DE2719145A1

DE2719145A1 - Anordnung zur fernablesung des zaehlerstandes von verbrauchsmessern

Info

Publication number: DE2719145A1
Application number: DE19772719145
Authority: DE
Inventors: Ernest Michael Ward
Original assignee: DILS MICHAEL A; WARD STEVEN M
Current assignee: DILS MICHAEL A; WARD STEVEN M
Priority date: 1976-04-29
Filing date: 1977-04-29
Publication date: 1978-01-12
Also published as: JPS52133231A; CA1089537A; GB1579399A; FR2349819A1; FR2349819B1; JPS6036637B2; US4119948A

Description

Ziisammonfassung der Erfindung

Elßktrooptisches System zur Ablesung entfernter Verbrauchs zähler, mit einem elektrooptischen Monitor zur kontaktlosen Abtastung des Zählerstandes und zur abrufbaren Speicherung desselben in digitaler Form, sowie mit einem elektrooptischen Transponder zum Empfang der Monitor-Daten und zu deren Umwandlung und Übertragung in Form von Laser-Impulszügen, welche ausgelöst werden durch entsprechende nicht kodierte Laserimpulse aus einem entfernten mobilen Abfragegerät· Dieses enthält einen Laser-Empfänger und einen Impuls- Umsetzer and ist verbunden mit einer weiteren Geräteeinheit zur Aufbereitung der digitalen Impulse. Eine Variante des

7098827066g

Mündliche Abreden, insbesondere durch Telefon, bedürfen schriftlicher Bestätigung.

Bankkonto: Effectenbank Warburg AG, Ffm. (BLZ 501 207 17), Konto-Nr.: 000/439 44.4

Postscheckkonto Frankfurt/Main Nr. 111046-602

³ 27Ί9Η5

Fernablesesystems arbeitet mit mehreren gemeinsam untergebrachten Verbrauchszählern, die nacheinander von einem gemeinsamen Transponder abgefragt werden.

Hintergrund der Erfindung

1.) Gegenstand der Erfindung

Die Erfindung betrifft allgemein ein System zur Ablesung des Zählerstandes entfernter Verbrauchsmesser, worin die vom Verbrauchsmesser abgeleiteten Daten abgefragt werden durch und übertragen werden zu einer entfernten Station, wie einer mobilen Einheit, und dort weiter verarbeitet werden.

2.) Beschreibung der bekannten Technik

In den vergangenen Jahren wurden beträchtliche Anstrengungen gemacht zur ökonomischen Ablesung der Verbrauchszähler, welche zur Standardausrüstung von Versorgungsunternehmen gehören. Das direkte Ablesen wurde unverändert praktiziert, seit es solche Verbrauchszähler gibt. Zur Rationalisierung dieser personalaufwendigen Arbeit wurden Übertragungssysteme entwickelt, in welchen die Verbrauchszähler von einer entfernten Station abgefragt werden mit Signalen, die übertragen wurden durch die Kraftstromkabel, über Telefonkanäle oder Radiosender. Jedes dieser Systeme hat jedoch beträchtliche Nachteile, bringt ungelöste technische Komplikationen und ist teuer. So wurde vorgeschlagen, die Information durch vorhandene Starkstromleitungen zu übertragen. Dieses Leitungssystem schließt aber eine direkte Verbindung aus zwischen Abfrageetation und Verbrauchszähler, weil die Signale nicht einfach durch die im Übertragungsnetz verteilten Transformatoren geleitet werden können. Um Signalüberlagerungen durch Transformatoren

709882/0668

2719U5

zu vermeiden, wurden verschiedene Umgehungsanordnungen vorgeschlagen.

Bekannt ist aus der US-Patentschrift 3,656, 112j eine drahtlose Übermittlungsstrecke für die Signale einzurichten zwischen Primär— und Sekundärseite des Transformators. Es wurde aber gefunden, daß dies keine praktikable, preiswerte Lösung darstellt. Wie in der US-Patentschrift 3,9OO,8*»2 vermerkt, ergibt die Überbrückung des Signalpfades durch Radiowellen von und zu einer Kontrollstation Systeme, die nicht nur kompliziert und teuer sind, sondern auch unzuverlässig. Die letzterwähnte Patentschrift schlägt vor, diese Schwierigkeiten zu beseitigen, indem die Signale vor und nach ihrem Weg durch den Transformator modifiziert werden.

Andere Schwierigkeiten und Nachteile ergeben sich durch die Notwendigkeit, Störfrequenzen auszufiltern, die mit großer Amplitude erzeugt werden durch die gebräuchlichen elektrischen Antriebe und deren Ausrüstung.

Während die Verwendung von Radiofrequenzen (RF) als Übertragungsmedium auf dem ersten Blick sehr nützlich erscheint, wurde gefunden nach genauerer Betrachtung, daß die verfügbaren Systeme fUr eine weitgestreute Anwendung nicht annehmbar sind aus verschiedenen Gründen. Die RP-Übertragung ist grundsätzlich ungerichtet, und um eine Richtwertung zu erhalten, braucht man große Antennen und eine teure Mikrowellenausrüstung. Aber selbst dann wird die erforderliche genaue Ausrichtung auf den jeweils abzulesenden Verbrauchszähler kaum erreicht.

709882/0668

-Jf- ⁵ 2719U5

Während hohe Aufwendungen durch die Anwendung von niedrigeren Frequenzen jedoch noch im Radiofrequenzbereich vermindert, werden können, ist doch eine kodierte Abfragung erforderlich und die Bewältigung der Tnterferenzstörnngen von Hochspannungsleitungen, der Wetterbedingungon und der Strahlungen aus zahlreichen anderen Quellen. Das unkontrollierte und kontrollierte Band von Radiofrequenzen ist weitgehend belegt durch kommerzielle und privat« Benutzer, woraus sich zusätzliche Störquellen ergeben.

Die Verwendung von Telefonkanälen für die Datenübertragung, wie vorgeschlagen beispielsweise in der nS-Patentschrift 3»609>727fbegegnet ebenfalls zahlreichen technischen und anderen Hindernissen. Es ist klar, daß solch ein System nicht nur ein Telefon dicht beim abzulesenden Verbrauchszähler erfordert, sondern auch die Gegenwart und/oder Mitarbeit des Telefonbenutzers während des Ablesevorgangs. Di« über Telefonkabel geleiteten Niederfrequenzimpulse sind Übersprechstörungen unterworfen, sowie Strahlungen aus Kraftstromleitungen und gleichzeitigen anderen Übertragungsdiensteni veränderlicher Übertragungsdämpfung und ähnlichen Beeinträchtigungen, welche die Ablesedaten verfälschen oder zerstören können. Abgesehen davon ist der hohe Fernsprech-Gebührentarif einer solchen rationellen Fernablesung hinderlich.

