DE1230693B

DE1230693B - Electrical device for identifying objects which can be moved along a predetermined path

Info

Publication number: DE1230693B
Application number: DEG39180A
Authority: DE
Inventors: John F Zaleski
Original assignee: General Precision Inc
Current assignee: General Precision Inc
Priority date: 1962-11-19
Filing date: 1963-11-15
Publication date: 1966-12-15
Also published as: DE1230693C2; US3307168A

Description

Elektrische Einrichtung zur Identifizierung von entlang einer vorbestimmten Bahn bewegbaren Gegenständen Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Einrichtung zur Identifizierung von entlang einer vorbestimmten Bahn bewegbaren Gegenständen, insbesondere Fahrzeugen, unter Verwendung von jedem Fahrzeug zugeordneten passiven Oszillatoren und mit Ankopplung über Antennenschleifen.Electrical device for identification of along a predetermined Path moveable objects The invention relates to an electrical device for identifying objects that can be moved along a predetermined path, especially vehicles, using passive ones associated with each vehicle Oscillators and with coupling via antenna loops.

Oft ist es wünschenswert, in Bereichen wie beispielsweise dem Transportwesen oder der Materialverarbeitung an zentraler Stelle Informationen zu erhalten, die die Identität, den Ort und andere Angaben einer Mehrzahl beweglicher Gegenstände beinhalten. Diese Gegenstände, zu denen Fahrzeuge, aber auch Säcke oder Behälter auf einem Förderband gehören können, werden normalerweise innerhalb einer Transportanlage oder Materialverarbeitungsanlage zu einer bestimmten Anzahl von Örtlichkeiten auf einem Leitweg transportiert.It is often desirable in areas such as transportation or material processing to receive information from a central point the identity, location and other details of a large number of movable objects include. These objects, which include vehicles, but also bags or containers May belong on a conveyor belt, are usually within a conveyor system or material processing plant to a certain number of locations transported on a route.

Bei besonderer Berücksichtigung des Eisenbahntransportwesens werden beim Eintreffen eines Zuges in einem Rangierbahnhof zuerst die einzelnen Eisenbahnwagen identifiziert und dann ausgekuppelt. Anschließend werden sie in der Weise geordnet, daß die Wagen ihrem Ziel entsprechend zusammengestellt werden. Bei der Zusammenstellung der abgehenden Züge ist es oft erforderlich, aus einer großen Anzahl von Wagen den Standort einzelner bestimmter Wagen festzustellen. Wie bereits bekannt, sind verschiedene Datenverarbeitungsanlagen entwickelt worden, die sich zum Sortieren, Klassifizieren und Speichern von Daten gut eignen, wobei die Daten einer beliebigen Anzahl von einzelnen Wagen zugeordnet sind. Jedoch hat sich diese Auswertung der gebräuchlichen Eingangsdaten, die sich auf die Kennzeichen der einzelnen Wagen beziehen, als relativ teuer erwiesen, insbesondere wegen der ungenügenden Auslastung der verwendbaren Verarbeitungsanlagen.With special consideration of the rail transport system when a train arrives in a marshalling yard, first the individual railroad cars identified and then disengaged. Then they are arranged in such a way that that the cars are put together according to their destination. When putting together of the outgoing trains it is often necessary to take the train from a large number of wagons Determine the location of individual specific wagons. As already known, there are several Data processing systems have been developed, which are used for sorting, classifying and storing data work well, the data being any number of are assigned to individual cars. However, this evaluation has become the most common Input data relating to the license plates of the individual wagons as relative Proved to be expensive, especially because of the insufficient utilization of the usable Processing plants.

Um die nötigen Eingangsdaten zu erfassen, sind verschiedene Anordnungen bekannt; einige seien im folgenden kurz beschrieben. Es sind bereits elektrische Abtasteinrichtungen eingesetzt, die binäre, an Eisenbahnwagen befestigte Streifen ablesen, in denen die binären Daten in dunklen bzw. hellen Streifen verschlüsselt sind. Auch wurden die zu registrierenden Gegenstände mit kristallgesteuerten Schwingkreisen ausgestattet, die die von einem Sender ausgestrahlten Signale in veränderter Form wieder abstrahlen. Ebenso werden zur Aufnahme von ausgestrahlten Signalen und Nachrichten schon seit langem Antennenschleifen verwendet. Weiterhin wurde Mikrowellenenergie auf passive Antwortgeber gestrahlt, die Durchlaßbereiche für Teilwellenlängen aufweisen und dann ein ganz bestimmtes vorgegebenes Signalschema zurückstrahlen.There are various arrangements to record the necessary input data known; some are briefly described below. They are already electric Scanning devices are used, the binary strips attached to railroad cars in which the binary data is encoded in dark or light stripes are. The objects to be registered were also made with crystal-controlled oscillating circles equipped that the signals emitted by a transmitter in a modified form emit again. They are also used to record broadcast signals and messages used antenna loops for a long time. Furthermore, microwave energy was used radiated onto passive responders that have passbands for partial wavelengths and then reflect back a very specific predetermined signal scheme.

Dennoch haben die meisten bekannten Einrichtungen noch nicht den gewünschten Erfolg im Betrieb gebracht. Das rührt daher, daß in vielen der Einrichtungen die Genauigkeit und Zuverlässigkeit durch den Abstand zwischen dem abfragenden Element und dem Antwortgeber, der in weiten Grenzen veränderlich ist, nachteilig beeinflußt wird. Ebenfalls wirkt sich dabei die Anwesenheit von Fremdkörpern, wie z. B. Schmutz, Wasser, Eis usw., nachteilig aus und kann zu Fehlmeldungen führen. Auch bei Verwendung aktiver Sender zur Ausstrahlung elektrischmagnetischer Wellen ist die Störanfälligkeit ziemlich groß. Dennoch haben einige dieser Einrichtungen zu annehmbaren Erfolgen in Anlagen kleineren Ausmaßes geführt. In Anlagen zur Identifizierung einer sehr großen Anzahl von Fahrzeugen oder anderen beweglichen Objekten sind sie jedoch unbrauchbar.However, most of the well-known institutions still do not have the desired one Bringing success to the company. This is due to the fact that in many of the institutions the Accuracy and reliability thanks to the distance between the querying element and the responder, which is variable within wide limits, is adversely affected will. The presence of foreign bodies, such as B. dirt, Water, ice, etc., are detrimental and can lead to incorrect messages. Even when in use The susceptibility to interference is an active transmitter for the transmission of electro-magnetic waves quite large. Still, some of these institutions have achieved reasonable results in plants on a smaller scale. In plants to identify a very However, they are unusable for a large number of vehicles or other moving objects.

