CN110049911A - 通过轨道与工业推车通信的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种系统包括具有导电轨的轨道、耦合到导电轨的信号产生电路以及经由信号产生电路耦合到导电轨的电力源。所述信号产生电路包括用于产生触发信号的电源。所述电力源经由所述信号产生电路向所述导电轨提供电信号。所述信号产生电路以第一时间间隔在所述电信号内产生第一触发信号，并以第二时间间隔在所述电信号内产生第二触发信号。所述第一触发信号对应于通信信号的开始，第二触发信号对应于所述通信信号的结束。所述通信信号在由所述电力源提供的电信号的预定周期数传输。所述预定周期数对应于一编码通信。

Description

通过轨道与工业推车通信的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年6月14日申请的美国临时专利申请第62/519,304号的优先权、2017年6月14日申请的美国临时专利申请第62/519,329号的优先权、2017年6月14日申请的美国临时专利申请第62/519,326号的优先权、2018年3月23日申请的美国专利申请第15/934,436号的优先权、2017年6月14日申请的美国临时专利申请第62/519,316号的优先权、2018年3月27日申请的美国专利申请第15/937,108号的优先权及2018年3月21日申请的美国专利申请第15/985,164号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开的实施例一般涉及经由轨道与推车通信的系统和方法，并且具体地涉及经由轨道向生长舱流水线配置中的推车提供通信和电力的系统和方法。
背景技术
流水线系统通常经由独立的装置向流水线的组件提供通信信号和电信号。然而，一些系统试图在电信号中嵌入通信信号。这些系统可以优化完成通信和电力传输任务所需的导体数量，但需要专门的设备和昂贵的设备。
本公开是在电信号中嵌入通信信号的概念的扩展，同时提供一种改进的、不太复杂的和独特的系统和方法，用于向耦合于流水线系统线的公共导体的组件提供通信信号和电信号。
发明内容
在一个实施例中，一种系统包括具有一个或多个导电轨的一段轨道、电耦合所述轨道的一个或多个导电轨的信号产生电路及经由所述信号产生电路电耦合到所述轨道的一个或多个导电轨的电力源。所述信号产生电路包括用于产生多个触发信号的电源。所述电力源经由所述信号产生电路向所述轨道的一个或多个导电轨提供交流电信号。所述信号产生电路以第一时间间隔在所述交流电信号内产一第一触发信号，并以第二时间间隔在交流电信号内产生第二触发信号。第一触发信号对应于一通信信号的开始，第二触发信号对应于所述通信信号的结束。所述通信信号在由所述电力源提供的交流电信号的预定周期数内传输。所述预定周期对应于一编码通信。
在另一个实施例中，系统包括具有一个或多个导电轨的一段轨道、电耦合到所述轨道的一个或多个导电轨的电力源以及一推车。所述推车包括支撑在所述轨道并且电耦合于所述轨道的一个或多个导电轨的轮子、通信地耦合到所述轮子的推车计算设备以及电耦合到所述推车计算设备的信号产生电路。所述信号产生电路包括用于产生多个触发信号的电源。所述电力源向所述轨道的一个或多个导电轨提供一交流电信号。所述信号产生电路以第一时间间隔在所述交流电信号内产生第一触发信号，及以第二时间间隔在所述交流电信号内产生第二触发信号。第一触发信号对应于一通信信号的开始，第二触发信号对应于所述通信信号的结束。所述通信信号在由所述电力源提供的交流电信号的预定周期数内传输。所述预定周期数对应于一编码通信。
在又一个实施例中，一种经由交流电信号在主控制器与支撑于生长舱流水线的一段轨道上的推车之间进行通信的方法包括：所述主控制器确定所述推车要完成的动作；生成所述动作的一个或多个编码通信；以及在来自一电力源的所述交流电信号内产生一第一触发信号。所述方法进一步包括：在来自电源的交流电信号内产生第一触发信号。该方法进一步包括：确定对应于所述一个或多个编码通信之一的交流电信号的预定周期数在第一触发信号之后从电力源传播的时间；当对应于所述编码通信的交流电信号的预定周期数在第一触发信号之后传播时，在所述交流电信号内产生第二触发信号。
参考以下详细描述及结合附图，可更全面地理解本文实施例的这些和其他的特征。
附图说明
附图中示出的实施例在本质上是说明性和示例性的，并不旨在限制本公开。结合以下附图进行阅读可理解下述对示例性实施例的详细描述，其中相同的结构用相同的附图标记来表示。
图1示出了根据本公开的实施例的示例性生长舱流水线，其包括多个推车。
图2示出了根据本公开的实施例的生长舱流水线中的各种组件的示例性网络环境。
图3示出了根据本公开的实施例的流水线配置中支撑负载的多个示例性推车。
图4示出了根据本公开的实施例的用于促进通信的示例性推车计算设备的各种组件。
图5A示出了根据本公开的实施例的信号产生电路的一部分。
图5B示出了根据本公开的实施例的信号产生电路的TRIAC电路。
图5C示出了根据本公开的实施例的信号产生电路的固态电路。
图6A示出了根据本公开的实施例的用于推车计算设备的电子器件的示例性子电路的电路图。
图6B示出了根据本公开的实施例的用于推车计算设备的电子器件的示例性子电路的电路图。
图6C示出了根据本公开的实施例的用于推车计算设备的电子器件的示例性子电路的电路图。
图6D示出了根据本公开的实施例的用于推车计算设备的电子器件的示例性子电路的电路图。
图6E示出了根据本公开的实施例的用于推车计算设备的电子器件的示例性子电路的电路图。
图7A示出了根据本公开的实施例的由电力源提供的电源波形。
图7B示出了根据本公开的实施例的电源波形内的通信信号。
图7C示出了根据本公开的实施例的电源波形内的另一通信信号。
图7D示出了根据本公开的实施例的电源波形内的另一通信信号。
图7E示出了根据本公开的实施例的电源波形内的另一通信信号。
图8示出了根据本公开的实施例的在电信号内提供通信信号的方法的流程。
具体实施方式
本公开的实施例通常包括用于经由轨道向生长舱流水线配置中的推车提供通信和电力的系统和方法。一些实施例配置成使得支撑负载的推车在生长舱的轨道上行进，以向包括在推车上的负载中的种子和/或植物提供物质(例如光、水、营养物等)。推车可以是设置在生长舱的轨道上的一个或多个其他推车之中，以形成推车的流水线。推车经由轮子和轨道接收电力和通信信号。在本公开的实施例中，电力和通信信号可以在公共导体(例如，推车的轨道和轮子)上传输，从而无需单独的可能需要单独的电力和通信传输系统的系统和组件。
在一些实施例中，流水线具有耦合到流水线的组件的共享电力输送系统。根据所实现的电信号的类型，可以实现各种类型的通信协议以将通信信号嵌入电信号。数字命令控制(DCC)就是一个例子。DCC通过调制电信号内的电压信号的宽度以指示二进制1或二进制0来提供通信命令。因此，可以向共享公共导体的所有或选择组件提供通信。虽然DDC是一个示例性系统和方法，但是其他系统可利用与电信号的极性相反的电压脉冲以在电信号内产生通信信号。此外，可以通过在交流电信号的过零期间引入DC脉冲、调整交流电信号的峰值电压、或者向交流电信号的重复波形引入延迟等是在电信号内产生通信信号的额外方法。
例如，轨道可以通过信号产生电路耦合到电力源(例如变压器的输出端)。包括主控制器或耦合到主控制器的所述信号产生电路可以电耦合到变压器的输出和轨道。信号产生电路可以用于在来自变压器和/或电力源的交流电信号的过零期间引入脉冲(例如，DC电压脉冲)。因此，可以在传输到轨道的电信号内生成通信信号。此外，推车进一步可以通过轮子和轨道将通信信号传输到通信耦合的主控制器或轨道上的另一个推车。
现在请参考附图，图1示出了包括多个推车104的示例性生长舱流水线100。如图所示，生长舱流水线100包括支撑一个或多个推车104的轨道102。如至少参考图3的更详细描述的，一个或多个推车104中的每一个可包括一个或多个可转动地耦合到推车104并由轨道102支撑的轮子222a-222d(统称为222)。例如，第一推车104a包括一个或多个第一轮子222，分别是第一推车104a的第一轮子222a、第二轮子222b、第三轮子222c及第四轮子222d。第二推车104b包括一个或多个第二轮子222，分别是第二推车104b的第一轮子222a、第二轮子222b、第三轮子222c及第四轮子222d。另外，第三推车104c包括一个或多个第三轮子222，分别是第三推车104c的第一轮子222a、第二轮子222b、第三轮子222c及第四轮子222d。