Viele der bekannten Ablesesysteme erfordern eine beträchtliche Änderung oder einen Ersatz der abzulesenden Verbrauchszähler. Von diesen sind in den USA schätzungsweise einige hundert Millionen installiert. Die Notwendigkeit solcher Änderungen wäre ein beträchtlicher Nachteil. Wie ein Verbrauchszähler ftlr die Fernablesung mit bekannten Systemen zu ändern ist, zeigt die US-Patentschrift 3»566t

709882/0668

-y-

Wesen der Erfindung

Es ist daher die Haupterfindungsaufgäbe, ein mit Laser-Übertragung arbeitendes elektrooptisches System zur Fernablesung von Verbrauchszählern anzugeben, dajs die zahlreichen Nachteile und Schwierigkeiten der bekannten vergleichbaren Technik vermeidet und wirtschaftlich ist.

Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, ein Fernablesesystem anzugeben zur Erleichterung der periodischen Inspektion der Verbrauchszähler von einer Mobilstation aus, wie einem Fahrzeug, einem Luftfahrzeug oder einer Person, welche die Mobilstation trägt, um die Ablesearbeit zu beschleunigen und die damit verbundenen Kosten zu senken.

Während die Erfindung die Notwendigkeit kodierter Abfragung vermeidet, ist dieses Verfahren doch mit der Erfindung verträglich. Jedoch die Abfragung durch optische Abtastung der Monitoreinheit durch einen Laserstrahl bringt Vorteile und Vereinfachungen. Die Gestalt des optisch gerichteten Laserstrahles aus einer oder mehreren Laserdioden kann gewählt werden entsprechend den unterschiedlichen geometrischen Bedingungen des jeweiligen Monitors. Der kohärente gerichtete Strahl erlaubt die selektive Abfragung eines Monitors in einem sehr raschen Arbeitstakt. So kann in einem typischen Einzelheim-Bezirk ein Strahl in 17 Metern Entfernung von der Mobilstation eine horizontale Breite haben von weniger als 60 cm und eine Höh·, von etwa 7 m. Da/ das System beispielsweise tausend Impulse je Sekunde abstrahlen kann, ist ohne Mitwirkung einer Bedienungsperson (abgesehen vom Fahrer der Mobilstation) die Ablesung in sehr kurzer Zeit möglich.

709882/0668

2719K5

Das optische System des Monitors wird entsprechend obigen Bedingungen ausgelegt, um über einen vorgegebenen Abstand mit der Abfragestation zusammenarbeiten zu können.

Das elektrooptisch^ Fernablesesystem nach der Erfindung

enthält optische Analoge und digitale elektronische Elemente, um den Zählerstand zu erfassen, ihn in eine digitale Information umzuwandeln, die Information zu speichern und nach Abruf in benärer Darstellung zum gewünschten Ort abzustrahlen, die Information zu empfangen in binlrer Form und zu speichern für direkte Verarbeitung durch einen Computer.

Als Abwandlung eines Systemelements wird ein Mehrfach-Monltor beschrieben, der mehrere Verbrauchszähler, in einer Gruppe zusammengefaßt, abtasten kann und mit einem einzigen Transponder für den Abfragevorgang und die Datenübertragung zusammenarbeitet.

Um die Beschreibung des Monitors zu erleichtern, wird seine Anwendung auf einen typischen elektrischen Verbrauchszähler dargestellt. In diesem wird die mechanische Wiedergabe der verbrauchten Energie umgewandelt in ein leicht übertragbares Signal. Wahrend das erfindungsgemäße System besonders vorteilhaft ist für die Ablesung gewöhnlicher Verbrauchszähler, ist seine Anwendung hierauf nicht beschränkt. Das Wort "Verbrauchszähler" wird gebraucht in einem Sinne, welcher auch andere Zustande· Anzeigegeräte für verschiedene industrielle Anwendungszweoke einschließt. Der Ausdruck "Transponder" zum Monitor ■eint eine Sender-Empfängeranordnung, welche den automatischen Abfrageverkehr ermöglicht einschließlich der übertragung der Antwort. Der Ausdruck "Abfragestation" meint eine Sender-Empfängeranordnung, welche den Transponder anregt und seine Antwort empfängt.

709882/0668

Obgleich die vorließende Erfindung hauptsächlich zum bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben wird, ist sie anwendbar unabhängig von der Einschaltdauer des Systems. Eine abgewandelte Ausführungsform erlaubt dem Monitor die kontinuierliche Ausstrahlung der Ablesedaten, so daß Abfrageimpulse unnötig sind. Bei dieser Ausführungsform ist die mobile Abfragestation ersetzt lediglich durch einen Empfänger, und die Monitor-Transpondereinheit durch einen Sender. Dabei erlaubt der kohärente Laserstrahl, daß die mobile Einheit rtnrth individuelle nichtüberlappende Strahlungsfelder entsprechender abzulesender Verbrauchszähler passiert. Dann wird aber beim Ablesen von Verbrauchszählern die Lebensdauer der Systemelemente nicht wirksam ausgenutzt .

In VpIterbildung der Erfindung kann beim Ablesen von Verbrauchszählern das System ergänzt werden um einen kleinen Computer und Kartendrucker in der Mobilstation, um die alsbaldige Verteilung der Verbrauchsrechnungen an die Abnehmer zu rationalisieren.

Erfindungsgemäß so-11 ein elektrooptisches Fernablesesystem für Verbrauchsmesser^ angegeben werden, welches eine erste Einheit erhält zum Erzeugen einer Mehrzahl von Signalen, wovon jedes eine vorbestimmte Verbrauchemenge angibt und die Anzahl der erzeugten Signale direkt proportional ist dem gemessenen Verbrauch. Eine zweite Anordnung ist angeschlossen, eingerichtet zur Umwandlung dieser Signale in digitale Impulse. Eine dritte Anordnung mit einem Gedächtnis empfängt und speichert diese Digitalimpulse, eine vierte Anordnung enthält einen elektrooptischen Transponder, eingerichtet zur Antwort auf eine Abfrage durch Laserimpulse, welche die dritte Anordnung veranlassen, von dort Impulse zur vierten Anordnung ·«. geben und diese durch Laserstrahlung zu übertragen. Eine fünfte Anordnung enthält eine Abfrage-

709882/0668

27Ί9Η5

einheit, entfernt vom Transponder, um die Abfrage auszulösen und dann die Antwortimpulse vom Transponder zu empfangen. Schließlich enthält das erfindungsgemäße System eine sechste Anordnung, welche die Signale der Abfrageanordnung empfängt und verarbeitet.

Die Erfindung möge anhand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele weiter erläutert wer den. Es zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Blockdarstellung eine mobile Einheit, eine ortsfeste Monitoreinheit und deren Strahlungskegel;

Fig. 2 ein Blockschaltbild der beiden Untersysteme, nämlich der Monitoreinheit und der davon entfernten Abfrage- und Empfängereinheit;

Fig. 3 ein ausführlicheres Blockschaltbild der Elemente zur Monitoreinheit;

Fig. k ein ausführlicheres Blockschaltbild der entfernten Abfrage- und Empfängereinheit;

Fig. Ua ein Blockschaltbild des Wortvergleichs-Kreises der Abfrage- und Empfängereinheit;

Fig. 5a einen Teil des Verbrauchszählers und des elektrooptischen Abtastorgans;

Fig. 5t> eine Variante dazu in Darstellung ähnlich der Figur 5a»

Fig. 6 ein Zeitdiagramm der Monitoreinheit;

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Vielfach-Monitoreinheit.

