GSM/3G/GPS/ ГЛОНАСС-модуль Cinterion AHS3 в «ЭРА–ГЛОНАСС»

№ 2’2013
PDF версия
В статье рассматриваются технические особенности применения нового совмещенного модуля Cinterion AHS3 (Германия) в «ЭРА–ГЛОНАСС» — российской системе экстренного реагирования при авариях. Модуль сочетает в себе превосходное качество аудио, встроенный in-band modem и ГЛОНАСС/GPS-приемник, при этом поддерживает обмен данными в 3G-сетях со скоростью до 14,4 Мбит/с (прием)/5,7 Мбит/с (передача).
Cinterion AHS3

Рис. 1. Cinterion AHS3

Компания Cinterion Wireless Modules (Германия, Gemalto M2M) сегодня является мировым лидером по производству GSM-модулей и терминалов. Линейка производимых модулей подразделяется на М2М Value, М2М NexGen Evolution, М2М Evolution, M2M Advanced и Automotive. Модуль AHS3 — новый Automotive модуль Cinterion (Gemalto М2М). Он предназначен для внедрения телематических сервисов в автомобиль: от базовой услуги «ЭРА» (eCall) до расширенного набора полезных и развлекательных сервисов (рис. 1). AHS3 производятся с соблюдением жестких требований, которые предъявляются разработчиками систем автомобильной телематики, таких как особая прочность модуля, соответствие стандарту качества VDA 6.2/TS16949 и высокая производительность даже в самых экстремальных условиях.

 

«ЭРА–ГЛОНАСС»

Спасение утопающих — дело рук самих утопающих? Когда невозможно позвать на помощь, то наверно. Но на дворе XXI век, и цивилизованные страны внедряют в автомобили и другой транспорт автоматизированные системы. Как будет осуществлен вызов, если нет связи? В масштабах всей страны предусмотрен единый государственный оператор, включающий зоны покрытия всех российских операторов: МТС, «Билайн», «Мегафон». К концу этого года планируется обеспечить покрытие операторами сотовой связи всех федеральных трасс. Но если в автомобиле или у автовладельца отсутствуют GPS/ГЛОНАСС-устройства, то далеко не всегда можно понять, где находишься, и тем более сделать это, пребывая в шоковом состоянии. В рамках проекта «ЭРА–ГЛОНАСС» планируется массово устанавливать навигационно-коммуникационные терминалы с тревожной кнопкой (SOS) на транспортные средства (ТС) с этого года. «ЭРА–ГЛОНАСС» — общероссийская система экстренного реагирования при авариях — предназначена для снижения смертности и травматизма на дорогах и разработана при сотрудничестве с европейскими специалистами. По основному функционалу «ЭРА–ГЛОНАСС» является технологически совместимой с общеевропейской системой eCall, и этим обеспечено единое пространство безопасности на дорогах. Общие технические требования к навигационно-коммуникационным устройствам «ЭРА–ГЛОНАСС» перечислены в ГОСТ Р 54620-2011. Автомобильная система (АС) должна содержать в себе три основных элемента: MCU (контроллер), коммуникационный модуль (модуль связи) и навигационный приемник (модуль). AHS3 — это и GSM/UMTS-модуль, и ГЛОНАСС/GPS-приемник, что в свою очередь значительно упрощает производство терминалов «ЭРА–ГЛОНАСС». Технические характеристики модуля приведены в таблице.

Таблица. Технические характеристики Cinterion AHS3

Частотный диапазон, МГц

AHS3-W: GSM 850/900/1800/1900

UMTS(WCDMA) 800/850/900/2100

Передача данных

HSDPA/HSUPA: скорость скачивания (DL) — макс. 14,4 Мбит/с; скорость передачи (UL) — макс. 5,7 Мбит/с.

В случае двунаправленной передачи DL —7,2 Mбит/с; UL —5,7 Mбит/с.

GPRS class 12, макс. 85,6 кбит/с.

CSD, макс. 14,4 кбит/с.

SMS (текст.), PDU.

ГЛОНАСС/GPS-навигация

ГЛОНАСС/GPS, A-GPS, dead reckoning.

Чувствительность по слежению— –158 дБм.

Протокол NMEA-0183.

Управление

AT-команды.

Стек TCP/IP

TCP Server/Client, Transparent TCP Listener, UDP.

Управление через AT-команды.