请继续参考图1，轨道102可包括上升部分102a、下降部分102b和连接部分102c。上升部分102a可以经由连接部分102c耦合到下降部分102b。轨道102可以(例如，在图1中所示的逆时针方向)环绕第一轴103a，使得推车104在垂直方向上向上上升。连接部分102c可以是相对平和直(尽管这些不是要求的)。连接部分102c用于将推车104从上升部分102a传输到下降部分102b。下降部分102b可以(例如，如图1所示的逆时针方向)环绕基本上平行于第一轴103a的第二轴103b，使得推车104可以更接近地面返回。上升部分102a和下降部分102b中的每一个分别包括上部105a和105b以及下部107a和107b。在一些实施例中，第二连接部分(图1中未示出)可以设置在地面附近，其将下降部分102b耦合到上升部分102a，使得推车104可以从下降部分102b传输到上升部分102a。类似地，一些实施例可包括两个以上的连接部分102c，以使得不同的推车104沿不同的路径行进。作为一个实施例，一些推车104可以继续沿着上升部分102a向上行进，而一些推车可以在到达生长舱流水线100的顶部之前沿着连接部分102c中的一个行进。
图2示出了生长舱中的推车104的示例性网络环境200。如图所示，多个推车104(例如，第一推车104a、第二推车104b和第三推车104c，其在本公开统称为推车104)中的每一个可以通信地耦合到网络250。另外，网络250可以通信地耦合到主控制器106和/或远程计算设备252。如本文更详细描述的，主控制器106可以用于与包括多个推车104的生长舱流水线100的组件通信并控制包括多个推车104的生长舱流水线100的组件。
远程计算设备252可以是个人计算机、膝上型计算机、移动设备、平板电脑、服务器等，并且可以用于控制生长舱流水线100的组件的操作和/或作为生长舱流水线100的接口提供给用户。远程计算设备252可以包括处理器132和非暂时性计算机可读存储器134。处理器132可以包括用于接收和执行诸如来自非暂时性计算机可读存储器134的指令的任何处理组件。处理器132可以是能够执行存储在非暂时性计算机可读存储器134中的机器可读指令集的任何设备。因此，处理器132可以是电子控制器、集成电路、微芯片、计算机或任何其他计算设备。所述非暂时性计算机可读存储器134可以是能够存储电子信息的任何组件，例如是参考图4所述描述的存储器组件430。根据具体实施例，主控制器106可以集成为生长舱流水线100的一部分，或者可以通信地耦合到生长舱流水线100和/或生长舱流水线100的一个或多个组件。例如，推车104可以通过远程计算设备252和/或主控制器106向用户发送通知。
类似地，主控制器106可以包括服务器、个人计算机、平板电脑、移动设备等，并且可以用于机器对机器的通信。作为一个实施例，如果推车104(和/或图1的生长舱流水线100)(通过推车计算设备228和/或图3中所示的推车104的一个或多个传感器模块，例如232、234、236)确定正在使用的种子类型需要生长舱流水线100的特定配置以增加植物生长或产量，则推车104可以与主控制器106和/或远程计算设备252通信以检索特定配置的所需数据和/或设置。
所需数据可以包括用于种植所述类型种子和/或其他信息的方案。方案可包括暴露于光照的时间限制、水量和浇水的频率、环境条件(诸如温度和湿度)等。推车104进一步可以向主控制器106和/或远程计算设备252查询诸如环境条件、固件更新等信息。同样的，主控制器106和/或远程计算设备252可以向推车104提供通信信号中的一个或多个包括用于驱动马达226的控制参数的指令。这样，一些实施例可以利用应用程序接口(API)来促进这种或其他计算机到计算机的通信。
网络250可以包括互联网或其他广域网、本地网络(诸如局域网)、近场网络(诸如蓝牙或近场通信(NFC)网络)。在一些实施例中，网络250是利用蓝牙技术通信地耦合主控制器106、远程计算设备252、一个或多个推车104的个人区域网络和/或任何其他网络可连接设备。在一些实施例中，网络250可以包括一个或多个计算机网络(例如，个人区域网络、局域网或广域网)、蜂窝网络、卫星网络和/或全球定位系统及其组合。因此，至少一个或多个推车104可以经由导电的轨道102、导线、广域网、局域网、个人区域网络、蜂窝网络、卫星网络等通信地耦合到网络250。合适的局域网可以包括有线以太网和/或无线技术，例如Wi-Fi。合适的个人区域网络可以包括无线技术(例如IrDA、蓝牙、无线USB、Z-Wave、ZigBee)和/或其他近场通信协议。合适的个人区域网络可以包括无线技术，例如IrDA，蓝牙，无线USB，Z-Wave，ZigBee和/或其他近场通信协议。同样地，合适的个人区域网络可以包括有线计算机总线，例如USB和FireWire。合适的蜂窝网络包括但不限于例如LTE、WiMAX、UMTS、CDMA和GSM技术。
通过(图1)生长舱流水线100的各种组件可促进网络环境200的各种组件之间的通信。例如，(图1)轨道102可以包括一个或多个导电轨，其支撑推车104并且通过图1和图2所示的网络250通信地耦合到主控制器106和/或远程计算设备252。请参考图3，在一些实施例中，轨道102包括至少两个导电轨111a和111b。轨道102的两个导电轨111a和111b中的每一个可以是导电的。每个导电轨111可以用于经由可转动地耦合到推车104并由轨道102支撑的一个或多个轮子222将通信信号和电力传输到推车104和从推车104传输回通信信号和电力。即，轨道102的一部分是导电的并且一个或多个轮子222的一部分与轨道102的导电部分电接触。尽管此处的轨道102包括一个或多个导电轨的轨道102，但是应该理解，一个或多个导电轨可以是能够传导电信号和/或通信信号的任何形式和类型的导体。
请继续参考图3，其示出了多个示例性推车104(例如，第一推车104a、第二推车104b和第三推车104c)及每个推车104将流水线配置中的负载230支撑在轨道102上。在一些实施例中，轨道102可包括一个导电轨和一个与一个导电轨电接触的轮子222。在这样的实施例中，当推车104沿着轨道102行进时，这个轮子222可以将通信信号和电力转送到推车104。
由于限制推车104沿着轨道102行进，因此推车104将来行进的轨道102的区域在本公一切中称为“推车的前方”或“前方”。类似地，推车104先前行进的轨道102的区域在本公开中称为“推车的后方”或“后方”。另外，本公开所使用的“上方”是指从推车104远离轨道102延伸的区域(即，图3的+Y坐标轴方向)。“下方”是指从推车104朝向轨道102延伸的区域(即，图3的-Y坐标轴方向)
在一些实施例中，轨道102可包括两个导电轨(例如，111a和111b)。导电轨111a、111b可以耦合到(图3)电力源140。(图3的)电力源140可以是交流电源。例如，轨道102的两个平行导电轨111a和111b中的每一个可以电耦合到交流电源的两极(例如，负极和正极)之一。在一些实施例中，平行导电轨(例如，111a)中的一个支撑第一对轮子222(例如，222a和222b)，并且平行导电轨(例如，111a)中的另一个支撑第二对轮子(例如，222c和222d)。这样，每对轮子(例如，222a和222c或222b和222d)的至少一个轮子222与每个平行导电轨111a和111b电接触，使得推车104和其中的组件可以接收经由轨道102传输的电力和通信信号。
请参考图3包括第一推车104a的部分，支撑第一推车104a的轮子222的轨道102的部分被分割成轨道102的两个部分。即，轨道102被分割成第一导电部分102'和第二导电部分102”。在一些实施例中，轨道102可以被分割成一个以上的电路。轨道102的导电部分可以由非导电部分101来分割形成，使得轨道102的第一导电部分102'与轨道102的第二导电部分102”电隔离。例如，第一推车104a的轮子222a及222c由第一导电部分102'支撑并电耦合到第一导电部分102'，第一推车104a的轮子222b和222d由第二导电部分102”支撑并电耦合到第二导电部分102”。这样的配置使得第一推车104a连续地接收电力，是因为当第一推车104a沿轨道102行进时，至少两个轮子(例如，222a和222c或222b和222d)与轨道102的两个导电部分中的一个保持电耦合。
