EP0111592B1 - Automatisches Informationssystem für mobile Objekte - Google Patents

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EP0111592B1
EP0111592B1 EP82111965A EP82111965A EP0111592B1 EP 0111592 B1 EP0111592 B1 EP 0111592B1 EP 82111965 A EP82111965 A EP 82111965A EP 82111965 A EP82111965 A EP 82111965A EP 0111592 B1 EP0111592 B1 EP 0111592B1
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EP
European Patent Office
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unit
response
response unit
frequency
signal
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EP82111965A
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English (en)
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Rudolf Dipl.-Ing. Polzer
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Bosch Telecom GmbH
Original Assignee
ANT Nachrichtentechnik GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/04—Indicating or recording train identities
    • B61L25/043—Indicating or recording train identities using inductive tags

Definitions

  • the present invention relates to an automatic information system for mobile objects, consisting of response units arranged on the mobile objects, in which information about the respective object is stored, and at least one interrogation unit which, when passing through a response unit, transmits a carrier signal of a first frequency to the latter Energy for the power supply of the electrical circuit parts of the response unit is used, the response unit sending out a response signal modulated with the stored information of a second frequency to the interrogation unit.
  • a ferrite rod antenna is installed on each response unit to receive the carrier signal emitted by the interrogation unit.
  • the response unit also has a second antenna, namely for sending a response signal to the query unit.
  • This response unit is spacious and complex, which is why it is not well suited for flexible use.
  • the invention is based on the object of designing the response unit of the automatic control system of the type mentioned at the outset in such a way that it obtains a compact, easily manageable shape in order to enable flexible use on a wide variety of mobile objects.
  • the response unit according to the invention can therefore be constructed in a very handy form, because it does not require its own energy source and, moreover, only a single antenna in the form of an induction coil in order both to receive a signal supplying the operating voltage and to transmit an information signal to an interrogation unit.
  • the automatic information system mentioned at the beginning can be used to identify mobile objects such as identify rail-bound vehicles or goods moving with conveyor belts or the like.
  • the information system can also be used to direct mobile objects to specific locations intended for them.
  • information (address of goods to be shipped, size and shape of a motor part, etc.) must be requested from each of the objects to be transported to different locations, with which the desired transport destination is linked.
  • the mobile objects are equipped with response units in which information relating to the desired destinations can be stored for the respective object.
  • an interrogation unit which reads the information from its response units as the objects pass and transmits them to a central computer, which then takes over control of the transport route.
  • the input of the response unit AW contains two resonance circuits, a first of which consists of an inductor L1 and a capacitor C connected in parallel thereto and a second of the inductor L1 which is formed of this capacitor C connected in parallel and a further inductor L2 connected in series.
  • these two inductors are realized by a single induction coil provided with a tap.
  • the induction coil fulfills the task as a receiving antenna for a carrier signal of frequency f 1 ′ generated and emitted by the oscillator 01 of the interrogation unit AF.
  • the second resonance circuit composed of the inductors L1, L2 and the capacitance C is tuned to this frequency f 1 .
  • a rectifier D is connected to this second resonance circuit, which converts the carrier signal of frequency f 1 into a DC supply voltage VS for the electronic components of the response unit. If the response unit AW now receives a carrier signal of frequency f 1 while driving past the interrogation unit AF, the one stored in the memory S becomes Information using a modulator M modulates a carrier signal of frequency f 2 , which comes from an oscillator 02.
  • the induction coil which together with the capacitance C forms a resonance circuit tuned to precisely this frequency f 2 , sends the information signal to the interrogation unit AF.
  • the interrogation unit has the same resonance circuits tuned to the frequencies f 1 and f 2 as the response unit.
  • the interrogation unit is expediently also equipped with only a single induction coil, which is both part of the first resonance circuit and part of the second resonance circuit.
  • the information signal received by the interrogation unit via the induction coil reaches a demodulator DM, at the output of which the information can be tapped from the memory S of the response unit.
  • the detected information is finally transmitted to a central computer, which then carries out the route control for the mobile objects.
  • the response unit AW is provided with only one induction coil as an antenna for receiving the energy signal and for transmitting the information signal. 2, a very compact and easy-to-use design for the response unit AW is possible.
