CS307986A3 - Data communication equipment - Google Patents

Description

- 1 - /*

Vynález se týká zařízení pro přenos dat, pro snímání růz-ných míst pobytu osob, případně předmětů, nalézajících se vurčitém pásmu s kódovací jednotkou, k jejímuž výstupu je při-pojena jednotka zpracování signálu, přičemž k výstupu jednotkyzpracování signálu je připojen známý, přijímací anténou opa-třený vysílač a s vysílačem induktivní vazbou spojený, přijíma-cí anténou opatřený známý přijímač, čímž lze kontrolovata pozorovat, popřípadě : fixovat změnu místa a vůbec stav osob,popřípadě předmětů, nacházejících se v dané oblasti.

Osou početné oblasti v dopravě a v průmyslu, zejména alev hlubinném dolování, kde je s ohledem na organizaci prácea bezpečnost, případně i z jiných důvodů třeba a někdy to jei nařízeno mít v každém okamžiku možnost identifikovat osoby,popřípadě objekty nalézající se v daném pásmu, popřípadě při-jímat jejich varovné i jiné signály.

Tyto úlohy mohou být vyřešeny vytvořením systému pro pře-nos dat, sestávajícího z pohyblivých kódových vysílačů a ne-pohyblivých přijímacích zařízení. Část těchto systémů obsahujevysílač a přijímač ultrakrátkých vln se zářičem jako přenosovoucestou. Takové systémy jsou popsány například v britských paten-tových spisech GB 2057818 a GB 2084430. Tyto systémy jsou všakkomplikované, vysílání nelze zajistit do všech míst a navícjsou finančně nákladné. Základním požadavkem při vybavovánítakového systému je bezdrátové spojení mezi vysilači a přijí-mači, přičemž příjem dat by měl být nezávislý na obsluhujícímpersonálu. Přenos dat po vedení lze uspořádat i tak, že se systém napojí na jiné dostupné vedení, například napájecí vedení nebo silnoproudý kabel, takže signály mohou být přenášeny v simplex- ním nebo duplexním provozu. Toto uspořádání však neumožňuje volný pohyb vysílače, přičemž další nevýhodou je, že v případě :···Γ 5 _ 2 - ; většího počtu osob a předmětů, které je třeba v dané oblastiidentifikovat, je identifikační znak i dotazovací cyklus po-měrně dlouhý. Spotřeba energie těchto zařízení je vysokáa v důsledku nutnosti ochranného provedení při používánív agresivním prostředí jsou i drahé.

I Cílem vynálezu je vyvinout takové přenosné, jednodušekonstruované zařízení pro přenášení dat s malou spotřebouenergie, které je opatřeno různými kódováními a přitom obsa-huje vysílací zařízení s jednotkou zpracování signálu umožňu-jící prakticky stálou kontrolu.

Vynález se tedy týká zařízení pro přenos dat pro snímánírůzných míst pobytu osob, případně předmětů, nacházejících sev určité oblasti s kódovací jednotkou, k jejímuž výstupu jepřipojena jednotka zpracování signálu, přičemž k výstupu jedno-tky zpracování signálu je připojen známý, přijímací anténouopatřený vysílač a s vysílačem induktivní vazbou spojený, při-jímací anténou opatřený známý přijímač, které je podle vynálezuvytvořeno tak, že jednotka zpracování signálu obsahuje oscilá-tor, který je zapojen jako taktovací signální generátor řízené-ho hradlového obvodu a řízeného spínacího obvodu, přičemž prvnívstup řízeného hradlového obvodu je spojen s výstupem generá-toru náhodných funkcí a jeho první výstup je přes kmitočto-vý syntezátor pro vytváření kmitočtově modulovaných kódů setřemi stavy s prvním vstupem spínacího obvodu, kde tento vstupje prvním vstupem logického hradlového obvodu,další vstuptohoto hradlového obvodu je spojen jednak s čítačem, jednaks výstupem multiplexoru, které vytvářejí další prvky řízenéhospínacího obvodu, přičemž dále adresové vstupy multiplexorujsou spojeny s výstupy čítače a datové vstupy multiplexoru jsouspojeny s pevně nastaveným stavitelným kódovým vysílačem vy-tvářejícím kódy označující danou osobu, případně předmět,a s řízeným kódovým vysílačem, kde výstup logického hradlovacího ;6’Λ^«®χ^ύΐ;;ώ%'5ν·:<Λ obvodu je spřažen s vysílačem a přijímací anténa sestává z ale-spoň jedné drátové smyčky, uložené ve zkoumaném prostoru.

