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Verfahren und Vorrichtung zur Übertragung von Befehlen.
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Signalen, Meßwerten 0. dgl.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Vorrichtung
zur Übertragung von Befehlen, Signalen, Meßwerten o dgl. zur Ferninessung und Fernregelung
von in einer oder mehreren Unterstationen befindlichen Schaltern, Organen 0. dgl.
von bzw. zu einer Kontrollstation, wobei mehrere Schwingungen unterschiedlicher
Frequenz und ein Starimpuls, der eine oder mehrere Unterstationen empfangs- oder
sendebereit macht, verwendet werden.
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Für derartige Verfahren und Vorrichtungen zur Übertragung von Befehlen,
Signalen, Meßwerten o. dgl.. ist eine Vielzahl von Modulationsarten bekannt. Allen
diesen Verfahren ist jedoch gemeinsam, daß sie entweder einen hohen Bauaufwand und/oder
eine Vielzahl von Übertragungsfrequenzen benötigen.
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So ist es beispielsweise bekannt, Informationen mit Hilfe verschiedener
Arten von Impulsmodulationen, wie Pulslängen-oder Pulsdauermodulation, Pulsphasenmodulation
und Pulscodemodulation, zu Ubertragen. Außer einem hohen Geräteaufwand erfordern
diese Modulationsarten zumindest bei hoher Übertragungsgeschwindigkeit der Informationen
relativ breitbandage Übertragungskanäle, die in vielen Fällen nicht zur Verfugung
stehen0
Es ist welt,erhin bekannt, Informationen mit Hilfe von Kombinationen
verschiedener Frequenzen zu übertragen, wobei die jeweils verwendete Kombination
eine bestimmte Information darstellt. Auch diese Übertragungsverfahren erfordern
insbesondere bei einer Vielzahl von Unterstationen einen sehr breitbandigen Übertragunskanal
und sind aufgrund der erforderlichen Filteranordnungen sehr aufwendig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen es möglich ist, mit relativ geringem
Aufwand und unter Verwendung von Übertragungskanälen mit begrenzter Breite eine
Vielzahl von Informationen zwischen einer oder mehreren Kontrollstationen und einer
Vielzahl von Unterstationen zu übertragen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Schwingungen
verschiedener Frequenz in Form von Impulsen zeitlich hintereinander gesendet werden
und eine dem übertragenen Befehl: Signal, Meßwert o. dgl. entsprechende Information
aus einer bestimmten Impulsreihe besteht.
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Auf diese Weise ist es möglich, mit einer geringen Anzahl von Schwingungen
verschiedener Frequenz eine Übertragung von Informationen zwischen einer Vielzahl
von Kontroll- und Unterstationen durchzuführen. Bei Verwendung von beispiels weise
50 Schwingungen verschiedener Frequenz ist es mßglioh, mehrere Millionen von sich
gegenseitig unterscheiden den Anlagen aufzubauen und zu betreiben. Jede der einzelnen
Kontroll- oder Unterstationen kann hierbei, wenn ihr 7 Schwingungen verschiedener
Frequenz auss.B. 50 zur Verftlgung stehenden Frequenzen zugeordnet sind, 5040 verschiedene
Informationen übertragen.
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Eine bestimmte Kontroll- oder Unterstation wird hierbei durch einen
Startimpuls mit einer bestimmten Kombination von beispielsweise 7 Schwingungen verschiedener
Frequenz startbereit gemacht. Dieser Startimpuls kann entweder aus einem gleichzeitig
gesendeten Gemisch der Einzelfrequenzen bestehen, oder die einzelnen Schwingungen
unterschiedlicher Frequenz der gewählten Kombination können impulsförmig zeitlich
hintereinander tragen werden.
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In vielen Fällen kann es vorteilhaft sein, die übertragenen Informationen
zu Kontrollzwecken nach ihrer Übertragung zur sendenden Station zurückzuübertragen.
. Auf diese Weise ist es möglich, eine aehr störaichere und zuverlässige Übertragung
zu erzielen.