Bei einem weiteren System wird nur von passiven Antwortgebern Gebrauch gemacht, die auf induktivem Wege von der Abfragestation aus erregt werden. Dabei erzeugt jeder Antwortgeber bei der Abfrage durch die Abfragestation ein eindeutiges kodiertes Antwortsignal, welches in der Abfragestation dekodiert wird, so daß man die gewünschten Eingangsdaten, die sich auf die Kennzeichen des bewegten Fahrzeugs beziehen, an dem sich der oder die Antwortgeber befinden, erhält. Eine Anlage dieser Art bringt verschiedene Vorteile gegenüber anderen bekannten Systemen bezüglich eines besseren Störabstandes, die bei diesen durch Umweltbedingungen nicht erreichbar sind, sowie die Tatsache, daß das System gut für eine großräumige Installation verwendbar ist, in der viele Tausende Objekte einzeln identifiziert werden müssen.Another system only uses passive responders made, which are excited inductively from the interrogation station. Included each responder generates a unique one when interrogated by the interrogation station coded response signal, which is decoded in the interrogation station, so that one the required input data, which refer to the identifier of the moved Refer to the vehicle at which the respondent (s) are located. One System of this type has various advantages over other known systems with regard to a better signal-to-noise ratio, which is not the case with these due to environmental conditions are achievable, as well as the fact that the system is good for a large-scale installation can be used in which many thousands of objects must be individually identified.

Jedoch ist diese Einrichtung noch mit einem Nachteil behaftet, der von der Tatsache herrührt, daß eine derartige Einrichtung für sehr große Anlagen sehr teuer ist, weil jeder Antwortgeber eine Anzahl Filter enthalten muß, die durch die binäre Form der abzuleitenden Information bestimmt sind.However, this device still suffers from a disadvantage that arises from the fact that such a device for very large plants is very expensive because each responder must contain a number of filters that pass through the binary form of the information to be derived are determined.

Ziel der Erfindung ist eine verbesserte Signaleinrichtung zur Identifizierung und Klassifizierung von beweglichen Gegenständen auf einem Transportband in einer Materialbearbeitungsanlage oder von beweglichen Fahrzeugen einer Transportanlage mit Mitteln zur Abfrage eines oder mehrerer passiver Antwortgeber, wobei jeder Antwortgeber die gewünschten Eingangsdaten mit einem wesentlich verringerten Kostenaufwand erzeugt.The aim of the invention is an improved signaling device for identification and classification of moving objects on a conveyor belt in one Material processing plant or moving vehicles of a transport system with means for interrogating one or more passive responders, each responder generates the desired input data at a significantly reduced cost.

Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß der ortsfeste Teil der Identifizierungseinrichtung längs der Bewegungsbahn angeordnete Dauermagneten zur Beeinflussung von Induktionsspulen der passiven Oszillatoren aufweist und mit einer über die Antennenschleifen angeschlossenen, durch einen Zeittakt steuerbaren, elektronischen Zählschaltung zur Feststellung der jeweils empfangenen Kennungsfrequenz ausgestattet ist.This is achieved in that, according to the invention, the stationary part permanent magnets arranged along the movement path of the identification device for influencing induction coils of the passive oscillators and with one connected via the antenna loops, controllable by a time cycle, electronic counting circuit to determine the identification frequency received in each case Is provided.

Ein wesentlicher Vorteil der Einrichtung nach der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Verwendung von vielen kostspieligen Filtern oder anderer komplizierter Baugruppen entfällt und eine besonders hohe Betriebssicherheit erzielt wird. Die Einrichtung nach der Erfindung enthält also eine oder mehrere Abfragestationen und einen oder mehrere Antwortgeber. Die Abfragestation erzeugt dabei beispielsweise ein konstantes Magnetfeld, welches die Antwortgeber erregt. Jeder Antwortgeber erzeugt, wenn er von diesem Magnetfeld erregt wird, eine Anzahl von hochfrequenten Signalen auf bestimmten Frequenzen, die in Übereinstimmung mit den Eingangsdaten, die davon abzuleiten sind, festgelegt und von der Abfragestation empfangen werden. Die Abfragestation dekodiert diese Signale eines jeden erregten passiven Antwortgebers in einer neuartigen Weise durch einen elektronischen Zähler, der mit einer festgelegten Zeitbasis arbeitet, und erzeugt ein Signal, das auf die Kennzeichen des beweglichen Fahrzeuges, an dem die Antwortgeber befestigt sind, in einer durch die gesamte Datenverarbeitungsanlage bestimmten Form bezogen ist.A major advantage of the device according to the invention is therein to see that the use of many expensive filters or other more complicated There is no need for assemblies and a particularly high level of operational reliability is achieved. the Device according to the invention thus contains one or more interrogation stations and one or more responders. The query station generates, for example a constant magnetic field that excites the responders. Each responder generates when excited by this magnetic field, a number of high frequency signals on certain frequencies that are in accordance with the input data obtained from it are to be derived, set and received by the interrogation station. The answering station decodes these signals of each excited passive responder in a new type Way through an electronic counter that works with a fixed time base, and generates a signal that refers to the license plate number of the moving vehicle on which the responders are fixed in one through the entire data processing system specific form is related.