2719H5

Aus Hen Figuren 1 und 2 ist schematisch ersichtlich die Anordnung eines Fernablesesystems zu einem Verbrauchezähler 10, mit einer Monitoreinheit 20, versehen mit einem Transponder kO. Die Monitoreinheit 20 ist eingerichtet zur elektrooptischen Abtastung des Verbrauchszählers 10, «reicher neben einem Gerät 2 angeordnet ist und den durch dieses fließenden Strom von Energie oder Kraftstrom oder Fluid oder Material mißt (im folgenden als Verbrauchszähler bezeichnet ) .

In einer typischen Ausfiihrungsform der Erfindung ist eine «■SSI* Einheit lOO.ein Fahrzeug oder Flugzeug oder ein Handgerät^vorgesehen, ausgerüstet mit einer Fernabfrage- und Empfängereinheit 110 (im folgenden als Mobileinheit bezeichnet), bestehend aus einer Abfrageeinheit 120 zur Kommunikation mit dem Transponder 40, der Monitoreinheit 20 durch infrarote Abfrageimpulse 218 zur Monitoreinheit 20, um die Verbrauchsdaten in die Speichereinheit 118 zu überführen.

Wie aus Figur 1 ersichtlich, hat die Impulsabstrahlung aus dem Transponder 40 eine wesentlich größere Apertur als die von der Abfrageeinheit 120 ausgehende Strahlung.

Das Mobilgerät 110 verkörpert die Abfrage- und Empfangsfunktion. Es ist in einem Fahrzeug 100 untergebracht. Die Funktion des Mobilgeräts ist, die Monitoreinheit durch Laserstrahlung zu aktivieren, die durch Laserimpulse 226 dann übermittelten Daten aus der Monitoreinheit zu empfangen und diese Tmpulse digital aufzubereiten.

Die Mobiletation fragt jeden von mehreren Verbrauchsmessern beispielsweise in einer Straße ab, und empfängt dabei automatisch den betreffenden Zählerstand, ein· dm^ Zähler identifizierende Indexzahl und eineji Zähler#tand·- Diese Information wird in der Mobileinheit

2719K5

aufgenommen und gespeichert in digitaler Form auf bändern, welche die direkte Eingabe in einem Computer zum Herausschreiben von Verbrauchsrechnungen ermöglichen.

Wenn viele Verbrauchszähler gruppenweise angeordnet sind, wie in großen Mietshäusern, kann eine Monitoreinheit mit entsprechend vielen Speichern die Ablesedaten aufnehmen, wobei die einzelnen Verbrauchszähler durch unterschiedliche Kodierungen identifiziert sind. Ein einziger Transponder genügt dann für das Abfragen und die Übertragung der Zählerdaten.

Die erforderliche Ablesezeit für einen Verbrauchsmesser mit der erfindungsgemäßen Anordnung liegt etwa zwischen 0,01 und 1,0$ Sekunden (abhängig von den abzulesenden Messwerkstellen). Die Fahrtzeit von einer Inspektionsstelle zur nächsten in einem durchschnittlichen amerikanischen Stadtgebiet aus freistehenden Häusern beträgt 3 bis 10 Sekunden (bei einer Fahrgeschwindigkeit von etwa ^O km/h). Wenn das Mobilgerät doppelte Abfrageeinheiten enthält, können beide Seiten einer Straße abgefragt und mit einer Fahrt gewonnen werden, wobei sich die Arbeitszeit nochmals vermindert auf 1,5 bis 5 Sekunden. Es ergibt sich eine Zeitersparnis, verglichen mit der herkömmlichen Direktablesung von Zählern, im Verhältnis von etwa 1^:1 bis 45 I 1, je nach der Geometrie des Ablesegebiets.

Wie in Figur 2 dargestellt, enthält die Monitoreinheit 20 mehrere Elemente, die elektrisch oder elektrooptisch einander zugeordnet sind. Sie enthält einen optischen Monitor 22 neben dem Verbrauchszähler 10, zu dessen Abtastung und zur Erzeugung von Lichtimpulsen entsprechend de«" gemessenen Verbrauchsmengen, zu deren Umwandlung in digitale Signale ι und zur Übertragung dieser Signale in eine Speicher- und Ausgabeeinheit 30, welche die Information zu einem Laser-Datensender J6 des Transponders kO

709882/0668

-V-

Al 2719H5

gibt, entsprechend der Anregung durch den Abfrageeepfanger 42 in Verbindung mit der Uhr 44 und dem Vergleichsechalter 46. Alle Komponenten dieses I'ntersystems sind aus der Gleichspannungsquelle 330 gespeist, die beispielsweise der Stromversorgung des Hauses angeschlossen ist.

Der Abfrageempfanger 42 wird angeregt durch den LSTser— Abfragesender 112 des Mobilgeräts 11O in dem Fahrzeug 100. Die Übertragung von laserstrahlung aus dem Sender 36 gelangt zum Datenempfänger 114 der Abfrageeinheit 120, deren Signale im Dekoder II6 umgewandelt werden und in den Speicher II8 gelangen. Die Abfrageeinheit 122 aktiviert den Sender 112, um die Datenübertragung anzuregen. Alle Komponenten dieses Untersystems werden mit Gleichspannung gespeist aus einem entsprechenden Netzgerät 22O.

Moni toreinheit

Hierzu wird auf Figur 3 verweisen. Alle Analog- und Digitalstromkreise und elektrooptischen Anordnungen in der Monitoreinheit brauchen Gleichspannung. Diese kommt aus einem gemeinsamen Netzgerät 330, das mit technischem Wechselstrom von 60 Hz gespeist wird, und das die Jeweils erforderlichen Gleichspannungen liefert. Es arbeitet mit DoppelweggleichrichtungsM, wobei die Pulsationen in der doppelten Netzfrequenz zur Uhr 44 geführt werden.

Der optische Monitor 22 in der Monitoreinheit 20 enthält einen Abtaster 24 für den Verbrauchszähler, mit einen passend zusammengestellten Paar aus Leuchtdiode und Photodiode 25, 26 neben der Zählerscheibe 12, tut deren Umdrehungen abzutasten, wie auch aus den Figuren 5 a 5 b ersichtlich. Die Drehzahl der Zählerscheibe 12 ist

2719Ui

proportional dem durch den 7ähler 10 zu messenden Ver— brauchsfluß. Die leuchtdiode 25 und Photodiode .?6 sitzen beiderseits der Zäblerscheibe 12, welche eine Öffnung 14 aufweist, die den Lichtpfad periodisch kurzzeitig freigibt, wie besonders aus Fi^ur "5 a ersichtlich. Tm Abtastperät 24/" jedoch sitzen Leuchtdiode^! 25 und Photodiode 26 gegenüber der gleichen Seite der Zählerscheibe 12, wie in Figur 5 b dar/bestellt. Hier bestrahlt die Leuchtdiode 25 dauernXninen Teil der /ählerscheibe 12, welche einen radialen Streifen 16 aufweist, während das von diesem reflektierte Licht durch die Photodiode 26 aufgenommen wird.

