Это изобретение относится к системе идентификации, содержащей одно устройство опроса и множество импульсных повторителей (ответчиков).
Заявка на патент N 92/0000 Южной Африки описывает систему идентификации, содержащую устройство опроса и множество индивидуальных импульсных повторителей, которые могут прикрепляться или ассоциироваться с предметами, подлежащими идентификации. Этими предметами, подлежащими идентификации, например, могут быть позиции товаров в супермаркете или на складе.
Задачей этого изобретения является повышение вероятности идентификации импульсного повторителя в системе такого вида, который упоминался выше.
Краткое изложение сущности изобретения
В соответствии с этим изобретением система идентификации содержит устройство опроса и множество импульсных повторителей (ответчиков) с этим устройством опроса, содержащим средство передатчика для передачи по крайней мере двух независимых сигналов опроса к этим импульсным повторителям, средство приемника для приема сигналов ответа от этих импульсных повторителей и средство процессора для идентификации этих импульсных повторителей из данных в этих сигналах опроса; каждый импульсный повторитель содержит средство приемника, генератор кода и средство передатчика, соединенное с этим генератором кода так, что после приема по крайней мере одного их этих переданных сигналов опроса этот импульсный повторитель передает сигнал ответа, содержащий данные, которые идентифицируют этот импульсный повторитель.
Средство передатчика этого устройства опроса может быть приспособлено для передачи по крайней мере двух сигналов опроса непрерывно.
И, наоборот, средство передатчика этого устройства опроса может быть приспособлено для передачи по крайней мере двух сигналов опроса дискретно, с интервалом между последующими сигналами опроса, который меньше чем минимальный период, в течение которого импульсные повторители, которые были заблокированы инструкцией блокировки в сигнале опроса, сбрасывают сами себя автоматически.
Эти по крайней мере два сигнала опроса могут иметь соответственно различные частоты, которые выбраны так, чтобы они попадали в диапазон приема этого средства приемника импульсных повторителей.
Предпочтительно, чтобы эти по крайней мере два сигнала опроса были относительно узкополосными сигналами, со средством приемника каждого импульсного повторителя, имеющим относительно широкий диапазон приема, в который попадали бы соответственно различные частоты этих по крайней мере двух сигналов опроса, чтобы этот импульсный повторитель реагировал на один или более их этих сигналов опроса.
Предпочтительно, чтобы каждый сигнал опроса был промодулирован данными, с шириной полосы каждого сигнала опроса, имеющей значение, меньшее чем расстояние между этими соответственно различными частотами сигналов опроса.
Средство передатчика этого импульсного повторителя может содержать антенну и средство модуляции отражательной способности этой антенны так, чтобы ответный сигнал этого импульсного повторителя содержал одну или более несущих сигнала опроса, промодулированных данными, которые идентифицируют этот импульсный повторитель.
Предпочтительно, чтобы средство передатчика этого устройства опроса содержало по крайней мере две разнесенные друг от друга передающие антенны, а средство приемника содержало по крайней мере две разнесенные друг от друга приемные антенны.
Это средство передатчика и это средство приемника могут содержать по крайней мере два разнесенных друг от друга комплекта антенн с каждым комплектом антенн, содержащим передающую антенну и по соседству с ней приемную антенну.
Каждая антенна может содержать матрицу сот, предназначенную для работы на частотах между 800 МГц и 1 ГГц.
Предпочтительно, чтобы по крайней мере две их этих соответственно передающих и приемных антенн имели излучение с отличающейся друг от друга поляризацией.
В альтернативном варианте исполнения этого изобретения это средство передатчика устройства опроса содержит передающую антенну, по крайней мере первый и второй передатчики для генерации сигналов опроса на соответственно отличающихся частотах и средство переключателя для переключения выходов этих передатчиков попеременно на эту передающую антенну.
В этом варианте исполнения средство приемника и средство процессора этого устройства опроса предпочтительно приспособлены для того, чтобы различать ответные сигналы от импульсных повторителей, сформированные в ответ на сигналы опроса, передаваемые на соответственно отличающихся частотах по крайней мере первого и второго передатчика. Предпочтительно, чтобы средство процессора было приспособлено обнаруживать дублированные сигналы ответа импульсного повторителя и не учитывало их.
Это средство передатчика и это средство приемника устройство опроса должны быть установлены на структуре или вблизи от нее, которая определяет зону опроса, через которую могли бы проходить эти импульсные повторители, которые должны быть идентифицированы.
В предпочтительном варианте это средство приемника и это средство передатчика удерживаются на каркасе, определяющем проход, через который могло бы проходить транспортное средство, содержащее предметы, к которым прикреплены соответствующие импульсные повторители.
Предпочтительно выбирать соответствующие частоты этих по крайней мере двух сигналов опроса, чтобы не было перекрывающих нулей в электрических полях этих сигналов опроса в пределах определенного расстояния от средства передатчика этого устройства опроса.
Эта система может содержать средство процессора для регистрации данных, принятых от каждого идентифицированного импульсного повторителя, и для связывания этих принятых данных с записанными в память данными, соответствующими этим принятым данным.