Es wird dabei durch die Erfindung eine besonders vorteilhafte Gestaltung der passiven Antwortgeber aufgezeigt, wobei die Reihenfolge der Antwortinformationen unabhängig von der Richtung der Relativbewegung zwischen Antwortgeber und Abfragestation ist.The invention makes it a particularly advantageous design the passive responder indicated, with the order of the response information regardless of the direction of the relative movement between the responder and the interrogation station is.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus nachstehender Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles. Es zeigt F i g. 1 die schematische Darstellung des Ausführungsbeispieles, F i g. 2 ein Blockschaltbild eines Teiles der F i g.1, F i g. 3 a das Feldlinienbild eines Stabmagneten, F i g. 3 b eine vergrößerte Darstellung von Teilen aus F i g. 3a, F i g. 4 die Anordnung eines Antwortgebers in einer Abfragestation gemäß der Erfindung und F i g. 5 ein Diagramm eines Antwortsignals.Further details of the invention emerge from the following Description of an embodiment shown in the drawing. It shows F i g. 1 shows the schematic representation of the exemplary embodiment, FIG. 2 is a block diagram a part of FIG. 1, FIG. 3 a the field line image of a bar magnet, F i G. 3 b shows an enlarged illustration of parts from FIG. 3a, fig. 4 the arrangement a responder in an interrogation station according to the invention and FIG. 5 a Diagram of a response signal.

Das Ausführungsbeispiel der F i g. 1 enthält einen einzelnen Antwortgeber 10 und eine Abfragestation 12. Selbstverständlich werden in einer großen Anlage eine Mehrzahl solcher Antwortgeber und eine oder mehrere Abfragestationen verwendet. Grundsätzlich ist der Antwortgeber an dem beweglichen Gegenstand, der identifiziert werden soll, angebracht und besteht aus einem Paar passiver Oszillatoren, von denen jeder mit einer bestimmten Frequenz schwingt. Wenn sich der Antwortgeber über oder neben einer Abfragestation vorbeibewegt, wird, wie im folgenden näher erläutert, jeder der passiven Oszillatoren in einer neuartigen Weise, einer nach dem anderen, angestoßen, die von der Richtung der Relativbewegung zwischen Antwortgeber und Abfragestation unabhängig ist.The embodiment of FIG. 1 contains a single responder 10 and an interrogation station 12. Of course, in a large facility a plurality of such responders and one or more answering stations are used. Basically, the responder is on the moving object that identifies is to be attached and consists of a pair of passive oscillators, one of which each vibrates at a certain frequency. If the responder is about or moves past an interrogation station, as explained in more detail below, each of the passive oscillators in a novel way, one at a time, triggered by the direction of the relative movement between the responder and the interrogation station is independent.

Der Antwortgeber 10 der F i g. 1 ist mit einem Paar von Abtastspulen 13 und 14 versehen, die beide je an einen einfachen und zuverlässigen kristallgesteuerten Transistoroszillator angekoppelt sind. In dem Zeitintervall, in dem der gesamte mit den Spulen 13 und 14 verkettete Fluß sich ändert, wird in bekannter Weise in jeder Induktionsspule eine Spannung induziert. Diese Spannung genügt zur Erzeugung der nötigen Energie für die zugeordneten Oszillatoren.The responder 10 of FIG. 1 is with a pair of sensing coils 13 and 14, both of which are each connected to a simple and reliable crystal-controlled Transistor oscillator are coupled. In the time interval in which the entire with the coils 13 and 14 concatenated flux changes is in a known manner in each induction coil induces a voltage. This voltage is sufficient to generate it the energy required for the associated oscillators.

Es sei darauf hingewiesen, daß es ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß die Oszillatoren gegensinnig an die entsprechenden Induktionsspulen angeschlossen sind und deshalb zu jedem Zeitpunkt nur ein Oszillator schwingt. Beispielsweise wird bei der in F i g. 1 eingetragenen Polarität, die von einem Anwachsen der Flußverkettung in den Induktionsspulen 13 und 14 herrühren mag, nur an den Transistor 15 ein Potential derartiger Polarität gelegt, das ihn öffnet, und der Transistor 16 ist effektiv gesperrt. Umgekehrt wird bei Abnahme der Zahl der mit den Induktionsspulen 13 und 14 verketteten Flußlinien die Polarität der in den Induktionsspulen 13 und 14 induzierten Spannung gegenüber der in F i g. 1 dargestellten Polarität vertauscht, so daß dadurch der Transistor 16 in den leitenden und Transistor 15 in den nichtleitenden Zustand versetzt wird. Dieses Merkmal, daß stets nur ein Oszillator während eines bestimmten Zeitintervalls schwingt, geht noch klarer aus den folgenden Beschreibungsteilen hervor.It should be noted that this is an essential feature of the invention is that the oscillators are connected in opposite directions to the corresponding induction coils and therefore only one oscillator oscillates at any point in time. For example is used in the in F i g. 1 registered polarity, which is due to an increase in the flux linkage may arise in the induction coils 13 and 14, only at the transistor 15 a potential of such polarity that it opens, and transistor 16 is effective locked. Conversely, when the number of the induction coils 13 and 14 flux lines concatenated the polarity of those induced in induction coils 13 and 14 Voltage compared to that shown in FIG. 1 reversed polarity shown, so that this the transistor 16 in the conductive and transistor 15 in the non-conductive state is moved. This characteristic, that there is always only one oscillator during a given Time interval oscillates, is even clearer from the following parts of the description emerged.

