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Die Erfindung betrifft ein System zur Übermittlung von Informationen unter Benutzung einer modulierbaren Trägerwelle, umfassend eine Mehrzahl von einander unabhängigen Sendern und einen zentralen Empfänger.
Solche Signalsysteme können angewendet werden, wenn eine beliebige Anzahl von Individuen, z. B. von alten Leuten, Hilfe wünscht, und es notwendig ist, am Empfänger identifizieren zu können, welche Person den Alarm ausgelöst hat. Eine andere Anwendung ist, wenn nur eine gewisse Anzahl von Personen Zugang zu einem Sicherheitsbereich hat, und es erforderlich ist, am Empfänger zwischen solchen Personen und andern Personen unterscheiden zu können.
In jedem Fall kann jede das System benutzende Person ein tragbares Erkennungsgerät bzw. einen Sender mit sich tragen, um Radio-Signale zu erzeugen, wenn je nach der Anwendung Hilfe oder Zugang zu einem Sicherheitsbereich gewünscht wird.
Es sind bereits Systeme zur Übertragung von Informationen bekannt, bei denen die Kennzeichnung von Sendern durch je ein bestimmtes Impulstelegramm erfolgt, das einen binär-dezimalen Kode aufweist. Bei diesem Kode sind je nach der zu kodierenden Dezimalzahl bestimmte Stellen mit einem Impuls besetzt, wobei jede Stelle bekanntlich eine durch eine Potenz von zwei bestimmte Zahl darstellt. Wenn daher im Empfänger ein derart kodiertes Telegramm zu identifizieren ist, muss jeweils der Reihe nach geprüft werden, welche Stelle mit einem Impuls besetzt ist und dann müssen diese festgestellten Impulse, d. h. die sie bildenden Signale, zur endgültigen Zahl kombiniert werden.
Ein derartiges System ist sehr aufwendig und für den der Erfindung zu Grunde liegenden Verwendungszweck daher wenig geeignet. Es ist auch ein Selektivrufverfahren für Personenrufanlagen bekannt geworden, das mit modulierten Trägerfrequenzimpulsen arbeitet. Ein solches System ist aber nicht geeignet, eine Sendestelle aus einer Gruppe von Sendern zu differenzieren bzw. zu identifizieren, abgesehen davon, dass bei solchen Anlagen der senderseitige Aufwand relativ hoch ist.
Die Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird, besteht darin, ein System zu schaffen, bei dem eine besonders einfache und wirtschaftliche Unterscheidung zwischen den einzelnen Sendern einer Sendergruppe empfängerseitig möglich ist, wobei als Sender Taschensender od. dgl. Erkennungsgeräte vorgesehen sind.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zur empfängerseitigen Identifizierung der einzelnen Sender in jedem Sender eine die erzeugte Trägerwelle zusätzlich zu allenfalls übertragenen Informationen mit einem individuellen Impulstelegramm aus wenigstens zwei in jeweils festgelegtem zeitlichen Abstand voneinander auftretenden Impulsen modulierende Modulationsanordnung vorgesehen ist, und dass der Empfänger neben den bekannten Schaltungsanordnungen zur Aufnahme und gegebenenfalls Verstärkung der modulierten Trägerwelle einen Periodenzähler für die zwischen zwei Modulationsimpulsen vorhandenen Perioden der unmodulierten Trägerwelle aufweist.
Demnach erfolgt die Erkennung eines bestimmten Senders aus einer Gruppe von Sendern allein durch die Anzahl der Perioden der Trägerfrequenz, die zwischen zwei Modulationsimpulsen auftritt. Jedem Sender ist eine bestimmte Periodenzahl zugeordnet, so dass senderseitig lediglich der Abstand zwischen den beiden Impulsen einmal für immer einzustellen ist. Das erfindungsgemässe System ist also sehr einfach und ermöglicht dennoch eine grosse Benutzerzahl, weil die Trennung zwischen den Kanälen, d. h. zwischen der Anzahl der Trägerfrequenzperioden empfängerseitig mittels handels- üblicher Zählerschaltungen sehr einfach und sehr genau durchgeführt werden kann. Die Verwendung weit verbreiteter und kostengünstiger integrierter Schaltkreise ermöglicht die Herstellung einer Anlage mit dem erfindungsgemässen System sehr wirtschaftlich.
