RU198146U1 - Приемопередающее устройство по ферромагнитному каналу - Google Patents
Приемопередающее устройство по ферромагнитному каналу Download PDFInfo
- Publication number
- RU198146U1 RU198146U1 RU2019105282U RU2019105282U RU198146U1 RU 198146 U1 RU198146 U1 RU 198146U1 RU 2019105282 U RU2019105282 U RU 2019105282U RU 2019105282 U RU2019105282 U RU 2019105282U RU 198146 U1 RU198146 U1 RU 198146U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transmitting
- receiving
- magnetic field
- ferromagnetic
- microcontroller
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B3/00—Line transmission systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах передающих информацию по ферромагнитному каналу, например трубопроводам, в системах передачи и приема сигналов телеметрии на промышленных объектах, жилых зданиях и может применяться для сбора данных с удаленных устройств и различных датчиков. Технический результат состоит в повышении помехозащищенности приемопередающего устройства. Для этого в передающем модуле, подключенном к ферромагнитному каналу передачи информации используют негармоническую несущую устройства, которая представляет собой последовательность импульсов высокой скважности с малым временем нарастания\спада фронтов, и применение в приемном модуле устройства высокочувствительного магниторезистивного датчика, размещенного в ферромагнитном канале. 2ил.
Description
Область техники, к которой относится полезная модель.
Полезная модель относится к системам передачи и приема сигналов телеметрии на промышленных объектах и жилых зданиях и может применяться для сбора данных с удаленных устройств. Технический уровень.
Известна мобильная система связи (Патент на полезную модель RU 109623 МОБИЛЬНАЯ СИСТЕМА СВЯЗИ НА ПОВЕРХНОСТНОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЕ), предназначенная для приема и передачи сигналов на промышленных объектах. Система обеспечивает выдачу в линию передачи, представляющую собой границу раздела двух сред, в которых, одна подстилающая поверхность представляет собой металлический или металлизированный корпус подвижного объекта, а вторая среда границы раздела линии передачи поверхностной электромагнитной волны является проводником на заданной рабочей длине волны, в том числе и проводником, покрытым диэлектриком, при этом связь осуществляется вдоль линии передачи, в том числе и в процессе движения подвижного объекта. Передатчик, преобразует электромагнитную волну в поверхностную, которая которая излучается и распространяется вдоль линии передачи и которая принимается приемным преобразователем поверхностной электромагнитной волны пропорционально собственному коэффициенту усиления при участии собственной подстилающей поверхности, и эта величина приемной мощности с выхода приемного преобразователя поверхностной электромагнитной волны поступает в приемник. Передающий и приемный преобразователи электромагнитной волны расположены на собственных подстилающих поверхностях или в непосредственной близости от них и выполнены в виде антенн поверхностной электромагнитной волны.
Недостатком известной системы является то что требуются, по крайне мере, две среды передачи и затухание сигнала при распространении существенно зависит от характеристик этих сред (влажность, температура, удельная проводимость).
Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является система передачи информации (Патент на изобретение RU 2205514 СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ), в которой сигнал передают по ферромагнитной линии связи, при передаче воздействуют магнитным полем на ферромагнитную линию связи, в месте приема сигнала воздействуют магнитным полем на выходную индуктивность, взаимно индуктивно связанную с входной индуктивностью, расположенной на передающем конце линии связи. Система содержит входную и выходную индуктивности, взаимно индуктивно связанные по линии связи. В системе используются различные виды модуляции высокочастотной несущей, в качестве которой применяется гармоническое колебание с частотой порядка 50 МГц.
Недостатками указанной системы является следующие факторы:
- в качестве приемного элемента является электромагнитная катушка, которая наряду с основной функцией (прием полезного магнитного сигнала) выполняет и паразитную побочную - прием индустриальных электромагнитных помех;
- в качестве несущей в известной системе используется гармоническое колебание, которое на передающей и приемной индуктивности генерирует меньшие значения эдс самоиндукции чем импульсные, с длительностью нарастания\спада фронтов 20-50 нс последовательности высокой скважности, что снижает помехозащищенность известной системы.
Техническим результатом заявляемого технического решения является повышение помехозащищенности приемопередающего устройства по ферромагнитному каналу (далее ФМК).
Сущность полезной модели.
Для достижения указанного технического результата в объекте настоящей полезной модели предложено устройство, содержащее микроконтроллер, подключенный к источнику сигналов (например, внешние датчики), передающему модулю, приемному модулю и устройству индикации. Электропитание приемопередатчика осуществляется встроенным модулем питания, который вырабатывает напряжения постоянного тока, необходимые для работы устройства.
Полезная модель поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена структурная схема приемопередающего устройства по ферромагнитному каналу. На фиг. 2 представлена функциональная схема устройства.
