KR950010929B1 - 원격 데이타 전송용 송수신장치 및 그 처리방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

원격 데이타 전송용 송수신장치 및 그 처리방법

제 1 도는 본 발명의 실시예를 나타내는 전체 구성의 개요도.

제 2 도는 본 발명 실시예의 송신기를 나타내는 블록도.

제 3 도는 제 2 도의 송신기의 상세회로도.

제 4a 도는 2진수를 아나로그 전압으로 변환된 파형도.

제 4b 도는 아나로그 전압을 주파수 및 FSK변조된 파형도.

제 5 도는 본 발명의 송신기가 동작하는 흐름도를 나타낸 플로우챠트.

제 6 도는 각 송신기 Tn가 배정된 주파수 fn개를 조합한 순서에 따라 주파수를 바꾸는 상태도.

제 7 도는 본 발명의 실시예의 수신기를 나타내는 블럭도.

제 8 도는 본 발명의 수신기가 동작하는 흐름도를 나타내는 플로우챠트이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

f0,f1,..fn : 통신주파수 T1,T2,..Tn : 송신기

fS : 대피채널 RO,R1,..Rn : 수신기

10 : 전원장치 11 : 크리스탈발진기

12 : 마이크로프로세서 13 : DAC

14 : VCO 15 : 스위칭수단

16 : 주파수체배기 17 : RF앰프

18 : 안테나 S1,S2,S3.. : 스텝

D0,D1,D3,Dn : 포트

본 발명은 많은 송신기가 주파수를 공동 이용하여 몇대의 수신기에 디지탈 정보를 송수신할 수 있게한 원격 데이타 전송용 송수신장치 및 그 처리방법에 관한 것이다.

자동차의 경우에는 고속도로등에 있어서 요금 후불제에 따른 요금징수 시스템, 장래 무인으로 자동차를 운행하는 자동차의 무인 원격조정 시스템 또는 출입이 제한된 지역에서 사람의 입출력을 통제하는 입출력시스템등에 있어서는 해당물체가 가지고 있는 고유정보를 원격으로 전송하는 송수신장치가 필요하게 된다.

예를 들면 자동차등에 있어서는 상태정보, 즉 등록번호 또는 기타 자동차의 운행상태등의 정보를 지정된 관제소에 원하는 전송 매체에 실어 디지탈 전송하여 관제소에 입출력되는 자동차를 통제할 필요가 있다. 현재까지 사용되고 있는 전송매체는 광선(적외선), 초음파, 전파 등이 있으나 광선은 외부광에 영향을 받기 쉽고, 장애물이 있으면, 투과할 수 없으며, 초음파는 고속전송을 할 수 없을 뿐만 아니라, 음파이기 때문에 신호전달시 시간(음속) 많이 소요되는 단점이 있다.

이에 반하여 전파는, 고속전송과, 장애물(부도체)을 통과할 수 있을 뿐만 아니라 외부광에 영향을 받지 않는 장점이 있어 가장 적당한 전송매체로 알려져 있었으나, 전파를 사용할 경우, 유한한 주파수 자원을 고려할때 모든 자동차에 각기 다른 주파수를 배경하는 것은 현실적으로 불가능하다는 점에 유의해야 한다.

역으로 단일 주파수를 사용하여 정보를 전송할 경우에는 혼신의 문제에 봉착하게 되기 때문에 역시 단일 주파수를 사용할 수가 없다. 이점을 해결하기 위하여, 종래에는 MCA방식이라는 주파수 공용방식을 사용하였으나 다음과 같은 문제점을 갖고 있다.

MCA(multi channel acces)방식은 먼저 송신기와 수신기를 쌍(pair)으로 배정하여 놓고, 몇개의 통신 주파수 채널(이하 CH)중에 한개의 제어 채널을 미리 배정해 놓는다. 이때 수신기는 항상 제어채널을 수신할 수 있는 상태로 대기한다

따라서 송신을 하고 싶은 송신기는 수신기를 이용해서 타 송신기가 사용하지 않는 빈 채널을 찾아내어 빈채널이 없으면 대기상태로 돌아가고 있으면 송신하고 싶은 상대에게 제어채널로 빈 채널을 알려주어 서로 통신하게 된다.