Интернет-сервисы

TCP Client/Server, ping

Интерфейсы

  • Аудио: один цифровой, один аналоговый;
  • два для GSM/UMTS-антенны;
  • один для ГЛОНАСС/GPS-антенны;
  • USB 2.0.
  • Интерфейс UICC/SIM-карты 3 В, 1,8 В.
  • Последовательный интерфейс с автоопределением скорости.
  • 10xGPIO.
  • АЦП.
  • Шина I2C.

Передача голоса

HR, FR, EFR и AMR кодеки; шумоподавление, эхоподавление, режим громкой связи в соотв. с VDA 2a.

Специальные возможности

Удаленный доступ к SIM (SIM Access Profile).

In-band модем.

Расширенное управление температурой.

Jamming Detection (определение «глушения» сигнала).

Присвоение IMEI заказчиком/Netlock-блокирование.

Питание, В

3,3–4,2

Энергопотребление, мА

1,5

Режим Sleep (DRX = 9) в GSM (зарегистрирован в сети).

Диапазон рабочих температур, °C

–40…+85

Габаритные размеры, мм

33×29×2

Модуль обладает функциями тестирования антенных трактов GSM/UMTS, GPS/ГЛОНАСС и аудиотракта. В AHS3 имеется встроенный тональный in-band modem для передачи по голосовому каналу минимального набора данных, в котором содержится информация с координатами, VIN-номером машины, текущим временем и т. д. «ЭРА–ГЛОНАСС» предназначена для спасения жизней, поэтому даже перегруженные сети позволят совершить экстренный вызов с терминала системы, при необходимости будут разрываться активные вызовы.

Навигационно-коммуникационное устройство «ЭРА–ГЛОНАСС» (терминал) планируется в ближайшем будущем использовать как базовый элемент систем мониторинга транспорта, охранно-поисковых систем, систем пользования платными дорогами в автомобиле и др. Функционал модуля AHS3 помогает реализовать вышеперечисленные сервисы в АС и, в отличие от сетей второго поколения, без ущерба голосовому трафику. В соответствии с протоколом HSPA пакеты данных проходят двойную проверку на корректность как со стороны базовых станций, так и со стороны терминала, сети третьего поколения увеличивают вероятность успешного приема. Модуль может применяться для устройств, эксплуатируемых не только на территории Российской Федерации, поскольку работает в четырех 2G- и 3G-диапазонах.

Вместо стандартных SIM-карт в автомобильном терминале используются специальные SIM-микросхемы с удаленной загрузкой профилей и сервисами цифровой безопасности. AHS3 обеспечивает быструю работу с многопрофильными SIM-микросхемами, что было подтверждено демонстрационными тестами.

Одной из особенностей и визитной карточкой Cinterion Automotive-модулей является высококачественный звук. Сертифицированный в соответствии с VDA 2a режим громкой связи отвечает высоким запросам автопроизводителей.

Cinterion AHS3 является высокопроизводительным «совмещенным» GSM/3G/GPS/ГЛОНАСС-модулем и выполнен на базе передового чипсета Qualcomm. Он имеет три линии питания: BATT+, BATT+_GSM, BATT+_WCDMA. Питание на модуль подается через преобразователи напряжения от бортовой сети транспортного средства или аккумулятора терминала. В модуле имеется встроенный монитор питания, и при высоком потреблении выдается сигнал на GPIO. Абсолютный максимум энергопотребления модуля при голосовом вызове — 2,7 А (GSM 900), а в современных 3G-сетях модуль потребляет не более 0,8 А. Высокоэффективная оптимизация питания увеличивает время работы от автономного источника и снижает нагрев.

 

ГЛОНАСС/GPS

Процессор Qualcomm в модуле AHS3 обеспечивает работу в сотовых сетях, а также производит вычисление координат и выдачу навигационной информации в формате NMEA. Линейка модулей Automotive до сих пор не имела встроенного навигационного приемника, новый AHS3 оснащен ГЛОНАСС/GPS-приемником. NMEA-поток может выдаваться как через USB, так и через UART-интерфейс.

AT^SDPORT=4 //USB-NMEA, USB-Modem

AT^SDPORT=15 //ASC0-NMEA, USB-Modem

Для включения ГНСС-приемника:

AT^SGPSC=“Nmea/Glonass”,“on” //включение ГЛОНАСС-приемника

AT^SGPSC=“Engine”,“1” //включение ГНСС-приемника

Высокая чувствительность приема сигналов ГНСС по слежению составляет –158 дБм и позволяет отслеживать местоположение даже в условиях плотной городской застройки. Для ускорения времени захвата спутников возможна загрузка в память модуля эфемерид и альманахов GpsOneEXTRA (A-GPS).

