УСТРОЙСТВО МЕЖПРИБОРНОЙ СВЯЗИ Российский патент 1999 года по МПК H04J3/20 

Предполагаемое изобретение относится к вычислительной технике, используемой в банковском деле, к системам ограничений доступа, а более конкретно к устройствам межприборной связи.

Известна рация, позволяющая обмениваться аналоговыми и цифровыми данными (Справочная книга радиоконструктора. Под редакцией Чистякова Н.И. -М.: Радио и связь, 1990, стр.247). Рация включает в свой состав не менее двух приемопередающих устройств, каждое из которых обеспечивает прием и выдачу данных.

Недостатком известной рации является обязательное наличие блока питания, обеспечивающего электроэнергией каждый из приемопередатчиков. Источником энергии является или внешняя линия передачи энергии или сменные батарейки. Прерывание линии передачи энергии или разрядка батареек приводит к прекращению работы рации.

Наиболее близким по технической сущности к предполагаемому изобретению является устройство межприборной связи (фиг. 3), содержащее мобильную часть 1, состоящую из тракта 2 приема информации, схемы 3 управления, тракта 4 передачи информации и электромагнитного контура 5, соединенного через линии 6 передачи информации с трактом 2 приема информации и с трактом 4 передачи информации, каждый из которых связан через линии 7 сигналов управления со схемой 3 управления, которая вместе с обоими трактами получает энергию по линиям 8 передачи энергии, и стационарную часть 9, состоящую из тракта 10 передачи информации, схемы 11 управления, тракта 12 приема информации и электромагнитного контура 13, соединенного через линии 6 передачи информации с трактом 10 передачи информации и с трактом 12 приема информации, каждый из которых связан через линии 7 сигналов управления со схемой 11 управления, электромагнитный контур 5 мобильной части и электромагнитный контур 13 стационарной части связаны через электромагнитное поле и линиями 6 передачи информации. Электроника мобильной части получает энергию от блока питания 14. (Гречинский Д.А. и др. "Магнитоиндуктивные установки оперативной связи". -М.: Связь, 1970, стр. 26).

В известном устройстве в передатчике (стационарная часть) формируется кодированная информационная посылка, которая принимается приемником (мобильной частью), находящимся в режиме ожидания. В приемнике сообщение декодируется, после чего формируется и отправляется ответный сигнал. Передатчик обслуживает несколько приемников. Сообщение передается через электромагнитное поле, образованное широкополосным трансформатором.

Стационарная часть получает электропитание от сетей электропитания. Мобильная часть имеет в своем составе блок питания, который может быть выполнен в виде батареек, требующих периодической замены. Таким образом, при разрядке батарейки приемник не принимает сообщение от передатчика, что соответствует временному отказу в работе устройства (до смены батареек).

Недостатками известного устройства являются:
привязанность передатчика и приемников к системам электропитания, а особенно питание приемников от требующих периодической замены батареек, что существенно понижает надежность и отказоустойчивость связи;
передача информации в аналоговой форме, что создает сложности при обслуживании большого количества приемников, кодирование (шифрование) передаваемой информации затруднено, сложно обеспечить помехоустойчивость передаваемых сообщений.

Технический результат, обеспечиваемый предполагаемым изобретением, заключается в том, что мобильная часть (приемник) энергонезависима от любых источников энергии, как стационарных, так и мобильных (батареек). Передача энергии от передатчика к приемнику, а также обмен информацией между мобильной и стационарной частями осуществляются в импульсной (цифровой) форме на постоянной частоте через электромагнитное поле, создаваемое двумя резонансными контурами.

Представление информации в цифровой форме позволяет:
осуществлять коррекцию передаваемой информации;
вести индивидуальную идентификацию каждого приемника.

Обмен информацией между приемником и передатчиком с использованием резонансного контура, создающего электромагнитные колебания, может быть двухсторонним, т.е. как от передатчика к приемнику, так и в обратную сторону.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве межприборной связи, содержащем мобильную часть, состоящую из тракта приема информации, схемы управления, тракта передачи информации и резонансного контура электромагнитных колебаний соединенного через линии передачи информации с трактом приема информации и с трактом передачи информации, каждый из которых связан через линии сигналов управления со схемой управления, которая вместе с обоими трактами получает энергию по линиям передачи энергии, и стационарную часть, состоящую из тракта передачи информации, схемы управления, тракта приема информации и резонансного контура электромагнитных колебаний, соединенного через линии передачи информации с трактом передачи информации и с трактом приема информации, каждый из которых связан через линии сигналов управления со схемой управления, резонансные контуры электромагнитных колебаний мобильной и стационарной частей связаны через электромагнитное поле линиями передачи информации, в мобильную часть дополнительно введены тракт приема энергии и аккумуляторы, причем тракт приема энергии соединен через линии сигналов управления со схемой управления, а через дополнительные линии энергии с резонансным контуром электромагнитных колебаний и с аккумуляторами, которые связаны через линии передачи энергии с трактом приема информации, со схемой управления и с трактом передачи информации, а в стационарную часть дополнительно введен тракт передачи энергии, соединенный через линию сигналов управления со схемой управления, а через линию передачи энергии с резонансным контуром электромагнитных колебаний, резонансные контуры электромагнитных колебаний мобильной и стационарной частей соединены дополнительно линией передачи энергии через электромагнитное поле, создаваемое двумя резонансными контурами.