그러나 상기와 같은 동작하기 위하여는 송수신기가 쌍(pair)으로 되어 있어야만 하고, 송신 타이밍과 시간에 제약이 받게 될뿐만 아니라 기기가 복잡해지고 수많은 송신기가 적은양의 정보를 짧은시간 동안 몇개의 수신기에 집중적으로 전송하는 것은 현실적으로 어렵기 때문에 자동차에 적용되는 상기와 같은 요금징수 시스템 및 무인 원격조정 시스템에 적용 할수가 없는 것이었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 수 많은 송신기에서 적은 양의 정보를 몇개의 수신기상에 에러없이 집중적으로 전송할 수 있는 원격 데이타 전송용 송수신장치 및 그 처리방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 간단한 회로의 구성으로 다량의 정보를 혼신없이 전송할 수 있게 하여 무인 요금 징수 시스템 및 무인 원격조정 시스템등에 적합하게 사용할 수 있는 원격 데이타 전송용 송수신장치 및 그 처리방법을 제공하고자 하는 것이다.

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 원격 전송을 송수신장치는, 똑같은 f0,f1,..fn개의 통신 주파수채널과 그중 1개의 대피채널을 배정한후, 2진수의 데이타 값을 디지탈 아날로그 콘버터로 아날로그전압으로 변환하여 주파수 채널 및 FSK변조한 후 변조출력을 온, 오프하여 펄스적으로 전파의 송신시, 통신주파수(fn)개를 조합하여 배열을 만들고 랜덤 추출하여 배열에 따라 송신 주파수를 바꾸면서 펄스적으로 전파를 송신하고, 다음 펄스의 송신을 랜덤으로 지연시켜 반복송신하는 송신기와, 상기 송신기의 수신거리상에 설치되고, 상기 송신기의 각 통신주파수 채널수에 대응하여 주파수가 고정되는 수신기와, 상기 각 수신기에 보내온 장보를 받아 수신하는 주 컴퓨터로 이루어질 수 있다.

또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 원격 데이타 전송용 송수신 방법은, Tn개의 송신기에 똑같은 fn개의 통신 주파수와 1개의 대피채널을 배정하는 과정과, 상기 통신 주파수를 조합하여 배열한후 랜덤 (1/fn !)으로 검출하여 그 조합의 순서에 따라 주파수를 연속 바꾸면서 ID코드와 데이타를 송신하는 과정과, 상기 ID코드와 데이타의 송신후 휴지시간 동안에는 대피채널을 이용하거나 송신 출력을 오프시키는 과정과, 상기 랜덤으로 변경된 주파수를 바꾸면서 전자펄스로 송신후 다음 전파펄스가 발생되는 시간도 랜덤으로 발생시키는 과정의 순서로 데이타를 전송하고, 상기 전송데이타를 역으로 수신하는 과정이 포함되어 이루어질 수 있다.

즉 이와 같은 본 발명은 Tn개의 송신기에 똑같은 fn개의 통신 주파수(EX : f0-f9)와 1개의 대피(shunt channel ; 이하 SCH) CH를 배정하고 이를 조합(fn ! = 4×3×2×1=24 ; 4개의 채널이 배정된 경우)으로 배열하고 랜덤(1/fn !)으로 검출하여 그 조합의 조합의 순서에 따라 주파수를 연속 바꾸면서 송신하되 휴지시간에는 대피채널을 이용하거가 송신 출력을 오프시켜 혼신을 방지할수가 있는 것이다.

예를 들어, 10CH를 배정했을 경우 그 조합은 10! = 3,628,800이라는 배열이 나오게 된다. 이 배열을 랜덤(1/10!)으로 검출하여 각각의 송신기들은 주파수배열 순서에 따라 주파수를 바꾸면서 전자펄스를 송신하되 다음 펄스가 발생하는 시간까지도 랜덤으로 발생시키면 혼신되는 률을 최소화 할 수가 있게 된다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 따라서 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1 도는 본 발명의 실시예를 나타내는 전체 구성의 개요도를 나타내고 있다.