  • the electronic circuit parts of the response unit are housed in a cuboid, flat housing, around the narrow sides of which the induction coil IS is wound. A trench-shaped indentation in the narrow sides of the housing gives the induction coil a secure hold.
  • a switch or keypad TF is arranged as an input unit (designated E in FIG. 1) for the memory. If a response unit is attached to a mobile object, the current information of the respective object can always be entered into the memory manually using the switch or keypad. The entry into the memory can also be done remotely by means of an opto or ultrasound transmitter. Instead of the keypad TF, the housing would then have to be provided with an opto or ultrasound receiving element.
  • a visual display AZ on the front rivet of the housing provides information about all or part of the memory content.
  • the information that is to be written into the memory can also be transmitted from the interrogation unit to the response unit by modulating this information onto the carrier signal in the interrogation unit.
  • Another external station can also transmit a carrier wirelessly or via a conductor which can be connected to the response unit and to which the information for the memory of the response unit is modulated.
  • Adhesive elements e.g. Magnetic stripes are attached, which allow the response units to be quickly attached to a mobile object (railway wagons, containers, etc.).

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Near-Field Transmission Systems (AREA)
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein automatisches Informationssystem für mobile Objekte, bestehend aus an den mobilen Objekten angeordneten Antworteinheiten, in denen Informationen über das jeweilige Objekt abgespeichert sind, und mindestens einer Abfrageeinheit, die beim Passieren einer Antworteinheit an diese ein Trägersignal einer ersten Frequenz überträgt, dessen Energie für die Stromversorgung der elektrischen Schaltungsteile der Antworteinheit ausgenutzt wird, wobei die Antworteinheit ein mit der gespeicherten Information moduliertes Antwortsignal einer zweiten Frequenz an die Abfrageeinheit aussendet.
  • Ein derartiges Informationssystem mit Abfrage-und Antworteinheiten ist aus IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY, Band VT-19, Nr. 1, February 1970, Seiten 128-136 bekannt. Eine praktische Ausführung einer Antworteinheit, mit der ein zu identifizierendes Objekt bestückt wird, und vor allem eine Gestaltung der Antennen, mit denen die Antworteinheit das Abfragesignal empfängt und das Antwortsignal aussendet, enthält die genannte Veröffentlichung nicht.
  • Aus der US-A- 4 333 072 ist ein Informationssystem mit einer Abfrageeinheit und einer Antworteinheit bekannt, wobei die Abfrageeinheit über eine an ihr vorhandene Spule ein Signal einer bestimmten Frequenz in eine Spule an der Antworteinheit induziert. Die Antworteinheit belastet ihre Spule in Abhängigkeit der in ihr vorhandenen Information. Diese informationsabhängige Belastung wirkt induktiv auf die Spule der Abfrageeinheit zurück, wo sie dann detektiert und ausgewertet wird.
  • Bei einem aus der DE-OS 28 46 129 bekannten Informationssystem ist zum Empfang des von der Abfrageeinheit ausgesendeten Trägersignals an jeder Antworteinheit eine Ferritstabantenne installiert. Die Antworteinheit besitzt aber noch eine zweite Antenne, nämlich zum Aussenden eines Antwortsignals an die Abfrageeinheit. Diese Antworteinheit ist großräumig und aufwendig gestaltet, weshalb sie für einen flexiblen Einsatz nicht gut geeignet ist.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Antworteinheit des automatischen Leitsystems der eingangs genannten Art so auszubilden, dan es eine kompakte, leicht handhabbare Gestalt erhält, um einen flexiblen Einsatz an verschiedensten mobilen Objekten zu ermöglichen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Zweckmäßige Ausführungen und Anwendungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Die erfindungsgemäße Antworteinheit läßt sich deshalb in einer sehr handlichen Form aufbauen, weil eben keine eigene Energiequelle und außerdem nur eine einzige Antenne in Form einer Induktionsspule benötigt wird, um sowohl ein die Betriebsspannung lieferndes Signal zu empfangen als auch ein Informationssignal an eine Abfrageeinheit auszusenden.
  • Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird nun die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 die Prinzipschaltbilder einer Abfrage- und einer Antworteinheit und
    • Fig. 2 die äußere Gestalt einer Antworteinheit.