Wie umfangreich das System ausgenutzt werden kann, geht beispielsweise daraus hervor, dass bei einem zulässigen Trägerfrequenzbereich zwischen 50 und 150 kHz bei einem Abstand von 5 kHz zwischen den einzelnen Trägerfrequenzen allein schon etwa 20 Kanäle zur Verfügung stehen. von denen jeder, wenn ein 6-Bit-Binärzähler mit einem Zählumfang von 64 Impulsen verwendet wird, 64 Sendern zugeordnet werden kann. Bei 20 Kanälen ergibt sich daher insgesamt eine Anzahl von 20 x 64 = 1280 Unterscheidungsmöglichkeiten, wobei für die Erkennung der Trägerfrequenzen ein eigener Zähler vorgesehen ist, dessen Ausgänge jeweils zu einem 6-Bit-Binärzähler geführt sind.
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Eine zweckmässige Senderausgangsleistung liegt bei 5 Milliwatt, was weder zu einer wesentlichen Entleerung bzw. schnellem Verbrauch der Senderbatterien führt, noch zu nicht akzeptierbaren Störungen bzw. Interferenzen ausserhalb des Gebietes führt, in dem die Anlage benutzt wird.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an drei Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 und 2 logische Schaltungen für eine Zugangs- oder Einlassanlage und eine Alarmanlage und Fig. 3 eine Schaltung für eine abgewandelte Einlassanlage.
Bei beiden Ausführungen hat jeder Benutzer der Anlage ein tragbares Erkennungsgerät mit einem einfachen Radio-Sender, der auf einem üblichen Radio-Frequenzkanal arbeitet und eine Radio- - Frequenz mit einem Impuls von 1 ms in regelmässigen Intervallen einer bestimmten Anzahl von Radio-Frequenzperioden moduliert, wobei die jeweilige Anzahl für den betreffenden Benutzer oder für die Benutzer einer besonderen Benutzergruppe kennzeichnend ist. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist eine Amplitudenmodulation vorgesehen ; in gleicher Weise könnte jedoch eine Phasen- oder Frequenzmodulation vorgesehen sein.
Der Benutzer kann seinen Sender von Hand einschalten, wenn er Zugang zu einem Sicherheitsbereich wünscht oder wenn er einen Alarm auslösen möchte, und die modulierte Radio-Frequenz wird über eine integrierte Antenne ausgestrahlt. Alternativ kann der Sender kontinuierlich eingeschaltet sein.
Die gesendeten Signale werden mittels einer Induktionsschleife mit entsprechender Bandbreite oder andern zweckmässigen Mitteln empfangen und einem Empfänger zugeführt, welcher im Falle einer Zulass- oder Eingangsanlage gemäss Fig. 1 so gestaltet ist, dass er feststellen kann, ob die Anzahl der empfangenen Radio-Frequenzperioden zwischen aufeinanderfolgenden Modulationsimpulsen mit einer vorgegebenen Anzahl bzw. einer Sollanzahl übereinstimmt, in welchem Fall eine Betätigungsschaltung den Einlass zu einem Sicherheitsbereich oder Sperrbezirk freigibt. Die empfangenen Signale werden in einer Stufe --11-- mit automatischer Verstärkungsregelung verstärkt und über ein Dämpfungsglied --12-- einer Phasenregelschleife --13-- mit feinen und groben Abstimmitteln zugeführt.
Die empfangenen Radio-Frequenzperioden oder eine bekannte Subharmonische oder eine Diffe-
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stellen des ersten Zählers-16-, welcher die Zählimpulse erhält und Steuersignale für den übrigen Anlagenteil abgibt.
Das erste Steuersignal wird am Ausgang --2-- des Zählers --16-- erhalten und einem Komparator --23-- zugeführt. welcher die aus den folgenden Zählern --17 und 18-- erhaltenen Perioden-Zählungen zwischen den vorangegangenen Bursts auf der Trägerfrequenz mit einer vorher bei - eingestellten Anzahl von Sollimpulsen vergleicht. Das erste Steuersignal wird ferner einem
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er an, dass vier erfolgreiche oder korrekte Vergleiche vorgenommen worden sind. Es wird dann ein Flip-Flop --27-- betätigt, welches die Betätigung einer Schaltung --28-- für den Zugang zu einem Sicherheitsbereich steuert.