当第一推车104a从第一导电部分102'沿轨道102行进到第二导电部分102”时，推车计算设备228可以从两对轮子(例如，222a和222c或222b和222d)中选择一对接收电力和通信信号。在一些实施例中，当第一推车104a从轨道102的第一导电部分102'行进到第二导电部分102”时，可以用电路实现自动且连续地选择向第一推车104a的组件提供电力。图7B示出了这种电路的一个实施例，本公开将更详细地进行描述。当推车104从第一导电部分102'跨越并横穿轨道102到第二导电部分102”时，第一推车104a可以在从第一电力源140a传输到第一导电部分102'的第一电信号或者从第二电力源104b传输到第二导电部分102”的第二电信号中选择电力。
例如，当轮子222a和222c与第一导电部分102'电接触并且轮子222b和222d与第二导电部分102”电接触时，推车计算设备228或电路可以选择两个导电部分102'或102”中的一个来获取电力。此外，推车计算设备228或电路可以在第一推车104a在导电部分102'及102”行进时防止两个导电部分102'或102”短路，并且可以防止第一推车104a因两个电力源而过载。因此，推车计算设备228或(例如，如图7B中所示)其他通信地耦合的电子电路可以通过一个或多个轮子222从两个导电部分102'或102”中的一个接收电力，然后由驱动马达226、推车计算设备228和/或通信地耦合到推车104的其他电子设备使用。
请继续参考图3，推车104a-104c可包括备用电源224a-224c、驱动马达226a-226c、推车计算设备228a-228c、托盘220和/或负载230。备用电源224a-224c、驱动马达226a-226c和推车计算设备228a-228c分别统称为备用电源224、驱动马达226和推车计算设备228。负载230可以支撑在托盘220上。根据具体的实施例，负载230可以包含植物、幼苗、种子等。然而，任何负载230必需承载在推车104的托盘220上不是必要的。
备用电源224可包括电池、储能电容器、燃料电池或其他备用电源。如果经由轮子222和轨道102到达推车104的电力终止，则可以激活备用电源224。在经由轮子222和轨道102的电力终止的情况下，备用电源224可用于为驱动马达226和/或推车104的其他电子设备供电。例如，备用电源电源224可以向推车计算设备228或一个或多个传感器模块(例如，232、234、236)提供电力。当推车104耦合到轨道102并从轨道102接收电力时，可以对备用电源224进行再充电或维护。
驱动马达226耦合到推车104。在一些实施例中，驱动马达226可耦合到一个或多个轮子222中的至少一个，使得推车104响应收到的信号能够沿着轨道102行进。在其他实施例中，驱动马达226可以耦合到轨道102。例如，驱动马达226可以通过一个或多个齿轮可转动地耦合到轨道102，使得推车104沿轨道102行进，所述齿轮可与沿轨道102设置的多个齿相啮合。也就是说，齿轮和轨道102可以是由驱动马达226驱动以沿着轨道102推进推车104的齿轮齿条系统。
驱动马达226可以作为电动马达和/或能够沿着轨道102推进推车104的任何装置。例如，驱动马达226可以是步进马达、交流(AC)或直流(DC)无刷马达、DC有刷马达等。在一些实施例中，驱动马达226可包括电子电路，电子电路响应于由驱动马达226传输及接收的通信信号(例如，用于控制推车104的操作的命令或控制信号)来调节驱动马达226的操作。驱动马达226可以耦合到推车104的托盘220，或者可以直接耦合到推车104。在一些实施例中，至少一个驱动马达226包含推车104上。例如，每个轮子222可以可转动地耦合到驱动马达226，使得驱动马达226驱动轮子222转动。在其他实施例中，驱动马达226可以通过齿轮和/或带耦合到轴，所述轴转动连接于驱动马达226，使得驱动马达226驱动轴转动，所述轴可转动一个或多轮子222。
在一些实施例中，驱动马达226电耦合到推车计算设备228。推车计算设备228可以直接和/或通过监视驱动马达226的操作的传感器电监控和控制速度、方向、扭矩、轴旋转角度等。在一些实施例中，推车计算设备228可以电控制驱动马达226的操作。推车计算设备228可以接收通过轨道102、一个或多个轮子222传输的来自主控制器106或通信地耦合到轨道102的其他计算设备的通信信号。如参考图4所述的，推车计算设备228可以响应于通过网络接口硬件414接收的信号直接控制驱动马达226。在一些实施例中，如参考图4所述的，推车计算设备228执行电源逻辑436以控制驱动马达226的操作。
请继续参考图3，在一些实施例中，推车计算设备228可以响应于推车104上的传感器模块(例如，232、234、236)之一接收的一个或多个信号来控制驱动马达226。传感器模块(例如，232、234、236)可包括红外传感器、光电眼传感器、可见光传感器、超声传感器、压力传感器、接近传感器、运动传感器、接触传感器、图像传感器、电感传感器(例如，磁力计)或能够至少检测物体(例如，另一个推车104或轨道传感器模块324)的存在并且产生指示检测到的事件(例如，对象的存在)的一个或多个信号的其他类型的传感器。
在一些实施例中，通信信号可以包括操作信息、状态信息、传感器数据和/或关于推车104和/或负载230(例如，其中种植的植物)的其他分析信息或用于控制一个或多个推车104的指令。例如，操作信息可包括推车104的速度、方向、扭矩等。状态信息可包括植物生长状态、浇水状态、营养物状态、PH状态或与其中种植的植物相关的其他信息。状态信息进一步可以包括关于推车104的信息，例如，备用电池的状态、驱动马达226是否在指定参数内操作、推车104是否从轨道102接收到足够的电力、或其他相关信息。通信信号进一步转送由传感器模块(例如，232、234、236)获得的传感器数据。例如，由第一传感器模块(例如，中间推车104b的前部传感器232b)确定的距离可以转送到第二传感器模块(例如，后部推车104c的后部传感器234c)。在一些实施例中，第一通信信号或第二通信信号可以对应于推车104的故障。
在一些实施例中，传感器模块(例如，232、234、236)可以检测事件并响应于检测到的事件发送一个或多个信号。如本公本所使用的，“检测到的事件”指的是用传感器模块(例如，232、234、236)检测的事件。例如，传感器模块(例如，232、234、236)可以用于产生对应于从传感器模块(例如，232、234、236)到检测到的物体之间的距离作为距离值的信号，这可以构成检测到的事件。作为另一实施例，检测到的事件可以是检测红外光。在一些实施例中，红外光可以由红外传感器的视场中的物体反射产生且可以由红外传感器接收。
如至少参考图4进行更详细地描述的，推车计算设备228可以执行在操作逻辑432、通信逻辑434和/或电源逻辑436(至少)中定义的功能。例如，响应于推车计算设备228接收的一个或多个信号，推车计算设备228可以直接或通过中间电路调整驱动马达226的速度、方向、扭矩、轴旋转角等。
在一些实施例中，传感器模块(例如，232、234、236)可以通信地耦合到主控制器106(图1)。传感器模块(例如，232、234、236)可以产生经由一个或多个轮子222和轨道102(图1)传输的一个或多个信号。轨道102和/或推车104可以通信地耦合到网络250(图2)。因此，一个或多个信号可以经由网络250通过网络接口硬件414(图4)或轨道102传输到主控制器106，并且作为响应，主控制器106可以将控制信号返回到推车104，以控制位于轨道102上的一个或多个推车104的一个或多个驱动马达226的操作。
请继续参考图3，第一信号产生电路142a和第二信号产生电路142b(统称为信号产生电路142)可以分别与第一电力源140a和第二电力源140b(这里统称为电力源140)线性(in line)地电耦合和通信连接，以在提供给轨道102的电信号内产生通信信号。例如，第一电力源140a可以电耦合到第一信号产生电路142a，第一信号产生电路142a随后耦合至轨道102的第一导电部分102'。在一些实施例中，轨道102的每个导电部分可以包括单独的电力源140和单独的信号产生电路142。例如，第二导电部分102”可以从第二信号产生电路142b及第二电力源140b接收通信信号和电信号。
电力源140可以是能够产生和/或提供电信号作为输出的任何设备。在交流(AC)电力系统中，由电力源140输出的电信号可以包括波形。如下面参考图7A-7D更详细描述的，电信号可以具有正弦波、方波、三角波或锯齿波形式的波形，电信号包括多个电信号的电压从正振荡到负时的过零点。输出波形的特性(例如，过零点和/或振荡)可以由信号产生电路142将通信信号嵌入电信号内。