Это средство процессора может быть приспособлено для того, чтобы сохранять цены или данные идентификации предметов, к которым присоединены различные импульсные повторители, и к тому же связывать их между собой.
Эта система может содержать средство отображения для создания изображения, в котором эти предметы, к которым присоединены импульсные повторители, ассоциируются с данными цены.
Эта система может далее содержать средство принтера для создания распечатки этого изображения.
В соответствии с другим аспектом этого изобретения система идентификации содержит устройство опроса и множество импульсных повторителей с этим устройством опроса, содержащим средство передатчика для передачи сигнала опроса и сигнала запрета, имеющего соответственно разные частоты для этих импульсных повторителей, средство приемника для приема сигналов ответа от этих импульсных повторителей и средство процессора для идентификации этих импульсных повторителей из данных этих сигналов ответа; с каждым импульсным повторителем, содержащим средство для приема этого переданного сигнала опроса и сигнала запрета, генератор кода и средство передатчика, соединенное с этим генератором кода, с этими соответственно отличающимися частотами сигнала опроса и сигнала запрета, выбранными так, чтобы они попадали в зону приема средства приемника этого импульсного повторителя, с этим импульсным повторителем, приспособленным передавать сигнал ответа, содержащий данные, которые идентифицируют этот импульсный повторитель после приема сигнала запроса, как повторитель, который должен быть заблокирован инструкцией выключения, содержащейся в этом сигнале опроса при успешной идентификации этого импульсного повторителя, и должен оставаться заблокированным все время, пока он продолжает принимать этот сигнал запрета.
Предпочтительно, чтобы этот сигнал запроса был относительно направленным сигналом, а этот сигнал запрета - относительно широким рассеянным сигналом.
Этот сигнал запрета имеет ширину луча, которая предпочтительно, по крайней мере в пять раз больше, чем ширина луча этого сигнала опроса.
Предпочтительно, чтобы сигнал опроса был сигналом относительно высокой мощности, а сигнал запрета был сигналом относительно низкой мощности.
Эта команда выключения импульсного повторителя может передаваться как в сигнале опроса, так и в сигнале запрета.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - график, иллюстрирующий создание нуля в зоне опроса, как результат действия отраженного сигнала.
Фиг. 2 - блок-схема, иллюстрирующая действие первого варианта исполнения изобретения.
Фиг. 3 - график, иллюстрирующий эффект использования различных частот для сигнала опроса.
Фиг. 4 - блок-схема второго варианта исполнения изобретения.
Фиг. 5 - схематическая иллюстрация практического исполнения изобретения на контроле в супермаркете.
Фиг. 6 - вид комплекта антенны, изображенный в системе на фиг. 5.
Фиг. 7 - вид сверху на узел антенны, показанный на фиг. 6.
Фиг. 8 - график, показывающий конфигурацию излучения элемента антенны комплекта антенны, показанного на фиг. 7.
Фиг. 9 - блок-схема, раскрывающая общую электронную часть системы на фиг. 5 и на фиг. 6.
Фиг. 10 - более подробная блок-схема приемника квадратур/усилителя, показанного на фиг. 9.
Фиг. 11 - график сигнала, показывающий форму сигнала в различных точках фиг. 10.
Фиг. 12 - пример квитанции для клиента, распечатываемой системой, показанной на фиг. 5 и на фиг. 6.
Фиг. 13 - схематическая иллюстрация альтернативного варианта исполнения изобретения; и
Фиг. 14 - блок-схема, иллюстрирующая работу варианта исполнения на фиг. 13.
Описание вариантов исполнения
Фиг. 1 иллюстрирует проблему, которая возникает в системах, о которых идет речь, когда отражающая поверхность расположена близко к этому устройству опроса 10 и/или к зоне опроса, в которой желательно обнаруживать эти импульсные повторители. Первичный сигнал 12 опроса передается прямо от антенны 14 устройства опроса 10 в зону опроса, тогда как вторичный сигнал опроса 16 отражается от этой отражающей поверхности. На определенных расстояниях от устройства опроса прямой и отраженный сигналы 12 и 16 будут сдвинуты по фазе на полволны, что вызывает появление нулей в электрическом поле сигнала опроса. В результате получаются зоны 20 зоны опроса, имеющие слабый сигнал опроса, с недостаточной энергией радиочастот для того, чтобы запитать эти импульсные повторители. Вследствие этого определенные импульсные повторители могут пройти необнаруженными этим устройством опроса.
На фиг. 2 в схематической форме иллюстрируется первое решение этой проблемы. На фиг. 2 устройство опроса 10 имеет первую и вторую антенны 22 и 24, которые удалены на расстояние, равное полуволне сигнала друг от друга, и которые могут быть выбраны с помощью средства переключателя 26. Благодаря различному положению этих антенн нули или зоны 20 с низкой мощностью находятся в различных местоположениях. При пользовании устройство опроса 10 сначала соединяется с антенной 22 и сканирует предметы в зоне опроса, записывая коды идентичности, принятые от различных импульсных повторителей, присоединенных к этим предметам. Затем средство переключателя 26 соединяет устройство опроса 10 с антенной 24, и этот процесс повторяется. Коды идентификации, записанные во время обеих процедур опроса, сравниваются, и дублирующиеся коды отбрасываются. Таким образом, могут быть идентифицированы все предметы в зоне опроса, несмотря на то, что некоторые из них попадают в части зоны опроса, которые находятся в области нуля радиочастот одной из антенн 22 или 24.
