CS245759B2 - Detekční destička pro elektromagnetickou identifikační soustavu - Google Patents

Abstract

Zapojení se týká detekční destičky pro elektromagnetickou identifikační soustavu, opatřené resoinančním obvodem, spínacím členem a kódlovacími prostředky. Podstatou zapojení je, že kódovací obvod je proveden jako číslicový obvod, jeho· první a druhý napájecí vstup jsou spojeny s resonančním obvodem přes usměrňovači člen, jeho řídicí vstup je spojen s resonančním obvodem a jeho výstup je spojen s resonančním obvodem přes spínací člen. Detekční destička je vhodná pro· identifikaci osob, zboží nebo zvířat procházejících detekční zónou.

Description

Vynález se týká detekční destičky prio elektromagnetickou identifikační soustavu, opatřené resonančním obvodem, spínacím orgánem a kódovacími prostředky.

Takové soustavy jsou již známy a mOhou být použity například v případě, kdy určité místnosti v budově jsou přístupné jen pro určitou předem určenou skupinu osob, nebo v případě, kdy ve velkém skladišti se zboží automaticky dodává a/nebo registruje. Osoby, zboží nebo zvířata nesou identifikační destičku, v níž je elektrický obvod, který reaguje na elektromagnetické pole vytvářené v detekčním pásmu a vyšle signál nebo alespoň velikost elektromagnetického¹ pole ovlivní, což může být detekováno pro to vhodnými prostředky.

Když se používá signálu vytvářeného detekční destičkou a opět vysílaného, existují mimOi vysílacích prostředků příjmové prostředky, které přejímají znovu vyslaný signál a mohou ho- zpracovat na detekční signál. Je-li naopak využíváno skutečnosti, že detekční destička ovlivňuje vytvářené elektromagnetické pole, jsou pro- toto elektromagnetické pole zapotřebí pouze vysílací prostředky a orgány vázané s vysílacími prostředky, které detekují změnu elektrické zátěže vysílacích prostředků související s přítomností detekční destičky a mohou změnu zpracovávat na detekční signál.

Elektrický obvod umístěný v detekčních destičkách pro identifikační systém je proveden tak, že generuje kódovaný detekční signál, jehož kódování závisí na třídě, k níž patří detekční destička respektive osoby, zvířata nebo zboží nesoucí detekční destičku.

Kódovaná detekční destička pro identifikační systém je již popsána v patentovém spise USA č. 3 299 424. Tato známá detekční destička -obsahuje resonanční obvod, který může být pomocí spínacího členu periodicky rozlaďován kódovým kmitočtem určovaným plomocným obvodem v detekční destičce. Nevýhodou této kódované detekční destičky však je to, že k dosažení účelného spínacího účinku, popřípadě kódování, je nutno- opatřit známou detekční destičku napájecím zdrojem ve formě baterie, která musí být po určité době vyměněna a v periodě předcházející výměně má často nižší svorkové napětí, což může vést k nesprávnému kódování a nesprávné detekci.

U detekční destičky podle vynálezu jsou tyto nevýhody odstraněny tím, že kódovací obvod je proveden jako- číslic-ový obvod, jehto první a druhý napájecí vstup jsou spojeny s resonančním obvodem přes usměrňovači člen, řídicí vstup kódovacího obvodu je spojen s resonančním obvodem a jeho výstup je spojen s resonančním -obvodem přes spínací člen. Ve výhodném provedení řídicí vstup kódovacího obvodu je s resonančním obvodem spojen přes -oscilátor. V jiném výhodném provedení kódovací obvod obsahuje čítač, jehož výstupy jsou spojeny s řídicími vstupy alespoň jednoho multiplexorového obvodu o-patřeného nastavitelnými kódovacími vstupy, přičemž výstup multiplexorového obvodu je spojen se spínacím členem. V dalším výhodném provedení první až třetí a pátý výstup čítače jsou spojeny s řídicími vstupy alespoň jednoho- multiplexorového obv-odu a jeho čtvrtý výstup je spojen s kódovacími vstupy alespoň jednoho multiplexorového- obvodu. V ještě dalším výhodném provedení pak pátý výstup čítače je spojen se čtvrtým řídicím vstupem prvního multiplexorového obvodu přímo a se čtvrtým řídicím vstupem druhého multiplexonového obvodu přes druhé invertující součinové hradlo.

Výhoda detekční destičky podle vynálezu spočívá v tolm. že nepotřebuje baterii a má takto zaručený dlouhodobý bezporuchový provoz při minimální údržbě, přičemž si zachovává výhodu malého rozměru vzhledem k použití pouze jediného LC obvodu.

