DE3311097A1

DE3311097A1 - Telecontrol system

Info

Publication number: DE3311097A1
Application number: DE19833311097
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl.-Ing. 7150 Backnang Budnik
Original assignee: ANT Nachrichtentechnik GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1983-03-26
Filing date: 1983-03-26
Publication date: 1984-09-27

Abstract

The invention relates to a telecontrol system with frequency division multiplex transmission of the messages between the transmitter and receiver and is characterised in that a generator is provided at the transmitting end which can be set to m signal frequencies, in that, for the transmission of n binary messages, these m signal frequencies are allocated in each case to a message template comprising the n messages, and in that a receiver is provided at the receiving end by means of which it is established which spectral line has the highest amplitude. Advantageously, only one generator is required and very reliable transmission is possible since in each case only one signal frequency is transmitted (at maximum level) at one time (Figure 1). <IMAGE>

Description

Fernwirksystem Telecontrol system

Die Erfindung betrifft ein Fernwirksystem gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a telecontrol system according to the preamble of the patent claim 1.

Ein Fernwirksystem, bei dem die Informationen im Frequenzmultiplexverfahren parallel übertragen werden, ist aus den Unterrichtsblättern (B) Nr. 11, 1970, Seite 297, bekannt.A telecontrol system in which the information is frequency division multiplexed are transmitted in parallel is from the instruction sheets (B) No. 11, 1970, page 297, known.

Solche Fernwirksysteme sind vor allem bei größeren Informationsmengen sehr aufwendig.Such telecontrol systems are especially useful for larger amounts of information very expensive.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein preiswertes, unaufwendiges Fernwirksystem der obigen Art anzugeben, das insbesondere für Fernwirkanlagen mit vielen Stationen jedoch wenig Meldungen pro Station geeignet ist.The object of the present invention was to provide an inexpensive, inexpensive one Specify telecontrol system of the above type, in particular for telecontrol systems with many stations, however, few messages per station are suitable.

Die Lösung erfolgt mit den im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Mitteln.The solution takes place with those specified in the characterizing part of the main claim Means.

Durch das erfindungsgemäße Fernwirksystem ergeben sich die Vorteile, daß-für jede Station nur ein Oszillator erforderlich ist und daß die Signale jeweils mit voller Leistung gesendet werden können, wodurch ein besseres Nutzsignal-/Rauschleistungsverhältnis erzielt wird, was eine sicherere Übertragung oder eine größere Reichweite erbringt. Auch auf der Empfangsseite sind Vorteile zu verzeichnen, da die Erkennung einer einzigen diskreten Frequenz leichter ist als das Erkennen mehrerer Frequenzen gleichzeitig.The telecontrol system according to the invention has the following advantages that only one oscillator is required for each station and that the signals in each case can be sent at full power, resulting in a better useful signal / noise power ratio is achieved, which provides a more secure transmission or a longer range. There are also advantages on the receiving side, since the detection of a single discrete frequency is easier than recognizing several frequencies at the same time.

Das neue Fernwirksystem erzielt somit bei verhältnismäßig kleinem Aufwand eine sicherere Übertragung.The new telecontrol system thus achieves at a relatively small Effort a more secure transmission.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Fernwirksystems werden durch die Merkmale der Unteransprüche erzielt.Advantageous embodiments of the telecontrol system are through the Features of the subclaims achieved.

Es folgt nun die Beschreibung der Erfindung anhand der Figuren.The invention will now be described with reference to the figures.

Die Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer sendenden Fernwirkunterstation, die Figuren 2 und 3 das Blockschaltbild einer empfangenden Station.Fig. 1 shows a block diagram of a transmitting telecontrol substation, Figures 2 and 3 show the block diagram of a receiving station.