Bei der in F i g. 1 eingetragenen Polarität fließt ein Strom im Kollektor-Emitter-Kreis des Transistors 15 und in einem aus einer Spule 17 und einer veränderlichen Kapazität 18 bestehenden Rückkopplungsschwingkreis. Im Antwortgeber 10 wirkt die Spule 17 zusätzlich noch als Schleifenantenne zur Rücksendung des erzeugten Signals auf einer durch einen Kristall 19 bestimmten Frequenz. Die Schleife erstreckt sich über eine größtmögliche Fläche, um eine maximale Abstrahlung zu erhalten. Weiterhin trägt ein Kondensator 20 wesentlich zur Stabilität des Oszillators und zur erhöhten Empfindlichkeit bei niedrigen Kristallfrequenzen bei. Erfindungsgemäß muß er klein bemessen werden, um übermäßig große Kristallschwingungen zu vermeiden. Ein Widerstand 21 wirkt als Nebenschluß zur Spulenimpedanz für das hochfrequente Signal. Weiterhin muß die Tatsache beachtet werden, daß der dem Transistor 16 zugeordnete Oszillator dem vorstehend beschriebenen gleicht und daß, da die Oszillatoren an sich nicht Gegenstand der Erfindung sind, beliebige andere Arten und Kreise statt dessen verwendet werden können. Es muß lediglich sichergestellt sein, daß sie die erforderlichen stabilen Frequenzen abgeben. Schließlich steht bezüglich der Anordnung der Induktionsspulen eine große Auswahl von Möglichkeiten zur Verfügung, die von der Anordnung der F i g. 1 abweichen, bei der, ohne jedoch die Erfindung darauf zu beschränken, eine bifilar gewickelte Induktionsspule und sogar nur eine einzelne Induktionsspule mit dem Oszillator über entgegengesetzt gepolte Dioden gekoppelt ist.In the case of the in FIG. 1, a current flows in the collector-emitter circuit of the transistor 15 and in one of a coil 17 and a variable capacitance 18 existing feedback resonant circuit. The coil 17 acts in the responder 10 additionally as a loop antenna for sending back the generated signal on a frequency determined by a crystal 19. The loop extends over a largest possible area in order to obtain maximum radiation. Continue to wear a capacitor 20 is essential for the stability of the oscillator and for increased sensitivity at low crystal frequencies. According to the invention, it must be made small, to avoid excessively large crystal vibrations. A resistor 21 acts as a Shunt the coil impedance for the high-frequency signal. Furthermore, the fact must be observed that the oscillator associated with transistor 16 is that described above equals and that, since the oscillators per se are not the subject of the invention, any other types and circles may be used instead. It just has to it must be ensured that they emit the required stable frequencies. In the end there is a wide range of options for arranging the induction coils available that depend on the arrangement of FIG. 1 differ in the, but without to limit the invention to a bifilar wound induction coil and even just a single induction coil with the oscillator across opposite polarized diodes is coupled.

Die Abfragestation 12 der F i g. 1 enthält ein Paar von Permanentmagneten 36 und 38. Statt dessen kann auch ein Elektromagnet vorgesehen werden. Jeder Magnet erzeugt die nötige Energie zur Erregung jedes der Oszillatoren eines bewegten Antwortgebers. Dies geht im folgenden aus der genaueren Funktionsbeschreibung der Anlage hervor.The interrogation station 12 of FIG. 1 contains a pair of permanent magnets 36 and 38. Instead, an electromagnet can also be provided. Every magnet generates the energy necessary to excite each of the oscillators of a moving responder. This follows from the more detailed functional description of the system.

Ein Teil der Abfragestation 12 besteht aus einem typischen breitbandigen Empfangskreis, so daß jede Frequenz, die in irgendeinem der vielen Antwortgeber erzeugt wird, mit ihm empfangen werden kann. Dieser Empfänger ist an eine Schleifenantenne 39 angekoppelt und ist durch einen Verstärkerblock 40 dargestellt. Der Block 40 erzeugt die nötige Energie, um das schwächste Signal von einen Antwortgeber auf einen für den verwendeten Ausgangskreis ausreichenden Pegel zu verstärken. Außerdem sind an dem Block 40 ein Gatter 42 und ein Pegeldetektor 44 angeschlossen, wobei das Gatter 42 den Ausgang des Blockes 40 von der folgenden Dekodiereinrichtung abtrennt, bis sein Pegel eine vorgegebene Größe erreicht. Zu diesem Zeitpunkt wird der Detektor 44 wirksam und öffnet das Gatter 42 und hält dieses offen, bis das Ausgangssignal unter den vorgegebenen Pegel absinkt.Part of the interrogator station 12 consists of a typical broadband receiving circuit so that any frequency generated in any of the many transponders can be received with it. This receiver is coupled to a loop antenna 39 and is represented by an amplifier block 40 . The block 40 generates the necessary energy to amplify the weakest signal from a responder to a level sufficient for the output circuit used. In addition, a gate 42 and a level detector 44 are connected to the block 40, the gate 42 separating the output of the block 40 from the following decoding device until its level reaches a predetermined value. At this point in time the detector 44 takes effect and opens the gate 42 and holds it open until the output signal falls below the predetermined level.

Es können verschiedene Arten von Ausgangsschaltungen zur Dekodierung der Frequenzinformationen, die von der Abfragestation empfangen werden, verwendet werden. In der hier beschriebenen bevorzugten Ausführung enthält der Dekodierer einen Zeitmesser für Vorgänge in einer Einheit, der als Block 45 in F i g. 1 dargestellt ist und an den Ausgang des Gatters 42 mit einer Leitung 46 sowie an den Detektor 44 mit einer Leitung 48 angeschlossen ist.There can be different types of output circuits for decoding of the frequency information received from the interrogator will. In the preferred embodiment described here, the decoder contains a timer for operations in a unit, shown as block 45 in FIG. 1 shown is and to the output of the gate 42 with a line 46 and to the detector 44 is connected to a line 48.