  • Das zu Beginn angesprochene automatische Informationssystem kann dazu verwendet werden, mobile Objekte, wie z.B. schienengebundene Fahrzeuge oder mit Transportbändern bewegte Güter oder dergleichen zu identifizieren. Auch kann das Informationssystem ausgenutzt werden, um mobile Objekte an bestimmte diesen zugedachte Orte zu leiten.
  • Um ein solches Leitsystem zu realisieren, muß von jedem der an unterschiedliche Orte zu transportierenden Objekte eine Information (Adresse von zu versendenden Gütern, Größe und Form eines Motageteils etc.) abgefragt werden, mit der das gewünschte Transportziel verknüpft ist. Zu diesem Zweck werden die mobilen Objekte mit Antworteinheiten bestückt, in denen auf gewünschte Bestimmungsorte hinweisende Informationen des jeweiligen Objektes abgespeichert werden können. An einer Stelle an der Transportstrecke ist eine Abfrageeinheit postiert, welche beim Vorbeifahren der Objekte aus deren Antworteinheiten die Informationen herausliest und sie einem Zentralrechner übermittelt, der dann die Steuerung des Transportweges übernimmt.
  • Wie die Abfrageeinheit AF und die Antworteinheit AW prinzipiell aufgebaut sind, kann man der Fig. 1 entnehmen. Der Eingang der Antworteinheit AW enthält zwei Resonanzkreise, von denen ein erster aus einer Induktivität L1 und einer zu dieser parallel geschalteten Kapazität C besteht und ein zweiter aus der Induktivität L1, der dieser parallelgeschalteten Kapazität C und einer weiteren in Reihe geschalteten Induktivität L2 gebildet ist. Erfindungsgemäß sind diese beiden Induktivitäten durch eine einzige mit einer Anzapfung versehenen Induktionsspule realisiert.
  • Die Induktionsspule erfüllt die Aufgabe als Empfangsantenne für ein vom Oszillator 01 der Abfrageeinheit AF erzeugtes und abgestrahltes Trägersignal der Frequenz f1' Auf diese Frequenz f1 ist der zweite sich aus den Induktivitäten L1, L2 und der Kapazität C zusammensetzende Resonanzkreis abgestimmt. An diesen zweiten Resonanzkreis ist ein Gleichrichter D angeschlossen, der das Trägersignal der Frequenz f1 in eine Versorgungsgleichspannung VS für die elektronischen Bauelemente der Antworteinheit umwandelt. Wenn nun die Antworteinheit AW beim Vorbeifahren an der Abfrageeinheit AF ein Trägersignal der Frequenz f1 empfängt, wird die im Speicher S abgelegte Information mit Hilfe eines Modulators M einem Trägersignal der Frequenz f2, das von einem Oszillator 02 stammt, aufmoduliert.
  • Die Induktionsspule, welche ja mit der Kapazität C zusammen einen auf genau diese Frequenz f2 abgestimmten Resonanzkreis bildet, sendet das Informationssignal an die Abfrageeinheit AF aus.
  • Die Abfrageeinheit besitzt die gleichen auf die Frequenzen f1 und f2 abgestimmten Resonanzkreise wie die Antworteinheit. Zweckmäßigerweise ist die Abfrageeinheit auch nur mit einer einzigen Induktionsspule ausgestattet, die sowohl Teil des ersten Resonanzkreises als auch Teil des zweiten Resonanzkreises ist. Das von der Abfrageeinheit über die Induktionsspule empfangene Informationssignal gelangt zu einem Demodulator DM, an dessen Ausgang die Information aus dem Speicher S der Antworteinheit abgreifbar ist. Die detektierte Information wird schließlich zu einem Zentralrechner übertragen, der dann die Wegesteuerung für die mobilen Objekte vornimmt.
  • Es erweist sich als sehr vorteilhaft, daß die Antworteinheit AW als Antenne für den Empfang des Energiesignals und für das Aussenden des Informationssignals nur mit einer Induktionsspule versehen ist. Damit ist, wie die Fig. 2 verdeutlicht, eine sehr kompakte und gut handhabbare Bauweise für die Antworteinheit AW möglich. Dabei sind die elektronischen Schaltungsteile der Antworteinheit in einem quaderförmigen, flachen Gehäuse untergebracht, um dessen Schmalseiten die Induktionsspule IS gewickelt ist. Eine grabenförmige Eindellung in den Schmalseiten des Gehäuses verleiht der Induktionsspule einen sicheren Halt.