In Fig.1 ist das Blockschaltbild einer sendenden Unterstation als Ausführungsbeispiel dargestellt. Es sind der Quarzgenerator G, ein anschließender 14/1-Teiler T1 und eine Phasenregelschleife bestehend aus einem spannungsabhängigen Oszillator VCO, einem sich anschließenden variablen 16 ... 31-Teiler T2 und eine Phasenvergleichseinrichtung PLL erkennbar. Die Quarzgeneratorfrequenz von 32,768 kHz = 215 Hz wird durch den ersten Teiler T1 auf 2,3406 kHz geteilt. Am Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators VCO erscheinen nun in Abhängigkeit von der Teilerstellung des zweiten Teilers T2 das 16- bis 31-fache der zuvor genannten Frequenz von 2,3406 kHz, das sind die 16 Frequenzen zwischen 37,45 kHz und 72,56 kHz im Abstand von 2,3406 kHz. Ein solches Frequenzraster ist besonders vorteilhaft beim Einsatz des Fernwirksystems auf Telefon-Anschlußleitungen, weil erstens der Übertragungsfrequenzbereich so hoch liegt, daß die Weiche zur Ein- bzw. Entkopplung zwischen Fernwirk- und Sprachübertragung wenig Aufwand erfordert, weil zweitens der Übertragungsfrequenzbereich jedoch in genügendem Abstand unter der Zeitsendefrequenz von 77,6 kHz liegt und drittens weil die einzelnen diskreten Fernwirksignalfrequenzen jeweils von den Vielfachen der Gesprächszählfrequenz von 16 kHz einen Mindestabstand von 700 Hz aufweisen. Der Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators ist über einen Tiefpaß von 80 kHz Grenzfrequenz, einen Transformator Tr und einer nicht dargestellten Weiche mit der Ubertragungsleitung ÜL verbunden, über die das Fernwirksystem mit Strom fernversorgt wird, wobei in der Stromversorgung SV zusätzliche Mittel enthalten sind, um auch bei Telefonverkehr den Fernwirkbetrieb aufrechterhalten zu können.In Fig.1 is the block diagram of a transmitting substation as Embodiment shown. It is the quartz generator G, a subsequent one 14/1 divider T1 and a phase-locked loop consisting of a voltage-dependent Oscillator VCO, a subsequent variable 16 ... 31 divider T2 and one Phase comparison device PLL recognizable. The crystal generator frequency of 32.768 kHz = 215 Hz is divided by the first divider T1 to 2.3406 kHz. At the exit of the voltage controlled oscillator VCO now appear as a function of the Partial creation of the second divider T2 16 to 31 times the aforementioned frequency of 2.3406 kHz, that is the 16 frequencies between 37.45 kHz and 72.56 kHz at a distance of 2.3406 kHz. Such a frequency grid is particularly advantageous in use of the telecontrol system on telephone connection lines because, firstly, the transmission frequency range so high that the switch for coupling and decoupling between Telecontrol and voice transmission require little effort because, secondly, the transmission frequency range but at a sufficient distance below the time transmission frequency of 77.6 kHz and third, because the individual discrete telecontrol signal frequencies are each multiples the call counting frequency of 16 kHz have a minimum distance of 700 Hz. The output of the voltage controlled oscillator is through a low pass filter of 80 kHz Cutoff frequency, a transformer Tr and a switch, not shown, with the Transmission line ÜL connected via which the telecontrol system remotely supplied with electricity is, whereby additional means are included in the power supply SV to also to be able to maintain telecontrol operation during telephone traffic.

Die einzelnen 16 Signalfrequenzen werden durch den zweiten Teiler T2 erzeugt, indem an seinen vier Codierungseingängen die einzelnen Meldungen M1 ... M4 über Optokoppler OK angelegt werden. Jedem Meldebild, das sich durch die Zustands-Binärwerte der einzelnen Meldungen ergibt, ist nun eine einzige diskrete Signalfrequenz zugeordnet. Vorteilhafterweise läßt sich der Teiler T2 durch einen einstellbaren Jam-Zähler realisieren. Der spannungsgesteuerte Oszillator VCO läßt sich zusammen mit dem Phasenvergleicher PLL in einem einzigen Chip integrieren, ebenso der Quarzgenerator G zusammen mit dem ersten Teiler T1.The individual 16 signal frequencies are divided by the second divider T2 generates the individual messages M1 ... M4 can be created via optocoupler OK. Every message screen that is displayed through the State binary values of the individual messages is now a single discrete one Signal frequency assigned. Advantageously, the divider T2 can be by a realize adjustable jam counter. The voltage controlled oscillator VCO can integrate together with the phase comparator PLL in a single chip, likewise the quartz generator G together with the first divider T1.

Selbstverständlich läßt sich das vorgenannte Fernwirksystem auch mit einem anderen Frequenzübertragungsband verwirklichen, das beispielsweise im Sprachband Platz findet. Hierfür kämen die Bänder zwischen 1024 und 2032 Hz (das 16- bis 31-fache von 64 Hz) oder zwischen 512 und 1016 Hz (das ist das 16-bis 31-fache der Grundfrequenz von 32 Hz) in Frage.Of course, the aforementioned telecontrol system can also be used Realize another frequency transmission band, for example in the voice band Takes place. The bands between 1024 and 2032 Hz would come for this (16 to 31 times of 64 Hz) or between 512 and 1016 Hz (that's 16 to 31 times the base frequency of 32 Hz) in question.