Ein typischer Zeitmesser für Vorgänge in einer Einheit enthält einen elektronischen Impulszähler, der alle Eingangsimpulse während eines vorgegebenen Zeitabschnittes zählt, wobei die Länge dieses Zeitabschnittes von einer genauen und sehr präzisen Zeitanlage gesteuert wird. Ein vereinfachter Zeitmesser für Vorgänge in einer Einheit gemäß Block 45 der F i g. 1 ist in F i g. 2 etwas ausführlicher dargestellt. Ein kristallgesteuerter Zeittakt-Oszillator 50 erzeugt eine fortlaufende und zeitlich genaue Pulsfolge. Da die Genauigkeit der Frequenzmessung direkt von der Pulszeit abhängt, wird diese Zeitgenauigkeit auf eine Millionstelsekunde oder noch weniger eingehalten. Um diese Zeitgenauigkeit zu erreichen, ist es üblich, mit Kristallfrequenzen in der Größenordnung von 10 MHz zu arbeiten, einer Frequenz, die nicht für eine ausreichende Zählzeit geeignet ist. Deshalb wird in F i g. 2 mittels eines binären Zählers 52 und eines Gatterkreises 54 eine Frequenzteilung durchgeführt. Der Gatterkreis 54 ist mit den Stufen des binären Zählers 52 verbunden, um bei Vorhandensein eines vorgegebenen Zählergebnisses zu bestimmen, zu welcher Zeit ein Ausgangssignal auf die Leitung 56 zu geben ist. Beim nächsten Auftreten des vorgegebenen Zählergebnisses im Zähler 52 wird ein weiteres Ausgangssignal auf die Leitung 56 gegeben. Die Signalzeichen auf der Leitung 56 werden dem Flip-Flop 58 zugeführt, von dem ein erster Ausgang der Rückstellung und zum Lesen der Eingänge eines Dezimalzählers 60 dient und ein zweiter Ausgang an den Eingang einer Differenzierstufe 62 gelegt ist.A typical timepiece for operations in a unit includes one electronic pulse counter that records all input pulses during a given period Time segment counts, the length of this time segment from an exact and very precise time system is controlled. A simplified timepiece for operations in a unit according to block 45 of FIG. 1 is in FIG. 2 in more detail shown. A crystal controlled timing oscillator 50 generates a continuous and timed pulse sequence. Since the accuracy of the frequency measurement is directly from the pulse time depends, this time accuracy is down to a millionth of a second or even less respected. To achieve this time accuracy it is common to to work with crystal frequencies on the order of 10 MHz, a frequency which is not suitable for a sufficient counting time. Therefore, in FIG. 2 frequency division by means of a binary counter 52 and a gate circuit 54 carried out. The gate circuit 54 is connected to the stages of the binary counter 52, in order to determine to which one, if a given counter result is available Time to give an output signal on line 56. At the next occurrence of the predetermined count result in counter 52, a further output signal is generated the line 56 given. The signal characters on line 56 are the flip-flop 58, of which a first output is used for resetting and reading the inputs a decimal counter 60 is used and a second output to the input of a differentiating stage 62 is laid.

Das Ausgangssignal der Differenzierstufe 62, das aus einer Folge positiver und negativer zeitgenauer Pulse besteht, ist an den Eingang eines Gatters 64 gekoppelt, dessen Funktion durch den Pegeldetektor 44 (vgl. F i g. 1) über die Leitung 48 gesteuert wird. Das Ausgangssignal des Gatters 64, das Pulsserien enthält, die zeitlich vom Flip-Flop 58 gesteuert werden, wenn ein Signal oberhalb eines vorgegebenen Pegels von der Abfragestation 12 empfangen wird, wird dann einem weiteren Flip-Flop 66 zugeführt, das die Funktionsweise eines weiteren Gatters 68 steuert. In dieser Weise werden die auf der Leitung 46 erscheinenden Signale nur während vorgegebener Zeitabschnitte dem Zähler 60 zugeführt. Das abgelesene Zählergebnis vom Zähler 60 wird einem Drucker oder Ausgangsdatenumsetzer zugeführt, wobei letzterer dazu dient, den Zähler mit einem Streifenschreiber, einem Kartenlocher, einem Papierstreifenlocher usw. in Abstimmung auf die Einrichtungen des gesamten Systems zu verbinden.The output signal of the differentiating stage 62, which consists of a sequence of positive and negative, precisely timed pulses, is coupled to the input of a gate 64, the function of which is controlled by the level detector 44 (see FIG. 1) via the line 48. The output signal of the gate 64, which contains series of pulses that are timed by the flip-flop 58 when a signal above a predetermined level is received from the interrogation station 12, is then fed to a further flip-flop 66, which the operation of a further gate 68 controls. In this way, the signals appearing on the line 46 are fed to the counter 60 only during predetermined time segments. The counting result read from the counter 60 is fed to a printer or output data converter, the latter serving to connect the counter to a tape recorder, a card punch, a paper tape punch, etc. in coordination with the facilities of the entire system.

Um die Funktionsweise des oben beschriebenen Systems zu erläutern, sei eine Anwendung in einem System für die selbsttätige Identifizierung von Eisenbahnwagen bezogen, jedoch nur zum Zweck der Erläuterung. Es ist selbstverständlich, daß es ebenso für ein System auf anderen Gebieten verwendbar ist.To explain how the system described above works, is an application in a system for the automatic identification of railway wagons related, but for illustrative purposes only. It goes without saying that it is is also usable for a system in other fields.

Bei der Anwendung in einem selbsttätigen System zur Identifizierung von Eisenbahnwagen ist an jedem Eisenbahnwagen an gleicher Stelle ein Antwortgeber angebracht. Die Frequenzen der Kristalle der Antwortgeber sind in Übereinstimmung mit den Eingangsdaten ausgewählt, welche dem einzelnen Wagen zugeordnet sind, wie im folgenden näher erläutert ist. Eine Abfragestation wird mit dem zugehörigen Magneten an einem gewünschten Platz installiert, so daß ein Magnetfeld einer bestimmten Stärke innerhalb des von den Antwortgebern durchquerten Raumes vorhanden ist. Als Alternative kann als besondere Ausführung die Abfragestation in einem beweglichen Fahrzeug untergebracht sein, wobei die Antwortgeber im Gleisbett der Eisenbahnschienen befindlich sind. Es sollte als wichtige Feststellung beachtet werden, daß, um von der Bewegungsrichtung des Antwortgebers unabhängige Eingangsdaten zu erhalten, das von der Abfragestation erzeugte Magnetfeld parallel zur Bewegungsrichtung der Eisenbahnwagen verlaufen muß, d. h. parallel zu den Schienen. Ebenfalls muß die Hauptachse der Induktionsspulen 13 und 14 des Antwortgebers (vgl. F i g. 1) parallel zu den Schienen angeordnet sein. Wenn nun ein mit einem Antwortgeber versehener Eisenbahnwagen eine Abfragestation überquert, werden die Induktionsspulen des Antwortgebers mit dem Fluß des Magnetfeldes verkettet, und die von der Bewegung der Induktionsspule gegenüber dem ruhenden Magnetfeld herrührende Veränderung des Flusses induziert eine Spannung in den Induktionsspulen von einer ersten Polarität, wie sie beispielsweise in F i g. 1 dargestellt ist. Dadurch wird der Transistor 15 gespeist und eine Frequenz f 1 erzeugt. Anschließend entsteht eine Spannung der anderen Polarität, so daß der Transistor 16 gespeist und eine Frequenz f 2 erzeugt wird, wie oben erläutert. Diese Folge der induzierten Polaritäten, die zuerst eine Frequenz f 1 und dann eine Frequenz f 2 erzeugt, ist unabhängig von der Richtung der Bewegung des Antwortgebers zur Abfragestation, d. h., die Reihenfolge der Polaritäten ist die gleiche, ob der Eisenbahnwagen von Ost nach West oder von West nach Ost fährt. Wenn auch dieses Merkmal nicht leicht verständlich ist, so sollte es nun in Anbetracht der F i g. 3 a und 3 b klarwerden.When used in an automatic system for the identification of railroad cars, an answering device is attached to each railroad car in the same place. The frequencies of the crystals of the responder are selected in accordance with the input data which are assigned to the individual car, as will be explained in more detail below. An interrogation station with the associated magnet is installed at a desired location so that a magnetic field of a certain strength is present within the space traversed by the responders. As an alternative, the interrogation station can be accommodated in a mobile vehicle as a special design, with the responders being located in the track bed of the railroad tracks. It should be noted as an important observation that in order to obtain input data independent of the direction of movement of the responder, the magnetic field generated by the interrogation station must be parallel to the direction of movement of the railroad cars, ie parallel to the rails. The main axis of the induction coils 13 and 14 of the responder (see FIG. 1) must also be arranged parallel to the rails. When a railroad car equipped with an answering device crosses an interrogation station, the induction coils of the answering device are linked to the flux of the magnetic field, and the change in the flux resulting from the movement of the induction coil in relation to the static magnetic field induces a voltage in the induction coils of a first polarity, as shown, for example, in FIG. 1 is shown. As a result, the transistor 15 is fed and a frequency f 1 is generated. A voltage of the other polarity then arises, so that the transistor 16 is fed and a frequency f 2 is generated, as explained above. This sequence of induced polarities, which first generates a frequency f 1 and then a frequency f 2, is independent of the direction of movement of the responder to the interrogation station, that is, the order of the polarities is the same whether the railroad car is from east to west or runs from west to east. Even if this feature is not easily understood, it should now be considered in view of FIG. 3 a and 3 b become clear.

