Устройство для приема и передачи дискретных сигналов Советский патент 1985 года по МПК G08C19/28 

Изобретение относится к устройствам для приема и передачи информации и может быть использовано в автоматизированных системах управления дорожным движением для опознавания подвижных объектов, например приоритетных транспортных средств. Известно устройство, предназначенное для приема и передачи информации с контрольного пункта, содержащее генератор высокой частоты, один выход которого через блок фильтров, соединенный с антенной, подключен к пороговому приемнику, а другой выход - к одному из входов блока делителей частоты, выходы порогового приемника соединены с соответствующими входами формирователя сигнала «Общий сброс и элемента стробирования, один выход которого подключен к одному из входов регистра сдвига и к одному из входов блока проверки достоверности, а другой выход - к второму входу регистра сдвига, третий вход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов, а выходы регистра сдвига соединены с соответствующими входами первого и второго элементов И-НЕ с соответствующими входами блока декодирования, выходами подключенного к блоку обработки данных, триггеры, выход первого из которых соединен с третьим входом формирователя сигнала «Общий сброс, выход которого соединен с вторым входом блока делителей частоты и с вторым входом блока проверки достоверности, один из выходов которого соединен с одним входом первого формирователя импульсов и с другими входами блока декодирования, один из входов второго триггера соединен с выходом, второго элемента И-НЕ, один из входов которого подключен к первому входу блока делителей частоты, а другой вход подключен к соответствующему выходу второго триггера, второй вход которого соединен с выходом формирователя, а третий вход подключен к выходу первого элемента И-НЕ, одним из входов связанного с другим выходом блока проверки достоверности, второй выход второго триггера соединен с вторым входом первого формирователя импульсов, с четвертым входом формирователя сигнала «Общий сброс и с третьим входом элемента стробирования, второй выход которого подключен к третьему входу блока проверки достоверности, а четвертый вход элемента стробирования соединен с вторым выходом блока делителей частоты, третий выход которого подключен к первому входу первого триггера, вторым входом соединенного с выходом формирователя сигнала «Общий сброс, выход блока обработки данных соединен с третьими входами блока декодирования и с третьим входом первого формирователя 1. Недостатками данного устройства являются отсутствие информации о скорости приоритетного транспортного средства, что не позволяет устройству обработки данных осуществлять гибкое управление, дорожным контроллером и приводит к увеличению задержки других транспортных средств, следующих в направлениях, конфликтных с направлением движения приоритетного транспортного средства, а также вытеснение информации о приоритете ранга сигналами информации с транспортных средств, имеющих приоритет второго ранга, в случае, если обмен информацией происходит в течение цикла считывания, длительность которого определяется устройством обработки данных а управление дорожным контроллером осуществляется только через устройство обработки данных (для транспортных средств, имеющих приоритет первого и второго рангов). Наличие этого недостатка обусловле.но, тем, что в данном устройстве сигнла, блокирующий по одному из входов элемент стробирования, снимается по заднему фронту импульса «Запрос на спецпропуск. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для передачи и приема дискретных сигналов, содержащее генератор высокой частоты, первый выход которого соединен с первым входом блока фильтров, антенну, подключенную к второму входу блока фильтров, выход которого соединен с входом приемника, выходы приемника подключены соответствен но к первым и вторым входам первого формирователя сигналов и блока стробирования, выход первого формирователя сигналов соединен с первыми входами первого триггера, блока делителей частоты и блока сравнения, первый выход блока делителей частоты соединен с вторым входом первого триггера, выход которого подключен к третьему входу первого формирователя сигналов, второй выход генератора высокой частоты подключен к второму входу блока делителей частоты, второй выход которого соединен с третьим входом блока стробирования и с первыми входами второго формирователя сигналов и детектора временных интервалов, первый выход которого подключен к второму входу второго формирователя сигналов, выход которого соединен с вторым входом детектора временных интервалов, выход которого подключен к первому входу исполнительного блока, первый и второй выходы блока стробирования соединены соответственно с вторым и третьим входами блока сравнения и с первым и вторым вхрдами регистра, третий вход которого подключен к выходу третьего формирователя сигналов, выход регистра соединен с первыми входами элемента И-НЕ, первого элемента И и блока декодирования, выход первого элемента И подключен к- первому входу

второго триггера, первый выход второго триггера соединен с вторым входом элемента И-НЕ, вход которого подключен к второму входу второго триггера и через элемент гальванической развязки - к первому выходу устройства, третий выход блока дели-телей частоты соединен с третьим входом элемента И-НЕ, первый выход исполнительного блока подключен к второму выходу устройства 2.