Je výhodné podle vynálezu, když řízený hradlový obvod jeopatřen i druhým vstupem, k němuž je připojen vnější povolovacíobvod vysílače. Při snímání jediného předmětu mezi mnoha sníjnatelnými před-měty je výhodné další příkladné provedení podle vynálezu, v němžřízený hradlový obvod je opatřen i třetím vstupem, k němuž jepřipojen povolovací/blokovací obvod vysílače. V jiném provedeníidentifikační kód vytvářející stavitelný kódový vysílač jeopatřen číslicovým kotoučem a/nebo řízený kódový vysílač jevícemístný vysílač signálu připojený k mikrospínači.

Ještě další výhodné příkladné provedení vynálezu se vy-značuje tím, že první a druhý vstup řízeného hradlového obvodujsou navzájem spojeny a připojeny k oscilátoru a druhý vstupprvního součinového obvodu vytváří první vstup řízeného hradlo-vého obvodu, který je spojen se vstupem prvního obvodu negacelogického součtu, zatímco druhý vstup prvního obvodu negacelogického součtu, spojený s druhým vstupem druhého součinovéhoobvodu, vytváří druhý vstup řízeného hradlového.obvodu, a vý-stup prvního obvodu negace logického součtu je spojen s nulo-vacím vstupem čítače spínacího obvodu, dále výstupy prvníhosoučinového obvodu a druhého součinového obvodu jsou spojenys prvním vstupem třetího součinového obvodu, jehož druhý vstupvytváří přes první invertor třetí vstup řízeného hradlovéhoobvodu, zatímco výstup třetího součinového obvodu vytváří vý-stup řízeného hradlového obvodu.

Vynález bude dále podrobněji vysvětlen pomocí doprováze-jících výkresů, přičemž obr. 1 znázorňuje blokové schéma za-řízení pro přenos dat podle vynálezu, obr. 2 znázorňuje detail-ní příkladné provedení jednotky zpracování signálu, obr. 3 U' - 4 - znázorňuje blokové schéma příkladného provedení známého vy-sílače a obr. 4 znázorňuje příkladné provedení přijímače.

Obr. 1 ukazuje blokové schéma vysílacího zařízení, tvo-řícího součást zařízení pro přenos dat podle vynálezu.

Obr. 1 tedy znázorňuje blokové schéma vysílacího zařízení,tvořícího součást zařízení pro přenos dat. Na obrázku je zná-zorněn oscilátor _1, který je spojen jednak s řízeným hradlovýmobvodem 2_, jednak s řízeným spínacím obvodem 4_, zapojeným jakotaktovací signální generátor. Řízený hradlový obvod 2 je opa-třen třemi řídicími vstupy, přičemž první řídicí vstup jespojen s generátorem 10 náhodných funkcí, druhý řídicí vstupje spojen s povolovacím obvodem 2 vysílače a třetí řídicívstup je spojen s povolovacím/blokovacím obvodem 9. vysílače.Výstup řízeného hradlového obvodu _2 je přes kmitočtový synte-zátor 2 připojen k řízenému spínacímu obvodu 2· Řízený spínacíobvod 2 je opatřen dvěma dalšími vstupy, z nichž jeden je při-pojen k indenftifikační kódy vytvářejícímu stavitelnému kó-dovému vysilači £ a druhý je připojen k řízenému kódovémuvysílači 7_, zatímco výstup řízeného spínacího obvodu 2 Ťe přesvysílač 5 spojen s vysílací anténou.

Obr. 2 je znázorněno podrobnější zobrazení blokového sché-matu z obr. 1, které názorněji osvětluje podstatu vynálezu vy-tvářející jednotku zpracování signálu. Tato jednotka zpracová-ní signálu sestává z řízeného hradlového obvodu 2, kmitočtové-ho syntezátoru 2» řízeného spínacího obvodu 2 a k němu pří-slušejícímu oscilátoru 2· Výstup oscilátoru 2 3e připojen kprvnímu vstupu prvního součinového obvodu 2.1 řízeného hra-dlového obvodu 2 a k taktovacímu signálnímu vstupu čítače 12řízeného spínacího obvodu 2· Generátor 10 náhodných funkcí jepřipojen ke druhému vstupu prvního součinového obvodu 2.1a k prvnímu vstupu prvního obvodu 2.3 negace logického součtuřízeného hradlového obvodu 2. Povolovací obvod 2 vysílače jespojen s druhým vstupem prvního obvodu 2.3 negace logického 5 součtu a s druhým vstupem druhého součinového ob vodu 2.2.