Как представлено на структурной схеме, в устройстве размещены микроконтроллер (2) с установленной в нем программой кодирования передаваемых в ФМК цифровых сигналов и декодирования принимаемых из ферромагнитного канала сигналов, передающий модуль (3), нагруженный на передающую катушку индуктивности (4), датчик магнитного поля (6), принимающий полезный сигнал и передающий его в приемный модуль (5), подключенный к микроконтроллеру (2). Передающая катушка (4) и датчик (6) размещены на поверхности ферромагнитного канала (9). На вход микроконтроллера поступают цифровые или аналоговые сигналы с источника (1), а декодированная информация из принятого по ФМК сигнала отображается на жидкокристаллическом индикаторе (7). Электропитание приемопередатчика осуществляется модулем питания постоянного тока (8).
Осуществление полезной модели.
Заявляемое устройство представляет собой программируемое промышленное изделие для передачи, приема и обработки сигналов, передаваемых и принимаемых из ФМК, в качестве которого может быть использована любая поверхность, являющаяся проводником магнитного поля, например, металлические конструкции зданий или трубы системы тепло и водоснабжения зданий.
Алгоритм работы приемопередающего устройства поясняется функциональной схемой устройства и заключается в следующем.
Приемный, передающий модуль и микроконтроллер находятся в режиме микропотребления в ожидании команды запроса с диспетчерского центра, передатчик которого подключен к ФМК.
При поступлении и декодировании команды запроса микроконтроллер (2) активирует передающий модуль, и формирует команду ответа в USART формате с преобразованием ее в канальный сигнал. Команда ответа содержит информацию о величине сигналов, поступающих с источника (1) на вход микроконтроллера (2).
Формирование канального сигнала происходит в 2 этапа.
На первом этапе программа микроконтроллера преобразует исходный передаваемый USART сигнал в последовательность однополярных импульсов по следующему алгоритму: логическому «0» соответствуют 2 импульса длительностью 5 мкс каждый, с интервалом между ними 10 мкс, логической «1» соответствует пауза. При передаче логического «0» временное положение импульсов центрировано относительно середины тактового интервала передаваемой посылки, при этом защитные интервалы в начале и конце посылки составляют, не менее, 5 мкс. Длительности логического «0» и логической «1» определяются величиной скорости передачи USART сигнала. На втором этапе каждый импульс с выхода микроконтроллера (2) поступает в передающий модуль (3), где преобразуется в знакопеременный импульс длительностью 100-120 нс, с временами нарастания\спада фронтов 20-50 нс и амплитудой 400 В, который поступает на передающую катушку (4). Передающая катушка создает модулированный знакопеременный магнитный поток, распространяющийся по ферромагнитному каналу (9).
Прием и декодирование канального сигнала на приемном конце осуществляется следующим образом.
Высокочувствительный, с приведенной чувствительностью 3 mv\B\Гс магниторезистивный датчик магнитного поля (6), расположенный в ФМК (9) и реагирующий только на модулированный магнитный поток, преобразует его в последовательность электрических импульсов, поступающих в приемный модуль (5) с усилением 12 дБ, выход которого подключен к пиковому детектору с пороговым устройством (10), связанному со входом микроконтроллера (2) и формирующего, при превышении порога обнаружения, импульсы прямоугольной формы с амплитудой, примерно равной напряжению питания микроконтроллера (2). Преобразование входного импульсного сигнала в USART формат и его декодирование осуществляется программой, находящейся в памяти микроконтроллера. При регистрации микроконтроллером первого импульса, по его заднему фронту программно формируется задержка 8 мкс и во временном интервале 8-10 мкс ожидается появление второго импульса. В случае его обнаружения принимается решение о приеме логического «0», в случае его не обнаружения первый импульс считается помехой и принимается решение о приеме логической «1». Декодированный поток преобразуется в последовательность символов, которая отображается на ЖКИ (7).
Исходя из представленных выше характеристик максимальная скорость передачи заявляемого устройства ограничена величиной 33 кбит\с.
Данное устройство может найти применение в низкоскоростных системах телеметрии и системах сбора данных с удаленных устройств, когда невозможно или экономически нецелесообразно использовать иные проводные или беспроводные способы передачи информации.
