DE2246426C3 - Verfahren und Schaltungsanordnung zum Überprüfen von empfangenen Fernsteuerbefehlen - Google Patents

Description

Kabel zu verfolgen, das auf dem Boden oder im Boden verlegt ist. Die Spurverfolgung geschieht dadurch, daß das vom Strom im Kabel erzeugte Magnetfeld mit drei Detektorspulen erfaßt wird, die auf die Lenkungsmittel des Lastwagens einwirken. Der Lastwagen wird so gelenkt, daß die in den Spulen induzierten Signale gleich groß werden, d. h. so, daß die Spulen gleich weit vom Kabel entfernt sind.

Wie Fig. 1 zeigt, ist der Ausgang 5 des Senders 2 mit einem Leitkabel der vorgenannten Art, welches in der Zeichnung nicht dargestellt ist, verbunden. Dieses Leitkabel empfängt den Steuerbefehl von den Steuerorganen über den Sender 2. Der Eingang 6 des Empfängers 3 ist zum Zwecke der Spurverfolgung mit den nichtdargestellten Detektorspulen verbunden. Die dem Steuerbefehl entsprechenden Signale des Leitkabels werden in dem an den Empfänger 3 angeschlossenen Detektorspulen erfaßt und gelangen — sofern sie korrekt sind — zum Objekt, um an diesem das gewünschte Manöver auszuführen.

Der Sender besteht aus den nachfolgenden, in Reihe geschalteten Bauteilen: einem Codierkreis 7, der mit den Steuerorganen 1 verbunden «st, einem Parallel-Reihen-Umwandler 8 und einem Frequenz-Umschalt-Modulator 9. Der Codierkreis weist eine Anzahl von parallelen Ausgängen, im gewählten Beispiel vier Ausgänge, auf und erzeugt aufgrund eines jeden gesonderten Steuerbefehls der Steuerorgane 1 eine eindeutige Kombination von Binärimpulsen »I« und »0« an den Ausgängen. Die Kombination bleibt an den Ausgängen genau so lange wie der Steuerbefehl eingeht. Der Parallel-Reihen-Wandler 8 wird erfindungsgemäß zur Erzeugung von Telegrammen verwendet, die eine Anzahl von Impulsen enthalten, deren Kombination mit der Anzahl der Perioden übereinstimmt, zu denen jeweils ein binärer Impuls und eine Pause gehören.

Es ist offensichtlich, daß die Anzahl der in der Kombination benötigten Binärimpulse und damit die Länge des Telegramms von der Anzahl der zu übermittelnden unterschiedlichen Befehle abhängen. So können durch Verwendung von vier Binärimpulsen im Telegramm 16 verschiedene Befehle übertragen werden.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 hat der Parallel-Reihen-Wandler 8 zwei Ausgänge, über die das Telegramm weitergegeben wirii in Form von zwei Signalen, von denen das mit a_s bezeichnete Signal eine »1« ist, wenn in der Kombination eine binäre »1« erfaßt wird. Im anderen Falle ist das Signal a_s eine »0«. Das andere Signal b_s ist «line »1«, wenn in der Kombination eine binäre »0« erfaßt wird. Im anderen Falle ist das Signal b₃ eine »0«. Für einen bestimmten vorbestimmten Befehl sind die Signale a_s und b_s in Fig. 3 dargestellt, die jedoch die entsprechenden Empfangssignale wiedergeben. Der Grund dafür, daß das Telegramm in die zwei vorerwähnten Signale aufgeteilt wird, liegt in der speziellen Anwendung. Zum Zwecke der Synchronisation ist es gemäß der Erfindung erwünscht, zusätzlich zur »0« und »1« auch eine Pause zu übertragen. Beim Führen eines kabelgesteuerten Lastwagens ist auch der Pause eine Frequenz zugeordnet, damit der Lastwagen ständig eine Führungsinformation empfängt. Wenn eine solche Forderung nicht zu befriedigen ist, braucht der Pause keine Frequenz zugeordnet werden, sondern es kann die Pause durch eine Unterbrechung kenntlich gemacht werden.