Das zweite Steuersignal am Ausgang --6-- des Zählers --16-- bereitet den Zähler --17-- zum Empfang für Zählimpulse vor, und ein Ausgang dieses Zählers --17-- bereitet seinerseits den Zähler - vor, so dass die Gesamtzahl der Zählimpulse im Intervall zwischen zwei folgenden Modulationsimpulsen an den beiden signifikantesten Ausgängen C., D. des Zählers --17-- und an den Ausgängen A, B, C, D des Zählers --18-- gespeichert wird u. zw. für den nachfolgenden Vergleich für den vorher eingestellten Sollwert im Komparator --23--. Der Vergleich wird ausgehend vom Ausgang --2-- des Zählers --16-- vorgenommen, bevor die Zähler --17 und 18-- vom Ausgang --6-des Zählers --16-- rückgestellt sind.
Der Ausgang --7-- des Zählers --16-- wird zum Rückstellen des Flip-Flop --21-- verwendet, um einen Eingang zu dem NAND-Gatter --22-- zum Rückstellen des
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Zählers --16-- vorzusehen, wenn dieser seine Funktion erfüllt hat.
Ein Rückstellknopf --29-- schaltet die Schaltung --28-- ab und bereitet sie für die nächste Operation vor.
Die in Fig. 2 gezeigte Schaltung für einen Empfänger der Alarmanlage ist sehr ähnlich der an Hand Fig. 1 beschriebenen Schaltung. Entsprechende Bauelemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. In diesem Fall ist jedoch anstatt der Betätigung eines Zugangs oder Einlasses zu einem Sicherheitsbereich beabsichtigt, eine Warnung verbunden mit einer Identitätsdarstellung der Person zu geben, deren Sender den Alarm ausgelöst hat. Der Sender muss nur betätigt werden, wenn ein Alarm erwünscht ist. Die Alarmschaltung entspricht der Betätigungsschaltung --28-- in Fig.1. Die Identitätsdarstellung erfolgt über eine dreistellige Ziffern-Anzeigeeinrichtung --31--, welche ein Zählergebnis zur Festlegung- der Anzeige aus dem Zähler --17-- über den Komparator --23-- an ihrem Eingang --A1-- erhält.
Die Identitätsanzeige erfolgt jedoch nur dann, wenn ein Aus-Signal auf eine Betätigung des Flip-Flops --27-- gelöscht wird, nachdem der Zähler --26-- angezeigt hat, dass vier erfolgreiche Vergleiche stattgefunden haben. In diesem Fall wird nicht mit einer vorher eingestellten Soll-Anzahl verglichen, sondern mit der in dem vorherigen Durchgang gewonnenen Anzahl.
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--17Ausgang -4-- des Zählers --16--. Die nächste Zählung wird im Komparator --23-- mit der gespeicherten Zählung verglichen, und wenn Identität angezeigt wird, vermehrt ein Ausgangssignal die Zählrate des Zählers -26-- in der gleichen Weise wie an Hand von Fig. 1 beschrieben.
Eine Anzahl von Verfeinerungen kann zu der grundsätzlichen Schaltung hinzugefügt werden ; Zählungen von mehr oder weniger als einem vorhandenen Wert in nachfolgenden Zählstufen können auf Grund von Störungen eintreten, und die Abtastung ignoriert oder ein Dekrement dem Endzähler zugeführt werden. Eine Abstimmanzeige kann vorgesehen sein, die aus einem EXKLUSIV-ODER-Gatter bestehen kann, welches mit den Ausgängen zweier Binärstufen verbunden sein kann, die unmittelbar vor der letzten signifikanten Aktivstufe angeordnet sind. Wenn die Modulationsimpulse genau in der Kanalmitte liegen, wird ein Ausgangssignal dieses Gatters erzeugt, das zum Betrieb einer Abstimmanzeige benutzt werden kann.
Jeder Sender kann zwei modulierende Impulsfolgen, vorzugsweise auf benachbarten Kanälen liefern, so dass ein Endsignal am Empfänger mit einer ungeraden Zahl einen Alarm höherer Dringlichkeit auslösen kann als mit einer geraden Zahl (oder umgekehrt). In der Anzeige-Einheit wird das letzte signifikante aktive Zähl-Bit nicht als Zahl dargestellt sondern als "Dringlichkeitsgrad".
