+7 (495) 132-66-22

Современные цифровые технологии подвижной связи, позволяя передавать не только голос, но и данные, обеспечивают возможность удаленного контроля и ответной реакции на текущие события.

Эти возможности находят в последнее время все более широкое применение в различных потребительских и бизнес-приложениях. Причем благодаря совершенствованию технологии и снижению цен телематические системы становятся доступны и экономически эффективны для использования в самых разных отраслях экономики.

Одной из основных проблем при проектировании систем телематики является выбор сети связи для передачи информации. И как показывает опыт проектирования и разработок подобных систем, наиболее приемлемыми на сегодняшний день являются сотовые сети стандарта GSM. Эти сети предоставляют самый широкий по сравнению с другими стандартами (не рассматривая спутниковую связь, где тарифы достаточно высоки) выбор стран для международного автоматического роуминга, что позволяет широко применять системы телематики на международных сообщениях при незначительном увеличении расходов.

Использование сети сотовой связи для задач телематики требует профессиональных радиомодемов GSM. Одним из лидеров по производству и поставке современного коммуникационного оборудования является компания Siemens, которая широко специализируется в проектировании и разработке беспроводных модулей и терминалов, работающих в стандарте GSM. Уже более десяти лет Siemens производит линейку беспроводных встраиваемых GSM-модулей (в последние годы к ним добавились GSM/GPRS-модули, используемых в законченных решениях и проектах в области телеметрии, навигации, безопасности, организации торговли, в банковской сфере и других.

Спектр применения средств передачи данных через сотовые сети GSM/GPRS очень широк. В этой статье рассказывается о нескольких проектах, реализованных российскими компаниями на базе встраиваемых модулей Siemens.

Навигационные системы

Наиболее распространенным направлением телематических услуг является навигация автотранспорта на основе технологии GPS с использованием сетей подвижной связи. Одним из разработчиков и производителей систем контроля и управления как мобильными, таки и стационарными объектами является НПФ "Гейзер". Специалистами компании создана система навигации, телематики и диспетчерского управления "Купол", для которой НПФ "Гейзер" производит и поставляет абонентские терминалы и программное обеспечение диспетчерских пунктов.

В системе "Купол" использованы собственные разработки НПФ "Гейзер" в области специального программного обеспечения и ГИС-технологий. В абонентских терминалах системы "Купол" применяются радиомодемы Siemens MC 35 и Siemens TC 35. Эти терминалы обеспечивают выполнение следующих функций:

• определение местоположения объекта;
• сбор информации с датчиков состояния транспортного средства и передачу ее в диспетчерский центр как по запросу, так и с заданной периодичностью;
• прием от диспетчерского центра команд управления транспортным средством, их отработку и передачу квитанций;
• формирование и выдачу в диспетчерский центр сигналов тревоги в случае срабатывания аварийных датчиков на транспортном средстве или нажатия водителем тревожной кнопки;
• дистанционное изменение установок рабочих параметров и режимов работы, а также передачу данных от внешних устройств;
• двухсторонний обмен текстовыми сообщениями с водителем;
• двухстороннюю голосовую связь.

Кроме абонентских терминалов стандартного ряда, компанией разработаны специализированные терминалы, которые дополнительно оснащены аккумуляторной батарей и предназначены для оперативной установки на подвижные объекты и автономного функционирования сроком от 1 до 6 месяцев. Эти терминалы имеют ударопрочный и пылевлагозащищенный корпус, содержащий контроллер, GPS-, GSM-антенны и аккумуляторную батарею. Такая конструкция позволяет оперативно установить терминал на транспортное средство без монтажного комплекта и специальных инструментов.

На эксплуатацию системы навигации, телематики и диспетчерского управления "Купол" и ее составных частей НПФ "Гейзер"м располагает всеми необходимыми нормативными правовыми документами (Министерства обороны, ФСБ, Госстандарта, Роскартографии, ГКРЧ). В настоящее время на базе системы "Купол" разворачивается операторский центр для оказания услуг телематики. Операторский центр будет выполнять следующие функции: предоставление информации о местоположении и состоянии транспортных средств и перевозимых грузов; противодействие угонам транспортных средств; предоставление информации от датчиков охранно-пожарной сигнализации, а также информации о состоянии стационарных объектов; обеспечение водителей информацией о загрузке дорожной сети, объектах инфраструктуры, товарах в ближайших торговых центрах и их стоимости и т. д.

Мобильная телематика в российской автоэлектронике

Автомобильные охранные системы также являются достаточно традиционной сферой применения средств мобильной телематики. Целую линейку таких систем разработала компания "Альтоника". Используя в качестве основы промышленные GSM-модули Siemens, компания производит информационно-охранные и спутниковые информационно-поисковые системы серии Reef GSM.