AT+CCLK //установка времени по Гринвичу

Скачать extra.bin с сервера GpsOneEXTRA

AT^SBNW //запись в память

AT^SGPSC=“Engine”,“2” // включение ГНСС-приемника в режиме A-GPS

Модуль может продолжать рассчитывать предполагаемое местоположение даже при отсутствии сигналов GPS/ГЛОНАСС, на основе имеющихся данных.

AT^SGPSC=“Nmea/DeadReckoning, ON”

Тональный модем (in-band modem)

В соответствии с п. 7.1.1 ГОСТ Р 54620 до момента определения события ДТП коммуникационный модуль (AHS3) не является зарегистрированным в GSM-сети, данный режим называется eCall only. Модуль производит сканирование базовых станций и получает их параметры, чтобы иметь возможность мгновенной регистрации в сети при аварии. Для связи с экстренными оперативными службами совершается голосовой вызов, который сопровождается передачей минимального набора данных (МНД) о ДТП. Для этого модуль оборудован тональным (in-band) модемом.

Передача информации на сервер в процессе вызова практически незаметна для собеседников, но содержит в себе важную информацию о местоположении и параметрах движения аварийного транспортного средства и времени аварии, VIN-коде транспортного средства и другую информацию, необходимую для экстренного реагирования (рис. 2).

Взаимодействия в «ЭРА–ГЛОНАСС»

Рис. 2. Взаимодействия в «ЭРА–ГЛОНАСС»

При приеме вызова от аварийной машины важно знать, произошел он автоматически или вручную по кнопке «SOS». В протоколе МНД-сообщений за это отвечает флаг активации бит 6–7. AHS3 соответствует этому требованию. Автоматическая активация осуществляется на основе информации от датчиков идентификации ДТП, таких как акселерометры, информация с CAN-шины и др.

Необходимый набор АТ-команд для «ЭРА–ГЛОНАСС»:

AT^SECALL=1 //совершение экстренного вызова (eCall)

^SCFG: “Call/Ecall/Msd”, (<msd>s) //передаваемые данные

^SCFG: “Call/Ecall/Nr”, (nr) //номер телефона (112)

^SCFG: “Call/Ecall/AckTimeout”, (<acktimeout>s)

^SCFG: “Call/Ecall/CallbackTimeout”, (<callbacktimeout>s)

^SCFG: “Call/Ecall/CleardownTimeout”, (<cleardowntimeout>s)

^SCFG: “Call/Ecall/SessionTimeout”, (<sessiontimeout>s)

^SCFG: “Call/Ecall/StartTimeout”, (<starttimeout>s)

Интерфейс антенн

К модулю возможно подключать как активные, так и пассивные ГЛОНАСС/GPS-антенны (рис. 3). Для интерфейса ANT_GPS предусмотрены ручной и автоматический режимы подачи напряжения на антенну, что позволяет более гибко управлять питанием в автономных системах.

Вариант подключения активной ГЛОНАСС/GPS-антенны

Рис. 3. Вариант подключения активной ГЛОНАСС/GPS-антенны

AT^SGPSC=“Power/Antenna”,“auto”

К модулю подключаются основная ANT_GSM и дополнительная антенна ANT_DRX для работы в сетях сотового оператора. В UMTS-сетях при высокой скорости приема и передачи включается дополнительная UMTS_RX антенна, что защищает приемник модуля при работе передатчика на высокой мощности.

GSM/UMTS-антенна

Рис. 4. GSM/UMTS-антенна

Диагностика антенн

В соответствии с требованиями «ЭРА–ГЛОНАСС» диагностика наличия и работоспособности антенн является необходимым условием тестирования терминалов. Без корректно работающей GSM/UMTS-антенны невозможно совершить вызов (112) и передать МНД (координаты и другие данные). Для диаг­ностики подключения GSM/UMTS-антенны в нее встраивается резистор сопротивлением 9 кОм (±3 кОм), а в некоторых антеннах требуется конденсатор емкостью менее 100 пФ (рис. 4).