Příklad provedení detekční destičky podle vynálezu je zobrazen na přil-ožených výkresech, na nichž na obr. 1 a 2 je znázorněno jedno- principiální provedení detekční destičky podle vynálezu ve dvou variantách, na obr. 3 je zobrazeno- podrobné provedení elektrického zapojení pro detekční destičku podle vynálezu a obr. 4 ukazuje průběhy signálu v zapojení podle obr. 2 při provozu.

Obr. 1 ukazuje detekční destičku, v níž je resonanční obvod, který sestává z paralelního zapojení cívky Lr a kondenzátoru Cr, jehož resonanční kmitočet o-dpovídá kmitočtu elektromagnetického detekčního pole v detekční zóně. Resonanční obvtoid tr, Cr je spojen svým prvním výstupem s prvním vstupem usměrňovacího členu SP, s první svorkou spínacího členu S a přes rezistor R se vstupem CL kódovacího obvodu TC a svým druhým výstupem se druhým vstupem usměrňovacího členu SP a s druhou svorkou spínacího členu S. Třetí svorka spínacího členu S je spojena s výstupem CS kódovacího -o-bvo-du TC. První a druhý napájecí vstup CA a CB kódovacího -obvodu TC jsou připojeny jednotlivě k prvnímu a druhému výstupu usměrňovacího členu SP·

Na obr. 2 je znázorněna další varianta detekční destičky podle vynálezu, kde je ke vstupu CL kódovacího obvodu TC připojen namísto rezisto-ru R výstup oscilátoru OS, jehož vstupy jsou jednotlivě spojeny s prvním a druhým výstupem usměrňovacího členu SP.

Na o-br. 3 je znázorněno podrobnější schéma zapojení příkladného provedení kódovací destičky podle vynálezu. Zde kódovací obvod TC -obsahuje Čítač T, jehož výstupy A, B, C jsou jednotlivě spojeny s řídicími vstupy Sal, Sel, Sbl prvního multiplexorového obvodu 20 a s řídicími vstupy Sa2, Sb2, Sc2, druhého multiplexo-rového o-bvo245759 du 21. Čtvrtý výstup D čítače T je spojen s kódovacími vstupy Cil prvního multiplexorového obvodu 20 a s kódovacími vstupy C12 druhého multiplexorového obvodu 21. Pátý výstup E čítače T je spojen se čtvrtým vstupem Sel prvního multiplexorového obvodu 20 a přes druhé invertujicí součinové hradlo 22 se čtvrtým vstupem druhého multiplexorového obvodu 21. Výstupní svorka ul a u2 prvního a druhého multiplexorového obvodu 20 a 21 je přes první invertující součinové hradlo’ 23 spojena s výstupem CS kódovacího obvodu TC. Spínací člen S je tvořen zapojením tranzistoru 25 a usměrňovači člen SP je tvořen běžným zapojením první a druhé diody Dl a D2 a prvního a druhého kondenzátoru Cl a C2. Oscilátor OS je tvořen běžným zapojením součinových hradel.

V činnosti se detekční destička vnese do detekční zóny a tím se uvede resonanční obvod Lr, Cr detekčním polem do resonance: Takto vznikne v resonančním obvodu Lr, Cr střídavé napětí.

Usměrňovacím členem SP se toto střídavé napětí přemění na stejnosměrné napájecí napětí a toto se přivádí na citaci a kódovací obvod TC, provedený jako integrovaný obvod. Rovněž stejnosměrným napětím napájený oscilátor OS dodává knokovací impulsy na čítači vstup CL kódovacího obvodu TC. Krokovací impulsy lze rovněž získat při použití druhé varianty zapojení podle obr. 2 tak, že se střídavé napětí, vznikající na resonančním obvodu Lr, Cr přivede přes rezistor R na čítači vstup CL čítacího a kódovacího obvodu TC. Špičky střídavého napětí mohou být použity jako impulsy postupného řazení pro čítací část čítacího a kódovacího obvodu TC.

Čítač s n úseky má 2ⁿ možných výstupních kombinací. Jednoduchý čítač s 10 úseky má tudíž již 1 024 různých výstupních stavů. Pomocí kódovací části čítacího a kódovacího obvodu TC může být nyní vytvořen kódový signál, který je charakteristický pro určitou detekční destičku nebo určitou skupinu detekčních destiček a který souhlasí s jedním z miožných výstupních stavů čítače. Tento charakteristický kódový signál se používá prostřednictvím spínacího členu S k periodickému rozladění resonančního obvodu Lr, Cr nebo dokonce k jeho zkratování v rytmu, určováním kódovací části kódovacího obvodu TC.

Rozlaďování resonančního obvodu Lr, Cr může se provádět tak, že se ke kondenzátoru Cr periodicky paralelně připojuje přídavný kondenzátor nebo se periodicky část cívky Lr zkratuje. Je také možné použít kódového· signálu k tomu, aby se periodicky do obvodu připojoval nelineární prvek nebo aby se moduloval signál oscilátoru OS.

