Передача данных в системе мониторинга транспорта — технология DDF

в 5:26, , рубрики: gps, gps мониторинг, глонасс, мониторинг транспорта, метки: , ,

Редкий пример того, что патент в России может реально работать в сфере применения GPS. Технология DDF — это аббревиатура Dynamic Data Flow. Она запатентована как изобретение в России и США (патент РФ 2010127419, патент США 8,498,774 B2) и используется в системе мониторинга LOCARUS.
С её помощью сокращается GPRS-трафик от приборов мониторинга, потребный объём памяти в устройстве, время сеанса связи, а также для DDF практически нет ограничений на количество контролируемых параметров транспортного средства, навесного оборудования и груза.

Первоначальной целью был, конечно же, трафик — когда разрабатывался DDF, цены на передачу данных были существенно выше сегодняшних. Так как разработка шла параллельно с разработкой нового прибора мониторинга — то было решено так же максимально расширить возможности по подключению датчиков.
Как обычно работают приборы спутникового мониторинга? Периодически или по событию (выход за пределы виртуального «круга», прохождение заданного расстояния, изменение курса, выход за пределы геозоны, сработка датчика, приход SMS и т.д.) прибор формирует так называемую «точку»: набор данных, включающий координаты, время, иногда курс и скорость, показания датчиков. По мере развития системы, с появлением новых приборов/прошивок такая посылка может менять формат, например, один формат служит для передачи показаний датчиков уровня топлива, другой — для передачи показаний температуры от микросети термодатчиков.
В любом случае — формат данных и количество их источников, жёстко определяется на этапе разработки протокола. Изменить в нём что-либо — означает обречь все группы прикладных разработчиков на мучения, а себя — на проклятия. Если разработчик решил, что погружных датчиков уровня топлива может быть максимум два — то третий и четвёртый датчик интегратор поставить уже не сможет никогда. Если разработчик решил когда-то, что данные о давлении воздуха в пневмоподвеске тягача не нужны — то они никогда и не будут переданы в прикладное ПО. Изменения «обычного» протокола — эпохальны для массового производителя и болезненны для потребителя.
В протоколе DDF принципиально отказались от записи «точек» трека. Вопрос: «А сколько точек помещается в памяти прибора LOCARUS?» не имеет однозначного ответа, всё зависит от условий работы прибора.
Итак, сжатие данных. Но сжимать данные обычными методами математической компрессии — крайне нежелательно. Потому что в таком случае будет потеряна важнейшее качество системы мониторинга — оперативность! Математические методы эффективно работают на достаточно большом массиве данных, а нам нужно передавать (иногда) практически непрерывно!
Таким образом, разработчики пришли к идее разделения опорных и промежуточных кадров. В опорных кадрах, периодичность передачи которых настраивается в соответствии с задачей, но обычно составляет 300 секунд, передаются абсолютные значения всех контролируемых параметров. Координаты, дата-время, курс, количество видимых спутников, напряжения питания и резервной батареи, и все заявленные датчики. А заявлять можно сколько угодно большое количество датчиков, ограничивать пользователя могут лишь соображения пропускной способности и платы за трафик. В промежуточных кадрах — передаются приращения величин. Приращение времени от последнего опорного кадра и приращение показания любой из величин.
Так как максимально возможный период между опорными кадрами ограничен принудительно, то исходя из реальных величин скорости транспортных средств можно ограничить и размерность поля записи для приращения координат. Размерность полей записи времени также ограничена, а размерность полей записи остальных контролируемых параметров (мы называем их «логические каналы») — выбирается пользователем при настройке.
Логические каналы универсальны, и внешне отличаются исключительно размерностью. Прикладная программа использует конфигурационный файл, сформированный при настройке прибора для того, чтобы понять — в каком канале приходит скорость, а в каком — уровень топлива.
Формирование промежуточного кадра происходит в соответствии с настройками. Они предлагают пользователю определить минимальный период передачи и величину изменения, необходимую для формирования кадра. Для передачи координат также введена зависимость от изменения курса на заданную величину.
То есть — получаем предельно гибкую систему. При правильных настройках стоящий на месте автомобиль с выключенным двигателем передаёт только опорные кадры каждые 5 минут. Диспетчер не теряет связь с автомобилем, но при этом имеем мизерный трафик GPRS.
При движении передаются опорные кадры, плюс (для автомобиля, оснащённого датчиками уровня топлива и температуры в рефрижераторе):
— нажатия тревожной кнопки или сработки тревожных датчиков, мгновенно
— приращения координат, при изменении курса (обычно на 3-5 град.)
— изменения уровня топлива по мере расходования
— изменения температуры, если они произошли и превысили установленный порог чувствительности к изменениям
По сути, реализован узкоспециализированный алгоритм сжатия данных, применительно к конкретной области — спутниковому мониторингу наземного и водного транспорта. В авиации DDF работать «as is» не будет — как минимум нужно пересматривать диапазон скоростей.

Безусловно, реализация расшифровки протокола DDF на стороне сервера значительно сложнее, чем любого другого. Отсюда малая распространённость приборов LOCARUS — их технологически трудно адаптировать к стороннему ПО. Однако, потребители высоко оценивают гибкость настройки и качество работы в слабых сетях. Качество это происходит от того, что терминалу требуется гораздо меньше времени на передачу данных после выхода в зону покрытия GSM, либо при высокой загруженности сети.

Автор: Irakes

Источник


* - обязательные к заполнению поля


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js