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Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfaßt
eine Sendeeinrichtung, die eine Anzahl von Oszillatoren zur Erzeugung von Schwingungen
unterschiedlicher Frequenz eine der Anzahl der Oszillatoren entsprechende Anzahl
von Triggerschaltungen für die Ansteuerung der Oszlllatoren sowie eine Ansteuerimpulsweiche
zur Ansteuerung der Oszillatoren entsprechend der zu übertragenden Information und
ggf. einen Ausgengverstärker mit Anpassungseinrichtungen für das verwendete Übertragungsmedium
aufweist, und eine Empfangeseinrichtung, die einen Eingangsverstärker mit Anpassungseinrichtungen
an das verwendete Übertragungsmedium, eine der Anzahl der verwendeten Schwingungen
unterschiedhoher Frequenz entsprechende Anzahl von Filtern sowie Dcmodulatoren und
Dekodiereinrichtungen aufweist.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung noch näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 Darstellungen zur
Erläuterung der Zuordnung bis 5 von Frequenzen zu den einzelnen Übertragungsstationen
und zu vorgegebenen Informationen; Fig. 6 eine Darstellung des Schwingungsverlaufs
einer Information; Fig. 7 ein Blockschaltbild eines Senders zur Durchführung des
Verfahrens; Fig. 8 ein Blockschaltbild eines Empfängers, der zusammen mit dem Sender
nach Fig. 7 betreibbar ist.
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Bei dem dargestellten Beispiel zur Durchführung des Verfahrens zur
Übertragung von Informationen werden ingesamt 50 Frequenzen verwendet, von denen
jeweils 7 Frequenzen einer bestimmten Verbindung zwischen einer Kontroll- und einer
Unterstation und umgekehrt, bzw. diesen Stationen zugeordnet sind.
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Aus Fig. 1 ist zu erkennen, daß bei Verwendung von 7 Frequenzen für
eine Verbindung und bei einer Gesamtzahl von 50 Frequenzen eine Vielzahl von Kombinationsmöglichkeiten
mit 7 Frequenzen möglich istS so daß eine Vielzahl von Kontroll- oder Unterstationen
betrieben werden kann. Weiterhin ergibt die Verwendung von 7 Trägerfrequenzen die
Möglichkeit, über jede Verbindung zwischen einer Kontroll-und einer Unterstation
5040 verschiedene Informationen tbertragen zu können* Allgemein ergibt die Verwendung
von x versvhiedenen Frequenz die Möglichkeit, x! verschiedene Informationen zu übertragen.
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Um verschiedene Stationen voneinander unterscheiden zu können, ist
es ausreichend, wenn sich von den zur Adressierung verwendeten Gruppen von Frequenzen
eine dieser Frequenzen
unterscheidet. Es ist jedoch zweckmäßig,
bei nahe beieinander angeordneten Stationen möglichst unterschiedliche Frequenzen
zu verwenden, so daß der Aufwand für die erforderlichen Filter in den Empfangseinrichtungen
verkleinert werden kanxi4 BeS weiter auseinanderliegenden Stationen ist es bei vertrentbarem
Filteraufwand möglich, wenn sich nur eine der Frequenzen unterscheidet. So sind
z.B. in Fig. 2 3 x 7 Frequenzen dargestellt, die z.B. 3 verschiedenen örtlich naheliegenden
Anlagen zugeordnet sein können. In Fig. 3 sind 3 x 7 Frequenzen dargestellt, die
z.B. solchen Anlagen zugeordnet sind, welche außerhalb des Bereichs der Anlagen
liegen, die mit den Frequenzen nach Fig. 2 betrieben werden. In Fig. 4 und 5 sind
verschiedene Impulsreihenfolgen und damit Informationen der Anlage aufgezeigt, die
mit der Gruppe der 7 Frequenzen (nach Fig. 2) übertragen werden.
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Zur Anadressierung einer Station wird von der senkenden Station ein
Startimpuls abgegeben, der für eine kurze Zeitdauer die Empfangseinrichtungen einer
oder mehrere Stationen empfangsbereit macht. Der Startimpuis besteht zweckmäßigerweise
aus einem impulsförmig und gleichzeitig gesendeten Frequenzgemisch von allen 7 der
Anlage zugeordneten Frequenzen. Dem Startimpuls nachfolgend werden dann in bestimmten
Zeitabständen z.B. die 7 im Startimpuls bereits enthaltenen Frequenzen in einer
der jeweiligen. Information zugeordneten Reihenfolge gesendete Der durch den Startimpuls
auf die Dauer der Sendezeit einer Information.