Unabhängig von ihrer jeweils angewendeten Geometrie» liefert die Photodiode 26 einen Tmpuls .je Umdreining der Zählerscheibe. Die StrahlungsImpulse aus der Leuchtdiode 25 zur Photodiode 26 entsprechend den Änderungen des Reflektionsvermögens und der Durchlass i.g— keit der Zählerscheibe passieren durch einen Filter 2<S von geringer Bandbreite vor der Photodiode 2f>, dessen Durchlaßbereich dem Spektalbereich der Leuchtdiode 25 entspricht, um benachbartes anderes Licht abzuhalten. Die Bandbreite des Filters 28 beträgt etwa 4OO A, mit Bandmitte entsprechend der Wellenlänge des Lichtes aus der Leuchtdiode 25» um einen möglichst großen St/örabstand der Zählersignale zu erhalten.

Diese gelangen aus der Photodiode 26 zu einem Komparator 29| der die eingangsseitigen Analogimpulse in entsprechendejf* ausgangsseitige digitale Impulse umwandelt. Venn der Analogimpuls im Komparator 29 einen vorgegebenen Stellenwert übersteigt, liefert der Komparator 29 einen entsprechenden Digitalimpuls. Die Abtasteinheit

709882/0668

2719U5

erzeugt also einen THgi talimpuls für jede Umdrehung der Zählerscheibe. Oi^Digitalimpulse werden zur Speicherund Ausgabeeinheit 10 geleitet, worin ein Zählwert entsteht, entsprechend den?dazu gemessenen Verbrauch.

Die digitale Speicher- und Ausgabeeinheit .30 umfaßt einen dreiteiligen Speicher 60 zur Unterbringung der Daten über den Verbrauch, den Zählerstand und die Abnehmernummer je in den Registern 62, 6k und 66. Deren Stell- und Ablesennschliisso hnbon eine Verdrahtung 68 zu einer äußeren Prüfbuchse 70, so daß die Daten abgelesen oder eingestellt werden können durch ein separates Testgerät, nicht dargestellt. Ein Zustandsschalter 27 am Zähler, der jede gewünschte Oetriebsbedingung des Zählers wiedergibt (beispielsweise Zählergehäuse^ abgenommen, großer Magnet aufgefunden) ist vorgesehen, um jederzeit das Zrihler-Ziis tandsregis ter 6k entsprechend zu setzen. Die Abnehmernummer wird in das Register 66 eingegeben und bleibt linvpränrlert, bis ein neues Konto für den Zähler 10 eingerichtet wird, oder irgendeine andere Identifizierung des Zählers erfolgt. Als typische Kapazität werden k2 bits vorgesehen, mit 20 bits für den Zähler 62 (entsprechend einer Dezimalzählung bis 1 0^8 576), zwei bits für das Zählerzustandsregister 6k (2 Zustände speicherbar) und 20 bits für das Abnehmerregister 66 (bis zu 1 O48 576 Abnehmerkonten speicherbar). Die Kapazität des Zählergedächtnisses kann geändert werden entsprechend den Ableseintervallen· Bei Spannungsausfall (power outafe) werden die gespeicherten Daten gehalten über eine Not-Spannungsquelle, etwa einen Akramfelator, oder ein Pestkörper oder?magnetisches Dauergedächtnis, welches die Zeit des &mausfalles überbrücken kann, offenbart in der US-Patentschrift 3,820,073.

709882/0668

AS

2719U5

Im Betriebszustand, wenn Daten zur Mobileinheit 110 übertragen werden sollen, stellt zunächst der Abfra^eempfän^er k2 in der Monitoreinheit 2O ein Abfragesignal fest vom Lasersender 112 des Mobilgerats 110. Das Abfragesignal aus dem Sender 112 ist eine kohärente Laserstrahlung 218 im infraroten Spektrum, empfangen durch die Photodiode 72 über ein schmalbandiges Filter Jk, dio beide zum Abfrageempfänger k2 gehören, wobei das Filter eine

Bandbreite hat in der Größenordnung von 100 A symmetrisch zur Wellenlänge des Abfragelasers 112. Das Filter 7** soll vor allem einen großen Störabstand der Signale gewährleisten. Beim Empfang der Abfrage-Laserstrahlung 218 vom Sender 112 ändert sich die Impedanz der Photodiode 72, so daß die ankommenden Strahlungsimpulse 218 den Verstärker 76 ansteuern. Die verstärkten Impulse gelangen zu einem Analog-Komparator 78. Venn die Analog-Impulse im Komparator 78 einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigen, erzeugt der Komparator entsprechende Digitalimpulse.

Die Leitkante des Digitalimpulses gelangt durch ein Kabel 79 und steuer- einen monostabilen Impuls-Multivibra-

Cl(S tor 80 an. Dieser gibt einen "LogikfrEim«' Spannungsstoß von kurzer Dauer (beispielsweise eine Mikrosekunde). Dieses digitale Ausgangssignal geht als Einschaltimpuls über die Leitung 82 zum Auegabespeicher 8k der digitalen Speicher- und Ausgabeeinheit 30, so daß der Ausgabespeicher die in den Registern 62, 6k und 66 vorhandenen Informationen über die Leitungen 83 aufnimmt.

Die in das Register 62 gespeisten Informationen werden dort kumulativ gespeichert und nicht auf Null zurückgesetzt nach einem Abfragetakt. Daher verkörpert die hieraus periodisch abgefragte Information einen Wert, der den Zuwachs zwischen zwei Abfragetakten enthält.

709882/0668

^Ab 2719U5

Pie Differenz der Speicherwerte, eben der Zuwache, wird identifiziert und weitergegeben in einem Verfahren, welches bekannt ist in der industriellen Verbrauchs zählung.

Der digitale Ausgangsimpuls des Multivibrators 80 wird außerdem im Inverter 86 umgekehrt mit einer Verzögerung gleich der Impulsdauer, und dann auf einen anderen' Im— pu]s-Multivibra tor 88 gegeben. Dessen Ausgangssignal ist verhältnismäßig lang, beispielsweise eine Sekunde. Solange es über die Leitung 90 zum UND-Gatter k6 ansteht, ist die Datenübertragung aus der Monitoreinheit 20 über den Lasersender "}(> freigegeben.