Линейку GSM-сигнализаторов открывает информационно-охранная автомобильная система Reef GSM-1000, которая при срабатывании автосигнализации посылает SMS-сообщение с указанием причины тревоги на несколько (до трех) сотовых телефонов. Систему можно настроить на оповещение о попытке запустить двигатель, открыть двери, капот или багажник автомобиля, а также при срабатывании датчиков сигнализации и постановке/снятии автомобиля с охраны. К основному SMS-сообщению (с указанием причины тревоги) может быть прикреплено дополнительное сообщение, в котором можно указать государственный номер, цвет и марку автомобиля, а также краткую информацию о его владельце. Если одно из рассылаемых сообщений поступит, к примеру, на пост охраняемой стоянки, то дополнительная информация поможет охранникам быстрее разобраться в тревожной ситуации. Следует отметить высокую скорость работы GSM-сигнализатора. Средний промежуток времени между срабатыванием автосигнализации и поступлением SMS-сообщения на сотовый телефон равен 7-9 секундам.

Информационно-охранная система Reef GSM-2000 модель 10 

Информационно-охранная автомобильная система Reef GSM-2000  использует GSM-канал не только в качестве информационного, но и в качестве канала управления. С автомобилем поддерживается двухсторонняя связь. Владелец может в любой момент установить с автомобилем телефонное соединение и по заранее выбранным мелодиям или звуковым сигналам определить состояние автосигнализации. Во время телефонного соединения владелец также может после ввода пароля посылать в автомобиль различные команды: запустить или заглушить двигатель, заблокировать работу двигателя при попытке угона, открыть или закрыть замки дверей, включить кондиционер или предпусковой подогреватель и многое другое.

В системах REEF GSM применяются промышленные GSM-модули,
обладающие высокими эксплуатационными характеристиками

Спутниковая информационно-поисковая система Reef GSM-3000 не только выполняет функции дистанционного оповещения и управления, но и позволяет определять местоположение автомобиля на улицах города с помощью данных GPS-приемника. Отличительной особенностью системы является возможность ее функционирования без диспетчерского центра, то есть без посредников (и соответственно, без абонентской платы). Не секрет, что многие автовладельцы не торопятся обзавестись традиционной спутниковой поисковой системой, так как не желают постоянно быть "под колпаком" операторов, а маршрут движения автомобиля, места остановок и стоянок порой являются конфиденциальной информацией. Тем не менее, многие хотели бы знать о местоположении своего автомобиля на улицах города, особенно если им пользуются и другие лица.

Спутниковая информационно-поисковая система  Reef GSM-3000 модель 10

По выбору автовладельца информация о местоположении автомобиля передается на мобильный телефон владельца в зашифрованном или текстовом виде. Если информация передается в зашифрованном виде, то расшифровать ее можно лишь на компьютере с помощью специальной программы, поставляемой вместе с системой. Только после ввода пароля и символов из зашифрованного SMS-сообщения программа выдаст название города и улицы, а также номер дома, вблизи которого находится автомобиль. На городском плане местоположение машины отображается красной точкой. Таким образом, обеспечивается полная конфиденциальность передвижений.

Блок управления спутниковой системы отличается надежной конструкцией

Информация может поступать на мобильный телефон и в расшифрованном виде. Для этого нужно подключить систему к серверу расшифровки SMS, на котором зашифрованная информация преобразовывается в текстовый вид и отсылается на мобильный телефон владельца. На дисплее телефона будет отображаться название улицы и номер дома, вблизи которого находится автомобиль, а также информация о состоянии лицевого счета абонента сервера.

Охранные системы

Привлекательность использования беспроводных средств передачи данных для охраны удаленных объектов очевидна. Целесообразность же выбора при этом существующих каналов сотовой связи стандарта GSM обусловлена тем, что такое решение:

• не требует выделения частот;
• не требует создания инфраструктуры передачи данных и установки ретрансляторов, антенн и т. д., что влечет за собой значительные материальные затраты;
• не требует разрешительных документов со стороны региональных структур Госсвязьнадзора для каждого отдельного случая.

Однако использование обычных сотовых телефонов в охранных системах неприемлемо из-за присущих им (телефонам) недостатков:

• недостаточно широкого диапазона рабочих температур;
• наличия аккумулятора, который нужно периодически подзаряжать;
• недостаточной надежности в требуемых условиях эксплуатации, поскольку бытовые телефоны изготавливаются по более мягким стандартам, чем промышленные изделия.

