корпусов, территории, контроля температуры в корпусах и несанкционированного вскрытия щитов управления, помещений предприятия», патент Російській Федерації № 2006139447, МІЖ G05B 15/02; «Интерфейс, устройство и способ осуществления связи между узлом управления радиотехническим оборудованием и удаленным узлом радиотехнического оборудования в базовой радиостанции», патент Російської Федерації № 2006114666, МПК H04Q 7/30; «Система и способ дистанционного управления электроприборами», патент Російської Федерації № 2005112309, МПК G06F 15/173; Universal remote control unit (Універсальний модуль дистанційного керування). Патент США №7324168, 2008, МПК H04N 5/44; G05B 19/02; H04L 17/02; Remote control system for locomotives (Система дистанційного керування для локомотивів). Патент США №6789004, 2004, МПК B61L 3/00; B61L 3/12; Н04В 001/00; B06Q 001/00; В60Т 013/68 Вказані пристрої включають об'єкт управління у вигляді того або іншого інженерного устаткування. Проте всі вони припускають технічну реалізацію всієї системи або пристрою із спочатку передбаченою функцією дистанційного контролю і управління і не дозволяють реалізувати дистанційний контроль і управління для тих об'єктів, які спочатку цієї функції не мали. Найбільш близьким до пропонованого пристрою є пристрій, розкритий в патенті Російській Федерації № 2277299, МПК Н04В 7/24, «Устройство связи наземных станций (Пристрій зв'язку наземних станцій)», 2006. Пристрій містить периферійні станції, системи передачі даних і центральну станцію. Пристрій забезпечує обмін даними і контроль режимів роботи на віддалених периферійних станціях і управління ними з центральної станції. Проте пристрій не може бути використаний для дистанційного контролю і управління апаратурою ЦВВ в морській рухомій службі, з огляду на те, що його впровадження зажадало б корінної переробки об'єкту управління - апаратури ЦВВ. Метою винаходу є створення пристрою для віддаленого контролю і управління апаратурою ЦВВ без внесення апаратних і програмних змін до самого об'єкту управління - апаратури ЦВВ. 5 Поставлена мета досягається тим, що в пристрій дистанційного контролю і управління, що містить об'єкт управління у вигляді апаратури ЦВВ, що включає пульт управління з п кнопок, вбудований дисплей і модуль сигналізації, засіб управління у вигляді персонального комп'ютера і підключений до нього канал зв'язку, введені п електронних ключів, об'єднаних в матрицю електронних ключів, дешифратор і мікроконтролер, причому лінії рядків і стовпців матриці електронних ключів підключені відповідно до ліній рядків і ліній стовпців пульта управління апаратури ЦВВ, входи управління електронних ключів підключені до відповідних виходів дешифратора, лінії даних, синхронізації і управління вбудованого дисплея і модуля сигналізації апаратури ЦВВ підключені до вхідного порту мікроконтролера, вихідний порт якого підключений до входу дешифратора, а двонаправлений порт мікроконтролера через канал зв'язку сполучений з персональним комп'ютером. Перелік ілюстрацій. Фіг. 1 - схема з'єднання берегових станцій ГМЗЛБ з реалізацією видаленого контролю і управління апаратурою ЦВВ, встановленою на не обслуговуваних станціях. Фіг. 2 - схема дистанційного контролю і управління апаратурою ЦВВ з місця оператора суднової електронної картографічної навігаційної системи. Фіг. 3 - схема дистанційного контролю і керування апаратурою ЦВВ з каюти капітана судна. Фіг. 4 - схема пропонованого пристрою. На фіг. 4 представлена схема пристрою. Пристрій працює таким чином. Апаратура ЦВВ 1 включає в себе модуль сигналізації 1-1, вбудований дисплей 1-2, пульт управління 1-3 та інші схеми, яки на схемі не показані. Апаратура ЦВВ постійно знаходиться в стані прийому викликів від суднових і берегових станцій на частоті 70-го каналу УКХ радіозв'язку (156,525 МГц). Радіосигнали ЦВВ включають в себе обмежений набор даних: цифровий пізнавач судна (береговій станції), координати, пріоритет виклику, характер лиха, вид подальшого радіозв'язку, номер робочого каналу і інші дані. При прийомі виклику його зміст декодується апаратурою ЦВВ і відображається на вбудованому символьному дисплеї 1-2. Наприклад, при прийомі виклику лиха на вбудованому дисплеї апаратури ЦВВ формується миготливе зображення: "Distress call received" (Прийнятий сигнал лиха). Одночасно прийом виклику з пріоритетом про лихо приводить до включення звукової сигналізації, яка генерується модулем сигналізації 1-1. Для дистанційного контролю за станом апаратури ЦВВ шина 1-4 даних, синхронізації і управління вбудованого дисплея і модуля звукового сигналу підключена до вхідного порту 4-2 мікроконтролера 4. При цьому дані, сигнали синхронізації і управління, які поступають на вбудований дисплей апаратури ЦВВ і модуль звукового сигналу, одночасно подаються на вхідний порт 4-2 мікроконтролера. Стан лінії синхронізації постійно опитується у відповідності з внутрішньою програмою роботи мікроконтролера і при виявленні імпульсу синхронізації поточні дані передаються в двонаправлений порт 4-3 мікроконтролера 4. Аналогічним 94276 6 чином опитується лінія управління звуковою сигналізацією і її стан