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empfangsbereit gemachte/Empfänger einer Station speichert die 7 eingegangenen
Impulse verschiedener Frequenz und wertet die Reihenfolge dieser Impulse verschiedener
Frequenz zur gewünschten Information aus. Nicht die zeitlicha Verschiebung der nacheinander
impulsmäßig gesendeten Frequenzen ist das entscheidende Kriterium in bezug auf die
übertragene
Information, sondern die Reihenfolge der gevendeten Impulse verschiedener Frequenz.
Um Störungen zu verringern, kennen die beim Empfänger ankommenden Impulse u.a. gleicherichtet
und differenziert bzw. integriert werden, was bedeutet, daß nur während der Empfangs,
zeit einer Information, ein- bzw. aussetzende Störimpulse gleicher Frequenz im Empfänger
registriert werden. Über den Empfangszeitraum hinweg dauernde Störfrequenz können
sich also nicht störend bemerkbar machen.
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Das günstige Verhalten des Verfahrens gegen Störungen läßt sich noch
dadurch verbessern, daß geeignete Frequenzen mit zweckmäßiger impuisauer und festgelegten
Zeitabständen gessendet werden. Ist zu befürchten, daß Fehlübertragungen durch gleichzeitige
Sendung mehrere Anlagen auftreten, so kann eine Sperrschaltung al den Sendern dies
verhüten, und zwar in der Form9 daß bei Auftreten irgendeiner dem Sender. ebenfalls
zugeordneten Frequenz, welche zeitlich vor dem zugehörigen Startimpuls aufgenommen
wird, den Sender auf die Zeitdauer einer ganzen Informationsübertragungszeit sperrt
bzw. seinen während der Übertragungsdauer der Nachbaranlage beabsichtigten Startbeginn
verzögert. Die gegenseitige Beeinflussung von verschiedenen Stationen kann aber
auch wirksam dadurch verhindert werden, daß allen drtlich nahe beieinanderliegenden
Anlagen. solche Frequenzen zugeordnet werden, die in den betreffenden Stationsbereiohen
nur einmal auftreten.
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Eine weitere Verbesserung der Übertragungssicherheit ergibt sich dadurch,
daß bei Verwendung eines Speichers zusammen mit dem Empfänger vor Auslösung der
in den Speicher des Empfängers vom Sender übertragenen Informationen Kontrollrückfragen
und Vergleiche bezüglich der Richtigkeit durchgeführt werden.
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In allen Fällen können zur Übertragung der Informationen beliebige
zur Verfügung stehende Übertragungsmedien in bekannter Weise verwendet werden, wobei
es lediglich erforderlich ist, die der Sendeeinrichtung nachgeschaltete bzw. der
Empfangseinrichtung vorgeschaltete Verstärkeranordnung mit Anpassungseinrichtungen
für das verwendete Übertragungsmedium zu versehen. Beispielsweise ist es möglich,
bei Verwendung eines entsprechenden Frequenzbereiches für die verwendeten Frequenzen
die Informationen über zur Verfügung stehende Telefonkanäle oder trägerfrequent
über die Leitungen von Energieversorgungsunternehmen zu übertragen. Weiterhin ist
eine drahtlose Übertragung denkbar.
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Sowohl die Sende- als auch die Empfangseirichtungen können in ainem
erweiterungsfähigen Baukastensystem gefertigt werden, so daß nicht von vorneherein
jede Anlage mit den maximalen Übertragungsmöglichkeiten ausgerüstet sein muß und
es ohne weiteres möglich ist, die verwendeten Frequenzen einer Station nachträglich
zu ändern oder zu ergänzen.
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Die einzelnen Bauteile der Sende- und Empfangseinrichtungen sind an
sich bekannt und die in Fig. 7 und 8 dargestellten Beispiele stellten nur Ausführungsbeispiele
für derartige Sende- und Empfangseinrichtungen dar, die in beliebiger Weise abgeändert
werden können.
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Patentansprüche :