Вышеописанная система адекватна для идентификации предметов, каждый из которых имеет импульсный повторитель с уникальным кодом идентификации. Однако, если ряд предметов снабжается импульсными повторителями, которые все имеют одинаковые коды идентификации, невозможно точно сосчитать число этих предметов, используя систему фиг. 2, так как невозможно сравнивать результаты первой и второй процедур опроса таким образом, чтобы отбрасывать дублированные считывания.
Система, описанная в заявке на патент Южной Африки N 92/0039, содержание которой включено сюда в качестве ссылки, включает ряд идентичных импульсных повторителей, которые присоединены к предметам одного вида для обеспечения автоматического переучета товаров. Каждый импульсный повторитель блокируется после того, как он успешно сообщит о своем присутствии устройству опроса, и останется в заблокированном состоянии до тех пор, пока поле сигналов радиочастоты, вызванное этим сигналом опроса, не будет снято окончательно. Очевидно, что система, которая имеет глубокие нули радиочастоты в своей зоне опроса, не будет подходящей для использования с этим типом метки, так как индивидуальные метки могут интерпретировать отсутствие мощности радиочастот в нуле как выключение этого устройства опроса. В результате, импульсный повторитель, который был заблокирован после успешной идентификации, может быть снова включен, когда положение этого нуля передвинется, обеспечивая дополнительный сигнал, и тем самым вызывая ошибку в подсчете.
Для того, чтобы решить эту проблему, предлагается устройство опроса, которое передает сигналы опроса по крайней мере на двух различных частотах, либо одновременно, либо дискретно. Например, могут быть применены частоты 750 МГц и 915 МГц. Эти частоты выбраны с таким расчетом, чтобы не оказалось такого местоположения внутри этой зоны опроса, где бы имелся нуль радиочастот на обеих частотах, как показано на фиг. 3. Поскольку эти импульсные повторители запитываются путем выпрямления принятой энергии радиочастоты от этих сигналов опроса, и так как энергия радиочастоты будет присутствовать в каждом местоположении в зоне опроса, по крайней мере от одного из этих сигналов опроса эти импульсные повторители будут запитываться непрерывно и окажутся способными запомнить "команду блокировки", принятую от устройства опроса после успешной идентификации.
В тех случаях, когда различные сигналы опроса не все передаются одновременно и непрерывно, интервал между последовательными передачами должен быть меньше, чем минимальный период, в течение которого заблокированные импульсные повторители сбрасывают сами себя автоматически.
Поскольку импульсные повторители модулируют свои коды идентичности либо изменением отражательной способности своей приемной антенны, либо повторным излучением определенного процента принятой энергии сигнала опроса, промодулированным кодом идентификации, эти данные будут переданы на обеих частотах для тех меток, которые освещаются обоими сигналами опроса одновременно, и только на одной частоте, в случае тех импульсных повторителей, которые расположены в нуле одного или другого сигнала запроса. Из этого устройство опроса сможет распознать импульсные повторители, реагирующие на одну или на обе частоты.
Система для осуществления этого варианта исполнения изобретения схематически проиллюстрирована на фиг. 4. В этой системе устройство опроса содержит узел 28 опросное устройство/контроллер, первый передатчик 30 с ассоциированной антенной 32 и второй передатчик 34 с ассоциированной антенной 36. Метки или импульсные повторители 38 показаны разнесенными друг от друга внутри зоны опроса, которая расположена вблизи от отражательной поверхности 40. Нули или области низкой интенсивности 42 и 44 поля радиочастот, которые удалены друг от друга и не перекрываются между собой, показаны схематически.
Ряд практических применений настоящего изобретения представляет сам себя. В одном применении эта система используется в супермаркете для автоматизации процедуры проверки, избежания необходимости делать проверку вручную или вводить цены, используя кассовый регистр. В другом применении содержимое склада, оптового магазина или грузовика может быть проверено без необходимости разгрузки или распаковки. В другом применении предметы, такие как книги в книгохранилище или в библиотеке, или компактные диски в музыкальном хранилище могут идентифицироваться или подсчитываться в процессе автоматизированного переучета товаров.
Следует учесть, что это были просто примеры, и что возможны многие другие области применения изобретения.
Практический вариант исполнения вышеупомянутой проверки в супермаркете изобретения теперь будет описан более подробно.
На фиг. 5 показано устройство опроса в соответствии с изобретением, которое установлено в пункте контроля в супермаркете и предназначено для сканирования содержимого тележки 46 супермаркета, проходящей через узел 48 антенны устройства опроса. Устройство опроса содержит кассовый аппарат 50, который имеет клавиатуру или группу клавиш 52, дисплей 54 и принтер 56 счета. Узел 50 устройства опроса/контроля управляется кассиром или помощником контроллера, как принято в современном универсаме. Узел 48 антенны в виде рисунка показан на фиг. 6 и содержит каркас из сварных труб, который удерживает три отдельных комплекта антенн 58, 60 и 62.
