Техническое извещение 10
В настоящем техническом извещении представлена краткая информация об использовании узкополосных радиомодемов УКВ диапазона для удаленного управления и мониторинга работы дорожных табло и знаков переменной информации, применяемых в составе современных интеллектуальных транспортных систем.
(Составлено по материалам канадской компании Dataradio,ныне Calamp www.calamp.com).
Соревнования «Гран-при формулы Sun» (www.americansolarchallenge.org) представляют собой ежегодную трехдневную кольцевую гонку одноместных и многоместных электромобилей на солнечных батареях, участие в которой принимают студенческие команды университетов США, Канады и ряда других государств. Они проводятся с 2000 года и являются квалификационными для участия в пробеге American Solar Challenge, проводимом раз в два года. Последний такой пробег был организован в 2018 году по маршруту г. Омаха (шт. Небраска) — г. Бент (шт. Орегон) общей протяженностью около 2500 км и занял девять дней. Скорость движения электромобилей на отдельных участках маршрута движения превышала 100 км/ч. Впервые в пробеге приняла участие российская студенческая команда Санкт-Петербургского государственного политехнического университета (www.phnt.spbstu.ru). Планировавшийся на 2020 год пробег перенесен на 2021 год.
Участники гонки электромобилей на солнечных батареях «Гран-при формулы Sun»
(Фото с сайта www.do512family.com/formula-sun-grand-prix-solar-car-racing/)
Основная цель кольцевой гонки электромобилей на солнечных батареях «Гран-при формулы Sun» и пробега American Solar Challenge заключается в практической проверке новых идей и оригинальных технических решений, которые могут быть использованы при создании перспективных средств передвижения. Полученный в ходе этих соревнований опыт может быть также использован при организации управления и технического обеспечения передвижения колонн наземного транспорта на большие расстояния.
С 2001 года команда Университета штата Миннесота использует в ходе соревнований технологическую радиосеть на базе узкополосных радиомодемов УКВ диапазона, которая обеспечивает обмен данными между бортовыми компьютерами электромобилей на солнечных батареях и машиной сопровождения.
Двухместный электромобиль на солнечных батареях Eos, созданный студентами и преподавателями университета штата Миннесота, принимавший участие в гонках электромобилей на солнечных батареях «Гран-при формулы Sun» в 2016 году
(Фото с сайта www.umnsvp.org)
На протяжении всей гонки бортовые компьютеры контролируют и регистрируют параметры работы солнечных батарей и других агрегатов, а полученные телеметрические данные передаются в реальном масштабе времени в машину сопровождения, где они анализируются техническим экипажем. На основе этой информации технические специалисты производят необходимую подстройку режимов работы подсистем «солнечного автомобиля» и определяют оптимальные параметры движения. Поэтому постоянная и надёжная связь пилота со своим техническим экипажем является критической и серьезно влияет на конечный результат.
Первоначально для организации технологической радиосети обмена данными использовались радиомодемы Integra-TR, позже — радиомодемы Guardian-100, сравнительные технические характеристики которых представлены в Таблице 1.
Таблица 1. Сравнительные технические характеристики радиомодемов Integra-TR и Guardian-100.
| Общие характеристики | Integra-TR | Guardian-100 |
|---|---|---|
 |
 |
|
| Диапазон частот, МГц | 136-174 | 136-174 |
| Шаг сетки частот, кГц (настраивается программно) | 25 или 12,5 (настраивается программно) | 25 или 12,5 (настраивается программно) |
| Тип излучения | 9K30F1D, 15K3F1D | 9K55F1D, 9K35F1D, 11K6F1D, 14K6F1D, 16K4F1D |
| Потребляемый ток: | ||
| - приём, мА | 125 | 360 (10 В); 200 (20 В); 150 (30 В) |
| В режиме энергосбережения, мА | 15 (13,8 В) | - |
| - передача 40 дБм (10 Вт), А | 2,6 (5 Вт, 10 В) | 4,6 (10 В); 2,04 (20 В); 1,37 (30 В) |
| - передача 30 дБм (1 Вт), А | - | 1,2-3,6 (10 В); 0,6-1,8 (20 В); 0,4-1,2 (30 В) |
| Рабочее напряжение, В | 10-16, постоянный ток | 10-30, постоянный ток |
| Температура по спецификации, град. C | от -30 до 60 | от -30 до 60 |
| Рабочая температура, град. C | от-40 до 70 | от -45 до 85 |
| Температура хранения, град. C | от-40 до 70 без образования конденсата |
от -45 до 85 без образования конденсата |
| Влажность, % | 5-95, без образования конденсата | 5-95, без образования конденсата |
| Габаритные размеры, см | 12,1 (Ш) х 11,4 (Г) x 5,6 (В) | 13,97 (Ш) х 10,80 (Г) x 5,40 (В) |
| Масса (в упаковке), кг | 0,68 | 1,1 |
| Рабочий режим | симплекс/полудуплекс | симплекс/полудуплекс/ дуплекс |
| Передатчик | ||
| Выходная мощность при напряжении 13,6 В, Вт | 1-5 | 1-10 |
| Время атаки, мс | <7 | <1 |
| Время переключения между каналами, мс | <30 | <15 |
| Импеданс, Ом | 50 | 50 |
| Цикл работы на передачу, % | 50 | 100 |
| Стабильность частоты, ppm | 1,5 | 1,0 |
| Интерфейсы | 2 x RS-232 (DE-9F) | 2 x RS-232 (DE-9F) |
| Антенна | SMA (мама) | TNC (мама) – приём/передача, SMA (мама) – приём (для дуплексной модели) |
| Приемник | ||
| Чувствительность (вероятность ошибки 1х10-6): | ||
| - 25 кГц, дБм | -110 (19,2 кбит/с) | -100 (19,2 кбит/с), -107 (9,6 кбит/с), -110 (4,8 кбит/с) |
| Подавление помех по соседнему каналу, дБ | 70 | 60/12,5 кГц; 70/25 кГц |
| Интермодуляция, дБ | >75 | >75 |
| Избирательность, дБ | >75 | >70/25 кГц; >60/12,5 кГц |
| Модем | ||
| Скорость, кбит/с | 4,8; 9,6; 19,2 | 4,8; 9,6; 19,2 |
| Вид модуляции | DRCMSK | 2FSK |
| Адресация | - | - |
Решение об использовании технологической радиосети обмена данными в интересах обеспечения слаженной совместной работы пилотов электромобилей и технической команды было принято после практической проверки других средств связи, включая сети сотовой связи общего пользования. Радиомодемы оказались единственным средством, обеспечившим надёжный и устойчивый автоматизированный обмен данными в движении на всем протяжении использовавшихся в ходе соревнований маршрутов.
В настоящее время команда Университета штата Миннесота является единственным пятикратным призером соревнований, а применяемые ею радиомодемы используются ещё двумя командами, Университета штата Северная Дакота (www.und.edu) и Университета Куинс в Кингстоне (шт. Онтарио) (www.queensu.ca).