На фиг.1 показана временная диаграмма функционирования устройства межприборной связи. На фиг. 2 - структурная схема предлагаемого устройства. На фиг.3 - структурная схема прототипа.

Устройство межприборной связи включает в себя мобильную часть 1 (приемник), состоящую из тракта 2 приема информации, схемы 3 управления, тракта 4 передачи информации, резонансного контура 5 электромагнитных колебаний, соединенного через линии 6 передачи информации с трактом 2 приема информации и с трактом 4 передачи информации, каждый из которых связан через линии 7 сигналов управления со схемой 3 управления, которая вместе с обоими трактами 2 и 4 получает энергию по линиям 8 передачи энергии, стационарную часть 9 (передатчик), состоящую из тракта 10 передачи информации, схемы 11 управления, тракта 12 приема информации, резонансного контура 13 электромагнитных колебаний, соединенного через линии 6 передачи информации с трактом 12 приема информации, каждый из которых связан через линии 7 сигналов управления со схемой 11 управления, резонансные контуры 5 и 13 электромагнитных колебаний мобильной части 1 и стационарной части 9 связаны электромагнитным полем и линиями 6 передачи информации, в мобильную часть 1 дополнительно введены тракт 14 приема энергии и аккумуляторы 15, причем тракт 14 приема энергии соединен через линию 16 сигналов управления со схемой 3 управления, а через дополнительные линии 17 передачи энергии с резонансным контуром 5 электромагнитных колебаний и с аккумуляторами 15, которые связаны через линии 8 передачи энергии с трактом 2 приема информации, со схемой 3 управления и с трактом 4 передачи информации, а в стационарную часть 9 дополнительно введен тракт 18 передачи энергии, соединенный через линию 16 сигналов управления со схемой 11 управления, а через линию 17 передачи энергии с резонансным контуром 13 электромагнитных колебаний, резонансные контуры 5 и 13 соединены дополнительной линией 17 передачи энергии.

Устройство межприборной связи работает следующим образом.

Основной принцип организации работы устройства заключается в том, что передача энергии и обмен данными проводятся с использованием двух резонансных контуров, настроенных на одну выбранную частоту. Один контур 5 входит в состав мобильной части 1, а второй контур 13 - в составе стационарной части 9 устройства.

В качестве элемента, обеспечивающего обмен данными и передачу энергии, может быть использован широкополосный трансформатор, обмотками которого являются катушки стационарный и мобильной частей. Однако при этом КПД передачи энергии очень мал, т.е. для обеспечения передачи необходимых мощностей требуются катушки большого размера, существенно влияющие на размеры мобильной части. Поэтому вместо широкополосного трансформатора в предполагаемом изобретении используются два связанных и настроенных на одну частоту резонансных контура 5 и 13 в мобильной 1 и стационарной 9 частях соответственно.

Применение связанных контуров позволило повысить КПД канала в шесть - десять раз по сравнению с устройством, использующим широкополосный трансформатор (как в известном устройстве).

Инициатором обмена является стационарная часть. В соответствии с программой, заложенной в схеме управления 11, по линиям 16 передаются сигналы управления, которые активизируют тракт передачи энергии 18, начинающий генерировать энергию, представленную в виде последовательности импульсов строго определенной частоты. Эти импульсы передаются через линию передачи энергии 17 на контур 13, создавая магнитное поле (на той же частоте). Энергия передается во вне с помощью этого поля.

При попадании мобильной части 1 в зону действия магнитного поля контур 5 мобильной части начинает принимать электромагнитную энергию и преобразовывать ее в электрические импульсы без изменения частоты. Эти импульсы передаются по линиям 17 на тракт приема энергии 14, где преобразуются в постоянный ток, который передается по линиям 17 в аккумулятор 15, который является неотъемлемым элементом мобильной части. Накопление энергии в аккумуляторе осуществляется за время T (фиг. 1). Контроль времени зарядки аккумуляторов осуществляет схема управления 3 по своей внутренней программе.