在一些实施例中，电力源140可以是变压器，其接收电能作为输入并将电能转换为电压、电流和/或功率电平，以向推车104和电耦合到轨道102的其他组件供电。例如，电力源140可以接收120伏的火线电压并将电压转换为18伏的电信号。在一些实施例中，变压器可以包括一个或多个抽头，用于选择性地调节变压器的输出电压。例如，一个抽头可以输出18伏电信号，另一个抽头可以使变压器输出14伏电信号。
信号产生电路142可以是能够在电力源140的电信号内引入通信信号的任何组件的结构。在一些实施例中，信号产生电路142可以是与电路140线性(in line with)耦合的电路。如本文更详细描述的，信号产生电路142可以在电信号的过零期间引入脉冲(例如，电压脉冲)或者调整电信号的峰值电压电平以电信号内嵌入通信信号。例如，信号产生电路142可以包括运算放大器，所述运算放大器用于跟踪和/或计数电信号的振荡和/或过零点。信号产生电路142可以在电信号的选择过零期间将电压脉冲传送到电信号中。在一些实施例中，信号产生电路142可以包括处理器144和非暂时性计算机可读存储器146。例如，如图3所示，第一信号产生电路142a可包括处理器144a和非暂时性计算机可读存储器146a，第二信号产生电路142b可包括处理器144b和非暂时性计算机可读存储器146b。当信号产生电路142检测到过零事件时，处理器144可以执行存储在非暂时性计算机可读存储器146内的命令。如参考图4所述描述的，信号产生电路142的处理器144和非暂时性计算机可读存储器146可以是与推车104的处理器410和存储器组件430类似的设备。
在一些实施例中，主控制器106可以通信地耦合到电力源140和/或信号产生电路142。主控制器106可以控制电力源140的操作。例如，主控制器控制器106可以提供用于接通或断开电力源140的控制信号。主控制器106进一步可以提供用于选择不同的变压器抽头的控制信号，从而调节电力源140的峰值输出电压。在一些实施例中，主控制器106可以通信地耦合到信号产生电路142。这样，主控制器106可以向信号产生电路142提供通信信号的内容，并且信号产生电路142可以对一个或多个编码通信中的内容进行编码并与电信号一起传输。在一些实施例中，主控制器106可以作为信号产生电路142操作。也就是说，主控制器106可以控制电力源140的操作以影响电信号内的通信信号，例如，通过调整电信号的峰值电压电平。
请参见图4，其示出了推车计算设备228。如图所示，推车计算设备228包括处理器410、输入/输出硬件412、网络接口硬件414、数据存储组件416(其存储系统数据418、植物数据420和/或其他数据)以及存储器组件430。存储器组件430可以存储操作逻辑432、通信逻辑434和电源逻辑436。作为一个实施例，通信逻辑434和电源逻辑436的每一个可以包括多个不同的逻辑块，每个逻辑块可以体现为计算机程序、固件和/或硬件。图4进一步包括本地通信接口440，本地通信接口440可以实现为总线或其他通信接口，以促进推车计算设备228的组件之间的通信。
处理器410可包括可以接收和执行(例如来自数据存储组件416和/或存储器组件430)指令的任何处理组件。处理器410可以是能够执行存储在存储器组件430中的机器可读指令集的任何设备。因此，处理器410可以是电子控制器、集成电路、微芯片、计算机或任何其他计算设备。处理器410通过通信路径和/或本地通信接口440通信地耦合到生长舱流水线100的其他组件。因此，通信路径和/或本地通信接口440可以彼此通信地耦合任意数量的处理器410并且允许耦合到通信路径和/或本地通信接口440的组件在分配的计算环境中运行。具体地，每个组件可以作为发送和/或接收数据的节点操作。虽然图4所示的实施例包括单个处理器410，但是其他实施例可以包括多于一个的处理器410。
网络接口硬件414耦合到本地通信接口440并且通信地耦合到处理器410、存储器组件430、输入/输出硬件412和/或数据存储组件416。网络接口硬件414可以是能够经由(图2)网络250发送和/或接收数据的任何设备。因此，网络接口硬件414可以包括用于发送和/或接收任何有线或无线通信的通信收发器。例如，网络接口硬件414可以包括和/或配置为用于与任何有线或无线网络硬件(包括天线、调制解调器、LAN端口、Wi-Fi卡、WiMax卡、ZigBee卡、蓝牙芯片、USB卡、移动通信硬件、近场通信硬件、卫星通信硬件和/或用于与其他网络和/或设备通信的任何有线或无线硬件)通信。在一些实施例中，网络接口硬件414可用于向信号生成电路142发送信号和从信号生成电路142发送信号，然后从推车104的轮子222和轨道102提供和/或接收信号。
在一个实施例中，网络接口硬件414包括用于根据蓝牙无线通信协议运行的硬件。在另一个实施例中，网络接口硬件414可以包括蓝牙发送/接收模块，用于向/从(图2)网络250发送和接收蓝牙通信。网络接口硬件414进一步可以包括用于成询问和读取RFID标签的射频识别读取器(RFID)。如图2所示，通过这样的连接，促进了推车104的推车计算设备228与主控制器106和/或远程计算设备252之间的通信。
存储器组件430可以配置为易失性和/或非易失性存储器，并且可以包括RAM(例如，包括SRAM、DRAM和/或其他类型的RAM)、ROM、闪存、硬盘驱动器、安全数字存储器(SD)、寄存器、光盘(CD)、数字通用光盘(DVD)或能够存储机器可读指令的任何非暂时性存储器设备，使得机器可读指令可以由处理器410访问和执行。根据具体的实施例，这些非暂时性计算机可读介质可以驻留在推车计算设备228内和/或推车计算设备228外部。机器可读指令集可以包括用任何代(例如，1GL、2GL、3GL、4GL或5GL)的任何编程语言(例如，可以由处理器410直接执行的机器语言、或汇编语言、面向对象的编程语言(OOP)、脚本语言、微代码等)写入的逻辑或算法，逻辑或算法可以编译或汇编成机器可读指令并存储在非暂时性计算机可读存储器(例如，存储器组件430)中。或者，机器可读指令集可以用硬件描述语言(HDL)(例如通过现场可编程门阵列(FPGA)配置或专用集成电路(ASIC)或其等效物实现的逻辑编写。因此，本公开所述的功能可以以任何传统的计算机编程语言、预编程的硬件元件或硬件组和软件组件的组合来实现。虽然图4所示的实施例包括单个非暂时性计算机可读存储器(例如，存储器组件430)，但其他实施例可包括一个以上的存储器模块。
请继续参考图4，操作逻辑432可以包括用于管理推车计算设备228的组件的操作系统和/或其他软件。如上所述，通信逻辑434和电源逻辑436可以驻留在存储器组件430中并且可以用于执行本文所述的功能。
在一些实施例中，推车104可以包括信号产生电路142，信号产生电路142可包含在推车计算设备228内作为推车计算设备228的一部分。例如，输入/输出硬件412可以包括实现信号产生电路142的电路。在这样的实施例中，信号产生电路142可以以与电耦合到电力源140的信号产生电路142类似的方式在沿轨道102传播的交流电信号内产生通信信号。应该理解，尽管图4示出的组件驻留在推车计算设备228内，但这仅是一个示例。在一些实施例中，一个或多个组件可以驻留在推车计算设备228外部的推车104上。进一步应该理解，虽然示出的推车计算设备228为单个设备，但这仅仅是一个示例。在一些实施例中，通信逻辑434和电源逻辑436可以驻留在不同的计算设备上。在一实施例中，本文所述的功能和/或组件中的一个或多个可以由主控制器106和/或远程计算设备252提供。
另外，虽然示出的推车计算设备228的通信逻辑434和电源逻辑436为单独的逻辑组件，但这也仅是一个示例。在一些实施例中，单块逻辑(和/或几个链接模块)可以使推车计算设备228提供所述的功能。
请参考图5A至图5C，其示出了信号产生电路142的示意图。图5A-5C示出的示意图仅是许多电路的一个实施例，其可以实现本公开的信号产生电路142的功能。图5A至图5C提供了信号产生电路142的示例性实施方式，其能够在电力源140(图3)的电信号内引入通信信号。在一些实施例中，如图5B和5C所示，信号产生电路142可以包括微控制器500、收发器电路502、电源504以及一个或多个通信信号驱动器电路506和508。微控制器500可以是可用于接收和执行指令的任何处理组件。微控制器500可以执行存储在组件的存储器中或从另一个处理设备接收的机器可读指令。微控制器500可以是电子控制器、集成电路、微芯片、计算机或任何其他计算设备。微控制器500通过通信路径和/或本地通信接口通信地耦合到信号产生电路142的其他组件以及生长舱流水线100的其他可选组件。
