Современная электроника №9/2021

КОМПЕТЕНТНОЕ МНЕНИЕ 64 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2021 полупроводниковых комплектующих вызвал проблемы с производством российских АСН, целесообразно рас- смотреть несколько подробнее струк- турную схему и принцип работы авто- мобильного оборудования системы «ЭРА-ГЛОНАСС». Упрощённая структурная схема АСН «ЭРА-ГЛОНАСС» показана на рис. 4. Ана- логичная структурная схема использу- ется и в автомобильных устройствах европейской системы «eCall». Автомобильное навигационное устройство имеет четыре основных блока: ● управляющий процессор; ● аудиоблок; ● тональный модем; ● LTE/GSM/GNSS-модуль. В общем случае алгоритм работы АСН выглядит следующим образом. Навигационный ГНСС-модуль посто- янно отслеживает спутники и выдаёт информацию в формате NMEA о коор- динатах, направлении и скорости дви- жения автомобиля. Современные ТС оснащаются слож- ными МЭМС-датчиками движения, которые в одном корпусе содержат акселерометр, гироскоп и магнитометр. Эти устройства позволяют контроли- ровать изменения параметров движе- ния по девяти осям (три оси линейного ускорения, три направления вращения, три направления магнитного поля Зем- ли). Таким образом, гарантируется точ- ная автоматическая фиксация момен- та аварии. Показания этих датчиков записываются и сохраняются в энер- гонезависимой памяти. В случае тяжё- лой аварии (перегрузки 1…3g) датчики срабатывают, и запускаются подушки безопасности, а также автомобильная система вызова экстренных оператив- ных служб «ЭРА-ГЛОНАСС». Эта систе- ма в автоматическом режиме устанав- ливает связь по каналам UMTS (GSM) или LTE с центром обработки звонков (ЦОЗ). При этом передаётся тревожное сообщение (ТРС), которое инициали- зирует сеанс аварийной связи. Кроме того, в АСН предусмотрена тревожная кнопка, с помощью кото- рой водитель или пассажиры ТС могут начать сеанс аварийной связи в ручном режиме. После того как ТРС будет принято и обработано, ЦОЗ устанавливает в авто- матическом режиме связь с аварийным ТС. При этом микрофон и динамик в автомобиле отключаются, а АСН пере- ходит в режим передачи МНД. Данные об аварии в системе «ЭРА-ГЛОНАСС» передаются в специальном формате, получившем название «минимальный набор данных» – МНД. Сообщение МНД содержит такую обязательную инфор- мацию, как: координаты и время ава- рии; VIN-код и категория ТС; автома- тический или ручной режим вызова; тип топлива (бензин, дизель, газ). Кро- ме того, сообщение МНД может содер- жать необязательную, дополнительную информацию, для которой зарезерви- ровано 102 байта. Для контроля работоспособно- сти системы предусмотрен тестовый режим, в котором проверяются основ- ные параметры системы. Одним из наиболее важных блоков АСН является «тональный модем» – ТМ (In-band Modem). Структурная схема тонального моде- ма АСН показана на рис. 5. В самом общем смысле тональный модем представляет собой программ- но-аппаратный комплекс, состоящий из двух блоков. Один блок размещает- ся на транспортном средстве, другой – в ЦОЗ. Основная функция автомобиль- ного тонального модема заключает- ся в передаче МНД в режиме голосо- вого вызова. Модулятор передатчика тонального модема преобразует коди- рованные данные МНД в сигналы спе- циальной формы, соответствующие требованиям 3GPP TS 46.001 и 3GPP TS 26.071, которые предъявляются к аудио- кодекам модулей мобильной связи. В результате сообщение МНД плюс код CRC с помощью биполярной фазовой импульсной модуляции преобразуется в форму, которая пригодна для переда- чи с использованием голосовых AMR- кодеков, включая GSM Full-Rate-кодеки. Если МНД успешно принят и декоди- рован приёмником ЦОЗ, на АСН будет отослано уведомление об успешном приёме данных ACK (AC Knowledge). В этом случае автомобильная система (АС) прекращает сеанс связи и перехо- дит в ждущий режим. Если сообщение ACK не было отправлено или получено сообщение NACK (Not ACKnowledge), АСН будет повторять передачу МНД до тех пор, пока не будет подтверждение успешной доставки и декодирования. Приёмник тонального модема АСН демодулирует и декодирует ответные сообщения, передаваемые ЦОЗ. Основ- ная задача этого приёмника заключает- ся в том, чтобы правильно определить момент начала и окончания передачи МНД по входящим сообщениям START, ACK, NACK. Более подробную инфор- мацию о работе тонального модема АС можно найти в [16, 17]. Вторая важная часть АСН – это модули мобильной связи и приёмни- ки ГНСС. Большинство современных Рис. 4. Упрощённая структурная схема АСН «ЭРА-ГЛОНАСС» [15] Рис. 5. Структурная схема тонального модема АСН МНД «ЭРА-ГЛОНАСС» Контрольная сумма Декодер сообщения Тональный модем транспортного средства Турбо-код От микрофона К динамику Аудиокодер Аудиодекодер Модулятор Демодулятор