Поэтому в охранных системах, как и в других промышленных приложениях, как правило, используются встраиваемые GSM-модули, обладающие более высокими эксплуатационными характеристиками. Так, компания "Семь печатей ТСС" применяет во всех моделях разрабатываемых ею GSM-системах встраиваемые модули компании Siemens.

Компания "Семь печатей ТСС" разрабатывает и выпускает целый набор разнообразных охранных устройств. На базе модуля ТС35 компания выпускает охранный контроллер GSM-Profi (TSS-704), на базе модуля MC35i (GPRS, класс 8) – контроллер GSM-Video (TSS-705) с возможностью передачи видео- и аудиоинформации с охраняемого объекта. Контроллер TSS-701 (позднее – TSS-711), разработанный совместно с компанией "Гольфстрим – охранные системы", предназначен для резервирования проводных телефонных линий или беспроводной работы в охранных системах, работающих на основе стандарта Ademco ContactID.

Новая разработка компании "Семь Печатей ТСС" – стационарный сотовый телефон TSS-717 на базе модулей TC35i, MC35i и MC45. Этот телефон, помимо предоставления голосовой связи и выполнения функций GPRS-модема, может выполнять функции охранной панели, которая соединяется с датчиками на дверях и окнах и считывателем кодовых карточек около входной двери. В случае несанкционированного проникновения в охраняемое помещение система разошлет тревожные SMS-сообщения по заранее установленным номерам, одним из которых может быть номер милиции или другой охранной структуры. Телефоны TSS-717 комплектуются простейшей программой GsmManager, которая ориентирована на неквалифицированного пользователя и без дополнительных настроек операционной системы позволяет принимать и передавать данные и SMS-сообщения, а также звонить и принимать звонки.

Для охраны и отслеживания подвижных объектов с успехом применяется контроллер TSS-706 с встроенным GPS-приемником. Данные о местоположении объекта передаются посредством SMS-сообщений. При этом сообщения могут отправляться с заданной периодичностью или по запросу со стороны диспетчерского центра.

Еще один проект на базе GSM-модуля TC35i – устройство оповещения TSS-720 по каналам GSM. С помощью такого оборудования обеспечивается громкоговорящая связь с диспетчером круглосуточной службы. Устройство имеет единственную кнопку и встроенный блок автономного питания. Эта разработка уже с успехом применяется в старых лифтовых шахтах, где существует проблема с прокладкой кабельных каналов при подключении к общей сети оповещения.

Использование технологий мобильного доступа для подключения банковского терминального оборудования

Еще одна перспективная сфера применения средств передачи данных через сети сотовой связи – это подключение банковского терминального оборудования. Известно, что, например, при подключении банкоматов к процессинговому центру главной составляющей затрат часто являются единовременные и регулярные расходы на услуги связи. Вместе с тем из-за низкого качества физических проводных линий связи или их отсутствия подключать банкоматы к процессинговому центру с помощью виртуального соединения через сеть Х.25 во многих случаях нелегко. Однако даже если условия для построения такой физической линии есть, то ввести ее в эксплуатацию можно в лучшем случае через месяц-полтора с момента подачи заявки. Расходы на организацию выделенной линии также весьма высоки, а зачастую и просто неприемлемы.

В случае же необходимости, например, в рамках "зарплатного" проекта быстро установить банкомат на территории предприятия, которое находится вдали от магистралей связи, часто единственной реальной возможностью подключения являются те или иные беспроводные решения на основе радиосвязи. К давно известным и достаточно дорогим решениям, таким как спутниковые терминалы, различные радиопады и т. п. сейчас добавился вариант подключения через мобильные сотовые сети стандарта GSM. В настоящее время в России зона охвата таких сетей стремительно растет, улучшается качество покрытия и вместе с тем снижается стоимость услуг сотовых операторов. Использование мобильных сетей для передачи данных особенно актуально в точках, требующих оперативного подключения и передающих небольшие объемы информации (банкоматы, POS-терминалы). Применение в таких точках GSM/GPRS-модемов позволяет быстро и выгодно организовывать резервные и даже основные каналы связи.

Рассмотрим другую ситуацию: установка банкомата для обслуживания международных карточек VIP-клиентов. При небольшом объеме транзакций плата за поддержку линии Х.25 (в Москве это порядка 200 долларов в месяц) может сделать такой проект совершенно нерентабельным. Напротив – при подключении через GPRS-модем с оплатой порядка 20 долларов в месяц и отсутствии серьезных единовременных затрат проект может стать весьма привлекательным.

Однако существует целый ряд проблем, препятствующих широкому использованию мобильной связи для подключения банкоматов. Рассмотрим используемые варианты подключения подробнее.