В соответствии с сигналами управления 7 схема управления 3 отключает Тракт 14 приема энергии от контура 5 и подключает к нему тракт 2 приема информации или тракт 4 передачи информации через линии передачи информации 6. Схема управления 3 определяет какой из трактов 2 или 4 подключать к контуру 5 в зависимости от направления обмена. Время обмена данными t.

За время обмена данными происходит разрядка аккумулятора. Схема управления 3 осуществляет контроль времени работы и через время t отключает тракт 2 приема или тракта 4 передачи информации и вновь подключает к контуру 5 линии 17 приема энергии. После чего аккумуляторы начинают заряжаться по описанной схеме. На фиг.1 показана временная диаграмма работы прибора, на которой показано чередование соответствующих временных отрезков (T и t).

Схема управления 11 стационарной части реализует ту же (фиг.1) временную диаграмму работы что обеспечивает синхронизацию обмена данными и передачу энергии.

Резонансные контуры стационарной 13 и мобильной 5 частей настроены на одну частоту, которая определяется схемой управления 11 стационарной части. Эта частота является задающей для схемы 3 управления мобильной части, что обеспечивает синхронную работу обоих частей прибора при обмене цифровыми (импульсными) данными.

Таким образом, предполагаемое изобретение обеспечивает построение мобильной части (приемника) энергонезависимым от любых источников энергии, как стационарных, так и мобильных (батареек). Передача энергии от передатчика к приемнику, а также обмен информацией между мобильной и стационарной частями осуществляются в импульсной (цифровой) форме на постоянной частоте через электромагнитное поле, создаваемое двумя резонансными контурами.

Предлагаемое изобретение относится к вычислительной технике, используемой в банковском деле, к системам ограничений доступа, а более конкретно - к устройствам межприборной связи. Устройство межприборной связи включает в себя мобильную часть, состоящую из тракта приема информации, схемы управления, тракта передачи информации, резонансного контура электромагнитных колебаний, соединенного через линии передачи информации с трактом приема информации и с трактом передачи информации, каждый из которых связан через линии сигналов управления со схемой управления, которая вместе с обоими трактами получает энергию по линиям передачи энергии, стационарную часть, состоящую из тракта передачи информации, схемы управления, тракта приема информации, резонансного контура электромагнитных колебаний, соединенного через линии передачи информации с трактом передачи информации и с трактом приема информации, каждый из которых связан через линии сигналов управления со схемой управления, резонансные контуры электромагнитных колебаний мобильной части и стационарной части связаны электромагнитным полем и линиями передачи информации, в мобильную часть дополнительно введены тракт приема энергии и аккумуляторы, причем тракт приема энергии соединен через линию сигналов управления со схемой управления, а через дополнительные линии передачи энергии с резонансным контуром электромагнитных колебаний и с аккумуляторами, которые связаны через линии передачи энергии с трактом приема информации, со схемой управления и с трактом передачи информации, а в стационарную часть дополнительно введен тракт передачи энергии, соединенный через линию сигналов управления со схемой управления, а через линию передачи энергии - с резонансным контуром электромагнитных колебаний, резонансные контуры соединены дополнительной линией передачи энергии через электромагнитные колебания. Достигаемый технический результат заключается в том, что мобильная часть энергонезависима от любых источников энергии, как стационарных, так и мобильных. 3 ил.

Устройство межприборной связи, содержащее мобильную часть, состоящую из тракта приема информации, схемы управления, тракта передачи информации, контура электромагнитных колебаний, соединенного через линии передачи информации с трактом приема информации и с трактом передачи информации, каждый из которых связан через линии сигналов управления, которая вместе с обоими трактами получает энергию по линиям передачи энергии, и стационарную часть, состоящую из тракта передачи информации, схемы управления, тракта приема информации и контура электромагнитных колебаний, соединенного через линии передачи информации с трактом передачи информации и с трактом приема информации, каждый из которых связан через линии сигналов управления со схемой управления, контуры электромагнитных колебаний мобильной и стационарной частей связаны электромагнитным полем и линиями передачи информации, отличающееся тем, что в мобильную часть дополнительно введены тракт приема и аккумуляторы, причем тракт приема энергии соединен через линию сигналов управления со схемой управления, а через дополнительные линии передачи энергии - с трактом приема информации, со схемой управления и с трактом передачи информации, а в стационарную часть дополнительно введен тракт передачи энергии, соединенный через линию сигналов управления со схемой управления, а через линию передачи энергии - с контуром электромагнитных колебаний, причем контуры электромагнитных колебаний мобильной и стационарной частей выполнены резонансными и настроены на одну частоту электромагнитных колебаний.