Die Digitaluhr kk erzeugt fortwährende Impulse entsprechend ihrer Zählfrequenz von vorzugsweise 120 Hz. Diese kann aus dem Grundwellenanteil des Doppelweg-Gleichrichters im Netzteil 330 gewonnen werden, um einen Schmidt-Trigger anzuregen, wobei eine für diese Frequenz gebräuchliche Uhrenkonstruktion verwendet werden kann. Die Uhr kh erzeugt Iofik EINS-Impulse, die dauernd über die Leitung 92 zu dem einen Eingang des TW)-Oatters k6 gelann-pn. Wenn am anderen Eingang dieses Gatters U6 der Logik ETNS-Tmpuls vom Avisgang des Multivibrators 88 ansteht, gelangen die Zählimpulse von der Uhr über die leitung 92 durch das Gatter k6. Dessen Auegang steuert zwei Funktionen. Zum einen gelangt jeder Zählimpuls über die Leitung 9k zum Logik ODER-Gatter 96 des digitalen Gedächtnisses 30 und steuert den Impule-Multivibrator 95 an. Dessen Ausgangesignal ist sehr kurz, vorzugsweise 200 Nanosekunden, und zündet den Treiberstromkreis 38 des Lasersenders 36 für die Datenübertragung.

Alle Zählimpulse aus der Uhr über das UND-Gatter k6 zünden daher die Laserdiode 98, so daß Synchronisierimpulse 226 zur entfernten Mobilstation ausgestrahlt werden.

2719H

Zählirapulse hinter dem UND-Gatter 46 holen aber auch Daten aus dem Übernahmeregister 84, so daß diese Datenimpulse durch die Leitung 99 ebenfalls die Laserdiode 98 zünden und so die Informationsübertragung zur Mobileinheit 110 bewirken. Für diese Information werden die Zählimpulse verzögert durch einen Multivibrator 101 um eine halbe Zählperiode, 4 Millisekunden im bevorzugten Ausführungsbeispiel (Figur 6). Dieser Multivibrator 101 gibt gleiche Zeitabstände entsprechend den Synchronisierimpulsen und den dazwischen zu übertragenden Datenimpulsen, wie in Figur 6 dargestellt. Wenn der Zählimpuls durch den Multivibrator 101 verzögert ist, steuert er einen anderen Tmpuls-Multivibrator 103 an von kurzer Impulsdauer, eine Mikrosekunde im bevorzugten Ausführungsbeispiel. Der Logik« "^rKtee-^ir- Ausgangs impuls gelangt über die Leitung 105 als Daten-Freigabesignal zu dem einen Eingang des Logik UND-Gatters 106. Die Daten-Ausgabeleitung 107 des Übernahmespeichers 84 liegt am anderen Eingang des Logik UND-Gatters. Wenn daher das erste bit des Übernahmeregisters 84 eine Logikw^EINS^-Tnformation verkörpert, gelangt es durch das UND-Gatter 106 als Datenimpuls von der Dauer des Ausgangsimpulses des Multivibrators 103. Das bit gelangt dann durch das Logik ODER-Gatter 96 und steuert den Tmpuls—Multivibrator 95 an, was ein nachfolgendes Zünden der Laserdiode 36 ergibt.

Dieser Laserimpuls verkörpert daher ein Logik EINS-bit in der ersten Position des zu übertragenden Digitalwortes. Andererseits, wenn ein Logik NULL-Pegel in der ersten Position des Übernahmeregisters 84 ansteht, sperrt das Logik UND-Gatter, so daß

709882/0668

^Λ2 27Ί9Η5

ein Logik NULL-Datenbit zum Laserdiodenkreis 38 übertragen wird. Das Ausbleiben eines Sendeimpulses in dieser Phase bedeutet die Übertragung eines Logik NULL in der ersten Position des zu übermittelnden Digitalwortes.

Der Impulsmultivibrator 103 erzeugt einen Zählimpuls, welcher das Digitalwort aus dem Übernahmespeicher 8k holt, so daß das ganze Wort in der vorgeschriebenen Weise übertragen werden kann. Die Zählimpulse des Multivibrators 103 werden etwas verzögert, im bevorzugten Ausführungsbeispiel um eine Mikrosekunde, so daß des erste bit im Übernahmeregister 8k zum Laserkreis 38 gelangt, bevor das ganze Digitalwort ausgegeben wird. Diese Verzögerung über die Leitung 109 ergibt sich aus dem Multivibrator 104.

Das Übernahmeregister 8k ist vom Ringzähler-Typ, für parallele Eingabe und serielle Ausgabe. Xn diesem Standardtyp eines Registers ist der serielle Ausgang direkt rückgekoppelt auf den seriellen Eingang durch eine Ringleitung 8.5. So können die zunächst parallel eingegebenen bits durch das Übernahmeregister 8k zirkulieren, solange dieses den Verzögerungsbefehl aus der Leitung 109 erhält. Wie vorher dargelegt, wird diese Periode gesteuert durch die Dauer des Logik ETNS-Ausgangs eines Tmpuls-Multivibrators 88.

Eine halbe Zählperiode nach jedem Verzögerungskommando (Leitung I09) wird jedes bit des Übernahmeregisters 8k die Laserdiode 98 des Senders J6 aktivieren können. So/ wird das vollständige Digitalwort wiederholt über den Sender 36 gegeben im Zählschritt der Uhr. Daher wird ein zusammenhängender Datenzug gemischt mit einem

- ye -

JA

2719U5

zusammenhängenden Zug von Synchronisierimpulsen, wodurch sich eine Folge von Zündabschnitten für die Laserdiode ergibt, wie in Figur 6 dargestellt, in der zweifachen Zählfrequenz während einer Datenübertragungsperiode, gesteuert durch einen Multivibrator 88. Diese Mischung von Datenimpulsen und Synchronisierimpulsen geht an den Treiberstromkreis 38 für die Laserdiode als Ausgangssignal eines Impuls-Multivibrators 95· Diese gemischte übertragungstechnik ermöglicht einen sehr einfachen Datendekoder im Mobilgerät 110.

Obgleich viele Starterschaltungen für den Treiberkreis 38 der Laserdiode existieren, ist eine sehr einfache Ausführungsform in Figur 3» Position 36» dargestellt. Hier ist der Transistor 130 ein im Ruhezustand geöffneter Schalter. Ein Ladekondensator 132 wird gespeist aus einer Spannungsquelle Vc13^ über den Ladewiderstand 136. Solange ein kurzer Logik EINS-Impuls an der Basis des Transistors 130 ansteht, ist letzterer durchlässig. Der Ladekondensator 132 entlädt sich über die niederohmige Laserdiode 98 mit einem hohen Stromstoß, der einen sehr kurzen Strahlungsimpuls 226 ergibt.

Die Strahlung 226 der Laserdiode 98 geht durch eine optische Linse 225 und erhält dabei eine Apjiertur von etwa 60 . In einer beispielhaften Anwendung ergibt das einen Durchmesser des Strahlungsfeldes von etwa ^O Meter in einer Entfernung von 33 Metern zur Monitoreinheit 20. Diese Strahlungegeometrie erlaubt es dem Fahrzeug 100, mit großer Geschwindigkeit das Strahlungsfeld zu passieren, wie vorstehend erwähnt, ohne Beeinträchtigung der exakten Datenübernahme.