Claims (1)
- Приемопередающее устройство для приема и передачи сигналов по ферромагнитному каналу, содержащее источник цифровых или аналоговых сигналов, передающий модуль, нагруженный на передающую катушку индуктивности, приемный модуль, к которому подключен датчик магнитного поля, причем передающая катушка индуктивности и датчик магнитного поля размещены в ферромагнитном канале и модуль питания, соединенный с цепями электропитания устройства, отличающееся тем, что введены микроконтроллер, соединенный с жидкокристаллическим индикатором отображения принимаемой информации, при этом микроконтроллер также соединен с источником цифровых или аналоговых сигналов с передающем и приемным модулями, причем передающий модуль выполнен с возможностью формирования канального сигнала в виде негармонической несущей, представляющей собой последовательность знакопеременных импульсов с малыми временами нарастания переднего и спада заднего фронтов, а датчик магнитного поля выполнен в виде высокочувствительного магниторезистивного датчика магнитного поля.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019105282U RU198146U1 (ru) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | Приемопередающее устройство по ферромагнитному каналу |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019105282U RU198146U1 (ru) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | Приемопередающее устройство по ферромагнитному каналу |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU198146U1 true RU198146U1 (ru) | 2020-06-22 |
Family
ID=71135589
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019105282U RU198146U1 (ru) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | Приемопередающее устройство по ферромагнитному каналу |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU198146U1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2205514C1 (ru) * | 2001-12-28 | 2003-05-27 | Никитин Вячеслав Андреевич | Система передачи информации |
RU109623U1 (ru) * | 2011-04-13 | 2011-10-20 | Анатолий Андреевич Копылов | Мобильная система связи на поверхностной электромагнитной волне |
WO2012135683A1 (en) * | 2011-03-30 | 2012-10-04 | Ambature Llc | Electrical, mechanical, computing, and/or other devices formed of extremely low resistance materials |
RU2610149C1 (ru) * | 2015-11-16 | 2017-02-08 | Владимир Васильевич Чернявец | Буксируемый подводный аппарат, оснащенный гидроакустической аппаратурой для обнаружения заиленных объектов и трубопроводов и последующего их мониторинга |
RU186543U1 (ru) * | 2018-09-12 | 2019-01-23 | Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Производственное объединение "Старт" им. М.В. Проценко" (АО "ФНПЦ ПО "Старт" им. М.В. Проценко") | Комбинированное сейсмо-магнитометрическое средство обнаружения с пониженным энергопотреблением |
-
2019
- 2019-02-26 RU RU2019105282U patent/RU198146U1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2205514C1 (ru) * | 2001-12-28 | 2003-05-27 | Никитин Вячеслав Андреевич | Система передачи информации |
WO2012135683A1 (en) * | 2011-03-30 | 2012-10-04 | Ambature Llc | Electrical, mechanical, computing, and/or other devices formed of extremely low resistance materials |
RU109623U1 (ru) * | 2011-04-13 | 2011-10-20 | Анатолий Андреевич Копылов | Мобильная система связи на поверхностной электромагнитной волне |
RU2610149C1 (ru) * | 2015-11-16 | 2017-02-08 | Владимир Васильевич Чернявец | Буксируемый подводный аппарат, оснащенный гидроакустической аппаратурой для обнаружения заиленных объектов и трубопроводов и последующего их мониторинга |
RU186543U1 (ru) * | 2018-09-12 | 2019-01-23 | Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Производственное объединение "Старт" им. М.В. Проценко" (АО "ФНПЦ ПО "Старт" им. М.В. Проценко") | Комбинированное сейсмо-магнитометрическое средство обнаружения с пониженным энергопотреблением |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7432847B2 (en) | Ultra-wideband transceiver | |
CN102204134B (zh) | 用于身体耦合的通信系统的宽带通信 | |
CN101688913B (zh) | 用于确定远程通信设备之间的视距(los)距离的方法 | |
US8583381B2 (en) | Ultrasonic propagation time measurement system | |
US4315325A (en) | Echo ranging pulse discrimination circuit | |
US9477857B2 (en) | Surface acoustic wave tag-based coherence multiplexing | |
CN104025124A (zh) | 基于rfid的设备和用于与传感器结合的方法 | |
EP1324069B1 (en) | A system for detecting distances using chaotic signals | |
CN105117764A (zh) | 一种高性能防碰撞声表面波延迟线型无线传感器系统 | |
SE0003458D0 (sv) | Sändar- och mottagningskopplingskrets för ultraljudsflödesmätare | |
CN103995483A (zh) | 一种超声波换能器的控制方法、装置以及系统 | |
RU198146U1 (ru) | Приемопередающее устройство по ферромагнитному каналу | |
CN105572672A (zh) | 超声脉冲回波测距装置 | |
CN107516054B (zh) | 可任意组网的射频识别无源无线谐振传感器结构及系统 | |
RU2522886C2 (ru) | Многоканальная отражательная линия задержки на поверхностных акустических волнах | |
CN113433550A (zh) | 一种基于脉冲幅度编码的超声波探测方法及其探测器 | |
CN106533466A (zh) | 一种用于无线透地通信系统的脉冲噪声测量与消除系统 | |
RU2565527C1 (ru) | Способ передачи данных через воздушный зазор и устройство для его осуществления | |
CN103969648B (zh) | 超声波测距方法 | |
KR102193234B1 (ko) | 차량용 초음파 센서의 감지 거리 증가 장치 및 그 동작 방법 | |
CN105634563A (zh) | 一种限制距离的低频通信系统及方法 | |
WO2005006246A3 (en) | Wireless electromagnetic tracking system using a nonlinear passive transponder | |
CN105136334A (zh) | 一种具有防碰撞功能的声表面波延迟线型无线传感器系统 | |
Suresh et al. | A read range maximization approach for UWB surface acoustic wave (SAW) RFID tags based on interdigital transducer (IDT) as a reflector | |
CA2924586C (en) | Passive wireless sensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200413 |
|
NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20211221 |