Недостатком известного устройства является низкая достоверность приема сигналов.

Цель изобретения - повышение достоверности приема сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для приема и передачи дискретных сигналов, содержащее генератор высокой частоты, первый выход которого соединен с первым входом блока фильтров, антенну, подключенную к второму входу блока фильтров, выход которого соединен с входом приемника, выходы приемника подключены соответственно к первым и вторым входам первого формирователя сигналов и блока стробирования, выход первого формирователя сигналов соединен с первыми входами первого триггера, блока делителей частоты и блока сравнения, первый выход блока делителей частоты соединен с вторым входом первого триггера, выход которого подключен к третьему входу первого формирователя сигналов, второй выход генератора высокой частоты подключен к второму входу блока делителей частоты, второй выход которого соединен с третьим входом блока стробирования и с первыми входами второго формирователя сигналов и детектора временных интервалов, первый выход которого подключен к второму входу второго формирователя сигналов, выход которого соединен с вторым входом детектора временных интервалов, выход которого подключен к первому входу исполнительного блока, первый и второй выходы блока стробирования соединены соответственно с вторым и третьим входами блока сравнения и с первым и вторым входами регистра, третий вход которого подключен к выходу третьего формирователя сигналов, выход регистра соединен с первыми входами элемента , первого элемента И и блока декодирования, выход первого элемента И подключен к первому входу второго триггера, первый выход второго триггера соединен с вторым входом элемента И-НЕ, выход которого подключен к второму входу второго триггера и через элемент гальванической развязки - к первому выходу устройства, третий выход блока делителей частоты соединен с третьим входом элемента И-НЕ, первый выход исполнительного блока подключен к второму выходу устройства.

введены элемент НЕ, второй элемент И и переключатель, второй выход ьюрого триггера соединен с первым входом переключателя, выход которого подключен к четвертым входам первого формирователя сигналов, блока сравнения, блока стробирования и к первому входу третьего формирователя сигналов, выход блока сравнения соединен с третьим входом детектора временных интервалов и с вторым входом первого элемента И, третий выход детектора временных интервалов подключен к второму входу переключателя и через элемент НЕ - - к первому входу второго элемента И и к третьему входу первого элемента И, выход второго элемента И соединен с третьим входом второго формирователя сигналов, с четвертым входом детектора временных интервалов, с вторым входом второго формирователя сигналов и с вторым входом блока декодирования, второй выход исполнительного

0 блока подключен к второму входу второго элемента И.

На фиг, 1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - временные диа5 граммы его работы.

Устройство для приема и передачи сигналов содержит генератор 1 высокой частоты, блок 2 фильтров, антенну 3, приемник 4, блок 5 стробирования, первый формирователь 6 сигналов, первый триггер 7, блок

0 8 делителей частоты, блок 9 сравнения, второй формирователь 10 сигналов, детектор 11 временных интервалов, третий формирователь 12 сигналов, регистр 13, блок 14 декодирования, исполнительный блок 15 элемент И 16, элемент НЕ 17, элемент И-

5 НЕ 18, элемент И 19, второй триггер 20 и элемент 21 гальванической развязки.

Устройство работает в двух режимах: управление светофором только через блок

0 обработки информации (при этом ранг приоритета задается в устройстве обработки информации в зависимости от информации, характеризующей вид приоритетного транспортного средства); управление светофором непосредственно через дорожный контроллер (для транспортных средств, имеющих приоритет первого ранга). Режим работы устройства определяется положением перемычки на переключателе. В предлагаемом примере устройства установлен первый

Q режим работы.

Устройство работает в следующей последовательности: передача и прием информации с устройства контрольного пункта; измерение скорости транспортного средства, оборудованного устройством для приема и

5 передачи информации.