První vstup druhého součinového obvodu 2.2 je spojen s osci-látorem 2j zapojeným jako generátor taktovacího signálu. Vý-stupy prvního součinového obvodu 2.1 a druhého součinovéhoobvodu 2.2 jsou připojeny na jednotlivé vstupy prvního obvodu 2.4 logického součtu. Výstupy prvního obvodu 2.4 logickéhosoučtu je připojen na první vstup třetího součinového obvodu 2.5 v řízeném hradlovém obvodu 2. Druhý vstup tře,tího součino-vého obvodu 2.5 je spojen přes invertor 2.6 s povolovacím/blo-kovacím obvodem 2 vysílače. Výstup prvního obvodu 2.3 negacelogického součtu je připojen k nulovacímu vstupu čítače 12řízeného spínacího obvodu 4.) zatímco výstup třetího součinovéhoobvodu 2.5 je spojen s kmitočtovým syntezátorem 2j jehož výstupsestává ze tří vedení : první vedení pro kmitočet f^, předsta-vující signál logické jedničky, druhé vedení pro kmitočetpředstavující signál logické nuly a třetí vedení pro kmitočetf-j pro mezidobí. Třetí výstup kmitočtového syntezátoru 2 s kmi-točtem f-j je spojen s prvním vstupem čtvrtého součinového ob-vodu 4.3 řízeného spínacího obvodu £, první výstup kmitočtovéhosyntezátoru 2 s kmitočtem je spojen s druhým vstupem pátéhosoučinového obvodu 4.2, zatímco druhý výstup kmitočtovéhosyntezátoru 2 s kmitočtem Ďe spojen s třetím vstupem šestéhosoučinového obvodu 4.1. Druhý vstup čtvrtého součinového obvo-du 4.3 je přes druhý invertor 4.4 spojen s prvním vstupem pátéhosoučinového obvodu 4.2, druhým vstupem šestého součinovéhoobvodu 4.1 a výstupem Qp čítače 12.· Třetí vstup pátého souči-nového obvodu 4.2 je spojen s výstupem multiplexoru 11, k němužje přes třetí invertor 4.5 připojen první vstup šestého sou-činového obvodu 4.1. Výstupy čtvrtého součinového obvodu 4.3,pátého součinového obvodu 4.2 a šestého součinového obvodu 4.1 přes druhý obvod 4.6 logického součtu připojeny k vysílači 2- Výstupy čítače 12 od výstupu Qn + 1 výše jsou spojeny s adre-sovými vstupy multiplexoru 11, zatímco datové vstupy multiple-xoru 11 jsou spojeny jednak s výstupem identifikační kód vytvá-řejícího stavitelného kódového vysíl.ače 6_, jednak s výstupem - 6 - řízeného kódového vysílače T_.

Obr. 3 znázorňuje známou variantu vysílače, který jakohlavní díly obsahuje tranzistorový zesilovač a k tranzisto-rovému zesilovači příslušející a do kolektorového obvodutranzistoru zapojený, jako magnetický dipól vytvořený kmitavýresonanční obvod. Tento kmitavý resonanční obvod je v podsta-tě vysílací anténou.