Im folgenden wird für das erst genannte Frequenzraster eine Zuordnungsliste zwischen Signalfrequenz und Medebild tabelliert.In the following an assignment list is given for the first mentioned frequency grid tabulated between signal frequency and media image.

Frequenz Melde- Meldung 1 Meldung 2 Meldung 3 Meldung 4 kHz bild 37,45 1 0 0 0 0 39,79 2 L O 0 0 42,2 3 0 L O 0 44,5 4 L L O 0 46,81 5 0 0 L O 49,15 6 L O L O 51,5 7 0 L L O 53,8 8 L L L O 56,15 9 0 0 0 L 58,5 10 L O O L 60,8 11 o L 0 L 63,2 12 L L O L 65,54 13 0 0 L L 67,88 14 L O L L 70,22 15 0 L L L 72,56 16 L L L L 0 bedeutet beispielsweise "Kontakt geschlossen" und L Kontakt offen" Beispielsweise wird so das Meldebild 15 Kontakt 1 geschlossen, Kontakt 2 offen, Kontakt 3 offen und Kontakt 4 offen" durch die Frequenz F15 = 70,22 kHz dargestellt.Frequency message message 1 message 2 message 3 message 4 kHz image 37,45 1 0 0 0 0 39.79 2 L O 0 0 42.2 3 0 L O 0 44.5 4 L L O 0 46.81 5 0 0 L O 49.15 6 L O L O 51.5 7 0 L L O 53.8 8 L L L O 56.15 9 0 0 0 L 58.5 10 L O O L 60.8 11 o L 0 L 63.2 12 L L O L 65.54 13 0 0 L L 67.88 14 L O L L 70.22 15 0 L L L 72.56 16 L L L L 0 means for example "contact closed" and L contact open "for example the message screen 15, contact 1 is closed, contact 2 open, contact 3 open and contact 4 open "represented by the frequency F15 = 70.22 kHz.

Für die Frequenzen sind Genauigkeiten von = 0,1 % anzustreben, da hierbei die Auswertung mit schmalbandigen Filtern ein gutes Nutz-/Störverhältnis erlaubt. Die Ableitung aus einer Quarzfrequenz macht dies mit geringem Aufwand möglich.For the frequencies, accuracies of = 0.1% are to be aimed for, since Here the evaluation with narrow-band filters has a good useful / interference ratio permitted. The derivation from a quartz frequency makes this possible with little effort.

An einer Leitung ÜL können auch mehrere Unterstationen arbeiten, die 16 Frequenzen können dann in der folgenden Weise benutzt werden.Several substations can also work on one line ÜL 16 frequencies can then be used in the following way.

Zwei Stationen mit maximal je 3 Meldungen: 2 x (8) Frequenzen Drei bis vier Stationen mit maximal je 2 Meldungen: 4 x (4) Frequenzen Fünf bis acht Stationen mit je einer Meldung: 8 x (21) Frequenzen.Two stations with a maximum of 3 messages each: 2 x (8) frequencies Three up to four stations with a maximum of 2 messages each: 4 x (4) frequencies five to eight Stations with one message each: 8 x (21) frequencies.

In Figur 2 ist das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispieles für eine empfangende Station gezeichnet, die mit 16 Ubertragungsleitungen verbunden ist. Über einen Scanner SC werden die Leitungen zyklisch abgetastet und mit einem Verstärker V und anschließendem programmierbaren Bandpaß verbunden. Der Bandpaß kann beispielsweise ein n-Pfadfilter sein. Nach anschließender Gleichrichtung durch den Gleichrichter Gr und Analogdigitalwandlung A/D werden die einzelnen Pegelmeßwerte über ein BUS-Interface einem Mikroprozessor zugeführt, durch welchen durch einfachen Vergleich der größte Digitalwert und damit das zugeordnete Meldebild erkannt bzw. erzeugt wird.In Figure 2 is the block diagram of an embodiment for a receiving station is drawn, which is connected to 16 transmission lines is. The lines are scanned cyclically via a scanner SC and with a Amplifier V and subsequent programmable bandpass filter connected. The band pass can for example be an n-path filter. After subsequent rectification through the rectifier Gr and analog / digital conversion A / D are the individual level measured values A microprocessor is supplied via a BUS interface, through which a simple Comparison of the largest digital value and thus the assigned message image recognized or is produced.