여기서 똑깥은 f0,f1,..fn개의 통신주파수채널과 그중 1개의 대피채널을 배정받은 송신기(T1),(T2),..(Tn)와, 그 수신거리에 각 통신주파수 채널수에 대응하는 주파수가 고정된 수신기(R0),(R1),..(Rn)(R0)의 수신기는 f0주파수, R1은 f1주파수, Rn은 fn 주파수 만을 수신)와, 주 컴퓨터(HC)로 구성된다. 제 2 도는 본 발명 실시예의 송신기를 나타내는 블록도로서 제 1 도의 각각의 송신기(T1), (T2),..(Tn)의 내부를 나타내고 있다. 즉 전원장치(10), 크리스탈 발진기(11), 마이크로 프로세서(12), DAC(Digital to Analog Converter)(13), 발진 출력을 발생출력하는 VOC(Voltage Controlled Ossator)(14), 상기 VCO(13)의 출력을 온, 오프하는 스위치를 역할을 하는 스위칭수단(15), 주파수체배기(16), RF앰프(17), 안테나(18)로 구성된다. 여기서 전원장치(10)는 각부에 전원을 공급하기 위한 정전압 전원 장치이고, 크리스탈 발진기(11)는 마이크로 프로세서(12)가 필요로 하는 정밀한 클럭을 제공하기 위한 것이며, 마이크로 프로세서(12)는 정보의 저장 및 판단하여 병렬 데이타를 직렬 데이타로 변환시킬뿐만 아니라 배정된 주파수 채널을 조합하여 랜덤 추출하여 DAC(13)에 공급 및 VCO(14)의 출력을 온, 오프 제어하는 동작을 수행한다. 그리고, DAC(13)는 마이크로 프로세서(12)에서 보내오는 주파수 변경 데이타와 정보의 디지탈 값 데이타(D0)를 아나로그 전압을 바꾸는 기능을 하며, VCO(14)는 DAC(13)에서 보내오는 아날로그 전압에 딸 고주파변조(FSK)를 하여 주파수 변조된 고주파를 출력한다. 그리고 주파수 채배기(16)는 VCO(14)에서 보내오는 고주파를 목적하는 주파수로 체배하는 RF앰프(17)를 통하여 증폭한후 안테나에 공급하면 안테나는 전파를 공중에 방사하게 된다.

제 3 도는 제 2 도의 송신기의 상세 회로도로서 디지탈 아나로그 콘버터(Digital to Analog Converter)(13)는 R-2R 네트워크로 구성되고, 불티지 콘트롤 오실레이터(14)는 정전용량 다이오드, 세라믹 발진자, 인버터 게이트 및 낸드게이트를 사용하여 구성되어 있다. 여기서 상기 낸드게이트는 스위칭 수단의 역할을 하며, vco(14)는 주파수변환 및 데이타를 고주파변조하여 그 출력을 ON, OFF한다.(스위칭 수단에 의하여) 제 3 도의 구성은 기타 여러가지 회로도 변경이 가능한 것으로 이는 단지 실시예만 나타내고 있는 것이다.

제 4a 도는 마이크로 프로세서(Micro-processor)가 보내온 2진수를 디지탈 아나로그 콘버터가 아나로그 전압으로 변경된 상태를 보여주고 있고, 제 4b 도는 아나로그 전압을 VCO가 주파수 변경 및 고주파 변조한 상태를 보여주고 있다.

즉, 송신기 마이크로 프레섯(12)의 출력이 데이타 D1,D2, D33가 2진수 000이면 주파수 채널(CH)은 주파수 (f0)로 되고, 001이면 주파수(f1)로 되며, 010이면 주파수(f2)가 되고, 011은 주파수(f3)가 되며, 100이면 무변조의 대피채널(SCH CH)로 되어 마이크로 프로세서(12)의 데이타값(D0)에 따라 고주파 변조됨을 보여주고 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 송신장치에서 데이타를 전송하는 것을 살펴보면, 송신기 마이크로 프로세서(12)는 제 5 도와 같은 플로우챠트순으로 동작을 하게 된다.

즉, 제 5 도는 본 발명의 송신기가 동작하는 흐름도를 나타낸 플로우챠트로서, 먼저 스텝(S1)에서 초기시 스타트한후, 스텝(S2)에서 먼저 주파수 채널수(Fn)을 세트한다. 초기 스타트 시에는 모든 회로에 저상적이 전원 공급 및 정상적인 동작상태를 점검한후 다음 스텝(S2)으로 넘어간다. 예를 들어 배정된 채널수가 10개라면 10을 세트한다. 즉, 주파수의 조합으로 주파수 채널수(Fn)을 설정하여 배열하고(10!), FOSEJA(1/10!)으로 추출하여 변수(NZ)를 세트하고 변수(N)는 리세트 시킨다(스텝 S3 내지 스텝 S5). 다음 스텝(S6)에서 1에서 1000까지의 수중에서 랜덤값(S)으로 세트한다. 여기서 왜 1에서 1000까지의 수를 세트하느냐하면 제 6 도에서 보는 바와 같이 다음 펄스를 송출하기까지의 지연시간을 결정하는 변수가 된다.