信号产生电路142进一步可以包括收发器电路502，收发器电路502可以通过端口512和/或516耦合到主控制器106或其他计算设备。主控制器106或其他计算设备可以经由信号将命令发送到收发器电路502的一个或多个收发器组件510和514。收发器电路502通过主控制器106经由轨道102的推车104和/或其他计算设备向微控制器500提供与微控制器500之间的通信。在一些实施例中，收发器电路502可以包括在微控制器500中。因此，可以不需要外部收发器组件(例如收发器组件510和514)。
另外，如上所述，信号产生电路142可以耦合到电力源140，并且进一步可以包括电源504。电源504可以通过连接端口518从电力源140接收交流电信号并且可以使用整流器520将交流电信号转换为整流电源信号。整流器520进一步可以耦合到电压调节器522和/或信号产生电路142的其他组件，电压调节器522将整流电压调节到预定电压电平为微控制器500供电，从而产生一个或多个通信信号或触发信号。
在一些实施例中，信号产生电路142可以能够检测过零事件、计算发生另一个过零事件的时间、以及引入通信信号。为了检测来自电力源140的交流电信号的过零点，微控制器50可包括耦合到电力源140的火线支路518A或零线支路518B的交流-直流输入524。微控制器500可以通过存储在其中的逻辑来检测在交流-直流输入524处感测到的交流电信号的过零点。响应于感测的过零点，微控制器500可以基于要产生的通信信号选择性地改变TRIAC信号引脚526和/或固态信号引脚528的状态。
如参考图7A至7E详细地描述的，可以以多种不同方式提供通信信号。例如，通信信号可以是过零期间的电压脉冲、交流电信号的AC波形的延迟、交流电信号的峰值电压的减小等。图5B至图5C所示的信号产生电路142的示意图的部分提供了两个示例性的通信信号驱动器电路506和508。第一个是图5B所示的TRIAC电路506，其通过在交流电信号的波形中引入延迟来产生通信信号。第二个是图5C所示固态电路508，其通过在交流电信号的过零期间引入DC电压脉冲来产生通信信号。
请参考图5B，其示出了信号产生电路142的TRIAC电路506的示意图。TRIAC电路506包括耦合到微控制器500的TRIAC信号引脚526的光隔离器组件530。光隔离器组件530是使用短光传输路径在电路或电路元件之间传输电信号同时保持彼此电隔离的设备。例如，光隔离器可包括能够发光的发光二极管和用于接收来发光二极管的光的感光器或光电二极管。第一电路532激活发光二极管可以使第二电路534通过光的传输通信地耦合到第一电路532。这样，可以在电路532和534之间传输信号，同时保持电路的电隔离。在没有光的情况下，两个电路532和534保持电气及通信隔离。虽然TRIAC电路506示出了光隔离器组件530的实现，但是可以利用与用第一电路532控制第二电路534的相同目标的其他组件来实现。
如图5B所示，TRIAC电路506的第二电路534包括耦合到电力源140的火线分支518A和零线分支518B的TRIAC组件536及耦合到光隔离器组件530的TRIAC组件536的栅极。TRIAC组件536是三端组件，在激活时，能够在相反方向上传导电流，停用时，阻止电流流动。如参考图5B对TRIAC电路506所描述的，TRIAC组件536用于在交流电信号中引入延迟，这参考图5进行了更详细地描述。
请参考图5C，其示出了信号产生电路142的固态电路508的示意图。固态电路508包括耦合到第一电路540和第二电路542的光隔离器组件538。第一电路包括5V电源550并与微控制器500的固态信号引脚528通信。第二电路542包括第一继电器544、第二继电器546、5伏电源550，第二电路542耦合到电力源140的火线分支518A和零线分支518B。当光隔离器组件538在激活时，第一继电器544从开路连接552与电力源140的火线分支518A连接切换与5V电源550连接。类似地，当光隔离器组件538在激活时，第二继电器546从开路连接554与电力源140的零线分支518B的连接切换到与地连接556连接，从而完成5V电源550的电路及在来自电力源140的交流电信号内产生DC电压脉冲。参考图7B进一步进行详细地描述了在交流电信号内产生DC电压脉冲的功能。
请参考图6A及图6E，其示出了实现推车104(图1)的电子器件的示例电路的电路图600。如图6A所示，推车104的电子器件可以通过推车计算设备228来控制，例如，推车计算设备228可以是微控制器(也称为外围接口控制器(“PIC”)228。PIC微控制器228可以包括ROM、闪存或其他形式的用于存储机器可读指令集(例如操作逻辑432、通信逻辑434和电源逻辑436)的非暂时性计算机可读存储器。存储器组件430进一步可以存储数据(如推车数据或植物数据)。PIC微控制器228进一步可以包括处理能力和一个或多个输入和输出接口，输入和输出接口用于与输入/输出硬件412、网络接口硬件414、一个或多个传感器模块(例如，232、234)或其他与推车104相关联的组件通信地耦合。此外，一些PIC微控制器228包括内部时钟，一些PIC利用外部时钟信号作为输入。如图所示，PIC微控制器228接收从子电路602所示的外部时钟产生组件输入的时钟信号。通常，时钟信号由时钟发生器产生，并由PIC微控制器228以指定的间隔和速率(即频率)同步电路不同的组件及指令的执行。另外，PIC微控制器228通过输入和输出接口之一耦合到状态子电路603。状态子电路603包括状态LED，其可用于指示状态(例如PIC微控制器228的功率或操作状态)。
如上面所述，推车104经由轮子222接收电力和通信信号，如本文所述，轮子222与轨道102接触。电路图700继续在图6B中示出，图6B示出了子电路，其中一对前轮(例如，图3中电耦合到轨道102的相对导电轨的一对轮子222a和222c)在接合部604处电耦合到电路。类似地，该对后轮(例如，图3的222b和222d)在接合部606处电耦合到电路。该对前轮(例如，图3中的222a和222c)中的每个轮子222例如通过导线耦合到二极管桥608，然后耦合到电压调节器610。这样，子电路将AC电源信号转换为DC电源信号，并将DC电源信号调节到输出电压612的预定电平(例如15伏)。类似地，该对后轮(例如，图3中的222b和222d)耦合到二极管桥608'，并且随后耦合到电压调节器610'以产生输出电压612'。
如图6C所示，通过分压器电路614和614'以及PIC微控制器228的单独模拟感测接口，PIC微控制器228电耦合到这对前轮(例如，222a和222c)及后轮(例如，222b和222d)之一的轮子222中的一个。在一些实施例中，通信地耦合到推车104的轮子222的模拟传感器接口可以接收经由轨道102传输到推车104的电信号内嵌入的通信信号。模拟传感器接口可以检测第一触发器信号和第二触发信号。另外，模拟传感器接口可以确定在检测的第一触发信号和第二触发信号之间传播的周期数。这样，PIC微控制器228可以确定与模拟传感器接口检测到的周期数相对应的编码通信。
请继续参考电路图600，图6C进一步示出了子电路716，子电路716用于将15伏输出电压612和612'(图6B)转换为如子电路616中所示的12伏输出电压。子电路616包括12伏调节器电路618和可调节的12伏调节器电路620。在一些实施例中，12伏调节器618的12伏电源可能就足够了。在一些实施例中，可能需要更精细调谐的12伏电源。因此，可以从可调节的12伏调节器电路620的输出中获取12伏电源。在一些实施例中，这可以通过调整(例如在结合处622的)一组插头引脚上的跳线来实现。
请继续参考电路图600，图6D进一步示出了子电路616，子电路624示出了另一个电压调节器电路。子电路624使用5V电压调节器将12伏电源转换为5V电源。各种电压源中的每一个都用于推车104的电路的各种组件。子电路626示出了马达控制电路。马达控制电路可与PIC微控制器228耦合，用于控制电耦合到结合处630的马达的操作。子电路626可以从PIC微控制器228接收控制信号并通过光耦合器和其他电路元件激活或停用马达。