також передається в двонаправлений порт 4-3 мікроконтролера 4. У режимі реального часу всі дані і сигнали управління, які необхідні для відображення поточної інформації на вбудованому дисплеї і спрацьовування звукової сигналізації, передаються через канал зв'язку 5 на віддалений персональний комп'ютер 6. Для цього в мікроконтролері 4 здійснюється мультиплексування даних і передача їх по каналу зв'язку 5 послідовним кодом. Канал зв'язку включає стандартні елементи: модеми 5-1 і 5-3 і власне лінію зв'язку 5-2, яка може бути реалізована у вигляді дротяної або бездротової лінії зв'язку. Передані таким чином дані поступають на засіб управління - персональний комп'ютер 6 і обробляються за допомогою відповідного програмного забезпечення. Таким чином на дисплеї віддаленого комп'ютера 6 відображається поточна інформація, яка присутня в даний момент на вбудованому дисплеї апаратури ЦВВ 1. Одночасно переданий аналогічним чином сигнал звукової сигналізації запускає генерацію звукового сигналу, що імітує звуковий сигнал реальної апаратури ЦВВ. Описаним вище чином забезпечується візуальний і слуховий контроль реальної апаратури ЦВВ на віддаленому комп'ютері 6. Іншими словами, пропонований пристрій забезпечує емуляцію роботи вбудованого дисплея 1-2 і модуля звукової сигналізації 1-1 реальної апаратури ЦВВ 1 на віддаленому персональному комп'ютері 6. Оператор, знаходячись у віддаленні від об'єкту управління - реальної апаратури ЦВВ 1 - спостерігає на екрані персонального комп'ютера 6 зображення її передньої панелі - віртуальну апаратуру ЦВВ - включаючи поточне відображення інформації на вбудованому дисплеї реальної апаратури, а також може сприймати звуковий сигнал тривоги. Емуляція пульта управління 1-3 апаратури ЦВВ 1 здійснюється в пропонованому пристрої таким чином. Оператор віддаленого комп'ютера 6 «натискає» за допомогою маніпулятора миша якунебудь кнопку пульта віртуальної апаратури ЦВВ. Відповідний код, у якості якого може використовуватися стандартний 7-бітовий код ASCII, формується у персональному комп'ютері 6 і через канал зв'язку 5 в онлайновому режимі передається в двонаправлений порт 4-3 мікроконтролера 4 і далі через вихідний порт 4-1 мікроконтролера поступає на вхід дешифратора 3. Дешифратор 3 має п виходів, по числу кнопок на пульті управління 1-3 апаратури ЦВВ, кожен з яких підключений до електронного ключа. Електронні ключі обведені пунктиром, а один з них позначений 2-1. Електронні ключі об'єднані в матрицю електронних ключів 2. Лінії рядків 2-2 і лінії стовпців 2-3 матриці електронних ключів 2 підключені до ліній рядків 1-6 і ліній стовпців 1-5 пульта управління 1-3 апаратури ЦВВ 1 відповідно. Таке з'єднання забезпечує паралельне підключення електронного ключа до кожної кнопки пульта управління апаратури ЦВВ. При подачі управляючого імпульсу з виходу дешифратора 3 відповідний електронний ключ замикається і забезпечує такий же ефект як і фізичне 7 натиснення кнопки пульта управління 1 -3 апаратури ЦВВ. Тривалість імпульсу, що вмикає електронний ключ, вибирають в діапазоні 0,1 - 0,2 секунд, що забезпечує упевнене сприйняття натиснення кнопки внутрішніми схемами апаратури ЦВВ 1. Таке підключення електронних ключів до модуля клавіатури не впливає на її роботу в звичайному штатному режимі і не створює конфліктних ситуацій для внутрішніх схем апаратури ЦВВ. Канал зв'язку, використовуваний у винаході, може бути реалізований у вигляді будь-якого технічного вирішення дротяної або бездротової лінії передачі даних. Таким чином, пропонований пристрій може бути реалізоване на базі штатної апаратури ЦВВ без втручання в її апаратну і програмну частини. Технічна реалізація пристрою вимагає виготовлення окремого блоку, що включає матрицю електронних ключів 2, дешифратор 3 і мікроконтролер 4. Цей блок може бути розташовуваний в безпосередній близькості від апаратури ЦВВ і використовувати загальне з нею джерело живлення. При цьому один і той же самий блок може бути використаний 94276 8 для реалізації дистанційного керування апаратурою ЦВВ різних фірм-виробників, які використовують різні схемотехнічні рішення і програмні коди. Пропонований пристрій не впливає на технікоексплуатаційні характеристики штатної апаратури ЦВВ і зберігає всі закладені в ній функції ручного управління оператором. Оператор може вводити команди шляхом фізичного Пропонований пристрій не впливає на технікоексплуатаційні характеристики штатної апаратури ЦВВ і зберігає всі закладені в ній функції ручного управління оператором. Оператор може вводити команди шляхом фізичного натиснення кнопок на пульті управління 1-3 реальної апаратури ЦВВ і візуально прочитувати інформацію з її вбудованого дисплея 1-2. Застосування пристрою окрім основної функції - дистанційного контролю і управління - дозволяє вирішити задачу підключення апаратури ЦВВ до інших інформаційно-управляючих комплексів, наприклад, до суднових електронних картографічних навігаційних інформаційних систем і тим самим автоматизувати управління апаратурою ЦВВ. 9 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 94276 Підписне 10 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601