Když je nyní detekční destička popsaného druhu v detekčním poli, dochází k periodickému rozlaďování a/nebp útlumu v rytmu určovaném kódovacím obvodem TC, jehož výsledkem je periodické zeslabování signálu znovu vysílaného detekční destičkou, což se dá snadno detekovat, nebo změna absorpce energie detekční destičkou, což rovněž může být detekováno. Specifický rytmus zeslabování nebo¹ změny absorpce umožňuje identifikování osob, zboží nebo zvířat.

Do zapojení podle obr. 2 a 3 je pojat samostatný oscilátor OS, který osciluje, jakmile napájecí napětí dodávané resonančním obvodem Lr, Cr dosáhne dané hodnoty. Oscilátor OS je sestaven známým způsobem ze dvou součinových invertujících hradel a z několika odporů a komdenzátorů. Výhoda použití odděleného Oscilátoru OS, který dodává čítací impulsy pro číslicový čítač T, spočívá v tom, že kmitočet oscilátoru OS je velmi stabilní a je nezávislý na vnějších poruchách. Impulsy samostatného oscilátoru OS se přivádějí na čítací vstup CL Číslicového čítače T, tvořeného integrovaným obvodem, a dostávajícího napájecí napětí z resonančního obvodu Lr, Cr. Číslicový čítač T má pět výstupů A, B, C, D a E, které u znázorněného' příkladu provedení jsou spojeny se dvěma integrovanými, číslicovými multiplexorovými obvody 20 a 21. Číslicové multiplexorové obvtody 20 a 21 mají několik řídicích vstupů Sal, Sbl, Sel a Sel, popřípadě Sa2, Sb2, Sc2 a Se2. Dále mají číslicové multiplexorové obvody 20 a 21 určitý počet kódovacích vstupů Cíi, popřípadě CIz. Signály dodávané na řídicí vstupy Sal, Sbl, Sel a Sel, popřípadě Sa2, Sb2, Sc2 a Se2, určují, které kódovací vstupy se spoji s výstupními svorkami ui, popřípadě U2. Počet možných kódování by tedy mohl být zvětšen tím, že se použije ještě třetí multiplexový obvod.

Obr. 4 znázorňuje několik průběhů signálů vyskytujících se u zapojení podle obr. 2. Signály A, B a C, vyskytující se na výstupech A, B, C číslicového čítače T, se přivádějí na řídicí vstupy Sal, Sbl, Sel, popřípadě Sa2, Sb2 a Sc2 číslicových multiplexových obvodů 20 a 21. Výstupní signály D a E číslicového čítače T plní zvláštní úlohu. Signál D se přivádí na kódovací vstup Cli, případně CI2 číslicových multiplexových obvodů 20 a 21. Tím se dosahuje toho, že jen během určitých časových intervalů, v tomto případě, když je signál D na úrovni L, je vysílán kódovaný signál. Dosah tohoto opatření se ukáže ještě v následujícím.

Signál E se přivádí na čtvrtý vstup Sel prvního číslicového multiplexového¹ obvodu 20 přímo a invertované přes druhé ínvertující součinové hradlo 22 na čtvrtý vstup Se2 druhého číslicového multiplexového' 0bvodu 21. Tím dojde k tomu, že když signál E má úroveň H, vyšle první číslicový multiplexový obvod 20 kódový s^:gnál a že když signál E má úroveň L, vyšle druhý číslicový multiplexový obvod 21 kódový signál.

Výstupní signály číslicového multiplexového obvtodu 20 a 21 se přes první invertující součinový obvod 23, přivádějí na spínací člen S. Spínací člen S sestává v podstatě z tranzistoru 25, který může být prostřednictvím kódových signálů uveden do vodivého nebo zavřeného stavu. Příklad signálu přivedeného* přes první invertující součinové hradlo* 23 je znázorněn na obr. 4 jako signál F. Vztahovými značkami I, popřípadě II, jsou označeny intervaly, v nichž pochází kódování od číslicového multiplexovéhio obvóidu 21, popřípadě 20.

Pomocí invertovaného signálu F je přes sériový rezistor a paralelní kondenzátor řízena báze tranzistoru 25. Když je tranzistor 25 ve vodivém stavu, je rezonanční obvod Lr, Cr u tohoto příkladu provedení zkratován, takže se zde jedná o extrémní způsob rozladění rezonančního obvodu Lr, Cr. Signál G, vytvářený rezonančním obvodem Lr, Cr, je znázorněn na obr. 4.