Каркас, удерживающий эти комплекты антенн, имеет такие размеры, чтобы тележка 46 проезжала под верхним комплектом 60 антенны и между левым и правым комплектами 58 и 62, сориентированными так, чтобы определять зону опроса, которая достаточно велика, чтобы могла охватывать всю внутреннюю часть тележки, когда она проезжает мимо этих комплектов антенн. Антенны этих различных комплектов антенн обладают отличающейся друг от друга поляризацией для учета того факта, что предметы в зоне опроса могут быть сориентированы произвольно, и поэтому антенны их импульсных повторителей также будут поляризованы произвольно.
Внутри тележки находятся различные предметы 64, являющиеся бакалейными товарами, включая бутылки, ящики и другие контейнеры, а также и предметы большего размера, которые могут содержаться не в ящиках или в других контейнерах, но которые идентифицируются с помощью, например, этикеток, наклеек или меток.
Каждый предмет 64 в тележке 46 имеет импульсный повторитель, вставленный в него или присоединенный к нему, имеющий код идентификации, уникально идентифицирующий тип предмета, к которому он относится. Однотипные предметы снабжаются импульсными повторителями, имеющими идентичные коды. Число предметов в тележке может быть идентичным, и, следовательно, могут иметься импульсные повторители с идентичными кодами.
Эти три антенных комплекта 58, 60 и 62 работают на различных частотах. Левый комплект антенн 58 работает на частоте 915 МГц, правый комплект антенн 62 работает на частоте 910 МГц и верхний антенный комплект 60 работает на частоте 920 МГц.
Каждый из антенных комплектов 58, 60, 62 содержит передающую антенну и приемную антенну. Эта передающая и приемная антенны идентичны. Каждая антенна является микрополосковой сотовой антенной (см. фиг. 7), содержащей четыре квадратных площадки 66, которые соединены друг с другом. Эти передающая и приемная антенны имеют поляризацию в Е-плоскости и в установке прототипа были сформированы из материала печатной платы Diclad type GY 870, с толщиной слоя меди 3,2 мм и подложкой с диэлектрической постоянной 2,33 и коэффициентом рассеяния 0,0012. Эти антенные площадки 66 имели площадь 104 мм2, а каждая матрица площадок имела площадь 416 мм2. На фиг. 8 показана конфигурация излучения в Е-плоскости для микрополосковой матрицы площадок 915 МГц, имеющего относительно направленные характеристики.
На фиг. 9 показана общая блок-схема устройства опроса системы, содержащая антенные комплекты 58, 60 и 62, и ассоциированная с ними электронная схема. Передающие антенны каждого антенного комплекта 58, 60 и 62 возбуждаются соответствующими передатчиками 68, 70 и 72, которые работают на центральных частотах 910 МГц, 915 МГц и 920 МГц (т.е. разнесены на 5 МГц). Эти передатчики 68, 70 и 72 управляются сигналами управления от блока управления 74 на базе микропроцессора, соединенного с системой центрального компьютера или, в настоящем примере, с кассовым аппаратом 50. Сигналы опроса, передаваемые каждым передатчиком, содержат сигнал несущей (на соответствующей рабочей частоте передатчика), модулированный сигналами адресации конкретных импульсных передатчиков, конкретных групп или типов импульсных передатчиков или всех импульсных передатчиков.
Приемная антенна каждого антенного комплекта 58, 60 и 62 соединена с настроенным фильтром резонатора 76, 78, 80, который настроен на ту же частоту, что и соответствующий передатчик (т.е. на частоту 910 МГц, 915 МГц или 920 МГц). Выходы этих фильтров 76, 78 и 80 подводятся к соответствующим приемникам квадратур и к усилителям 82, 84, 86 вместе с сигналами от соответствующего передатчика, которые получаются от локального осциллятора этого передатчика сдвинутой на 90o по фазе версией сигнала этого локального генератора. Соответствующие приемники квадратур/усилители генерируют данные выходных сигналов, которые подаются к схеме объединения 88, которая объединяет эти сигналы данных синхронным способом и которая подает сложный сигнал данных на схему 90 извлечения кода и цепи фазовой синхронизации, извлекающей коды, содержащиеся в этих принятых сигналах импульсного повторителя, и передает их к микропроцессору 74.
Работа этих приемников квадратур/усилителей 82, 84 и 86 более подробно описана ниже со ссылками на фиг. 10, которая является блок-схемой отдельного приемника квадратуры/усилителя, и на фиг. 11, которая является временной диаграммой, показывающей кривые напряжений, присутствующие в различных точках схемы на фиг. 10.
Передатчики 68, 70, 72, настроенные фильтры резонаторов 76, 78 и 80, приемники квадратур/усилители 82, 84 и 86 и другие ассоциированные радиочастотные компоненты установлены в корпусах соответствующих антенных комплектов 58, 60 и 62. Эти антенные комплекты соединены с объединителем 88 и микропроцессором 74, находящимися в корпусе кассового аппарата 50, с помощью кабелей 64. Эти кабели передают данные между антенными комплектами и схемами управления и обработки устройства опроса, а также подают электропитание к антенным комплектам.