In Figur 3 ist eine Zentralstation blockschaltbildmäßig gezeichnet, die über eine Leitungseinheit LE verfügt, welche in der Lage ist, von bis zu 8 x 16 = 128 Leitungen zu empfangen. Dies entspricht im Maximalausbau bis zu 1024 Unterstationen mit je einer Meldung. Die Leitungseinheit LE ist über einen BUS B mit einem nicht näher bezeichneten Mikroprozessor verbunden. Auf der Leitungsseite sind die in Figur 2 näher dargestellten Empfängerbausteine E erkennbar, wobei die Scanner-Eingänge über eine hier mit UK benannte Schnittstelle mit der weiter oben genannten Leitungsweiche (hier als Leitungskoppler LK bezeichnet) und damit mit der Übertragungsleitung verbunden sind.In Figure 3, a central station is shown in the form of a block diagram, which has a line unit LE, which is capable of up to 8 x 16 = 128 lines to receive. In the maximum expansion, this corresponds to up to 1024 substations with one message each. The line unit LE is via a BUS B with a not specified microprocessor connected. On the line side are those in figure 2 receiver modules E shown in more detail can be seen, the scanner inputs via an interface named UK here with the switch mentioned above (here referred to as line coupler LK) and thus connected to the transmission line are.

Von großem Vorteil ist das genannte Empfangsprinzip, wobei jede Signalfrequenz selektiv mit sehr gutem Nutz-/Störverhältnis auswertbar ist. Durch die Analogdigitalumwandlung der Pegelmeßwerte ist mit Hilfe eines Mikroprozessors möglich, nicht nur durch einfachen Vergleich den Signalfrequenzbereich mit der größten Amplitude festzustellen, sondern auch eine Langzeitüberwachung durchzuführen, die es erlaubt, Voraussagen über Leitungsqualität, über Zustand der stromversorgenden Batterien usw. zu treffen. Beispielsweis-e ist es möglich, die bei der Einmessung der Fernwirkanlage vorgefundenen bzw.The above-mentioned reception principle is of great advantage, with each signal frequency can be evaluated selectively with a very good useful / interference ratio. Through the analog to digital conversion the Level measurements are possible with the help of a microprocessor, not just simple ones Compare the signal frequency range with the greatest amplitude, but rather also carry out long-term monitoring, which allows predictions about line quality, about the condition of the power-supplying batteries, etc. For example -e is it is possible to find or

eingemessenen Pegelwerte abzuspeichern und bei der Unterschreitung einer vorgegebenen Pegelmarke Alarm zu geben.to save the measured level values and if they are not reached to give an alarm to a predetermined level mark.

Claims

Patent claims: YIF effective system with signal frequency transmission the messages between sender and receiver, characterized in that on the Sending side a generator adjustable to m Si.gnalfrequenzen is provided that these m signal frequencies are used for the transmission of n messages in such a way that that m message images are each assigned one of the m signal frequencies, with m is at most 2 if the messages are of a binary nature, and that on the receiving side a receiver is provided for receiving the transmitted signals, through which it is determined at which of the m signal frequencies the highest amplitude occurs and by which d.as the message image assigned to this determined signal frequency is produced.

?. Telecontrol system according to Claim 1, characterized in that the Generator on the transmitting side has a phase locked loop with a programmable Contains divider, at whose programming inputs the n messages are pending.

3 ,. Telecontrol system according to Claim 2, characterized in that the Divider contains a presettable backward counter (Jam-tählér) that cyclically able to count from its maximum value to the preset value.

4, telecontrol system according to claim 2 or 3, characterized in that that the generator has quartz accuracy.

5. Telecontrol system according to one of the preceding claims, characterized by superimposed transmission of the messages on telephone connection lines.

5. Telecontrol system according to one of claims 3 to 5, characterized by a number of messages of n equal to 4.

7. Telecontrol system according to claim 6, characterized by an on 16 preset down counter that can count down from 31.

8. Telecontrol system according to claim 6 or 7, characterized in that that the signal frequencies are 16 to 31 times 4 r of a grid frequency of 2.3406 kHz = 1/14. 215 dz are.

9. Telecontrol system according to claim 6 or 7, characterized in that that the signal frequencies are 16 to 31 times a grid frequency of 32 or 64 Hz are.

10. Ferwirksystem according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that a programmable bandpass, e.g. a n-path filter or switched capacitors for selective reception of the m signal levels is provided.

Ii. Telecontrol system according to Claim 10, characterized in that behind the bandpass is rectified with subsequent analog / digital conversion.

12. Telecontrol system according to claim 11, characterized in that a Microprocessor is provided through which by means of comparison from the digital m signal levels the level of that signal frequency is detected, which with high probability is sent.

13. Telecontrol system according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a receiver is provided for several receiving lines, which are sent to the receiver one after the other by means of a cyclically rotating scanner be switched.