如在电路图600及图6E进一步示出的，PIC微控制器228可以通信地耦合到传感器模块(例如，232、234、236)。传感器模块(例如，232、234、236)可以包括IR传感器电路632。IR传感器电路632包括IR发射器电路634和IR检测器电路636。如本文所述，IR检测器和发射器可以用于检测轨道102上的推车传感器模块324或其他推车。另外，IR检测器可以用于提供往返于推车104的通信。虽然电路图600仅示出了具有IR发射器电路634和IR检测器电路636的一个IR传感器电路632，但是在一些实施例中，推车104可以包括一个或多个IR传感器电路632或其他类型的传感器电路。这些传感器电路可以实现为如本文所述的前置传感器232、后置传感器234和/或正交传感器236。
现在参考图7A至图7E，其示出了电信号的多个电压波形和/或电信号内的通信信号的多个电压波形。具体地，图7A示出了从电力源140输出的交流电信号750。如图所示，交流电信号750是正弦波。交流电信号750包括连续的重复振荡循环链。例如，沿曲线的第一点到第一点重复的波的间隔是周期751。例如，单个周期751是从第一下降沿过零点752到第二下降沿过零点754的间隔。过零点(例如，752、753、754、755)指的是电压值从正值转变为负值的点或从负值转变为正值的点，反之亦然。换句话说，过零点是交流电信号的拐点。也就是说，电压值暂时为零值。更具体地，下降沿过零点(例如，752和754)指的是电压值从正到负的转变。相反，上升沿过零点(例如，753和755)是指电压值从负到正的转变。交流电信号750的另一典型特征是峰值电压电平(例如，756和757)(即，正峰值电压756和负峰值电压757)在周期与周期之间出现大致相同的电平。这样，如参考图7B至图7E所述的，信号产生电路142可以利用交流电信号750的重复性来将通信信号嵌入其中。
请参考图7B，其示出了在选择的过零点处具有电压脉冲的交流电信号760。而且，图7B示出的波形示出了从信号产生电路142发送到轨道102的交流电信号760的示例输出。在这样的实施例中，通信信号761包括在第一过零期间具有第一电压脉冲的第一触发信号762、交流电信号760的一个或多个周期、以及在随后的过零期间具有第二电压脉冲的第二触发信号763。在一些实施例中，第一和第二触发信号762、763可以以在过零期间在交流电信号760中引入的脉冲(例如，5伏脉冲)的形式存在。
在一些实施例中，第一触发信号762可以是指示通信信号761的开始的第一电压脉冲，第二触发信号763可以是指示通信信号761的结束的第二电压脉冲。周期数(例如，通信信号761的第一和第二触发信号762和763之间包含两个周期)可以对应于通信信号761的内容。即，通信信号761的内容是编码通信，例如表示指令、数据、期望接收者的ID(例如，地址)、控制信号、状态信息、传感器数据等。例如，两个周期计数(例如，第一通信信号761)可以对应接通驱动马达226的指令，并且八个周期计数(例如，第二通信信号764)可以对应于断开驱动马达。在一些实施例中，可以通过在半周期(例如，在下降沿过零点752(图7A)和上升沿过零753处(图7A))内发送第一触发信号和第二触发信号来建立零周期计数。此外，每个编码通信可以在推车104的推车计算设备228(图3)和/或主控制器106(图3)中预定义，使得推车计算设备228(图3)和/或主控制器106(图3)可以将周期数转换成表示指令、数据、预期接收者的ID、控制信号等的相应编码通信。
在一些实施例中，可以连续发送多个通信信号。例如，如波形中示出的第二通信信号764可以用第一触发信号765启动，第一触发信号765之后是多个周期的交流电信号760，并且用第二触发信号766结束。在一些实施例中，第一通信信号(例如，761)可以包括编码通信，所述编码通信对应于轨道102上的所有推车104的指令以激活它们的驱动马达226，并且第二通信信号可以对应于激活他们的驱动马达226的时间段。例如，当连续通信时，第一通信信号761可以指示推车104接通驱动马达226，并且第二通信信号764可以指示推车104在一时间段内保持驱动马达226的电源接通。该时间段不受本公开的限制，并且可以是任何时间段。例如，所述时间段可以是八秒。这样，当驱动马达226由推车104控制时，驱动马达226可以接通电源八秒然后断电。
在一些实施例中，可以编译多个通信信号以形成一指令集。例如，一些通信信号可以提示接收者启动将形成命令集的命令列表。也就是说，第一通信信号可以对应于对所有推车104的指令以启动在存储器中的新命令列表。作为响应，推车104可以在其非暂时性计算机可读存储器中产生新列表，以存储由所述系列的通信信号提供的以下编码通信集。下一通信信号可以包括接通驱动马达226的编码通信。下一通信信号可以包括编码通信，所述编码通信指示后续通信信号将指示给驱动马达226以秒为单位的供电持续时间。在一些实施例中，通信信号可以调整后续通信信号的解释方式。例如，通过提供通信信号指示后续信号是持续时间的数值，例如，推车计算设备228和/或主控制器106可以将第一触发信号和第一触发信号之间存在的周期数视为绝对数值而不是编码通信。在先前的一组示例通信信号之后，推车计算设备228和/或主控制器106的非暂时性计算机可读存储器现在可以包括给驱动马达226供电持续X秒时间的指令集。为了执行所述指令集，可以向另一通信信号提供对应于执行存储在命令列表中的指令集的指令的编码通信。在一些实施例中，通信信号可以对应于接收者(例如，推车计算设备228和/或主控制器106)一接收就执行的编码通信。在一些实施例中，通信信号可以对应于在预定时间或在特定延迟之后执行一个或多个编码通信的编码通信。
在一些实施例中，通信信号可以用于所有或仅选择的推车104。例如，第一通信信号可以提供编码通信，编码通信指示轨道102上的推车104的推车计算设备228和/或者主控制器106后续通信信号将指示其他通信信号的预期接收者。在这样的实施例中，将分配唯一的地址(例如，随后由第一和第二触发信号之间的周期数指示的数字地址)给每个推车104和/或主控制器106。
下面的表1提供了可以存储在推车104的推车计算设备228和/或主控制器106中的一些示例编码通信。编码通信列表可以由推车104的推车计算设备228和/或主控制器106使用，以将通信信号中的周期数转换为指令、数据、预期接收者的ID、控制信号等。
表1
在非限制性实施中，下述系列数字指示由信号产生电路142传输的一系列示例通信信号(例如，对应于编码通信的预定周期数)：2,3,7，4,6,20,5,8,4,6,5,5,10,10,9,0,1。
上述系列单独的通信信号将产生以下功能。首先，响应于2周期计数，所有推车104(即通信地耦合到产生一系列通信信号的信号产生电路142)将清除存储在其非暂时性计算机可读存储器中的任何编码通信列表。接下来，响应于3周期计数，所有推车104将创建新列表以填充新的编码通信集。接下来，响应于7周期计数，将驱动马达226的方向设置为正向的命令将输入列表中。接下来，响应于4周期计数，将接通驱动马达226的命令输入列表中。接下来，响应于6周期计数，将延迟命令输入列表中。接下来，响应于20周期计数，用20秒的参数更新延迟命令，使延迟在执行时延迟20秒。也就是说，当执行延迟时，在延迟命令完成之前，将不执行在延迟命令之后的列表中存储的任何命令。接下来，响应于5周期计数，将关闭驱动马达226的命令输入列表中。接下来，响应于8周期计数，将驱动马达226的方向设置为反向的命令输入列表中。接下来，响应于4周期计数，将接通驱动马达226的命令输入列表中。接下来，响应于6周期计数，将延迟命令输入列表中。同样，对应于延迟的编码通信之后的通信信号是延迟命令的参数，并且被视为数值而不是命令。这样，响应于5周期计数，在响应于第二个5周期计数输入关闭驱动马达226的命令之后，将延迟设置为5秒。接下来，响应于10周期计数，指示随后的通信信号的编码通信将识别随后通信信号的特定接收者。在这种情况下，通信信号的下一个周期计数是10。第二个10周期计数指示推车104中被识别为编号10的推车104是存储通信信号中的编码通信的唯一推车104。因此，响应于9周期计数，编号10的推车104存储关机的编码通信。接下来，零周期计数对应于通信信号以“唤醒”所有推车104以再次启动存储的编码通信。最后，推车104接收“执行”编码通信(即，1周期计数)。作为响应，推车计算设备228开始按照接收的顺序执行在每个列表中的编码通信。