709882/0668

ίο

2719U5

Wenn also eine typische Folge von bits» wie in Figur dargestellt., zur Basis des Schalttransistors 130 gelangt, erzeuft die Iaserdiode 98 eine Ausstrahlung für .jeden angekommenen Impuls. Der Strahlungszug 226 entspricht daher direkt dem angelegten digitalen Datenzug. Dieser besteht aus Synchronisierimpulsen und Datenimpulsen, welche übertragen werden zur entfernten Mobilstation 110, um die Rekonstruktion des dem Übernahmeregister 84 entnommenen Digitalwortes zu erleichtern. Das Wort wird mehrfach übertragen, um durch Vergleiche eine Fehlübertragung feststellen zu können.

Mobilstation

Die Mobilstation 110, normalerweise in einem Fahrzeug 100 installiert, fragt die" Monitoreinheit 20 ab, empfängt dann deren Infrarot-Impuls/ 226 und dekodiert und vergleicht diese.

Die Monitoreinheit 20 wird aktiviert, wenn der Transponder kO einen Frageimpuls 218 empfängt von der infraroten Strahlungsjrelle des Anfragesenders 112 der Mobilstation 110. Nach dem Empfang eines solchen Anfrageimpulses 218 strahlt die Monitoreinheit 20 einen kodierten Impulszug 226 von infrarotem Licht aus, welcher die vorerwähnten Daten verkörpert über Abnehme mummer, Verbrauch und Zählerzustand. Wie aus Figur k ersichtlich, stellt der Empfänger 114 des Mobilgerätes 110 die Folge aus infraroten Impulsen fest und wandelt diesen Impulszug in elektronische Impulse, die nacheinander dekodiert auf Fehlerfreiheit verglichen und gespeichert werden zur weiteren Aufbereitung durch Computer.

709882/0661

Das Mobilgerät 1IO kann entweder automatisch oder mit Hand bedienung arbeiten. Die bevorzugte Betriebs form hängt ab von verschiedenen geometrischen und anderen Betrachtungen. Die Bedienungsperson kann die jeweils günstigste Betrinhsart wählen.

Bei automatischem Betrieb wird ein fortlaufender 7u^ 218 von Abfrageimpulsen gesendet mit einer Frequenz von ungefähr lOOO Tfz, angeregt durch pine nicht dar^estollte 7öhluhr, um alle vorbestimmten möglichen Standorte der Monitor einhei.ten 20 zu überstreichen. Diese Betriebsart ergibt, daher eine automatische Abfragung aller Monitoreinheiten in einem bestimmten Gebiet und nachfolgende Aufnahme der gewünschten Daten ohne Mitwirkung einer Bedienungsperson. Die Abfrage impulse 218 werden erzeugt wie weiter unten beschrieben in Verbindung mit dem handgesteuerten Betrieb.

Im Handbetrieb des Mobilgeräts 100 identifiziert die Bedienungsperson zunächst die abzufragende Monitoreinheit 20 direkt oder durch eine Optik 113» und betätigt dann den Abfrageschalter 20k.

Dieser sitzt in der Abfrageeinheit )22 und steuert einen Verzögerungs-Multivibrator 206 an, dessen Zeitkonstante gewährleistet, daß nur ein Abfrageimpuls erzeugt wird, solange der Abfrageschalter 204 gedruckt bleibt. Am Ende des Verzögerungszyklus im Multivibrator 2O6 wird der Abfragesender 112 erregt.

Dieser enthält einen herkömmlichen Treiber 2O8, 210, 212 und die zugehörige Laserdiode 216. Obgleich zahlreiche Laser-Treiberkreise bekannt sind, zeigt Figur k eine vereinfachte Ausführungsform. Wenn der Schalttransistor 208 sperrt, hat der Ladekondensator 210 die Spannung

709882/0668

2719U5

V einer entsprechenden Spannungsquelle über den Ladewiderstand 212.

Nach der Verzögerungsperiode des Multivibrators 206 in der Abfragoeinheit 122 wird durch den Impuls-Multivibrator 214 der Schalttransistor 208 eingeschaltet, für wenige hundert Manosekunden. Dadurch entlnet (Qev Ladekondensator 210 über die Laserdiode 216.Diese erzeugt einen entsprechenden infraroten Strahlungsimpuls, angedeutet durch den Pfeil 218, solange der Schalttransistor 208 leitet. Der Ladekondensator 210 ist so bemessen, daß das RC-Verhältnis aus seiner Kapazität und dem Widerstand der leitenden Laserdiode 216 viel größer ist als die Impulsdauer am Ausgang des Multivibrators 21k.

Der Strahl 218 aus der Laserdiode 216 tritt durch dfejoptische Linse 217 «nd erhält dabei einen rechteckförmigen Querschnitt mit einer Apertur von horizontal wenigen Graden und vertikal von ungefähr 20 . Diese Strahlgeometrie des Ausführungsbeispiels ist vorgeadien für die Abfragung der Monitoreinheit 20 aus ungefähr 33 Metern Entfernung mit einem Höhenunterschied von ungefähr 13 Metern. Für andere räumliche Gegebenheiten wäre die Strahlgeometrie entsprechend anzupassen. Für bestimmten Anwendungsfälle kann unter Ausnutzung der natürlichen Strahlungsdivergenz der Laserdiode eine zusätzliche Optik weggelassen werden.

Alle Registrierungen und Zählungen des Datendekoders 116 müssen gelöscht sein, bevor neue Daten von der Monitoreinheit 20 kommen. Nach dem Verzögerungsintervall durch den Multivibrator 206 gibt der Multivibrator 219 ein Leitsignal 220, welches alle Registrierungen und Zählungen an den Eingängen 117» 237, 111 und 115 löscht. Aa Ausgang des Multivibrators 219 erzeugt dabei ein Inverter 222 ein Logik EINS an UND-Gatter 224 des Dekoder· 116. Dieses sperrt daher den Datendurchgang, wenn Zähler und Register zurückgesetzt werden.

709882/0666 ·

2719U5

Venn die infraroten Synchronisations- und Datenimpuls*» 226 aus der Monitoreinheit 20 in den Datenempfänger 11U anlangen, müssen sie umgesetzt werden in analoge Spannungsimpiilse und diese konvertiert werden in digitale I.ogik-Spannungen. Am Empfang des Abfrageimpulses 218 (Figur k) aus dom Abfragesender 112 überträgt der Lasersender 36 in der Monitoreinheit 20 infrarote Synchronisierimpulse und Datenimpulse 226. Diese passieren ein schmalbandiges Filter 228 des Datenempfängers 11k, welches eine Bandbreite von etwa

ο
100 A symmetrisch zur Senderfrequenz hat. Diese Impulse aktivieren die Photodiode 230, welche dabei entsprechende Spannungsimpulse liefert zu einem Analogverstärker 232, dessen Ausgang an einem Komparator 234 liegt. Dieser ändert die Spannung so, daß sie kompa/tibel ist mit digitalen Logikimpulsen, wenn die Eingangsspannung eine vorbestimmte Schwelle überschreitet. Diese digitalen Logikimpulse 231 sind ebenso kurz wie die eingegebenen Daten—und Synchronisierimpulse.

