• Санкт-Петербург: +7 (812) 331-75-76
    Новосибирск: +7 (383) 209-51-88
  • Москва: +7 (495) 640-06-35
    Россия: 8 800 550-75-06
  • Заказать оборудование

    Ваше имя *

    Ваш E-Mail *

    Тема сообщения *

    Альтернативная тема сообщения

    Сообщение *


    captcha

    Поля помеченные * обязательны

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

era-glonass

Немецкий модуль на службе российской системы экстренного реагирования «ЭРА ГЛОНАСС». 

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-приёмник, при этом поддерживает обмен данными в 3G-сетях со скоростью до 14,4 Мбит/с (прием)/5,7 Мбит/с (передача).

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 NexGenEvolution, М2М Evolution, M2M Advanced и Automotive. 

Модуль AHS3 — новый Automotive модуль Cinterion (GemaltoМ2М). Он предназначен для внедрения телематических сервисов в автомобиль: от базовой услуги «ЭРА» (eCall) до расширенного набора полезных
и развлекательных сервисов. AHS3 производятся с соблюдением жёстких требований, которые предъявляются разработчиками систем автомобильной телематики, такими как особая прочность модуля, соответствие стандарту качества VDA 6.2/TS16949 и высокая производительность даже в самых экстремальных условиях.

«ЭРА–ГЛОНАСС»

Общие технические требования к навигационно-коммуникационным устройствам «ЭРА–ГЛОНАСС» перечислены в ГОСТ Р 546202011. 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».

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 удалённой 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 приёмника, новый AHS3 оснащён ГЛОНАСС/GPS-приемником. NMEA-поток может выдаваться как через USB, так и через UART-интерфейс. 

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

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. 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. 

Интерфейс антенн

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

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.

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 ёмкостью менее 100 пФ. 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 определённой команде. 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. 

    Напряжение, считанное с датчика преобразуется в информацию о состоянии подключенной антенны.

Заключение

Cinterion AHS3 — высокопроизводительныйGSM/3G-модуль со встроенным ГЛОНАСС/GPS приемником и in-band-модемом — не тольк 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 лёгкую миграцию от 3G к LTE (Automotive ALS3).

Наталья Коротких

Читать статью полностью.