  • An der Vorderseite des Gehäuses ist ein Schalter- oder Tastenfeld TF als Eingabeeinheit (in Fig. 1 mit E bezeichnet) für den Speicher angeordnet. Wenn eine Antworteinheit an ein mobiles Objekt angehängt wird, können stets per Hand die aktuellen Informationen des jeweiligen Objekts über das Schalter- oder Tastenfeld in den Speicher eingegeben werden. Auch kann die Eingabe in den Speicher aus der Ferne mittels eines Opto- oder Ultraschallsenders erfolgen. Anstelle des Tastenfeldes TF wäre dann das Gehäuse mit einem Opto- oder Ultraschallempfangselement zu versehen. Eine optische Anzeige AZ an der Vordersiete des Gehäuses gibt Auskunft über den ganzen oder einen Teil des Speicherinhalts.
  • Die Information, die in den Speicher eingeschrieben werden soll, kann auch von der Abfrageeinheit an die Antworteinheit übertragen werden, indem man dem Trägersignal in der Abfrageeinheit diese Information aufmoduliert. Auch kann von einer anderen externen Station ein Träger drahtlos oder über einen mit der Antworteinheit verbindbaren Leiter ausgesendet werden, dem die Information für den Speicher der Antworteinheit aufmoduliert ist. An der Rückseite des Gehäuses könnten Haftelemente, z.B. Magnetstreifen, angebracht werden, die ein schnelles Anheften der Antworteinheiten an ein mobiles Objekt (Eisenbahnwagen, Kontainer etc.) ermöglichen.

Claims (10)

1. Automatisches Informationssystem für mobile Objekte, bestehend aus an den mobilen Objekten angeordneten Antworteinheiten, in denen Informationen über das jeweilige Objekt abgespeichert sind, und mindestens einer Abfrageeinheit, die beim Passieren einer Antworteinheit an diese ein Trägersignal einer ersten Frequenz überträgt, dessen Energie für die Stromversorgung der elektrischen Schaltungsteile der Antworteinheit ausgenutzt wird, wobei die Antworteinheit ein mit der gespeicherten Information moduliertes Antwortsignal einer zweiten Frequenz an die Abfrageeinheit aussendet, dadurch gekennzeichnet, daß die Antworteinheit (AW) eine einzige Induktionsspule (IS) trägt, als Antenne sowohl zum Empfang des von der Abfrageeinheit (AF) ausgesandten Trägersignals als auch zum Aussenden des Antwortsignals, wobei die Induktionsspule Teil eines ersten auf der Frequenz (f1) des Trägersignals schwingenden Resonanzkreises und Teil eines zweiten auf der Frequenz (f2) des Antwortsignals schwingenden Resonanzkreises ist.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspule (IS) eine mit einer Kapazität (C) verbundene Anzapfung besitzt.
3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspule (IS) um ein Gehäuse herum gewickelt ist, in dessen Innerem die elektronischen Bauelemente der Antworteinheit (AW) untergebracht sind, auf dessen sichtbarer Vorderseite eine optische Anzeige für den aktuellen Speicherinhalt und eine Vorrichtung (TF) für die Eingabe von Informationen in den Speicher (S) angeordnet sind, und auf dessen Rückseite sich Haftelemente zum Befestigen des Gehäuses an einem mobilen Objekt befinden.
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung für die Eingabe von Information in den Speicher ein Schalter- oder Tastenfeld (TF) ist.
5. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung für die Eingabe von Informationen in den Speicher (S) ein Opto- oder Ultraschallempfangselement ist, das von einem Opto- oder Ultraschallsender aus der Ferne die Speicherinformation empfängt.
6. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Abfrageeinheit (AF) ausgesendete Trägersignal mit einer in den Speicher der Antworteinheit (AW) einzuschreibenden Information moduliert ist.
7. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine externe Einheit ein elektrisches Trägersignal drahtlos oder über einen mit der Antworteinheit verbindbaren Leiter aussendet, das mit einer Information moduliert ist, die in den Speicher der Antworteinheit eingelesen wird.
8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die Verwendung beim Rangieren von schienengebundenen Waggons.
9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die Verwendung beim Rangieren von Kontainern.
10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die Verwendung beim Zuführen von Waren oder Montageteilen an bestimmte Orte.
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