Die ankommenden Daten-und Synchronisierimpulse 226 werden nacheinander empfangen, beginnend mit einem Synchronisierimpuls , gefolgt jeweils von einem Daten-bit. Diese Impulskombination wiederholt sich, sdLange Impulse empfangen werden. Die Daten-bits können sein binär ¹M", als Vorhandensein von Sendeenergie, oder binär "0" als Fehlen von Sendeenergie im zugehörigen synchronisierten Tntervall, vgl. Figur 6. Die Synchronisierimpulse werden ebenfalls als Sendeenergie empfangen.

Die Daten-bits werden gespeichert im WORT # 2-Register 236 des Datendekoders 116. Dieses Register enthält die bits, welche das vollständige Wort bilden. Die Synchronisierimpulse schieben die Daten-bits in nachfolgende Kategorien dee WORT #· 2-Registers 236, bis es ein komplettes Wort gespeichert enthält.

709882/0668

2719U5

Die Daten werden überführt vom Datenempfanger 114 bum WORT#2-Register 236 über den Komparator 234, welcher Impulse 231 zum UND-Gatter 224 gibt. Wenn es die Eingänge am UND-Gatter 224 zulassen, gelangen diese Impulse vom Komparator 234 durch das UND-Gatter 224 und stoßen den Verzögerungs-Multivibrator 238 an. Dieser gewährleistet, daß keine Synchronisierimpulse lsi WORT^2-Register 236 als Datenimpulse gespeichert werden.

Nach der Verzögerung durch den Multivibrator 238 wird der Impuls-Multivibrator 240 angeregt. Er aktiviert das UND-Gatter 242 für die Zeitfamnähernd 8 Millisekunden im bevorzugten Ausfuhrungsbe!spiel, in welcher der Empfang eines Daten-bits zu erwarten ist, vgl. Figur Wenn empfangen, passiert das Daten-bit entweder al· binär "I" oder "O" durch das UND-Gatter 242 und wird in der ersten Kategorie des Wort#2-Registers 236 gespeichert. So werden Daten-bits aus der Folge von Daten- und Synchronisierungsbits abgesondert. Aa Ende des Arbeitstaktes des Multivibrators 24O gibt ein Inverter 244 einen Schiebeimpuls 245 in das W0RT#2-Register 236. Das Daten-bit in der ersten Kategorie wird dann zur nächsten Kategorie des WORT)Jt2-Registers 236 geschoben. Dieses Speichern und Schieben dauert an, bis ein komplettes binäres Wort aus der Monitoreinheit 20 in das Register. 236 übertragen ist.

Zwei aufeinanderfolgende Worte aus der Monitoreinheit 20 werden benötigt für den Fehlervergleich. Ein Wortbit-Zähler 246 stellt den Empfang eines Worte· fest. Es wird in ein Wortφ-λ-Register 248 geschoben, und ein anderes Wort wird gespeichert im W0RT#2-Register 236, wie vorstehend beschrieben. Ein weiterer Zähler 250 zeigt an, wenn zwei Worte empfangen wurden. Welter·

709882/061·

¹⁵ 2719U5

Synchronisier- und Datenimpulse 226 am Geräteeingang, die vom Lasersender 36 der Monitoreinheit 20 eingehen, werden dann blockiert, indem der eine Eingang des UND-Gatters 224 wechselt auf das Potential Logik NULL, und die beiden Worte werden auf Identität verglichen. Im Identitätsfalle wird das Wort auf Nagnetband gespeichert, Position 252 in der Datenspeichereinheit 118, für die weitere Datenverarbeitung. Bei mangelnder Identität löst die Alarmeinheit 25k eine weitere Vergleichsfolge aus. Das wird im einzelnen noch beschrieben.

Der Impuls-Multivibrator 240 erzeugt eine Leitkante entsprechend einem Synchronisierimpuls, gezählt durch den Vort-bit-Zähler 246. Wenn dessen Zählergebnis der Anzahl von Daten-bits entspricht, die zu einem vollständigen Wort gehören, wird ein Verzögerungs-Multivibrator 256 angeregt. Dessen Zeitkonstante beträgt etwa 8 Millisekunden. Dadurch kann das letzte Daten-bit des Wortes gespeichert werden im W0RT#2-Register 236. Nach der Verzögerungsperiode durch den Multivibrator 256 wird der Inhalt des W0RT#2-Registers 236 parallel in das Wort ft I-Register 248 übergeführt durch einen entsprechenden Kommandoimpuls bei 258. Das Ende der Verzögerung im Multivibrator 256 stellt ferner den Zweiwortzähler 250 auf die Stelle 1, um anzuzeigen, daß ein Wort aufgenommen wurde. Das Verzögerungsende im Multivibrator 256 löscht schließlich den Wort-bit-Zähler 276 und macht ihn dadurch frei für das nächste Wort.

Wenn der Wort-bit-Zähler 246 die Speicherung eines zweiten Wortes anzeigt, wird der Verzögerungs-Multivibrator 256 erneut angeregt. Nach Ablauf seiner Zeitkonstante wird der Zweiwortzähler 250 auf 2 gestellt, um die vollständige Speicherung des zweiten Wortes im W0RT$2-Register 236 anzuzeigen. Wenn dieser Anzeigezustand vorliegt, gelangt ein "vergleichsbereit"-Kommandοimpuls 260 an die Wort-Vergleichs-Kreise 262.

709882/0668

3* 2719U5

Der parallele Speicherimpuls 258 wird verhindert durch das Zusammenwirken des Verzögerungs-Multivibratora und Inverters 266, wobei das UND-Gatter 268 gesperrt wird. Ferner blockiert der Ausgang des Inverters die Aufnahme zusätzlicher Daten, indem das UND-Gatter 224 gesperrt wird, welches das Hauptgatter oder Steuerorgan ist für die Kommunikation zwischen Datenempfänger 114 und Datendekoder II6.

Mit dem ersten Wort im WORT#1-Register 248 und dem zweiten Wort im WORT^2-Register 236 werden alle korrespondierenden bits aus beiden Registern auf Identität UberprUft durch die Vergleichekreise 262. Der Wortvergleichskreis 262 wird ±m folgenden beschrieben mit Bezugnahme auf Figur 4 A. Es sind vorgesehen^ AUCH NICHT-Gatter 3OI a bis 301 n, mit je zwei Eingängen, für jedes korrespondierende bit-Paar 311 a und 313 a, 311 b und 313 b usw. der beiden Worte. Die AUCH NICHT-Funktion ergibt einen Logik EINS-Ausgangsimpuls nur, wenn die zugehörigen beiden Eingangs impulse identisch sind. Alle AUCH NICHT-Gatter ergeben zusammen Logisch EINS nur, wenn beide Worte identisch sind. Die Ausgänge aller AUCH NTCIIT-Gatter sind der Eingang eines UND-Gatters 307. Dessen Ausgang ist Logisch EINS nur, wenn alle bit-Paare als identisch befunden wurden auf den Vergleich impuls 260.