因此，所有推车104将使其驱动马达226正向运行20秒、关闭其驱动马达226、使其驱动马达226反向运行5秒、然后关闭编号10的推车104的电源。这仅是在通信地耦合到轨道102上的一个或多个推车104的信号产生电路142(和/或主控制器106和/或其他推车104)之间实现的通信的一个示例。附加的编码通信可以用来在推车104和主控制器106或推车104和轨道102上的其他推车104之间提供附加的功能和通信结构。前述仅是示例，也可以使用本公开的通信系统使用其他编码通信或通信技术。作为另一示例，通信信号可以是具有开始命令、代码部分、校验和、及结束的数据包，数据包由一个或多个位(例如，二进制0或1)组成。可以通过通信信号内存在或不存在触发信号来产生二进制0和1。也就是说，没有触发信号的周期可以是数字0，而具有触发信号的周期可以是二进制1。
在一些实施例中，可以实现双工通信(即，同时在两个方向上的通信)。例如，主控制器106向推车104发送通信信号可以利用第一和第二触发信号的下降沿过零点，推车104向主控制器106发送通信信号可以利用第一和第二触发信号上升沿过零点。这样，可以在交流电信号上同时发送两个通信信号。
请参考图7C，其示出了具有通过修改的峰值电压值嵌入通信信号771和774的交流电信号770。在一些实施例中，通过修改第一和第二触发信号的峰值电压值以及其中的每个周期来产生通信信号(例如，771)。例如，第一通信信号771包括第一触发信号772和第二触发信号773。通过减小交流电信号770的正峰值电压和负峰值电压的幅度来产生第一触发信号772。类似地，通过减小交流电信号770的正峰值电压和/或负峰值电压的幅度来产生第二触发信号773。在这样的实施例中，信号产生电路142可以修改交流电信号770的峰值电压，以指示通信信号771和774的开始和结束或者表示二进制0或1。在一些实施例中，信号产生电路142通过施加额外负载或使用限幅电路来减小交流电信号770的峰值电压的幅度。在一些实施例中，可以使用用于调节输出电压且具有抽头的变压器及信号产生电路142可以选择性地连接抽头，这样减小了交流电信号770的峰值电压的幅度。在一些实施例中，主控制器106可以用作信号产生电路142。例如，主控制器106可以产生用于控制电力源140的抽头选择的信号，从而调整由电力源140输出的交流电信号770的峰值电压电平。
然而，为了维持轨道102的电力，峰值电压的幅度不可以降低到低于工作电压的电平。例如，如果系统将18伏交流电信号770整流并调节为12伏直流信号以供推车104上的电子器件使用，则工作电压(例如，峰值电压)可保持高于可提供12伏直流信号的值。在一些实施例中，交流电信号770的峰值电压可以是18伏，并且维持轨道102上推车104工作的最小工作电压可以是12伏。因此，触发电压电平可以是18伏和12伏之间的值，例如14伏。如图7C所示，通信信号771和773包括减小的峰值电压(Vpeak和-Vpeak)到触发电压电平(Vtrig和-Vtrig)，其保持在工作电压最小电平(Vop和-Vop)之上。因此，通信信号可以与交流电信号770一起传输，而不会破坏提供给轨道102的电力)。
请参考图7D，其示出了通过修改的峰值电压值嵌入通信信号781和784的另一个交流电信号780。图7D所示的通信信号781和784可以由信号产生电路142和/或主控制器106产生。在图7D所示的实施例中，通信信号781包括通过减小交流电信号780的正峰值电压的幅度而产生的第一触发信号782。类似地，第一通信信号的第二触发信号783也通过减小交流电信号780的正峰值电压的幅度而产生的。尽管图7D所示的实施例示出了减小正峰值电压的幅度以产生第一通信信号的第一和第二触发信号782和783，应该理解，正峰值电压的幅度和/或负峰值电压的幅度可以减小以产生第一和第二触发信号782和783。
在一些实施例中，可以通过提供一个触发信号来实现双工通信信号，该触发信号包括具有减小的正峰值电压幅度的第一和第二触发信号以及第二通信信号，第二通信信号包括具有减小的负峰值电压的幅度第一和第二触发信号。在这样的实施例中，主控制器106可以与推车104通信，并且推车104可以同时与主控制器106通信。
请参考图7E，其示出了具有嵌入在交流电信号790内的通信信号的另一交流电信号790。在一些实施例中，通过暂时调整或延迟在过零点附近的电信号的电压电平，可以将通信信号嵌入在交流电信号790内。例如，通信信号可以包括触发信号792，触发信号792暂时保持交流电信号790的电压稳定或至少改变交流电信号790的上升或下降斜率。在操作中，计算设备(例如，主控制器106或推车计算设备228)可以基于交流电信号790的振荡频率预测交流电信号790的过零点的发生。因此，当存过过零点发生的延迟，计算设备可以确定已经发送了触发信号792。在其他实施例中，计算装置可检测到交流电信号790电压斜率的持续增加和减小中的瞬时调整作为触发信号792。
如本公开所述的，触发信号可以指示通信信号的开始或结束，期间的周期数对应于特定的通信信号。然而，是否存在触发信号可以表示基于二进制的通信信号。例如，存在触发信号可以表示二进制值“1”，不存在触发信号可以表示二进制值“0”。因此，可以利用二进制编码在交流电信号内编码通信信号。
现在应该理解，利用第一和第二触发信号以及在第一和第二触发信号之间出现的交流电信号的周期数，可以将通信信号嵌入在交流电信号中。周期数可以对应于转换为指令、数据、预期接收者的ID(例如，地址)、控制信号的编码通信。
图8示出了用于在交流电信号内提供通信信号的流程图。在步骤802中，可以确定通信信号的内容。通信信号的内容可以是编码通信(例如指令、数据、预期接收者的ID、控制信号等)。所述内容对应于推车104或主控制器106可以完成的动作。例如，动作可以包括沿着轨道102将推车104推进预定的距离。在步骤804中，可以将通信信号的内容翻译成一个或多个编码通信。在沿着轨道102推进推车104预定距离的示例动作之后，用于推车104完成动作的一个或多个编码通信可以包括用于接通驱动马达226的第一编码通信和用于在预定的时间段之后传输用于关闭驱动器马达226的第二编码通信。例如，2周期计数(即，交流电信号的预定周期数)可以对应于接通驱动马达226的指令，并且8周期计数可以对应于在预定的一段时间后用于断开驱动马达226的指令。在一些实施例中，例如在本实施例中，可以存在多于一个用于完成动作的编码通信。在其他实施例中，进一步可以组合一系列动作以形成推车104和/或主控制器106遵循的程序。这样，在步骤806中，可以将一个或多个编码通信添加到队列以进行传输。队列可以表示构成动作的一系列命令或包括用于推车104和/或主控制器106执行的一个或多个动作的程序。
在步骤808中，可以选择来自队列的编码通信，并且产生指示通信信号的开始的第一触发信号。然后，例如，在步骤810中，信号产生电路142可以监视和/或计数自第一触发信号已经传播的交流电信号的周期数。当对应于编码通信的电信号的周期数已从电力源140传播时，在步骤812，可由信号产生电路142产生指示通信信号结束的第二触发信号。例如，当确定2周期的电信号已经传播时，例如当发送编码通信以接通驱动马达时，则产生第二触发信号以指示该通信信号的完成。
然后，在步骤814，可以确定是否已经发送了队列中的所有编码通信。如果不是，在步骤816中，从队列中选择下一个编码通信(例如，对应于在预定时间段之后关闭驱动器电机的指令的第二编码通信)，并返回到步骤808，以便发送下一个编码通信(例如，第二编码通信)。如果已经发送了队列中的所有编码通信，则可以结束电信号中的通信信号的嵌入，直到产生通信的新动作。
如上所述，公开了用于为生长舱提供推车的系统和方法的各种实施例。更具体地，本公开的一些实施例包括在生长舱流水线中的推车之间提供通信的系统和方法。这些实施例允许多个推车独立地运行并沿生长舱的轨道行进。
因此，实施例包括利用第一和第二触发信号以及发生在第一和第二触发信号之间交流电信号的周期数在推车和主控制器之间进行通信的系统和/或方法，其中通信信号嵌入在交流电信号内。周期数对应于转换为指令、数据预期接收者的ID、控制信号等的编码通信。通信信号的第一和第二触发信号可以通过在交流电信号的过零期间引入脉冲电压或者减小交流电信号的峰值电压的幅度来实现。另外，第一和第二触发信号可以由电耦合到电源的信号产生电路产生。
应理解，虽然本文使用术语“第一”，“第二”，“第三”，“前置”，“中间”，“后置”等来描述各种元件、信号、组件、和/或部分，但不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、信号、组件和/或部分与另一个元件、信号、组件和/或部分区分开。