Γ)

Die Signale α und b treffen am Frequenzmodul 9 ein, der am Ausgang 5 ein Steuerbefehlsignal mit konstanter Amplitude erzeugt, welches mit drei verschiedenen Frequenzen die Pause, die »0« und »1« wiedergibt. In den mit dem Eingang 6 des Empfanges 3 verbundenen Detektorspulen des Empfängers 3 wird ein Steuerbefehlsignal induziert, das im ungestörten Falle vollständig dem herausgegebenen Steuerbefehl entspricht. Der Empfänger bildet im wesentliehen ein Gegenstück des Senders und enthält in Reihenschaltung einen Frequenz-Umschalt-Demodulator 10, der mit dem Eingang 6 verbunden ist, einen Reihen-Parallel-Wandler 11 und eine« Decodierkreis 12, dessen Ausgang mit dem Objekt 4 verbunden ist. Der Empfänger 3 enthält einen Prüfkreis 13, der die Aufgabe hat, gemäß der vorliegenden Erfindung die Richtigkeit des Steuerbefehltelegramms zu überprüfen. Die Ausbildung und Arbeitsweise des Prüfkreises sollen nun ausführlicher anhand der Fig. 2 erläutert werden. Der Frequenzmodulator 10 erzeugt mit Hilfe der Signale aur den Detektorspulen Signale a_m und b_m. Diese erwähnten Binärsignale stimmen bei korrekter Übertragung mit den Signalen O₁ und b_s überein. Der Reihen-Parallel-Wandler 11 erzeugt mit Hilfe der Signale a_m, b_m eine Kombination von parallel verwertbaren Binärimpulsen, die mit der Kombination am Eingang des Parallel-Reihen-Wandlers 8 übereinstimmen sollen. Der Decodierkreis 12 erzeugt mit Hilfe der Binär-Kombination am Ausgang des Reihen-Parallel-Wantflers 11 einen Steuerbefehl, der dem Steuerbefehl entsprechen soll, der von den Steuerorganen 1 abgegeben wurde.

Wie Fig. 2 zeigt, besteht der Reihen-Parallel-Wandler 11 aus einem Binärkreis 14, der mit dem Frequenzmodulator 10 verbunden ist, einem Schiebe- · register 15 und in weiterer Reihenschaltung einem Torkreis 16. Der Binärkreis 14 erzeugt mit Hilfe der Signale a_m, b_m ein Prüfsignal c und auch ein Datensignal, welches in Form einer Serie das Steuerbefehl-Telegramm enthält. Das Prüfsignal c ist eine »1«, wenn ein Impuls, d. h. eine »0« oder »1« empfangen wild. Das Prüfsignal c ist eine »0«, wenn eine Pause vorliegt oder wenn kein Signal empfangen wird, was einem Ubertragungsfehler entspricht. Der Verlauf des Prüfsignals c und des Datensignals für einen bestimmten Steuerbefehl ist aus Fig. 3 zu ersehen.

Gemäß der Erfindung wird das Prüfsignal c im Prüfkreis 13 dahingehend untersucht, ob in jeder Periode der Impuls und auch die Pause eine innerhalb zuvor festgelegter Grenzen fallende zeitliche Dauer haben. Sofern dies zutrifft, wird vom Prüfkreis 13 ein Signal d abgegeben, welches dem Schieberegister 15 meldet, daß der Impuls anzunehmen ist. Im Prüfkreis 13 wird gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung auch überprüft, daß in jedem Telegramm mit einer zuvor festgelegten Anzahl von Perioden der Impuls der letzten Periode verlängert ist. Wenn alle Voraussetzungen erfüllt sind, wird im Prüfkreis 13 ein Telegrammdurchlaßsignal erzeugt, mit dem der Torkrek 16 geöffnet wird, so daß das Telegramm den Decodierkreis 12 erreicht. Sofern ein Telegramm in irgendeiner der obenerwähnten Beziehungen inkorrekt ist, wird ein Telegramm-Sperrsignal k erzeugt, welches den Torkreis 16 sperrt und verhindert, daß das TeIegramm zum Decodierkreis 12 gelangt.

Zum Prüfkreis gehören fünf Zähler 17 bis 21, zwei UND-Kreise 22, 23, ein ODER-Kreis 24 und ein Kippkreis 25. Die Zähler 17,18 und 19 haben jeweils