После записывания принятыми сигналами опроса импульсные повторители, присоединенные к предметам 64 в тележке 46, начинают реагировать, передавая их собственные коды идентификации обратно к этому устройству опроса, модулируя принятую частоту несущей устройства опроса, как описано в заявке на патент Южной Африки N 92/0039. Поскольку каждый импульсный повторитель является относительно широкополосным устройством и имеет антенну, которая обычно рассчитана на прием сигналов от 800 МГц до 1 ГГц, эти импульсные повторители могут реагировать на один или более сигналов, передаваемых соответствующими антенными комплектами, на их отличающихся частотах. Конечно, передатчики этого устройства опроса должны работать на частотах, лежащих в полосе приема импульсного повторителя (в данном случае, на частотах между 800 МГц и 1 ГГц).
Схема импульсного повторителя предназначена для того, чтобы изменять эффективный входной импеданс схемы повторителя, когда этот повторитель передает свой код идентификации, с частотой своего бортового осциллятора (обычно 10 кГц), тем самым изменяя оконечную нагрузку и отражательную способность антенны повторителя соответственно. Таким образом, часть принятого сигнала опроса отражается обратно, к антенне этого устройства опроса, будучи промодулированной собственным выходным сигналом этого повторителя. В этом режиме работы возможно, что сигнал опроса от устройства опроса будет принят этим устройством опроса на одной, двух или на всех трех отличающихся частотах, используемых соответствующими антенными комплектами 58, 60 и 62, а этот импульсный повторитель будет отражать модулированный сигнал обратно, и каждому антенному узлу на соответственно различных частотах. Для работы этого повторителя не имеет значения, освещается ли он одной или более различными частотами, а отраженные сигналы этих, соответственно отличающихся частот не создают помех друг для друга благодаря сравнительно узким полосам антенных комплектов 58, 60 и 62 и ассоциированным с ними схемам, и из-за того, что полоса модуляции данных сигналов устройства опроса обычно выбирается между 10 кГц и 100 кГц, что существенно меньше, чем расстояние между различными частотами опроса.
Ответный сигнал повторителя, принятый любым из антенных комплектов, подается через соответствующую приемную антенну и ассоциированный с ней настроенный фильтр резонатора к схеме 92 миксера/фильтра, где этот принятый сигнал смешивается с сигналом локального осциллятора, полученным от ассоциированного передатчика для извлечения из него полосы модулирующих частот ответного сигнала повторителя. Эта схема 92 миксера/фильтра содержит фильтр низких частот для исключения продуктов верхних частот, которые являются результатом действия различных частот соседних передатчиков устройства опроса. Выходом схемы 92 миксера/фильтра является сигнал A (см. фиг.11), который подается на фильтр верхних частот 94, где происходит извлечение переходов кода из этого ответного сигнала повторителя с помощью псевдодифференцирования. Этот ответный сигнал указан буквой В на фиг. 11. Этот демодулированный ответный сигнал А полосы модулирующих частот повторителя изменяется по своей силе, так же как и собственный низкочастотный шум, вызванный допплеровским сдвигом частот несущей сигнала опроса, когда объекты движутся в этой зоне опроса. Этот фильтр верхних частот 94 отфильтровывает низкочастотный шум, пропуская только относительно высокочастотные переходы кода и эффективно усиливая только результирующие "пики". Эти пики перехода далее усиливаются схемой 96 усилителя, что результируется в усиленном сигнале C на фиг. 11. Этот сигнал C затем пропускается через полноволновый выпрямитель 98. Результирующий выпрямленный сигнал помечен как D1. Этот принятый ответный сигнал повторителя пропускается через идентичную схему приемника, но схема 92' миксера/фильтра его запитывается сдвинутой по фазе версией сигнала локального осциллятора, который сдвинут на 90o по фазе относительно сигнала локального осциллятора, подающегося к схеме 92 миксера/фильтра. Выходом этой дублированной схемы приемника является полноволновый выпрямленный сигнал D2.
Выходные сигналы этих полноволновых выпрямительных схем 98 и 98' складываются друг с другом в схеме суммирования 100 для генерации составной кривой Е. Там, где переходы или пики приходят вместе, этот суммарный выход относительно велик, а там, где приходит только один слабый сигнал, этот суммарный выход относительно мал. Цель такой организации двойного приемника - ситуация, в которой принятый сигнал не обнаруживается из-за того, что этот принятый сигнал находится в точности в фазе с опорным сигналом локального генератора этого передатчика. Благодаря использованию дополнительного, сдвинутого по фазе сигнала локального осциллятора в канале двойного приемника, по крайней мере один из сигналов D1 или D2 будет генерировать сильный выходной сигнал из принятого сигнала.
