Многофункциональная навигационная система транспортного средства

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕспуБлик (51)5 G 01 С 22/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1»

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4776062/10 (22) 02.01,90 (46) 07.08,92. Бюл. М 29 (71) Специальное конструкторское бюро систем промышленной автоматики r. Чебокса ры (72) Н.Ф; Лукьянов и В.Н. Лукьянов (56) Авторское свидетельство СССР

М 1428616, кл. В 60 1 15/20, 6 01 С 22/02, 06.08.85.

Заявка Великобритании Q 1526572, кл. G01P 3/66, 19,, Ы,, 1753278 А1 (54) МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ НАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА ТРАНСПОРТНОГО

СРЕДСТВА (57) Сущность иэобретейия система содержит генератор 1 временных меток, датчики.

2, 3 оборотов йеведущих колеС, кнопку 4 сброса, блок 5 управления; индикатор 6, программируемый микрокойтроллер 7, Dтриггеры 8, 9, 10, 11, инверторы 12, 13, 14 с диодами Шоттки и мультиплексор 15. 1 ил.

1753278

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам для навигационных измерений перемещений преимущественно колесных транспортных средств, в частности автомобилей, может быть йспользовайо в соревКбвайиях авторалли и других случаях, когда транспортные средства должны двигаться по установленному графику, например, в автобусах, троллейбусах и т. и, При зкспл йФ ии транспортных средств, таких как автобус, троллейбус, легковой автомобиль и т, и;., возникает задача прохождения некоторых точек маршрута в заданные моменты времени, При этом транспортные средства должны соблюдать предписанные правила движения, а также складывающуюся ситуацию на дороге, Это многообразие условий затрудйяет принятие водителем решения о режиме движения в сложившихся условиях. Поэтому показание экипажу только одного параметра нв позволяет решить полностью поставленную задачу, Ее ре"ш е ни е вдзмож но тб л ьКо при представлении экипажу возможности оперативного выбора ийдицируемого в данный момент времени параметра, наиболее важного в сложившейся ситуации. Такой многофункциональный прибор при широком круге индицируемых параметров не должен требовать большого времени взаимодействия с оператором т. е, должен быть прост в эксплуатации, Известны несколько типов устройств, которые могут использоваться для определения собл1адения транспортным средством, заданного графика движения, Известны цифровые устройства, показывающие отдельные параметры, Существенным недостатком этих устройств является то, что для получения других параметров или их сочетаний нужно создавать устройства более сложные и громоздкие, усложняющие зксплуатацйю такого набора устройств.

Среди известных наиболее близким по технической сущности является электрическое устройство для измерения скорости, которое можно рассматривать как многофункциональное, так как оно содержит программируемый микроконтроллер, в который входит процессор, несколько ПЗУ и ряд цифровых микросхем.

Недостатком устройства является сложность, которая объясняется использованием двух пятиразрядных счетчиков, ручных переключателей и других устройств.

Целью изобретения является повышение производительности работы экипажа при обслуживании многофункционально11 системы.

Поставленная цель достигается тем, что многофункциональная навигационная сис5 тема транспортного средства, содержащая генератор временных меток, два датчика оборотов неведущих колес, программируемый микроконтроллер, первый выход которого соединен с блоком индикации, и блок

10 управления с кнопкой сброса, снабжена мультиплексором с тремя состояниями вы— ходов и четырьмя 0-триггерами, причем вы= ходы датчиков оборотов неведущих колес и кнопка сброса через введенные инверторы

15 с диодами Шоттки соединены соответственно с С-входами первого, второго и третьего

0-триггеров-, а выход генератора временных меток соединен с С-входом четвертого Dтриггера, R-входы 0-тригеров и вход блока

20 управления соединены с вторым выходом программируемого микроконтроллера, перBblA вход мультиплексора соединен с выхо- . дом 3-триггеров,,второй вход мультиплексора соединен с выходом блока

25 управления, третий и четвертый входы мультиплексора соединены соответственно с третьим и чвтвертым выходами программируемого микроконтроллера, вход которого соединен с выходом мультиплексора.

30 На чертеже приведена функциональная блок-схема устройства.

М ногофункциональная навигационная система транспортного средства содержит генератор 1 временных меток, датчики 2, 3

35 неведущих колес, блок 4 управления с кнопкой 5 сброса, блок 6 индикации, программируемый микроконтроллер 7, D-триггеры

8 — 11, инверторы 12 — 14 и мультиплексор 15, Генератор 1 временных меток может

40 быть выполнен любым известным способом, в частности он может содержать кварцевый генератор прямоугольных импульсов и делитель частоты для получения на выходе прямоугольных импульсов с периодом, на.45 пример, 1 с.

Датчики 2, 3 оборотов неведущих колес на своих выходах формируют импульсьl на каждый оборот своего колеса и могут быть выполнены в виде бесконтактного конечно50 ra выключателя или бесконтактного преобразователя положения, Блок 4 управленля может быть выполнен, например, в виде матрицы замыкающихся контактов, с помощью которой в

55 микроконтроллер вводятся команды, определяющие выбор производимой операции (например, "Ввод времени строк", "Старт.", "Финиш" и т. д.), или вводимый на индикатор параметр(например, отклонение времени движения автомобиля от графика, время

1753278 суток, показания одометра и т. д.), а также вводимые в микроконтроллер исходные данные (например, масштабный коэффициент, учитывающий диаметр колес, время суток и т, д.). 5

Кнопка 5 сброса может быть выполнена любым известным способом и предназначена для установления начала отсчета пройденного транспортным средством пути, Блок 6 индикации служит для отображе- 10 ния информации, выводимой микроконтроллером 7 в соответствии с текущим режимом работы. Он может быть выполнен, например, в виде семисегментных светодиодных или люминесцентных индикаторов. 15