F i g. 3 a zeigt die bekannten Flußlinien, die das Magnetfeld, das von einem normalen Stabmagneten erzeugt wird, hervorruft. F i g. 3 b ist eine Vergrößerung der gestrichelt umrandeten Bereiche der F i g. 3 a. Man stelle sich nun eine Schleife vor, die von links nach rechts in F i g. 3 b bewegt wird. Diese Schleife schneidet zuerst die Flußlinien 70 und induziert damit eine beispielsweise positive Spannung. Dann schneidet die Schleife die Flußlinien 72, deren Richtung zu den Flußlinien 70 entgegengerichtet ist, und es wird somit eine negative Spannung induziert. Wenn man nun die Schleife von rechts nach links in F i g. 3 b bewegt, schneidet die Schleife zuerst die Flußlinien 72, da aber ihre Bewegung der vorher beschriebenen entgegengerichtet ist, wird eine positive Spannung induziert. Wenn dann die Schleife die Flußlinien 70 schneidet, erhält man eine negative Spannung. Somit kann man sehen, daß eine wirksame Umkehr der Flußrichtung mit einer Umkehr der Schleifenbewegung unabhängig von der Bewegungsrichtung die gleiche Polaritätsfolge mit sich bringt. Dies ist ein wichtiges Merkmal, das eine wirtschaftliche Ausbildung der Antwortgeber und der Abfrage--stationen ermöglicht.F i g. 3 a shows the known lines of flux which the magnetic field generated by a normal bar magnet causes. F i g. 3 b is an enlargement of the areas of FIG. 3 outlined by dashed lines. 3 a. Now imagine a loop going from left to right in FIG. 3 b is moved. This loop first intersects the flux lines 70 and thus induces a voltage, for example positive. Then the loop intersects the flux lines 72, the direction of which is opposite to the flux lines 70 , and a negative voltage is thus induced. If you now follow the loop from right to left in FIG. 3b moves, the loop first intersects the flux lines 72, but since its movement is opposite to that previously described, a positive voltage is induced. Then when the loop intersects the lines of flux 70, a negative voltage is obtained. It can thus be seen that an effective reversal of the direction of flow with a reversal of the loop movement brings about the same polarity sequence regardless of the direction of movement. This is an important feature that enables the answerers and the interrogation stations to be trained economically.

Demzufolge ist, wie vorstehend beschrieben, die Reihenfolge der Frequenzen, die vom Antwortgeber erzeugt wird, das ist f 1, f 2, unabhängig von der Bewegungsrichtung zwischen dem Antwortgeber und der Abfragestation. Die Reihenfolge der Frequenzen ist jedoch nicht unabhängig von der Orientierung des Antwortgebers im Hinblick auf das Magnetfeld. Aus diesem Grund ist ein Paar von getrennten Magneten in der Einrichtung der Erfindung vorgesehen.As a result, as described above, the order of the frequencies which is generated by the responder, that is f 1, f 2, regardless of the direction of movement between the responder and the answering station. The order of the frequencies however, is not independent of the respondent's orientation with regard to the magnetic field. For this reason there is a pair of separate magnets in the device the invention provided.