예를 들면,

통신속도 ; 512000/BAUD(Sec),

전송 데이타량 ; 256/BAUD,

송출횟수 ; 2회(Sec),

동시 송신하는 송신기(Tn)수 ; 250개,

배정된 주파수 CH수 ; 10개라 하면,

512000(통신속도)/256(전송데이타량)×2(송출횟수)=1000,

즉, 0.5sec를 1000등분하여 랜덤 가변 지연하면 다음 주파수를 송출하기 위한 것이 된다.

다음 스텝(S7)에서 N=S인가를 판단하여 같지 않으면 스텝(S16) 및 스텝(S17)을 통하여 시간을 지연시켜 N이 1000이 될때까지 대기하고, 100이상이면 다시 N=S인가를 판단하여 같으면 스텝(S8)에서 마이크로 프로세서(12)의 출력포트(DS)를 온하여 변수(NZ)의 배열순서대로 2진수의 값을 포트(D0-Dn)로 출력하여(스텝 S9) nBit의 특정코드(ID CODE)와 데이타를 직렬 데이타로 각각 2변 변환한후(스텝 S10) (이 스텝은 2번 ID코드와 데이타를 보내주어 수신측에서 2번은 데이타가 모두 동일한 경우 정확한 데이타로써 식별할 수 있게 하기 위한 것이다), 각각 포트(D0-Dn)로 ID코드와 데이타를 출력한다(스텝 S11). 그 다음에 스텝(S12)에서 포트(DS)를 오프하거나 주파수를 대피채널로 변경하고 스텝(S14)에서 채널수를 감소시켜(Fn-1) 0인가를 판단하여 0이면 처음 상태의 스텝(S2)로 돌아가고 0이 아니면 N을 1개씩 증가시켜 1000이상이 될때까지 대기한 후(스텝 S16),(스텝 S17) 1000이상이 되면 N를 리세트하는 스텝(S5)동작을 반복하여 ID코드와 데이타를 불특정 시간에 2번 전송하고, 전송시의 주파수 채널로 랜덤으로 변경하면서 전송하게 된다.

즉 단위시간(t)동안 Tn개의 송신기가 랜덤으로 주파수를 바꾸면서 펄스로 전파를 송출하고 랜덤으롤 시간지연시켜 각각 2회씩 반복 송신하여 혼신률을 최소화할 수 있는 것으로 이관계를 제 6 도에 도시하고 있다.

제 7 도는 본 발명의 실시예의 수신기를 나타내는 블록도로서 일반 FM수신기와 별 차이가 없으나 수신주파수가 고정되어 있고 전송속도를 높이기 위하여 대역폭이 넓으며 스피커 대신 마이크로 프로세서가 부가된 점만 상이한 것으로 이에 대한 구체적으인 설명은 생략한다.

제 8 도는 본 발명의 수신기(제 7 도에 나타나 있음)가 동작하는 흐름도를 나타내는 플로우챠트로서 초기스텝(S31)후 스텝(S32)에서 먼저 송신 시작인가를 판단하여 아니면 처음스텝(D31)으로 돌아가고 송신 시작인 경우에는 스텝(S33)에서 nBit ID코드를 수신하여 메모리에 저장하고(S34), 재수신하여(S35) 비교스텝(S36)에서 저장된 데이타와 일치하는지 여부를 비교판단하여 일치하지 않으면 에러(혼신)로 판단하여 처음으로 돌아가고(S32), 일치하면 정확한 ID코드가 송신되었다고 판단하여 스텝(S37)에서 데이타를 수신하여 메모리에 저장한후(S38), 재 수신하여(S39) 비교스텝)(S40)에서 메모리에 저장된 데이타와 비교하여 일치하지 않으면 에러(혼신)로 판단하여 스텝(S32)로 돌아가고 일치하면 동일한 데이타가 있는지를 판단하여 (스텝 S41)있으면 무효처리하고 없으면 메모리에 저장(스텝 S42)함과 동시에 주컴퓨터(S43)로 전송하는 처리를 반복 실행한다.