Wenn diese Identität auf den Vergleichsimpuls 260 des Zweiwortzählers 25O festgestellt ist, führt ein Datenbereitschaftsimpuls 272 (Figur 4)yvom Wortvergleichskreis 62 übertragen.zur Tonbandeinheit 252. Diese gibt darauf Schiebeimpulse 251 in das W0RT#1-Register 248, und die Datenserie 270 wird nun auf dem Tonband gespeichert.

709882/0601

^ 2719H5

Venn auf den Vergleichsimpuls 26O keine Identität festgestellt wird, erscheint an Ausgang des UND-Gatters 307 Logik NULL, was im Inverter 308 umgekehrt wird. Dessen Ausgang öffnet also das UND-Gatter 309, und dieses gibt in Kombination mit dem Vergleicheimpuls 260 einen Impuls«! fUr den Alarm 254, der hörbar oder sichtbar sein kann, um eine weitere Abfragung cu veranlassen.

Alle analogen und digitalen Kreise und elektrooptischen Anordnungen in diesem Subsystem benötigen eine Gleichspannungequelle 320 im Mobilgerät 100, das von Hand transportiert werden oder in einem Fahrzeug 110 untergebracht sein kann. Dieser Netzteil liefert die von den Elementen der Einheit 110 jeweils erforderlichen Gleichspannungen.

Mehrfach-Monitoreinheit

Die Monitoreinheit 20 ist leicht einrichtbar zur Aufnahme der Daten einer Gruppe von räumlich benachbarten Zählern. Die Einheiten können zusammengestellt werden, wie in Figur 7 dargestellt, zu einem Mehrfach-Monitor 280, für die Zusammenarbeit mit einem einzelnen Transponder kO_t wobei die Speicher- und Ausgabeeinheit 30 in Figur 3 nicht geändert werden muß.

Diese Zusammenstellung mehrerer Monitoreinheiten in Modul-Form erlaubt die Abfrage aller zugehörigen Daten durch einen einzigen Impuls. Die ersten Speicher- und Übergabeeinheit 30 a wird abgefragt, wie zu Figur 3 beschrieben. Die folgenden digitalen Speicher- und Obergabeeinheiten werden nacheinander abgefragt durch Abfrageeinheiten k2 a bis k2 n, nachdem die jeweils vorausgehende Speicher- und Übergabeeinheit ihren DatenUbertragungszyklus beendet hat.

709882/0881

⁵⁸ 2719U5

Aus Figur 7 ist ersichtlich ein optischer Monitor 22 a, eine digitale Speicher- und Übergabeeinheit 30 a sowie ein die Übergabe auslösendes UND-Gatter k6 a für jeden der abzulesenden Zähler 10 a .... aus der Zählergruppe. Die abfragende Laserstrahlung 218 vom Mobilgerät 110 wird durch den Abfrageempfänger k2 aufgenommen, wie zuvor beschrieben. Der Empfänger erzeugt zwei Steuersignale 82 a und 90 a. Ein kurzer Digitalimpuls 82 a bereitet die erste digitale Steuerung und Übergabeeinheit 30 a vor zur seriellen Ausgabe ihres Digitalwortes, wie zuvor beschrieben. Ein verhältnismäßig langer Digitalimpuls 90 a ergibt die erste Übergabeaktivierung des UND-Gatters 46 a und damit den Zeittakt für die digitale Speicherung in der Einheit 30 a mit serieller übergabe des Digitalwortes. Der Digitalimpuls 90 a wird ferner durch das Kabel 91 a übertragen zum Eingang der folgenden Abfrageeinheit h2 a. Diese importiert das Eingangssignal 91 a, um eine Verzögerung zu erreichen gleich der Zeit, welche das erste Register 30 a braucht, um seinen Inhalt zu Übertragen. Nach diesem Verzögerungetakt gibt die folgende Abfrageeinheit k2 a zwei Signale 82 b und 90 b, welche die zweite digitale Speicher- und Übergabeeinheit 30 b ansteuern. Das Signal 82 b bereitet die zweite Speichereinheit 30 b vor zur seriellen Übergabe ihres digitalen Wortinhaltes, so wie zur ersten Speichereinheit beschrieben. Das Signal 90 b von gleicher Dauer wie 90 a aktiviert ein zweites UND-Gatter k6 b und steuert daher den Zeittakt der zweiten digitalen Speicher- und Übergabeeinheit 30 b zur seriellen Übergabe ihres digitalen Wortinhalts, wie zuvor beschrieben. Dieser Prozeß wiederholt sich, bis alle digitalen Speicher- und Übergabeeinheiten abgefragt sind.

So wird jedes digitale Wort, das zu Je eine« von benachbarten Verbrauchszählern gehört, nacheinander übertragen.

709882/0668

- 96 -

So 2719U5

Ein digitales ODER-Gatter 93 ist vorgesehen, um serielle Ausgänge von jeder der zusammengefaßten digitalen Speicher- und Übergabeeinheiten freizugeben zur Aktivierung des gemeinsamen Lasersenders 36 im Transponder kO. Daher erzeugt der Lasersender 36 eine Folge von Strahlungsimpulsen 226, welch· jeweils Synchronisierimpulse enthalten und Datenimpulse entsprechend dem Zählerzustand, den Zählerstand und der Abnehmerzahl jedes der benachbarten in einer Gruppe zusammengefaßten Zähler.

Während Laserdioden für die meisten erfindungsgemäßen Anwendungszwecke bevorzugt werden, ist es möglich, statt dessen andere Lichtstrahlungsquellen einzusetzen, beispielsweise andere Typen von Lasern und Leuchtdioden. Letztere haben jedoch nicht das Naß an Apassungsfähigkeit in Bezug auf die Sendeleistung, die Regelbarkeit der Strahlung, deren spektrale Bandbreite usw. wie Laserdioden. Ferner sind Laserdioden recht preiswert, kompakt, robust und eine zuverlässige S trahluigs quelle.

709882/0668

Claims

P A T R N^T T Λ N^T S P Γ? TI C. Tl

Verfahren zur Fernablesung der Ziis tandsdaten von Vnrbrnurhszählern, dadurch gekennzeichnet, daß din Änderungen do.= ^n- standes fortlaufend elektrisch, vorzugsweise ßlektrooptisr.h, abgetastet werden mit Analo^-Tmpulsen, die in Dip- i tnli mpulse umgeformt und gespeichert werden, daß auf ein gerichtetes Lasersignal aus einer entfernten Mobi Is ta t ion der fpeiclier- inhalt zur *1obi Is tation übertragen wird, ebenfalls mit gerichteten Lasorimpulsen, wobei vor jedem fin bit verkör pernden Ttnpuls bzw. Tmpuls 1 iicko pin Synchron i s i.eri nipiils ge sendet wird für die Mobilstation, daß von dmi empfangenen Impulsen die Datenimpulse abgesondert, durch wiednrhoH" Übertragung auf Fehlerf ro i hei t vpr/lirhen und bei pos i I" i vom Vergleichsergebnis zur weiteren Datenverarbeitung verwrmlot we^rden, insbesondere dem Herausschreiben von Vorbraurhsrechnungen.

OWGiNAL INSPECTED