einen Zähleingang 26, 27, 28, derüber eine Leitung 29 mit dein in der Zeichnung nicht dargestellten Uhrimpuls bzw. Takt-Oszillator verbunden ist. Die Ziihler 17 und 18 haben jeweils einen Eingang 30, 31. der mit dem Binärkreis 14 in Verbindung steht. Zum Ziihler 17 gehören drei Ausgänge 32.33 und 34. Der Ausgang 32 ist mit dem Schieberegister 15 und mit dem Eingang 35 des Zählers 20 verbunden. Der Ausgang 33 ist mit je einem der Eingänge der UND-Kreise 22, 23 verbunden, deren zweite Eingänge mit dem Ausgang 36 des Zählers 20 verbunden sind. Der Ausgang 34 ist mit einem Steuereingang 37 des Zählers 19 verbunden, dessen Ausgang 38 mit einem Eingang 39 des Zählers 20 verbunden ist, um den letzteren auf Null zu stellen. Der Ausgang 40 des UND-Kreises 22 ist mit dem Torkreis 16 und auch mit dem Zähleingang 41 des Zählers 21 verbunden. Der Ausgang 42 des Zählers 18 ist mit einem Eingang des ODER-Kreises 24 verbunden. Der andere Eingang des ODER-Kreises ist mit dem Ausgang 43 des UND-Kreises 23 und der Ausgang 44 des ODER-Kreises mit dem Nullstell-Eingang 45 des Zählers 21 und auch mit dem Nullstell-Eingang 46 des Kippkreises 25 verbunden. Der Ausgang 47 des Zählers 21 ist mit dem » I «-Eingang 48 des Kippkreiiies 25 verbunden, dessen Ausgang 49 zum Torkreis 16 führt.

Die Überprüfung des empfangenen Steuerbefehls mit Hilfe des Prüfkreises 13 geschieht gemäß der vorliegenden Erfindung wie folgt. Es sei zunächst angenommen, daß jedes Steuerbefehltelegramm vier Perioden enthält, zu denen jeweils ein Binärimpuls und eine Pause gehören. Bei der Übertragung ist die Dauer des Impulses genauso groß wie die Pause, solange es sich um die drei ersten Perioden des Telegrammes handelt. Die Dauer des Impulses in der vierten Periode beträgt V₄ der Periodendauer, so daß die Zeit der Pause ein Viertel der Periodenzeit entspricht. Damit ein Telegramm bei Empfang angenommen werden kann, ist es erforderlich, daß die in den Ansprüchen angegebenen Bedingungen erfüllt werden, d. h.: in den ersten drei Perioden des Telegramms soll die Dauer eines jeden Impulses mindestens 0,35 der Periode und liie Dauer der raube höchslcns 0,7j uci Periode betragen. Außerdem ist es erforderlich, daß allein für die vierte Periode des Telegramms die Impulsdauer mehr als 0,6 der Periode betragen soll, und daß nach Empfang eines Fehlertelegramms zwei aufeinanderfolgende korrekte Telegramme empfangen werden müssen, bevor der Steuerbefehl angenommen wird. Die Dauer der Impulse und der Pausen wird vom Prüfgerät 13(Fig. 2) dadurch erfaßt, daß die Impulsanzahl aus dem Uhrimpulsgenerator, die den vorerwähnten Zeiten entsprechen, in der Zeit gezählt werden, in der das Signal c einer »1« bzw. einer »0« entspricht.

Der Zähler 17 überprüft die Dauer der Impulse dadurch, daß das Signal c einen Zähleingang 26 so lange offenhält, wie das Signal c einer »1« entspricht. Wenn der Zähler eine Impulszahl gezählt hat, die 0,35 der Periodendauer entspricht, erscheint am Ausgang 32 das vorerwähnte Impulsannahmesignal c, welches auf das Schieberegister 15 so einwirkt, daß dort die Impulse mit annehmbarer Dauer eingelassen werden. Das genannte Signal d gelangt auch zum Eingang 35 des Zählers 20, welcher die Anzahl der korrekten Impulse eines jeden Telegrammes zählt und ein Ausgangssignal e erzeugt, das für jeweils vier als korrekt überprüfte Impulse einen Ausgangsimpuls liefert, d. h. das Signal e meldet jeweils das Telegrammende. Es sei noch erwähnt, daß der Zähler 17 automatisch auf Null gestellt wird, wenn das Signal c kurzzeitig zu »0« wird. d. h. wenn die Übertragung kurzzeitig unterbrochen wird, so daß ein entsprechender Impuls nicht angenommen wird.

Bei einem Impuls, der als letzter in einem Telegramm zu überprüfen ist und dessen Dauer mindestens 0,6 der Periodenzeit betragen soll, wird, wenn die dieser Zeit entsprechende lmpuiszahl gezählt worden ist. am Ausgang 33 des Zählers 17 (Fig. 3) ein Signal/ empfangen, welches für jeden angenommenen letzten Impuls eines Telegramms einen Impuls enthält. Der Impuls im Signal / trifft etwas später ein als der Impuls im Signal e. Die beiden letzterwähnten Impulse bilden das Kriterium dafür, daß das Telegramm korrekt ist bezüglich der Impulse. Durch das Auftreten der zwei Signale zur gleichen Zeit öffnet der UND-Kreis22,sodaß das Telegrammannahmesignal / entsteht, das dann unter anderem den Torkreif 16 öffnet.