In F i g. 4 ist eine typische Anordnung der Einrichtung dargestellt, wie sie in einem System zur Identifizierung von Eisenbahnwagen vorgesehen ist. Eine Schleifenantenne 39 ist symmetrisch zur Mittellinie M zwischen den Schienen ES angeordnet, während die Magneten 36 und 38 etwas von der Mittellinie abgesetzt sind und näher bei der jeweiligen Schiene ES angeordnet sind. Damit ist der Abstand zwischen den zwei Magneten genügend groß und eine gegenseitige Beeinflussung der von den beiden Magneten 36 und 38 erzeugten Magnetfelder vermieden. Ein Antwortgeber 10 ist an der Unterseite eines Eisenbahnwagens EW befestigt und ebenfalls, entsprechend den Magneten 36 und 38, von der Mittellinie abgesetzt. In dem Sonderfall, daß der Eisenbahnwagen nur vorwärts und rückwärts zwisehen zwei festgelegten Orten bewegt werden kann, genügt ein einziger Magnet. Im allgemeinen werden jedoch die Eisenbahnwagen um 180° gedreht; in diesem Fall ist es erforderlich, wie in F i g. 4 dargestellt, an der Unterseite jedes Eisenbahnwagens EW zwei Dauermagneten vorzusehen. Hierbei ist darauf zu achten, daß die Pole der Magneten gemäß F i g. 4 entgegengesetzt gerichtet sind, um die 180°-Drehung der Induktionsspulen 13 und 14 aufzuheben. Andererseits kann nur ein einziger Magnet vorgesehen werden bei einer Einrichtung, in der vorgesehen ist, daß f 1 nie über eine bestimmte Frequenz hinausgeht und daß f 2 nie unterhalb dieser bestimmten Frequenz liegt. Derartige Einschränkungen reduzieren natürlich wesentlich die maximale Anzahl der einzelnen identifizierbaren Antwortgeber.In Fig. Fig. 4 shows a typical arrangement of the device as it is provided in a system for the identification of railroad cars. A loop antenna 39 is arranged symmetrically to the center line M between the rails ES, while the magnets 36 and 38 are somewhat offset from the center line and are arranged closer to the respective rail ES. The distance between the two magnets is thus sufficiently large and mutual influencing of the magnetic fields generated by the two magnets 36 and 38 is avoided. A responder 10 is attached to the underside of a railroad car EW and also, corresponding to the magnets 36 and 38, set off from the center line. In the special case that the railroad car can only be moved forwards and backwards between two fixed locations, a single magnet is sufficient. In general, however, the railroad cars are rotated 180 °; in this case it is necessary as shown in FIG. 4 shown to provide two permanent magnets on the underside of each railway car EW. It is important to ensure that the poles of the magnets as shown in FIG. 4 are directed in opposite directions in order to cancel the 180 ° rotation of the induction coils 13 and 14. On the other hand, only a single magnet can be provided in a device in which it is provided that f 1 never exceeds a certain frequency and that f 2 never lies below this certain frequency. Such restrictions, of course, significantly reduce the maximum number of individually identifiable respondents.

In Fortsetzung der Funktionsbeschreibung des Systems sei folgendes ausgeführt: Durch die Ermittlung der Frequenzen der Kombination der Antwortsignale eines bestimmten Antwortgebers beim Passieren einer Abfragestation werden die Identität oder auch andere besondere Merkmale des Eisenbahnwagens bestimmt. Wegen der vielen verschiedenen Kombinationen der im System möglichen Veränderlichen, wie die Oszillatorfrequenzen, Zählzeit, die Anzahl der im System benötigten Antwortgeber, die maximale und minimale Fahrzeuggeschwindigkeit usw., sei lediglich ein spezielles System im einzelnen beschrieben. Es benutzt beispielsweise Frequenzen zwischen 2,5 und 7,5 MHz mit gleichmäßigen Abständen von 10 kHz, so daß sich 500 verschiedene Antwortfrequenzen ergeben. Wenn dabei in jedem Antwortgeber zwei kristallgesteuerte Oszillatoren verwendet werden, können annähernd 250 000 verschiedene Antwortgeber vorgesehen werden, wobei jeder von ihnen ein eindeutiges Zeichen von zwei Antwortsignalen erzeugt. Wenn beispielsweise die Frequenzen 4020 und 6170 kHz in einem Antwortgeber verwendet werden und eine Zeiteinheit von einer Millisekunde in dem Zeitmesser für Vorgänge in einer Einheit vorgegeben ist, würde das abgelesene Zählergebnis 4020 und 6170 sein und die Eingangsnummer 402 617 bedeuten.The following is a continuation of the functional description of the system executed: by determining the frequencies of the combination of the response signals a certain responder when passing an answering station become the identity or other special features of the railway wagon determined. Because of the many various combinations of the variables possible in the system, such as the oscillator frequencies, Counting time, the number of responders required in the system, the maximum and minimum Vehicle speed, etc., only one specific system will be described in detail. For example, it uses frequencies between 2.5 and 7.5 MHz with uniform Intervals of 10 kHz, so that there are 500 different response frequencies. if two crystal controlled oscillators are used in each responder, approximately 250,000 different responders can be provided, each generated by them a unique character of two response signals. For example, if the frequencies 4020 and 6170 kHz are used in one responder and one Time unit of one millisecond in the timer for operations in one unit is specified, the counting result read off would be 4020 and 6170 and the input number 402 617 mean.

Es mag zuerst scheinen, daß mit einer Reduzierung des Kanalabstandes auf 1 kHz ein achtzahliger Code verwirklicht werden könnte. Aber der Abstand von 10 kHz ist vorzuziehen, damit Irrtümer durch Auswandern der Oszillatoren und Toleranzen der Zeitanlage ausgeschaltet werden.At first it may seem that with a reduction in the channel spacing an eight-digit code could be implemented at 1 kHz. But the distance from 10 kHz is preferable to avoid errors due to the drifting of the oscillators and tolerances the time system can be switched off.

Es sollte beachtet werden, daß die Zeitbasis nicht kleiner als die dreifache Zeit des kürzesten Antwortsignals sein darf, um eine positive Zählung zu erhalten und damit sicherzustellen, daß das Gatter 68 der F i g. 2 während einer Zählzeit und auch noch darüber hinaus geöffnet ist.It should be noted that the time base is not less than the three times the time of the shortest response signal allowed to be a positive count and thus to ensure that the gate 68 of the F i g. 2 during a Counting time and beyond is open.

Natürlich ist eine weite Wahl für jeden Parameter des Systems möglich. Die beiden Magneten 36 und 38 sind beispielsweise als Rundstäbe ausgebildet und erzeugen ein Magnetfeld von 10 000 Gauß.Of course, a wide choice is possible for each parameter of the system. The two magnets 36 and 38 are designed, for example, as round bars and generate a magnetic field of 10,000 Gauss.