Схема подключения AHS3 для диагностики GSM/UMTS-антенн

Рис. 5. Схема подключения AHS3 для диагностики GSM/UMTS-антенн

Электрическая схема диагностики двух GSM/UMTS-антенн приведена на рис. 5. Опрос состояния осуществляется при высоком уровне на выходе GPIO5; АЦП (ADC1, ADC2) модуля определяют состояние антенн по считанному напряжению. Управление, настройка GPIO и отображение статуса антенн происходит по команде:

AT^SAD?

^SAD:<sadPlmnAnt1Status>,<sadPlmnAnt2Status>,<sadGpsAntStatus>

OK

В качестве результата мы можем получить:

  • антенна в рабочем состоянии;
  • короткое замыкание на корпус;
  • обрыв антенны, а также при необходимости включить или отключить дополнительную diversity антенну.

Все эти мероприятия гарантируют безотказную работу модуля, если даже произошло отключение антенн в результате непредвиденных обстоятельств или действий третьих лиц. В экстренном случае при отказе внешней антенны возможно будет воспользоваться резервной.

Для работы с ГЛОНАСС-антенной применяется команда

AT^SAD?

^SAD:<sadPlmnAnt1Status>,<sadPlmnAnt2Status>,<sadGpsAntStatus>

OK

Напряжение, считанное с датчика тока, преобразуется в информацию о состоянии подключенной антенны (рис. 6):

<sadGpsAntStatus>

«0» — нормальное потребление усилителя антенны (2,2 ≤ Is≤ 20 мА);

«1» — короткое замыкание (Is>30 мА);

«3» — антенна не подключена (Is<1,4 мА).

Диагностика GPS/ГЛОНАСС-антенны

Рис. 6. Диагностика GPS/ГЛОНАСС-антенны

 

Заключение

Cinterion AHS3 — высокопроизводительный GSM/3G-модуль со встроенным ГЛОНАСС/GPS-приемником и in-band модемом — не только удовлетворяет основным требованиям «ЭРА–ГЛОНАСС», но и отвечает высоким стандартам автомобильной промышленности и уже используется в современном телематическом оборудовании известных автоконцернов. AHS3 — это немецкое качество и отличная инвестиция в будущее, поскольку данная платформа позволит совершить легкую миграцию от 3G к LTE (Automotive ALS3).

Литература
  1. http://m2m.gemalto.com/products/automotive/automotive/ahs3.html /ссылка утрачена/
  2. euromobile.ru/wp-content/uploads/cinterion_datasheet_AHS3_web_RU.pdf /ссылка утрачена/
  3. AHS3 Hardware Interface Description. Cinterion. Сентябрь, 2012.
  4. AHS3-W AT Command Set. Сентябрь, 2012.
  5. Федеральный оператор «НИС ГЛОНАСС». Информационные материалы. nis-glonass.ru/projects/era_glonass/Info_materials/ /ссылка утрачена/
  6. Application Note 54. eCall Prototype for Cinterion Wireless Modules. Сентябрь, 2012.
  7. ГОСТ Р 54620-2011 «Глобальная навигационная спутниковая система. Система экстренного реагирования при авариях. Автомобильная система вызова экстренных оперативных служб. Общие технические требования».
  8. ГОСТ Р 54619-2011 «Глобальная навигационная спутниковая система. Система экстренного реагирования при авариях. Протоколы обмена данными автомобильной системы вызова экстренных оперативных служб с инфраструктурой системы экстренного реагирования при авариях».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

سكس عربي مصري مجاني sexauskunft.net سكسحر unblurred hentai nicehentai.com omega hentai chinki sex renklipornoo.net village naked dance hot x porn video hindipornsite.com heather jayne nude huge dick comics streamhentai.net hentai msngs
قصص وصور سكس wiwiuku.com مشاهدة أفلام سكس ラブホテル完全盗撮 浮気ドキュメント 禁断の関係 javshare.info とらぶるだいありー brawling go 132 hentaika.org all the way through futa www.indiansexmms pornhindivideo.com ftv hot live 福岡 風俗 図鑑 javwhores.mobi 日本で一番黒いgカップグラドルの絶倫性欲でハメ撮りsexしまくった日常を記録
x videos american fucktube24.com sex odia video 完全拘束イラマチオ 3 あべみかこ javpussy.net 300maan-316 xnxx miya khalifa indianpornsearch.com www.tamil sex videos どエロイ女のムチムチ肉感!ふにゃふにゃ星人 羽生ありさ freejavstreaming.net 生意気j○妹プリ尻挑発 telugu outdoor sex hindipornmovies.org mehreen kaur pirzada