Damit der Zähler 20 nach jedem Telegramm aiii Null gestellt werden kann, enthält der Ziihler 17 einen dritten Ausgang 34. Gleichzeitig mit dem Impuls im Signal / wird am Ausgang 34 ein Impuls erzeugt, dessen Dauer etwa zwei Uhrimpulsen entspricht. Diesci Impuls öffnet den Zähler 19, so daß dieser nach dei erwähnven Anzahl von Uhrimpulsen einen Impuls erzeugen kann, welcher über den Eingang 39 den Zählet 20 auf Null stellt.

Der Zähler 18 hat zu überprüfen, daß die Pause in jeder Periode nicht langer als 0,75 der Periodenzeil beträgt. Sollte dies der Fall sein, entsteht am Ausgang 42 des Zählers 18 ein Impuls, wie er in der Signalzeile / in Fig. 3 für das zweite Telegramm angegeben ist. Über den ODER-Kreis 24 stellt dieser Impuls augenblicklich den Kippkreis 25 auf Null. Nun erschein! das in Fig. 3 in der Signalzeile k gezeigte Ausgangssignal »0« des Kippkreises, was jetzt dazu führt, daü das Telegramm nicht angenommen wird. Das Ausgangssignal m des ODER-Kreises stellt auch der

Al HUI nun, Udltllt uäiui* gciwigi WiFu, uau ZWC

aufeinanderfolgende korrekte Telegramme empfangen werden, bevor das Telegramm ausgeliefert wird Dies geschieht dadurch, daß das Telegrammannahmesignal / dem Zähler 21 zugeführt wird. Sobald dieser bis zwei gezählt hat, wird sein Ausgangssignal j zu »1«, um den Kippkreis 25 auf »1« zu stellen. Darüber hinaus wird durch eine falsche Pausenzeit dei Kippkreis 25 auch auf Null gestellt, wenn der Tählei 20 nicht vier korrekte Impulse gezählt hat, was, wie Fig. 2 zeigt, mit Hilfe des UND-Kreises 23 geschieht Die Bedingung dafür, daß das Ausgangssignal η des UND-Kreises 23 zu »1« wird, ist, daß der Impuls zu dem Zeitpunkt auftritt, zu dem kein Impuls e vorhanden ist.

Die Anzahl der Perioden eines jeden Telegramms läßt sich sowohl vergrößern als auch vermindern. Entscheidend ist hier allem die Anzahl der Binärimpulse, die erforderlich sind, um eindeutig die Anzahl der zu übertragenden Fernsteuerbefehle zu beschreiben. Des weiteren hat der Zähler 21 nur dann eine Aufgabe zu erfüllen, wenn die Überprüfung so vorgenommen wird, daß ein Fernsteuerbefehl immer wieder erneut übertragen wird, bis ein neuer Fernsteuerbefeh! kommt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   L Verfahren zum Überprüfen von empfangenen Fernsteuerbefehlen, die in Form eines Impulstelegramms mit konstanter Zeitdauer übertragen werden, wobei die Telegramme eine zuvor festgelegte Anzahl von Perioden mit je einem Binärimpuls und einer Pause aufweisen, wobei zur Überprüfung der korrekten Übermittlung geprüft wird, ob das Impulstelegramm die richtige Anzahl von Perioden enthält und ob jeder Binärimpuls und jede Pause eine innerhalb zuvor festgelegter Grenzen fallende Zeitdauer haben, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulstelegramme unmittelbar aufeinanderfolgen und aus gleich langen Perioden mit je einem Binärimpuls und einer Pause bestehen und daß zur Schaffung einer zusätzlichen Prüfmöglichkeit in der letzten Periode eines Impulstelegramms der Binärimpuls länger als die Pause, in allen übrigen Perioden des Impuistelegrsmms der Binärimpuls ebenso lang wie die Pause ist.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dreipunkt-Frequenz-Umtastverfahren mit den Frequenzen /₀, /,, /₂ Verwendung findet, bei dem ein Binärimpuls durch die Frequenz/, oder/₂ und eine Pause durch die zwischen/, und/₂ liegende Frequenz/„ darstellbar ist.
3. 3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen empfäne;erseitigen Priifkreis (13), welcher die Dauer der impulse und auch der Pause in jeder Periode c<es empfangenen Telegramms mißt und die Telegranimdurchgabe blokkiert, wenn die Dauer des Impulses oder der Pause in irgendeiner der Perioden außerhalb zuvor festgelegter Grenzen liegt.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfkreis (13) aus mindestens zwei Zählern (17,18) besteht, die mit nachfolgenden Bauelementen zusammenarbeiten' einem Oszillator (29), welcher Uhrimpulse mit fester Frequenz aussendet, einem Binärkreis (14), welcher ein Prüfsignal (c) erzeugt, das einer binären »1« entspricht, wenn ein Impuls empfangen wird, und das einer »0« entspricht, wenn eine Pause vorliegt, wobei der erste Zähler (17), der eingangsseitig mit dem Oszillator (29) und dem Binärkreis (14) verbunden ist, die Uhrimpulse während des PrUfsignals »1« zählt, um ein Signal (d) auszusenden, wenn die Anzahl der Impulse, die einer zuvor festgelegten Dauer des Binärimpulses entsprechen, gezählt worden sind, und beim Prüfsignal »0« auf Null gestellt wird, und wobei der zweite Zähler (18), der ebenfalls eingangsseitig mit dem Oszillator (29) und dem Binärkreis (14) verbunden ist, die Uhrimpulse während des Prüfsignals »0« zählt, um ein Signal (1) auszusenden, wenn die lmpulszahl, die einer zuvor festgelegten Dauer der Pause entsprechen, gezählt worden sind, und beim Prüfsignal » I« auf Null gestellt wird