Obr. 4 znázorňuje příkladné provedení přijímače. Při-jímací anténa, vytvářející vstup přijímače, je smyčka na místěpříjmu, která je pres pásmový filtr 13 připojena ke směšova-címu stupni 14, k němuž je připojen i oscilátor 15 a který jev tomto provedení dále propojen přes středofrekvenční pásmo-vý filtr 16, středof rekvenční zesilovač 17, demodulátor 18a komparátor 19 k dalšímu zpracování signálu. Na výstupu kom-parátoru 19 se již objevuje číslicový signál. Činnost zařízení podle vynálezu bude popsána následovně.Ke vstupu řízeného spínacího obvodu _4 připojený stavitelnýkódový vysílač £ je charakteristický pro pozorovanou osobu,případně pozorovaný předmět, to jest vytváří kódovaný signálk její identifikaci. Tento kódový vysílač může být vytvo-řen na příklad jako číslicový kotouč, který vytváří pro datovývstup multiplexoru 11 číslicovou signální radu odpovídajícíhosledu. Generátor 10 náhodných funkcí vytváří signální raduprakticky stochasticky a předává ji na vstup prvního součino-vého obvodu 2.1, popřípadě prvního obvodu 2.3 negace logic-kého součtu. Generátor 10 náhodných funkcí může být vytvořennapříklad tak, že dává výstupní signál po dobu 20 m sec, pakpo dobu jedné sekundy nevysílá nic, přičemž tento proces seperiodicky opakuje. Mezičas může být případně i delší. Osci-látor _1 dává průběžně na vstup prvního součinového obvodu 2.1 taktovací impulsy. Když je signál oscilátoru 1^ a generá-toru 10 náhodných funkcí synchronní, překlopí první součinovýobvod 2.1, načež dojde k vysílání. Takovým způsobem lze v dané oblasti současně sledovat prakticky libovolný počet osob Á3^É!teBÍÍí!SíKi: - 7 - poněvadž je jen velmi malá pravděpodobnost, že na příkladk synchronisaci generátoru 10 náhodných funkcí a oscilátoru _1dojde u více osob nebo předmětů současně. U tohoto provedeníje výhodné, že vysílací čas je velmi krátký, takže přestožese provádí měření a vzorkování, bude spotřeba energie celéhozařízení v konečném efektu velmi nízká. K dalšímu vstupu ří-zeného hradlového obvodu _2 je připojen povolovací obvod 8.vysíláče, který dává signály na vstupy druhého součinovéhoobvodu 2.2 a prvního obvodu 2.3 negace logického součtu. V tomto případě snímá přijímací zařízení signál dané osoby pocelou dobu, během níž je na výstupu povolovacího obvodu _8vysílače povolovací signál. Povolovací obvod _8 vysílače umož-ňuje přes odpovídající přizpůsobovací členy na příklad i přesřeči na zařízení pro přenos dat podle vynálezu. Povolovací/blo-kovací obvod 2 vysílače je připojen ke třetímu vstupu řízenéhohradlového obvodu 2 a je přes první invertor 2.6 spojen i sevstupem třetího součinového obvodu 2.5. Ten vytváří signálnířadu se dvěma stavy, přičemž je-li na jeho výstupu jeden stav,pak v případě synchronizace generátoru 10 náhodných funkcía oscilátoru JLj dojde k vyslání signálu, když se však na jehovýstupu objeví blokovací signál, nemůže k vysílání dojít. Po-volovací/blokovací obvod 9. vysílače má za úkol zabránit vícesoučasným vysíláním. Ke vstupu řízeného spínacího obvodu 2připojený řízený kódový vysílač 7. snímá různé stavy, případnězměny stavů. Toto snímání lze uskutečnit na příklad s pomocíčíslicového kotouče dávajícího číslicové výstupní signály nebos pomocí jiného měniče, na příklad řady mikrospínačů, kde stavyvýstupního signálu závisí na poloze mikrospínače. Tímto způsobemlze snímat uložení, polohu a přejíždění různých strojů v danémmístě nebo jeho okolí.

Zařízení pro přenos dat podle vynálezu může být zvláštědobře využito v těžkých provozních podmínkách, na příkladv dolech. Informace se nezkreslují a zůstávají reprodukova-telnými a osoby a stroje, případně jejich různé parametrymohou být v dané oblasti průběžně sledovány a kontrolovány, přičemž spotřeba energie zařízení zůstává velmi malá. Gene-rátor 10 náhodných funkcí umožňuje stochastickou změnu hustotyvysílání, popřípadě period vysílání jednotlivých vysílačů.

Doba vysílání bude stanovena jednak v závislosti na počtusledovaných osob nebo předmětů, jednak .s ohledem na spotřebuenergie, povolovací obvod 8_ vysílače umožňuje na příklad sní-mání průchodu či průjezdu okolo daných bodů. U zařízení podlevynálezu je výhodné, že vysílače lze použít i jako předmětyosobního vybavení, na příklad příslušenství svítilny upevněnéna helmě či zařízení upevněné na řemeni, nebo jako výměnné vy-bavení stroje. Další výhoda spočívá v tom, že průběžné sledo-vání se provádí vzorkovací metodou, takže kontrola a sledováníse uskutečňuje ve více směrech a na místech, v nichž může do-jít k nejistému snímání, je vysílač vybaven anténou vyzařujícído více směrů. Anténa přijímače je na zem položená induktivnísmyčka a může být uspořádaná z více částí, čili anténní smyčkamůže sestávat z více smyček. Toto uspořádání umožňuje takésnímání časového okamžiku, kdy stroj nebo horník z jednésmyčky přechází na druhou. Tímto způsobem není třeba používatu zařízení pro přenos dat výkonového vysílače, což má za ná-sledek další zmenšení spotřeby.