Ježto resonanční obvod Lr, Cr nevytváří jen kódovaný signál, ale dodává i napájecí napětí pro kódovací prostředky, nemůže resonanční obvod Lr, Cr zůstat zkratován příliš dlouho. To je důvod pro dříve popsané zpracování signálu D, který způsobuje, že vznikají tak zvané bloky 30 přenosu energie v signálu G. Tyto bloky 30 přenosu energie mohou být dále použity, aby se na detekční straně systému, která může ležet jak na vysílací straně, tak také na oddělené přijímací straně systému, vytvářel synchronizační signál. Synchronizační signál může být převeden na hodinový signál, který při synchronizaci s kódovým signálem zavádí kódový signál do posuvného registru. Tímto způsobem může se získat vhodná indikace o poruchách signálu detekční destičky.

Pro přenos signálu mezi detekční destičkou a dekódovacím zařízením existují vedle periodického zkratování celého resonančního obvodu ještě jiné možnosti.

Tak může být pomocí tranzistoru 25 jako spínače zapojována do resonančního obvodu Lr, Cr nebo, od něho zkratem odpojována přídavná cívka nebo přídavný kondenzátor. Dále je možné pomocí tranzistoru 25 jako spínače zapojovat periodicky do resonančníhiOi obvodu Lr, Cr nelineární prvek, jako například diodu. V prvém případě se resonanční obvod Lr, Cr kódované rozlaďuje, v druhém případě vytváří resonanční obvod Lr, Cr kódované nejméně jeden třetí kmitočet, vychází-li se ze dvou vysílacích kmitočtů.

Popsaná detekční destička může být použita jak v identifikačním systému s vysílacím zařízením sloužícím současně jako přijímací zařízení, tak také v identifikačním systému s vysílacím zařízením a přijímacím zařízením.

Různé modifikace popsaných detekčních destiček jsou pro odborníka nasnadě. Podstatné je, aby detekční destička vytvářela vlastní čítači impulsy, z kterých se vytváří kód, který sestává z bloků přenosu energie a z kódovaných bloků, přičemž bloky přenosu energie slouží ke zpětnému získávání synchronizovaného signálu na detekční straně, například pomocí fázové smyčky. Tím se dosáhne v detekční destičce kódování téměř necitlivého na poruchy, zatím co detekování kódu na detekční straně se může dít spolehlivým způsobem.

Detekční destička je vhodná pro identifikaci osob, zboží nebo zvířat procházejících detekční zónou.

V praxi může takový identifikační systém najít uplatnění například pro krávy ve volné stáji. Ve voilné stáji je několik krmných žlabů, které jsou přístupné všem kravám stáda. Pro správný chov krav je však nutné, aby každá kráva dostala odměřené množství krmné směsi o složení vyhovujícím této krávě. Toho může být dosaženo tím, že se každá kráva oipatří kódovanou detekční destičkou a u každého* krmného žlabu se vytvoří detekční zóna. Tímto způsobem může být kráva před krmným žlabem identifikována a množství a složení krmné směsi mohou být přizpůsobeny příslušné krávě.

Claims (4)

1. Detekční destička pro elektromagnetickou identifikační soustavu, opatřená resonančním obvodem, spínacím členem a kódovacími prostředky, vyznačující se tím, že kódovací obvod (TC) je proveden jako číslicový obvod, jeho první a druhý napájecí vstup (CA, CB) jsou spojeny s resonančním obvodem (Lr, Cr) přes usměrňovači člen (SPJ, řídicí vstup (CL) kódovacího obvodu (TJ je spojen s resonančním obvodem (Lr, Cr) a jeho výstup (CS) je spojen s resonančním obvodem (Lr, Cr) přes spínací člen (S).

2. Detekční destička podle bodu 1, vyznačující se tím, že řídicí vstup (CL) kódiOr vynalezu vacího obvodu (TC) je s resonančním obvodem (Lr, Cr) spojen přes oscilátor (OS).

3. Detekční destička podle bodů 1 nebo 2, vyznačující se tím, že kódovací obvod (TC) obsahuje čítač (T), jehož výstupy (A, B, C, D, E) jsou spojeny s řídicími vstupy (Sal, Sbl, Sel, Sel) alespoň jednoho* multiplexorového obvodu (20) opatřeného nastavitelnými kódovacími vstupy (Cil), přičemž výstup (ul) tohoto multiplexorového obvodu (TC) je spojen se spínacím členem (S).

4. Detekční destička podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že první až třetí a pátý výstup (A, B, C, E) čítače (T) jsou spojeny s řídicími vstupy (Sal, Sbl, Sel, Sel) alespoň jednoho multiplexorového obit vodu (20) a jeho čtvrtý výstup (D) je spo jen s kódovacími vstupy (Cil) alespoň jed noho· multiplexorového obvodu (20),

3 list výkresů