Подключение через GSM-модем. В этом варианте GSM-модемы подключаются к банкомату и к сети процессингового центра через согласующие устройства (чаще всего маршрутизаторы). Далее работа идет как по обычному коммутируемому соединению "точка – точка". Преимущество такого режима работы в относительной защищенности трафика и относительной простоте реализации. Недостатки – в высокой стоимости соединения по голосовому каналу.

Подключение через GPRS-модем. В этом варианте банкомат соединяется с процессинговым центром через Интернет. Преимущество этого решения в том, что использование пакетного протокола передачи данных позволяет поддерживать постоянное высокоскоростное соединение банкомата с хостом и при этом оплачивать только реальный трафик (весьма небольшой при обмене платежными транзакциями). Недостатки тоже достаточно очевидны:

• работа через открытую сеть (Интернет) требует обязательного шифрования трафика и принятия специальных мер по защите от несанкционированного доступа;
• GPRS-сервис доступен не во всех точках зоны покрытия и не у всех GSM-операторов (особенно в регионах);
• ресурсы базовых станций, выделенные для GPRS-каналов, весьма ограничены, поскольку операторы отдают приоритет голосовым каналам, что приводит к значительному снижению скорости обмена данными при большой загрузке сети;
• реальностью работы через канал GPRS являются большие задержки, пропадание пакетов, кратковременные разрывы соединения, непрогнозируемые периоды недоступности услуги у операторов.

При этом в обоих вариантах подключения (как, впрочем, и в других технологиях радиодоступа) возможны и временные помехи (например, в грозу), и сбои в работе базовых станций и коммутаторов сотовых сетей и т. д. Это вносит нестабильность в работу банкомата, а точнее приводит к временным разрывам соединения. После таких сбоев большинство банкоматов не может самостоятельно и корректно восстановить соединение с хостом – приходится устанавливать соединение вручную или производить перезагрузку банкомата для восстановления его работы.

Тем не менее решения по использованию сетей сотовой связи для подключения различных платежных устройств существуют. Примером может служить универсальная эквайринговая транспортная сеть, предлагаемая компанией "СИТИНЕТ". Эта сеть наряду с другими типами соединений и каналами связи (выделенная асинхронная линия, Х.25, TCP/IP, Интернет, спутниковая сеть GlobalStar) использует и GSM/GPRS-подключение. Основой для построения такой сети служит собственная разработка компании "СИТИНЕТ" – универсальный коммуникационный сервер CITYNET System v. 3. Коммуникационный сервер поддерживает постоянный поллинг канала связи, дозвон по требованию и разрыв соединения по таймауту (в случае подключения через сеть GSM), восстановление подвисших соединений и переход на резервные каналы (переключение на другого GPRS-провайдера или даже на соединение по коммутируемой линии в случае длительной недоступности основного канала). При этом банкомат и хост во время любых неполадок со связью остаются в постоянном виртуальном соединении, с гарантированной доставкой пакетов. Это соединение корректно разрывается только при длительном отказе всех имеющихся каналов связи, и так же корректно восстанавливается при восстановлении физических каналов.

Программа геоинформационного мониторинга дает дежурным возможность наблюдать за любыми изменениями состояния узлов сети для принятия дальнейшего решения. Система имеет удаленный административный доступ с разграничениями полномочий на каждый узел сети с защищенной консоли управления. Весь трафик между узлами кодируется с применением современных алгоритмов шифрования (включая ГОСТ 28147), что позволяет безопасно работать через открытые сети.

Таким образом, технологию подключения через мобильные сети в совокупности с резервным каналом можно использовать в эквайринговой сети банка. Например, с помощью этой технологии успешно реализовано достаточно экзотическое решение – подключение банкомата, установленного в магазине на плавающей по Волге барже. В этом решении используется GSM-соединение, поскольку GPRS-сервис не поддерживается операторами мобильной связи в соответствующих регионах.

В статье было рассказано лишь о нескольких сценариях применения средств передачи данных с помощью сотовых сетей GSM/GPRS. В настоящее время широкое распространение получает применение систем телематики и на стационарных объектах, например, для учета энергоресурсов – на водозаборных и газораспределительных станциях, газовых котельных, трансформаторных подстанциях; для создания систем сбора пошлин и налогов за пользование автодорогами; для телеметрии инженерного оборудования; таможенных терминалов, складов и т. д. За рамками статьи остались также такие сферы как мобильная торговля, телемедицина, телеобучение и пр. Но и этот список пропущенного не полон, новые области применения появляются очень быстро.

Виктор ПАНЮКОВ
Эльвира МЮЛЛЕР
Игорь ЧЕХРАНОВ
Александр КРЕЩЕНКО
Роман ПАРФЕНОВ
Анатолий ДАЛЬНОВ