   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches, wie es beispielsweise aus AEG-Mitteilungen, Band 54 (1964), Heft 5/6, Seiten 362 bis 372 bekannt ist. ■"> Beim bekannten Verfahren wird das ankommende Impulstelegramm zunächst einem Zeitzähler zugeführt, der die Länge von Impulsen und Pausen durch Auszählen von Taktgeberimpulsen ermittelt. Zur Zeichenerkennung werden zusammengehörige Pau-I" sen und Impulse auf gleiche Länge überprüft und es wird auch zusätzlich ein Startzeichen und ein Schlußzeichen benötigt, welche eine vorgeschriebene Länge aufweisen müssen.

   Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt i> darin, das vorbekannte Verfahren so abzuwandeln, •Jaß es nicht zusätzlicher Startzeichen und Schlußzeichen bedarf, wobei die bisher erreichbare Fehlersicherheit noch gesteigert wird.

   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch können die Impulstelegramme ohne Trennung durch Start- und Schlußzeichen unmittelbar aufeinander folgen.

   Vorzugsweise arbeitet das erfindungsgemäße Ver-2) fahren gemäß Anspruch 2 mit einem an sich bekannten Dreipunkt-Frequenz-Umtastverfahren, welches eine besonders gute Möglichkeit der Überwachung mit sich bringt (Brown Boveri Mitteilungen I960, Nr. 10/11, Seiten 732 bis 740).

   «) Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

   Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Steuergerätes zum Fernsteuern eines Objektes unter Anwendung der err > findungsgemäß vorgesehenen Überprüfung des Steuerbefehls,

   Fig. 2 ein Blockschaltbild, welches ausführlicher zwei Schaltungsteile der Fig. 1 wiedergibt, nämlich einen Steuerblock für eine Reihen-Parallel-Trans- w formation eines binären SteueKißfehls und einen Schaltungsblock zur Überprüfung des Steuerbefehls, und

   Fig. 3 ein Impuls-Zeit-Diagramm für die im Schaltbild der Fig. 2 auftretenden Impulssignale. Vt Mit den Steuerorganen 1 der Fig. 1 kann ein Objekt 4 über einen Sender 2 und einen Empfänger 3 aus der Ferne gesteuert werden. Die Steuerorgarte sorgen für die Aussendung von Signalen, die jedem gewünschten Manöver des Objektes entsprechen. Im ίο einfachsten Falle kann es sich hier um kurzzeitige Einschaltung handeln. Der Steuerbefehl kann aber auch aus einer Reihe von Sollwerten bestehen zur schrittweisen Vergrößerung oder Verminderung eines Soll-Wertes gegenüber dem gemessenen Ist-Wert. Wie die V) Steuerorgane im einzelnen ausgebildet sind, hängt zum größten Teil von der Art des zu steuernden Objektes ab. Die Art des zu steuernden Objektes ist in einem gewissen Grade entscheidend für die Auswahl von Sender und Empfänger. Bei einigen Anwendun-Mi gen ist es von Vorteil, eine Funkübertragung zu verwenden, während bei anderen Anwendungen vorzugsweise Kabclübcrtragungcn verwendet werden.

   Um die Erfindung leichter verstehen zu können, wird diese nachfolgend zum Teil in Verbindung mit h-, einer speziellen Fernsteuerung, nämlich einer Fernsteuerung eines mit Kabel ferngesteuerten Lastwagens erläutert. Bei diesme Verfahren kommt es darauf an. während der Fahrt ein stromführendes elektrisches