Der Einstell- oder Rückstellknopf in der Zugangs- oder Einlassanlage nach Fig. 1 kann eine Zeitschaltung sein, um die Anlage nach einer vorbestimmten Zeit automatisch rückzusetzen, u. zw. unabhängig davon, ob ein Zugang stattgefunden hat oder nicht.
Bei der in Fig. 3 dargestellten vereinfachten Ausführung einer Anlage gemäss Fig. 1 sind gleiche Bezugszeichen für gleiche Komponenten verwendet.
Die bei -42-- verstärkten Radio-Frequenzperioden werden in einer Steuerlogik --41-- verwendet, um Zählimpulse zum Fortschalten des Zählers --43-- vorzusehen, der ein Zwölf-Bit-Binärzähler ist, wobei die letzten sechs Einheiten --46-- dieses Zählers für eine Vergleichszählung verwendet werden. Somit werden --64-- Impulse enpfangen, bevor der Zähler --46-- seine Zählung um 1 erhöht, und der Zähler-46-hat einen Zählbereich von 26 oder 64 Bit.
Die ersten wenigen Perioden am Ausgang des Verstärkers --42-- nach einem Modulationsimpuls am Ausgang des Verstärkers --15-- werden als Zeitfolge-Steuersignale der Steuerlogik --41-- verwendet und beeinflussen nicht die Zählung des Zählers --46--.
Das erste Steuersignal aktiviert den Komparator --23--, welcher die Zählung bei dem vorangehenden Paket der Trägerfrequenzstrahlung mit dem mittels der Schaltungsanordnung --24-- eingestellten Sollwert vergleicht. Das erste Steuersignal wird ausserdem zu den Zählern --44 und 45-geleitet. Wenn der Komparator --23-- Koinzidenz zeigt, zählt der Zähler-44-vorwärts. Wenn der Komparator keine Koinzidenz zeigt, zählt der Zähler --45-- rückwärts. Wenn die Zählung des Zählers --44-- die Zahl 4 erreicht, und damit zeigt, dass vier erfolgreiche Vergleiche stattgefunden haben, wird das Flip-Flop--27--betätigt, welches die Betätigung der Schaltung --23--
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zum Steuern eines äusseren Mechanismus auslöst.
Wenn die Zählung des Zählers --45-- einen vorgegebenen Wert überschreitet und damit anzeigt, dass verschiedene inkorrekte Vergleiche stattgefunden haben, wird der Zähler --44-- auf
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Das zweite Steuersignal der Steuerlogik --16-- macht den Zähler --43-- für Zählimpulse empfänglich, so dass die Gesamtanzahl der Zählimpulse im Intervall zwischen zwei aufeinanderfol-
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Stufen des Zählers-43-, dem Zähler --46--, für den nachfolgenden Vergleich mit einem Sollwert bei --24-- im Komparator --23-- registriert wird. Der Vergleich findet am ersten Ausgang der Steuerlogik statt, bevor die Zähler auf Startstellung vom zweiten Ausgang der Steuerlogik rückgestellt sind.
Der dritte Ausgang der Steuerlogik wird zum Rückstellen der Steuerlogik zum Vorbereiten für den Empfang des nächsten Modulationsimpulses verwendet. Ein Rückstelldruckknopf --29-- oder eine Zeitschaltung unterbricht die Schaltung --28-- und stellt die Schaltung für die nächste Operation neu ein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. System zur Übermittlung von Informationen unter Benutzung einer modulierbaren Trägerwelle, umfassend eine Mehrzahl von einander unabhängigen Sendern und einen zentralen Empfänger, dadurch gekennzeichnet. dass zur empfängerseitigen Identifizierung der einzelnen Sender in jedem Sender eine die erzeugte Trägerwelle zusätzlich zu allenfalls übertragenen Informationen mit einem individuellen Impulstelegramm aus wenigstens zwei in jeweils festgelegtem zeitlichem Abstand vonein- ander auftretenden Impulsen modulierende Modulationsanordnung vorgesehen ist und dass der Empfänger neben den bekannten Schaltungsanordnungen zur Aufnahme und gegebenenfalls Verstärkung der modulierten Trägerwelle einen Periodenzähler (16)
für die zwischen zwei Modulationsimpulsen vorhandenen Perioden der unmodulierten Trägerwelle aufweist.