이와 같이 본 발명은 배정된 주파수 Fn개의 주파수(Fn!)하여 주파수 배열을 만들고 랜덤 추출하여 그 배열에 따라 주파수를 바꾸면서 펄스적으로 전파를 송신하되 다음 펄스의 송신을 랜덤으로 지연시켜 반복 송신하는데 있다. 상기와 같은 랜덤 추출이 아니라 하더라도 부품의 오차등 기타의 원인으로 언젠가는 주파수 배열 위상은 틀려지게 마련이지만 랜덤 추출하면 더욱 좋은 결과를 얻을 수가 있는 것이다. 그리하여 반복 송신 및 수신하여 혼신되지 않은 부분을 수신하여 그 정보를 주 컴퓨터로 전송하면 목적하는 결과를 얻을 수가 있는 것으로, 수많은 송신기에서 적은 양의 정보를 몇개의 수신기상에 에러없이 집중적으로 전송할 수가 있으며, 간단한 회로의 구성으로 다량의 정보를 혼신없이 전송할 수 있게 하여 무인 요금 징수 시스템 및 무인 원격조정 시스템등에 적합하게 사용할 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 똑같은 f0,f1,..fn개의 통신 주파수채널과 그중 1개의 대피채널을 배정한 후, 2진수의 데이타 값을 디지탈 아날로그 콘버터로 아날로그전압으로 변환하여 주파수 채널 및 FSK변조한후 변조출력을 온, 오프하여 펄스적으로 전파의 송신시, 통신주파수(fn)개를 조합하여 배열을 만들고 랜덤 추출하여 배열에 따라 송신주파수를 바꾸면서 펄스적으로 전파를 송신하고, 다음 펄스의 송신을 래덤으로 지연시켜 반복송신하는 송신기(T1),(T2),..(Tn)와, 상기 송신기(T1),(T2),..(Tn)의 수신거리상에 설치되고, 상기 송신기(T1),(T2),..(Tn)의 각 통신주파수 채널수에 대응하는 주파수가 고정되는 수신기(R0),(R1),...(Rn)와 상기 각 수신기(R0),(R1),..(Rn)에서 보내온 정보를 받아 수신하는 주 컴퓨터(HC)로 구성되는 원격 데이타 전송용 송수신장치.
2. 제 1 항에 있어서, 각각의 송신기(T1),(T2),..(Tn)는 내부회로에 전원을 인가시키는 전원장치(10)와, 마이크로 프로세서에 클럭신호를 인가시키는 크리스탈 발진기(11)와, 통신 주파수를 조합하여 랜덤으로 출력시 ID코드 및 정보 데이타를 출력하는 마이크로 프로세서(12)와 상기 마이크로 프로세서(12)의 출력을 받아 디지탈 신호를 아날로그 신호로 변환시키는 DAC(12)와, 상기 DAC(12)의 출력을 전압으로 변환시켜 발진출력으로 출력하는 VCO(14)와, 상기 VCO(14)의 출력을 체배시키는 주파수 체배지(16)와, 상기 주파수 체배기(16)의 출력을 증폭하는 RF앰프(17)와, 상기 RF앰프(17)의 출력을 전파로 발생시키는 안테나(18)로 구성되는 원격 데이타 전송용 송수신 장치.
3. Tn개의 송신기에 똑같은 fn개의 통신 주파수(f0-f9)와 1개의 대피채널(shunt channel; 이하 SCH)을 배정하는 과정과, 상기 통신 주파수를 조합하여 배열한 후 랜덤(1/fn !)으로 검출하여 그 조합의 순서에 따라 주파수를 연속바꾸면서 ID코드와 데이타를 송신하는 과정과, 상기 ID코드와 데이타의 송신후 휴지시간 동안에는 대피채널을 이용하거나 송신 출력을 오프시키는 과정과, 상기 랜덤으로 변경된 주파수를 바꾸면서 펄스로 송신후 다음 펄스가 발생되는 시간도 랜덤으로 발생시키는 과정의 순서로 데이타를 전송하고, 상기 전송데이타를 역으로 수신하는 과정이 포함되는 원격 데이타 전송용 송수신 처리방법.