虽然本文说明和描述了本公开的具体实施例和方面，但是在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种其他改变和修改。另外，尽管本文已经描述了各个方面，但是不需要组合使用这些方面。相应地，因此所附权利要求旨在涵盖本文示出和描述的实施例的范围内的所有这样的改变和修改。
应当理解，本公开的实施例包括用于与推车通信的系统、方法、非暂时性计算机可读存储介质。进一步应当理解，这些实施例仅是示例性的，并不在于限制本公开的范围。

Claims (20)

1.一种系统，包括：
一段轨道，具有一个或多个导电轨；
一信号产生电路，电耦合到所述轨道的一个或多个导电轨；及
一电力源,经由所述信号产生电路电耦合到所述轨道的一个或多个导电轨，其中：
所述信号产生电路包括用于产生多个触发信号的电源；
所述电力源经由所述信号产生电路向所述轨道的一个或多个导电轨提供一交流电信号；
所述信号产生电路以第一时间间隔在所述交流电信号内产生第一触发信号，并以第二时间间隔在所述交流电信号内产生第二触发信号；
所述第一触发信号对应于一通信信号的开始，所述第二触发信号对应于所述通信信号的结束；
所述通信信号在由所述电力源提供的交流电信号的预定周期数内传输；及
所述预定周期数对应于一编码通信。
2.如权利要求1所述的系统，进一步包括推车，所述推车包括：
一轮子，支撑在所述轨道上并且电耦合到所述轨道的一个或多个导电轨；及
一推车计算设备，通信地耦合到所述轮子，所述推车计算设备包括处理器和非暂时性计算机可读存储器，其中所述非暂时性计算机可读存储器包括机器可读指令集，当执行该指令集时，使得处理器：
通过所述信号产生电路检测在所述轨道的一个或多个导电轨及所述推车的轮子上传输的所述第一触发信号；
通过所述信号产生电路检测在所述轨道的一个或多个导电轨及所述推车的轮子上传输的所述第二触发信号；
确定在所述第一触发信号和所述第二触发信号之间发生的由所述电力源提供的交流电信号的所述预定周期数；及
从所述预定周期数确定所述编码通信。
3.如权利要求2所述的系统，其中在执行所述机器可读指令集时，进一步使得所述处理器：
基于在所述第一触发信号和所述第二触发信号之间发生的所述交流电信号的过零点的数量来确定所述交流电信号的预定周期数。
4.如权利要求2所述的系统，其中：
所述推车进一步包括可转动地耦合到所述轮子的驱动马达，使得所述驱动马达的输出沿所述轨道推动所述推车，并且所述驱动马达经由所述轮子电耦合到所述轨道的一个或多个导电轨；
推车计算设备通信地耦合到所述驱动马达；及
在执行所述机器可读指令集时，进一步使所述处理器：
产生并传输控制信号到所述驱动马达，使得所述驱动马达响应所述编码通信而工作。
5.如权利要求1所述的系统，进一步包括通信地耦合到所述信号产生电路的主控制器，所述主控制器包括处理器和非暂时性计算机可读存储器，其中所述非暂时性计算机可读存储器包括机器可读的指令集，在执行所述机器可读指令集时，进一步使得所述处理器：
确定一动作；
对一指令进行编码以在所述编码通信中完成所述动作；及
指示所述信号产生电路产生所述第一触发信号和所述第二触发信号，使得所述编码通信包含所述指令。
6.如权利要求1所述的系统，其中所述第一触发信号包括在所述交流电信号的一第一过零期间由所述信号产生电路产生的第一电压脉冲，及所述第二触发信号包括在所述交流电信号的一后续过零期间由所述信号产生电路产生的第二电压脉冲。
7.如权利要求1所述的系统，其中，所述交流电信号包括正峰值电压和负峰值电压，并且所述信号产生电路通过将所述正峰值电压、所述负峰值电压或所述正峰值电压和所述负峰值电压两者的幅度减小到所述交流电信号的一个周期的触发电压电平来产生所述第一触发信号。
8.如权利要求7所述的系统，其中，所述信号产生电路通过将所述正峰值电压、所述负峰值电压或所述正峰值电压和所述负峰值电压两者的幅度减小到所述第一触发信号之后的所述交流电信号的一个周期的触发电压电平来产生所述第二触发信号。
9.如权利要求8所述的系统，其中所述第一触发信号的触发电压电平大于接收所述交流电信号的推车的工作电压，使得所述推车的工作继续不间断。
10.如权利要求1所述的系统，其中所述交流电信号包括正峰值电压和负峰值电压，所述信号产生电路将所述正峰值电压、所述负峰值电压或者所述正峰值电压和所述负峰值电压两者的幅度减少到所述通信信号的交流电信号的每一周期的触发电压电平来产生所述第一触发信号，直到所述信号产生电路通过将所述交流电信号返回到由所述电力源输出的正峰值电压和负峰值电压来产生所述第二触发信号。
11.如权利要求10所述的系统，其中所述第一触发信号的触发电压电平大于接收所述交流电信号的推车的工作电压，使得所述推车的工作继续不间断。
12.如权利要求1所述的系统，进一步包括生长舱流水线，所述生长舱流水线具有用于种植多个植物的多个推车，其中所述轨道是所述生长舱流水线的一部分，并且所述多个推车支撑在所述轨道上。
13.一种系统，包括：
一段轨道，具有一个或多个导电轨；
一电力源，电耦合到所述轨道的一个或多个导电轨；及
一推车，包括：
一个或多个第一轮子，支撑在所述轨道上并且电耦合到所述轨道的一个或多个导电轨；
一推车计算设备，通信地耦合到所述一个或多个第一轮子；及
一信号产生电路，电耦合到于所述推车计算设备及所述一个或多个第一轮子，其中：
所述信号产生电路包括用于产生多个触发信号的电源；
所述电力源向所述轨道的一个或多个导电轨提供一交流电信号；
所述信号产生电路以第一时间间隔在所述交流电信号内产生第一触发信号，并以第二时间间隔在所述交流电信号内产生第二触发信号；
所述第一触发信号对应于一通信信号的开始，所述第二触发信号对应于所述通信信号的结束；
所述通信信号在由所述电力源提供的交流电信号的预定周期数内传输；及
所述预定周期数对应于一编码通信。
14.如权利要求13所述的系统，其中所述第一触发信号包括在所述交流电信号的第一过零期间由所述信号产生电路产生的第一电压脉冲，及所述第二触发信号包括在所述交流电信号的一后续过零期间由所述信号产生电路产生的第二电压脉冲。
15.如权利要求13所述的系统，进一步包括一通信地耦合到所述轨道的一个或多个导电轨的主控制器，所述主控制器包括处理器和非暂时性计算机可读存储器，其中所述非暂时性计算机可读存储器包括机器可读指令集，当执行该指令集时，使得处理器：
通过所述信号产生电路检测在所述轨道的一个或多个导电轨及所述推车的一个或多个第一轮子上传输的第一触发信号；
通过所述信号产生电路检测在所述轨道的一个或多个导电轨和所述推车的一个或多个第一轮子上传输的第二触发信号；
确定在所述第一触发信号和第二触发信号之间发生的由所述电力源提供的交流电信号的预定周期数；及
从所述预定周期数确定所述编码通信。
16.如权利要求15所述的系统，其中，所述通信信号对应于所述推车的状态信息。
17.如权利要求13所述的系统，进一步包括一第二推车，所述第二推车包括：
一个或多个第二轮子，支撑在所述轨道上并且电耦合到所述轨道的一个或多个导电轨；
一第二推车计算设备，通信地耦合到所述一个或多个第二轮子，所述第二推车的推车计算设备包括处理器和非暂时性计算机可读存储器，其中所述非暂时性计算机可读存储器包括机器可读的指令集，在执行所述机器可读指令集时，使处理器：
通过所述信号产生电路检测在所述轨道的一个或多个导电轨和所述推车的一个或多个第二轮子传输的所述第一触发信号；
通过所述信号产生电路检测在所述轨道的一个或多个导电轨和所述推车的一个或多个第二轮子上传输的所述第二触发信号；
确定在所述第一触发信号和第二触发信号之间发生的由所述电力源提供的交流电信号的预定周期数；及
确定对应于所述预定周期数的所述编码通信。
18.如权利要求17所述的系统，其中，所述通信信号对应于控制信号，所述控制信号用于控制支撑在所述轨道上的第二推车的驱动马达的工作。
19.一种经由交流电信号在主控制器与支撑在生长舱流水线的一段轨道上的推车之间进行通信的方法，所述方法包括：
所述主控制器确定所述推车要完成的动作；
生成所述动作的一个或多个编码通信；
在来自一电力源的所述交流电信号内产生一第一触发信号；
确定对应于所述一个或多个编码通信之一的交流电信号的预定周期数在第一触发信号之后从电力源传播的时间；及
当对应于所述编码通信的交流电信号的预定周期数在第一触发信号之后传播时，在所述交流电信号内产生第二触发信号。
20.如权利要求19所述的方法，其中用于所述推车完成所述动作的一个或多个编码通信包括用于给一驱动马达通电的第一编码通信及用于传输预定时间段给所述驱动马达通电使得所述推车沿所述轨道前进的第二编码通信。
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