Программируемый микроконтроллер 7 может быть выполнен любым известным способом, например, он может содержать микропроцессор, ПЗУ программ, ОЗУ и необходимые цифровые микросхемы, позво- 20 ляющие сформировать интерфейс индикатора (на чертеже обозначен как первый выход), порт вывода (второй выход), шину данных (вход микроконтроллера), выход

"Выбор ввода" (третий выход) и выход "Чте- 25 ние ввода"(четвертый выход), Четыре D-триггера 8 — 11 служат для запоминания импульсов, пришедших от входных устройств (датчиков колес 2 и 3, генератора 1 временных меток и кнопки 5), 30 сброс которых в исходное состояние производится микроконтроллером после принятия информации и обработки ее по. предписанной программе, Три инвертора 12-14, содер>кащие диа- 35 ды Шоттки, служат для обеспечения работо.способности устройства за счет исключения ложных срабатываний от наводок на длинные провода, соединяющие входы триггеров с датчиками колес 2 и 3 и кнопкой 5. 40

Мультиплексор 15 с тремя состояниями выходов (например, К555КП11) служит для подключения к шине данных микроконтроллера выходов блока 4 управления или Dтриггеров 8-11, опрашиваемых поочередно 45 микроконтроллером с помощью формирования соответствующих сигналов на управляющих выходах последнего (третьем и четвертом), Устройство работает следующим обра- 50 эом, После подачи напряжения питания на устройство микроконтроллер 7 выставляет в одном из разрядов на втором своем выхОде сигнал "0" при нахождейии остальных 55 разрядов в состоянии "1". Затем с помощью сигнала на третьем выходе микроконтроллера 7 мультиплексор 15 переводится в режим чтения выходов блока 4 управления, еще не переводя выходы мультиплексора 15 из третьего состояния сигналом с четвертого выхода микроконтроллера 7. С небольшой задержкой времени, необходимой для завершения переходных процессов во внутренних элементах мультиплексора 15, происходящих при переключении входов, микроконтроллер 7 переводом сигнала на четвертом выходе в состояние "0" разрешает прохождение сигналов с выбранного порта входа на выход мультиплексора 15 и также после небольшой временной задержки считывает сигналы на своем входе, Дальнейший алгоритм работы микроконтроллера 7 зависит от сигнала, считанного на входе. Если в одном из разрядов входного сигнала имеется "0"; что появляется при нажатии одной из клавиш, то микроконтроллер 7 проводит расшифровку этого сигнала (с учетом выставленного на втором выходе сигнала) и переходит в режим взаимодействия с оператором. В противном случае микроконтроллер 7 изменением сигнала на своем третьем выходе переводит мультиплексор 15 в режим чтения выходных сигналов О-триггеров, которые в исходном положении все находятся в состоянии "0", Если при этом чтении микроконтроллер 7 обнаружит "1" в одном из разрядов на своем входе, что происходит при срабатывании одного из 0-триггеров от его входного с::. нала, то он определяет номер сработавшего триггера и переходит на соответствующую программу обработки этого сообщения.

Так, обнаружив срабатывание одного из

D-триггеров 8 или 9, что озйачает получение импульса от одного иэ датчиков неведущих колес 2 или 3, микроконтроллер 7 прибавляет по единице в первый и второй программные счетчики расстояния. Обнаружив срабатывание D-триггера 11, что означает получение импульса от генератора временных меток 1, микропроцессор 7 переходит к подпрограмме вычисления и вывода на блок индикации установленного оператором параметра. Обнаружив срабатывание 0-триггера 10, что означает кратковременное нажатие кнопки 5 сброса, микропроцессор

7 обнуляет второй из программных счетчиков расстояния, сбрасывая тем самым в ноль показания одометра, который начинает в дальнейшем считать пройденное расстояние с момента нажатия кнопки 5 сброса..В то же время первый счетчик расстояния продолжает отсчет расстояния без изменения своего режима, т, е. с момента старта.

После обнаружения срабатывания одного иэ D-триггеров и проведения вышеописанных операций микроконтроллер 7 с помощью "1" в соответствующем разряде

1753278

Составитель H. Лукьянов

Техред M.Mîpãeèòàë Корректор .Т. Вашкович

Редактор О. Головач

Заказ 2759 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Г роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 на своем втором выходе; т, е, íà R-входе соответствующего О-триггера, переводит

0-триггер в состояние "G" на выходе, т, е, в исходное состояние, подготавливая тем самым схему к повторному циклу опроса.

Таким образом, введение в многофункциональную навигационную систему транспортного средства мультиплексора, D-триггеров, инверторов и новых связей между ними и остальными блоками приводит к повышению производительности, Формула изобретенияМногофункциональная навигационная система транспортного средства, содержащая генератор временных меток, два датчика оборотов неведущих колес, программируемый микроконтроллер, первый выход которого соединен с блоком индикации, и блок управления с кнопкой сброса, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности, она снабжена мультиплексором.с тремя состояниями выходов и четырьмя D-триггерами, причем выходы датчиков оборотов неведущих колес и кнопка сброса через введенные инверторы с диодами Шатки соединены соответственно с С-входами первого, второго и третьего 0-триггеров, а выход генератора временных меток соединен с С-входом чет1п вертого D-триггера, R-входы 0-триггеров и вход блока управления соединены с вторым выходом программируемого микроконтроллера, первый вход мультиплексора соединен с выходом D-триггеров, второй вход

15 мультиплексора соединен с выходом блока управления, третий и четвертый входы мультиплексора соединены соответственно с третьим и четвертым выходами программируемого микроконтроллера, вход которого

2р соединен с выходом мультиплексора,