Выход схемы суммирования 100 подается на усилитель 102, который выдает усиленный составной сигнал на схему 104 ограничителя шумов, которая предназначена для генерации выходных импульсов синхронизации, когда она принимает входные импульсы, превышающие опорное пороговое значение. Эти импульсы синхронизации подаются на триггер 106 типа - D, который генерирует выход F, являющийся принятым сигналом в формате Манчестеркого кода от импульсного повторителя. Эти коды ответных сигналов повторителя организованы так, что первый бит сообщения повторителя всегда "1" Манчестера, что соответствует формату кодов, которые регенерируются триггером 106.
На графике формы сигналов, показанном на фиг. 11, временные диаграммы D1 и D2 соответствуют сигналам, принятым от повторителя, которые слегка отличаются по амплитуде. Будучи просуммированы друг с другом два получения сигнала E, эти "пики" сигналов D1 и D2 складывают, чтобы стать относительно сильными сигналами. Если эти сигналы достаточно велики по амплитуде и превышают пороговое значение схемы 104 ограничителя шумов, генерируется переход F выхода Манчестерского кода.
Каждый из этих антенных комплектов и его соответствующие схемы передатчика и приемника работают аналогично, чтобы каждый приемник квадратуры/усилитель 82, 84, 86 мог захватывать ответный сигнал от повторителя, используя его собственную частоту опроса и поляризацию его собственной антенны.
В этом отношении может возникнуть такая ситуация, при которой предметы, помещенные в тележку 46, будут иметь повторители с антеннами, которые имеют разные направления поляризации из-за того, что эти предметы были заброшены в тележку произвольным способом. Когда предметы укладываются в грузовик или в хранилище, они могут быть уложены в определенном порядке, но антенны повторителей на этих предметах могут иметь горизонтальную поляризацию, в то время как отдельная антенна устройства спроса может иметь вертикальную поляризацию, и по этой причине не "увидит" этих повторителей. Однако в проиллюстрированном устройстве использование трех рабочих частот наряду с антеннами, имеющими различные направления поляризации, обеспечит такую ситуацию, когда эти повторители, находящиеся внутри тележки, будут освещаться по крайней мере двумя различными частотами опроса одновременно, если не всеми тремя.
Металлические объекты, такие как жестяные канистры внутри тележки, могут частично экранировать содержимое тележки от одного из антенных комплектов. Однако в большинстве случаев два остающихся антенных комплекта будут нормально освещать эти сомнительные повторители. Если направление поляризации одного из этих антенных комплектов некорректно для сомнительного повторителя, остающийся антенный комплект должен обнаружить этот повторитель. Очевидно, что можно представить ситуацию, в которой повторитель был бы полностью заэкранирован от всех трех антенных комплектов. Однако, практически, она маловероятна. В тех ситуациях, когда жизненно важно идентифицировать все предметы, находящиеся в зоне опроса, могут быть установлены дополнительные антенные комплекты.
Для примера, описанного выше, например, дополнительный антенный комплект может устанавливаться ниже тележки либо в добавление, либо вместо верхнего антенного комплекта. Этот антенный комплект может определять бухту, в которой тележка будет временно "отстаиваться" вместо "туннеля", через который тележка проталкивается. Такой подход облегчает размещение дополнительного антенного комплекта на внутреннем конце этой бухты.
Данные Манчестерского кода, которые генерируются каждым приемником квадратур/усилителем 82, 84 и 86, подаются к схеме 88 объединителя, содержащей цепь, которая суммирует эти три приходящих сигнала в аналоговом виде, формируя единый составной ответный сигнал. За этой цепью следует компаратор в одиночный триггер для регенерации Манчестерского кода, как описано ранее. Следовательно, выходом схемы 88 объединителя является Манчестерский код, содержащий 64 бита информации и всегда начинающийся с "1".
Выход схемы объединителя подается на схему 90 цепи фазовой синхронизации и к микропроцессору 74, который извлекает эту информацию из принятого кода, как описано в заявке на патент Южной Африки N 93/6267. Микропроцессор извлекает код идентификации импульсного повторителя из этого принятого сигнала, проверяет, что этот код является действительным числом, методом проверки четности или циклическим контролем по избыточности (CRC) и обрабатывает это число в соответствии с относящейся к делу заявкой.
Если микропроцессор 74 решит, что повторитель был действительно идентифицирован по одной ли, по двум ли или более частотам опроса, передатчики 68, 70 и 72 синхронно инструктируются о необходимости модифицировать их соответствующие сигналы опроса, например, путем полного прерывания их выходных сигналов, или путем снижения их выходной мощности на определенную величину, спустя определенное время после успешного приема ответного сигнала этого повторителя. Этот процесс осуществляется в соответствии с системой, описанной в заявке на патент Южной Африки N 93/6267, содержимое которой применяется здесь с использованием ссылки.
В ситуации, когда одна из схем приемников принимает ответный сигнал от повторителя, который не "прослушивается" двумя другими антеннами, тогда как в это время эти антенны принимают сигналы от другого повторителя, эти сигналы, просуммированные друг с другом в объединителе, не будут иметь правильную длину бита, или содержать корректный действительный код, и в результате этого будут игнорироваться. Часто передачи от индивидуальных повторителей будут "заклиниваться" за счет перекрытия передач от других повторителей так, что принятые сигналы не пройдут один или другой из шагов проверки/верификации. Однако, если сигнал повторителя был принят во время "спокойного" периода, когда другие повторители не передавали информацию одновременно, он будет верифицироваться, а результирующие данные будут поданы к микропроцессору 74 для идентификации и подсчета предмета, к которому этот повторитель присоединен.