Zařízení pro přenos dat podle vynálezu lze s výhodou vyu-žívat na nebezpečných pracovištích, tedy na takových pracoviš-tích, kde je s ohledem na ochranu života nebo na platný před-pis nutné průběžně sledovat místo pobytu osob, nacházejícíchse v dané oblasti nebo dráhu pohybu strojů, popřípadě vlaků.Přijímací zařízení je samo o sobě známo a další zpracovánísignálu z výstupu přijímače může být prováděno libovolným způ-sobem. Data mohou být případně uložena do paměti a toto pro-vedení pak umožní na příklad i pozdější zjištění místa a dobypobytu různých osob v dané oblasti.

Claims (7)

...... .i·.·.·:... . / ; · 'Λ-: Z&amp;Jf-fC. c PATENTOVÉ NÁROKY

1. Zařízení pro přenos dat pro snímání různých míst pobytuosob, případně předmětů, nalézajících se v určitém pásmu,s kódovací jednotkou, k jejímuž výstupu je připojenajednotka zpracování signálu, přičemž k výstupu jednotkyzpracování signálu je připojen známý, přijíma.cí anténouopatřený vysílač a s vysílačem induktivní vazbou spojení,přijímací anténou opatřený známý přijímač, vyznačující setím, že jednotka zpracování signálu obsahuje oscilátor (1),který je zapojen jako taktovací signální generátor říze-ného hradlového obvodu (2) a řízeného spínacího obvodu (4),přičemž první vstup řízeného hradlového obvodu (2) je spo-jen s výstupem generátoru (10) náhodných funkcí a jehoprvní výstup je přes kmitočtový syntezátor (3) pro vytvářeníkmitočtově modulovaných kódů se třemi stavy s prvním vstu-pem spínacího obvodu (4), kde tento vstup je prvním vstupemlogického hradlového obvodu, další vstup tohoto hradlovéhoobvodu je spojen jednak s čítačem (12), jednak s výstupemmultiplexoru (11), které vytvářejí další prvky řízenéhospínacího obvodu (4), přičemž dále adresové vstupy multi-plexoru (11) jsou spojeny s výstupy čítače (12) a datovévstupy multiplexoru (11) jsou spojeny s pevně nastavenýmstavitelným kódovým vysílačem (6) vytvářejícím kódy ozna-čující danou osobu, případně předmět, a s řízeným kódovýmvysílačem (7), kde výstup logického hradlovacího obvodu jespřažen s vysílačem (5) a přijímací anténa sestává z ale-spoň jedné drátové, smyčky, uložené ve zkoumaném prostoru.

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že řízenýhradlový obvod (2) je opatřen i druhým vstupem, k němužje připojen vnější povolovací obvod (8) vysílače.

’ ' c. · · i i - 10 -

3. Zařízení podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, žeřízený hradlový obvod (2) je opatřen i třetím vstupem,k němuž je připojen povolovací/blokovací obvod (9)vysílače.

4. Zařízení podle kteréhokoliv z předcházejících bodů, vy-značující se tím, že identifikační kód vytvářející stavi-telný kódový vysílač (6) je opatřen číslicovým kotoučem.

5. Zařízení podle kteréhokoli z předcházejících bodů, vyzna-čující se tím, že řízený kódový vysílač (7) je vícemístnývysílač signálu připojený k mikrospínači.

6. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že první a druhý vstup řízeného hradlového obvodu (2) jsou navzá-jem spojeny a připojeny k oscilátoru (1) a druhý vstupprvního součinového obvodu (2.1) vytváří první vstup říze-ného hradlového obvodu (2), který je spojen se vstupemprvního obvodu (2.3) negace logického součtu, zatímco dru-hý vstup prvního obvodu (2.3) negace logického součtu, spo-jený s druhým vstupem druhého součinového obvodu (2.2),vytváří druhý vstup řízeného hradlového obvodu (2), a vý-stup prvního obvodu (2.3) negace logického součtu je spo-jen s nulovacím vstupem čítače (12) spínacího obvodu (4),dále výstupy prvního součinového obvodu (2.1) a druhéhosoučinového obvodu (2.2) jsou spojeny s prvním vstupemtřetího součinového obvodu (2.5), jehož druhý vstup vy- . tváří přes první invertor (2.6) třetí vstup řízeného hradlo-vého obvodu (2), zatímco výstup třetího součinového obvodu(2.5) vytváří výstup řízeného hradlového obvodu (2). X 30- Z 2493 28.7.1989 O cr.

7. -- r- £ o

íňj Cl k ή M O