Während des Betriebes, der für eine Geschwindigkeitsvariation zwischen dem Antwortgeber und der Abfragestation im Bereich von 1 bis 60 Meilen pro Stunde ausgelegt ist, ist der Pegel der in den Spulen 13 und 14 induzierten Höchstleistung mindestens 4 mW und stellt einen Störabstand von ungefähr 30 db sicher. Weiterhin wird die Funktion des Antwortgebers nicht durch eiserne oder eisenlose Gebilde in seiner Nachbarschaft beeinflußt, wenn diese Gebilde vom Antwortgeber entfernt sind und sie kein Magnetfeld erzeugen.During operation, for a speed variation between the responder and the answering station in the range of 1 to 60 miles per hour is designed, the level of the maximum power induced in the coils 13 and 14 is at least 4 mW and ensures a signal-to-noise ratio of approximately 30 db. Farther the function of the answerer is not given by iron or ironless structures in its neighborhood affects when these structures from the responder away and they do not generate a magnetic field.

Es sollte beachtet werden, daß an den Oszillator während des Betriebes ein veränderlicher Spannungsimpuls gelegt wird. Da die Impedanz des Transistors eine Funktion dieser variablen Spannung ist, müßte die vom Kristall gesteuerte Spannung erwartungsgemäß ebenfalls schwanken. Jedoch ist in der dargestellten und beschriebenen Schaltungsanordnung diese Schwankung der gewählten Frequenzen nur 0,0211/o oder weniger. Weiterhin ist in einem Temperaturbereich von -50 bis +85'C die maximale Frequenzabweichung ungefähr 0,002%. Dies ist eine Abweichung, die von Veränderungen der Kristalle und der Transistoren herrührt. Die Amplitudenabweichung im gleichen Temperaturbereich beträgt weniger als 1,5 db. Ein spezifisches Antwortsignal eines Antwortgebers zeigt F i g. 5.It should be noted that on the oscillator during operation a variable voltage pulse is applied. Because the impedance of the transistor a function of this variable voltage should be the voltage controlled by the crystal as expected also fluctuate. However, it is shown and described in FIG Circuit arrangement this fluctuation of the selected frequencies only 0.0211 / o or fewer. Furthermore, the maximum is in a temperature range from -50 to + 85'C Frequency deviation about 0.002%. This is a departure from changes the crystals and the transistors. The amplitude deviation in the same Temperature range is less than 1.5 db. A specific response signal of a Responder shows F i g. 5.

Zusammenfassend sei folgendes ausgeführt: Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie es vorstehend beschrieben ist, enthält eine selbsttätige Einrichtung zur Identifizierung von bewegten Fahrzeugen. Das Fahrzeug ist dabei mit einer kodierten Antwort- und Identifiziereinrichtung versehen, die unabhängig von irgendeiner gebräuchlichen eingebauten Energieversorgungseinrichtung ist, die wiederum Ursache statistisch auftretender Fehler ist oder Ersatz und Pflege der Versorgungselemente erforderlich macht. Der Antwortgeber enthält zwei Hochfrequenzgeneratoren, die durch intern angeschlossene Induktionsspulen gespeist werden, die immer dann erregt werden, wenn das mit einem Antwortgeber versehene Fahrzeug einen permanenten Stabmagneten überfährt, der im Gleisbett befindlich ist. Die Art der Zusammenschaltung der Oszillatoren mit den Induktionsspulen ist derartig, daß ungeachtet der Fahrtrichtung des Fahrzeuges entlang dem Gleisbett die Kombination des Hochfrequenzsignals immer in einer f 1-, f 2-Reihenfolge ausgesendet wird.In summary, the following should be stated: The preferred exemplary embodiment of the invention as described above includes an automatic device for the identification of moving vehicles. The vehicle is coded with a Answer and identification device provided, which is independent of any conventional built-in energy supply device, which in turn is the statistical cause Occurring error or replacement and maintenance of the supply elements is required power. The responder contains two high frequency generators, which are connected internally by Induction coils are fed, which are always excited when that with a Responder-equipped vehicle drives over a permanent bar magnet, which in the The track bed is located. How the oscillators are interconnected with the Induction coils are such that regardless of the direction the vehicle is traveling along the track bed the combination of the high frequency signal always in an f 1, f 2 sequence is sent out.

Dieses beschriebene vorteilhafte Signalübertragungssystem enthält einen passiven Antwortgeber und in zweckmäßiger Weise passive Mittel zur Abfrage dieser Einrichtung zusammen mit einer neuen Schaltung zur Dekodierung des Antwortsignals des Antwortgebers.This described advantageous signal transmission system contains a passive responder and, expediently, passive means for interrogation this device together with a new circuit for decoding the response signal of the responder.

Claims

Claims: 1. Electrical device for the identification of objects, in particular vehicles, which can be moved along a predetermined path, using passive oscillators assigned to each vehicle and with coupling about antenna loops, d u r c h e k e n n -z e i c h n e t that the stationary Part (12) of the identification device arranged along the movement path permanent magnets (36, 38) for influencing induction coils (13, 14) of the passive oscillators having and with one connected via the antenna loops (39), through a Timing controllable, electronic counting circuit to determine the respective received identification frequency is equipped.

2. Device according to claim 1, characterized characterized in that two separate passive transistor oscillators for each movable object (15 and 16) are provided to which the induction coils (13, 14) are coupled in this way are that with an increase in the flux linked to the induction coils of a stationary Magnets (36, 38) of the railway line, the transistor of one oscillator is blocked and the transistor of the other is open and when it is removed they are chained Flux reverse the ratios, so that the output of the signal frequencies of the two Oscillators always in the same order regardless of the direction of movement he follows.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the passive oscillators of the moving objects have a feedback circuit, its inductance as an antenna loop (17) for radiating the oscillator vibrations is trained.

4. Device according to claim 1 or the following claims, characterized characterized in that the counting circuit consists of a decadic electronic Counter (60) consists, the input of which via gate (68) of a through the received level controllable switch (66) and can be switched on with a particularly precise duration by means of control pulses is, so that the counted by the counter during a control pulse amplitud, ° .n the Signal voltage are proportional to the signal frequency, with the counting results strung together result in the identification number of the moved object.

5. Device according to claim 1 or the following claims, characterized in that for generating the control pulses a crystal-stabilized pulse generator for the electronic counting circuit (50) and a downstream frequency divider in the form of an electronic binary counter (52), the outputs of which are connected to a gate (54), are provided. In Documents considered: German Patent Specifications No. 362 032, 969 289; »Signal und Draht«, 54 (1962), pp. 11 to 14.