Вышеописанная система эксплуатирует тот факт, что дешевые импульсные повторители рассматриваемого типа используют компоненты с широкими допусками, что дает хорошую отдачу в производстве. Эти повторители не содержат настраиваемых схем и включают отдельные интегральные схемы, производимые на современном заводе ИС. Антенна импульсного повторителя определяет его частотные характеристики и может быть сконструирована на относительно широкую полосу пропускания. Затем такие повторители могут опрашиваться одновременно на нескольких частотах, с использованием относительно узкополосных антенн приема/передачи, чтобы эти повторители модулировали один или несколько сигналов опроса одновременно, во время передачи ответа.
Когда все повторители, находящиеся в тележке 46, будут успешно идентифицированы, что обычно занимает менее чем одну секунду, микропроцессор 74 передает данные в кассовую часть 650, генерирующую распечатку, которая может иметь форму образца, показанного на фиг. 12, при этом принятые от повторителя коды ассоциируются с информацией, хранящейся в справочной таблице цен. В этой распечатке указывается название каждого предмета, так же как и его цена, количество предметов, частные и полные цены всех предметов, находящихся в тележке. Микропроцессор 74 или сама кассовая часть 50 могут хранить данные справочной таблицы цен, которые могут периодически обновляться, например ежедневно. И наоборот, этот микропроцессор 74 или кассовая часть 50 могут быть соединены в режиме OH-ЛАЙН с центральным компьютером, который обеспечивает обновленные данные этой справочной таблицы цен.
Информация образца распечатки на фиг. 12 может отображаться на экране 54 кассовой части 50 и распечатывается на бумаге принтером 56, которая служит в качестве чека для клиента. Клиент может оплачивать покупки современным способом. Однако автоматическая генерация счета описываемой системой предполагает автоматическое выписывание счета клиентам, которые имеют свой лицевой счет у этого розничного торговца.
Еще одно положение настоящего изобретения проиллюстрировано на фиг. 13 и на фиг. 14. Этот вариант исполнения изобретения может найти применение для переучета товаров, например, в книжном магазине или в магазине, рассылающем компактные диски или кассеты. В таком применении каждая позиция товара, находящегося на хранении, будь то книга, компактный диск или кассета имеет прикрепленный к ней импульсный повторитель, который идентифицирует этот предмет. Используя систему идентификации, описанную в заявках на патент Южной Африки 92/0039 И 93/6267, и используя удерживаемый в руках комплект устройства опроса или сканер, можно опросить, затем идентифицировать и сосчитать эти предметы. Когда повторитель каждого предмета успешно входит в связь с устройством опроса, он принимает команду выключения и выключается. Через некоторое время эти выключенные повторители сами себя сбрасывают и снова оказываются готовыми реагировать на сигнал опроса.
Может возникнуть проблема в том, что эти повторители, которые уже были опрошены и находились в выключенном состоянии, сбрасываются таким образом и затем повторно освещаются лучом этого устройства опроса, следовательно, оказываясь повторно сосчитанными, что приводит к ошибкам в переучете товаров. Для решения этой возможной проблемы предлагается удерживаемое в руках устройство опроса 108, которое передает одновременно первый узкий луч опроса (луч 1) и второй луч запрета (луч 2) с широким углом на разных частотах. Этот луч опроса (луч 1) обычно имеет ширину луча, приблизительно равную 15 см при максимальной рабочей дальности 4 м, и передается на частоте 915 МГц, при мощности 6 Вт. Этот луч запрета (луч 2) много шире или намного более рассеянный и имеет ширину луча приблизительно 4 м, при той же рабочей дальности. Отношение ширины луча запрета к ширине луча опроса составляет по крайней мере 5 к 1, а предпочтительно больше чем 10 к 1. В вышеприведенном примере это отношение больше чем 20 к 1. Луч запрета передается с более низкой мощностью, обычно 3 Вт, и на другой частоте (в системе этого прототипа на частоте 900 МГц).
На фиг. 14, на упрощенной блок-схеме, показана часть схемы, используемой в этом, удерживаемом в руке, устройстве опроса 108. Эта схема содержит передатчик 110, с частотой 915 МГц, с направленной передающей антенной 112, которая передает этот луч опроса (луч 1). Это устройство опроса содержит направленную приемную антенну 114 (которая может быть отдельной антенной, или той же самой антенной 112), запитывающую приемник 116 принятыми ответными сигналами устройства опроса, которые подаются на схему декодирования и управления 118 устройства опроса. Эта схема управляет также вторым передатчиком 120 с ассоциированной антенной 122, которая обладает меньшей направленностью, чем антенна 112 и передает этот луч запрета (луч 2).
Благодаря более высокой мощности и более узкой ширине луча этот луч опроса (луч 1) обеспечивает достаточную мощность, чтобы запитать освещаемые им импульсные повторители и заставить их передать ответные сигналы. Луч запрета (луч 2) имеет более низкую мощность, и она передается на гораздо более широкую поверхность, поэтому обычно ее недостаточно, чтобы активировать импульсные повторители, которые в данный момент являются неактивными. Однако он передает достаточную мощность для предотвращения успешно обнаруженных, заблокированных повторителей от полного выключения, тем самым не позволяя им сброситься, когда луч опроса (луч 1) удалится с них.
Повторители, которые расположены очень близко к устройству опроса 108, могут получить достаточную мощность от луча запрета для своего питания и передать ответный сигнал как результат. Однако эти ответные сигналы будут содержать несущую 900 МГц этого луча запрета, модулированную ответным кодом повторителя, который не будет детектироваться узкополосной приемной антенной 114, настроенной на частоту 915 МГц.
Когда повторитель успешно обнаружен, схема управления 118 генерирует "интервал" ("дар") или сигнал выключения, который прикладывается как к передатчику 110, так и к передатчику запрета 120, чтобы на короткое время прервать выходы обоих передатчиков для выключения соответствующего повторителя. Этот сигнал выключения также прикладывается к передатчику 120, чтобы учесть вероятность того, что луч запрета (луч 2) может быть достаточно силен из-за близости повторителя к устройству опроса 108, что он помешает этому повторителю выключиться, как было задумано.
Легко видеть, что вышеописанная система эксплуатирует относительную частотную невосприимчивость этих повторителей для обеспечения более точного считывания или работы устройства опроса.
Несущественно, что этот луч запрета или сигнал должен передаваться от портативного устройства опроса 108. В некоторых установках может быть удобно обеспечивать полностью отдельную систему передачи для сигнала запрета.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СИСТЕМА ИДЕНТИФИКАЦИИ С ОПРОСНЫМ УСТРОЙСТВОМ И МНОЖЕСТВОМ ОТВЕТЧИКОВ, ОТВЕТЧИК СИСТЕМЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ | 1993 |
|
RU2156540C2 |
ОБНАРУЖЕНИЕ ЧАСТОТЫ | 1996 |
|
RU2156497C2 |
ЗАПРОСЧИК ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ | 1996 |
|
RU2160908C2 |
УСОВЕРШЕНСТВОВАННАЯ СИСТЕМА ИДЕНТИФИКАЦИИ | 1998 |
|
RU2238585C2 |
УСТРОЙСТВО, СИСТЕМА И СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ ОБЪЕКТА В ИЗОБРАЖЕНИИ И ТРАНСПОНДЕР | 2013 |
|
RU2656576C2 |
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА СЧИТЫВАНИЯ ИДЕНТИФИКАЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИИ С ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ | 2005 |
|
RU2320510C2 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ОБЪЕКТОВ | 1990 |
|
RU1773191C |
СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ И ИДЕНТИФИКАЦИИ ОБЪЕКТА И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1996 |
|
RU2098297C1 |
Устройство для передачи и приема сигналов | 1981 |
|
SU1068051A3 |
Моноимпульсная вторичная радиолокационная система с режимом S | 2013 |
|
RU2606386C2 |
Система идентификации содержит устройство опроса и множество импульсных повторителей. Устройство опроса содержит передатчик, который передает по крайней мере два независимых сигнала опроса, а приемник принимает сигналы ответа от импульсных повторителей. Устройство опроса включает также процессор для идентификации импульсных повторителей из данных в полученных сигналах ответа. Каждый импульсный повторитель содержит средство приема, генератор кода и средство передатчика, соединенное с этим генератором кода. После приема по крайней мере одного из переданных сигналов опроса импульсный повторитель передает сигнал ответа, содержащий данные, идентифицирующие импульсный повторитель. Сигналы опроса могут передаваться непрерывно или дискретно. В предпочтительном варианте исполнения сигналы опроса являются относительно узкополосными сигналами различной частоты. Средство приема каждого импульсного повторителя имеет относительно широкую полосу приема так, чтобы импульсный повторитель реагировал на любой один или более сигналов опроса. Технический результат заключается в повышении точности системы идентификации. 3 с. и 48 з.п. ф-лы, 14 ил.
US 3745569 A, 10.07.73 | |||
US 3774205 A, 20.11.73 | |||
Пожарный двухцилиндровый насос | 0 |
|
SU90A1 |
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ФОТОМЕТР | 1924 |
|
SU6691A1 |
Устройство для дистанционного управления реверсивными механизмами | 1938 |
|
SU56726A1 |
US 4937581 A, 26.06.90 | |||
ПРОТЕЗ СТРЕМЕНИ | 0 |
|
SU205225A1 |
ТРУБКА ДЛЯ ЭНДОСКОПИИ | 1994 |
|
RU2086170C1 |
Устройство для передачи информации | 1975 |
|
SU536451A1 |
КОРПУС АППАРАТУРЫ СВЯЗИ | 2001 |
|
RU2187916C1 |
US 3755803 A, 28.08.73. |
Авторы
Даты
1999-02-10—Публикация
1993-11-18—Подача