Передача и прием информации с устройства контрольного пункта осуществляется следующим образом. Генератор 1 высокой частоты постоянно посылает сигнал запроса, который через блок 2 фильтров, обеспечивающий развязку между информационным сигналом с транспортного средства и сигналом запроса, поступает в антенну 3, имеющую локальную зону действия. При въезде транспортного средства в зону действия антенны 3, информация, характеризующая транспортное средство, считывается дважды в наиболее эффективной зоне действия антенны 3, которая определяется энергетическими соотношениями в индукционном канале связи, геометрическими размерами антенны 3 и скоростью движения транспортного средства. Информационный частотноманипулированный сигнал, передаваемый с транспортного средства, индуцируется в антенне 3, селектируется блоком 2 фильтров и усиливается приемником 4, с выхода которого посылки «1 и «О поступают на соответствующие входы блока 5 стробирования и формирователя 6. Формирователь б по переднему фронту первой кодовой посылки, являющейся контрольным разрядом и синхронизирующим сигналом блока информации, формирует сигнал «Сброс, устанавливающий блок 8 делителей частоты и блок 9 сравнения в исходное состояние, а триггер 7 - в состояние «1 по заднему фронту, при этом блок 8 делителей частоты устанавливается в-режим жесткой синхронизации.. Таким образом, триггер 7 по заднему фронту сигнала «Сброс формирует на инверсном выходе сигнал, который закрывает формирователь 6, обеспечивая тем самым формирование сигнала «Сброс от первой кодовой посылки и исключая возможность формирования ложных сигналов «Сброс от последующих кодовых посылок. Сигналы с второго выхода генератора 1 высокой частоты поступают на вход блока 8 делителей частоты, который имеет две ступени деления. Первая ступень деления обеспечивает формирование тактовых импульсов, которые поступают на соответствующий вход блока 5 стробирования и осуществляют стробирование посылок «1 и «О в наиболее эффективной их области (фиг. 2) При этом максимальная ошибка в режиме жесткой синхронизации определяется периодом следования сигналов с генератора 1 высокой частоты. Блок 5 стробирования осуществляет фор мирование последовательности «1 и «О и выявление из общей последовательности ко довых импульсов, соответствующих элементам кода «1. Общая последовательность кодовых импульсов, соответствующих элементам кода «1 и «О, с выхода блока 5 стробирования поступает на тактовый вход регистра (сдвига) 13 и на вход блока 9 сравнения. Последовательность импульсов, соответствующих элементам кода «1, с другого выхода блока 5 стробирования поступает на информационный вход регистра 13 и записывается, а также на другой вход блока 9 сравнения, который осуществляет контроль принимаемой информации по четности и по количеству знаков в кодовой комбинации. Блок 9 сравнения формирует кратковременные импульсы «Верно по каждой из двух принятых кодовых комбинаций, которые записываются в счетчик сигналов «Верно детектора 11 временных интервалов в контролируемой зоне антенны контрольного пункта. В результате на одном из выходов детектора 11 временных интервалов (выход счетчика сигналов «Верно с дешифратором) устанавливается сигнал «Запрет, блокирующий соответствующие входы блока 5 стробирования, формирователей 6 и 12 и блока 9 сравнения, а на выходе элемента НЕ 17 - сигнал «Разрешение на считывание, подготавливающий один из входов элемента И 16. Информация, записанная в регистр сдвига 13, выставляется в параллельном коде на других входах блока 14 декодирования и считывается в исполнительный блок 15 сигналом «Считывание, выдаваемым исполнительным блоком 15, который принимает решение на пропуск приоритетных транспортных средств через перекресток и передает сигналы управления в дорожный контроллер. По заднему фронту сигнала «Считывание регистр 13 сдвига и счетчик детектора 11 временных интервалов устанавливаются в исходное состояние сигналами с выхода формирователя 12 и формирователя 10 соответственно. При этом блокируется один из входов элемента И 16 и снимается сигнал «Запрет с соответствующих входов блока 5 стробирования, формирователей 6 и 12 и блока 9 сравнения. Таким образом, информация о приоритетных транспортных средствах, переданная в зоне действия антенны контрольного пункта, считывается в блок 15 обработки данных только при условии, что обе кодовые комбинации приняты верно. Работа устройства при непосредственном управлении дорожным контроллером осуществляется следующим образом (переключатель в положении 1-3). При опросе транспортного средства, которому присваивается определенный код, например 1111, информация о нем записывается в регистр 13 сдвига, с выходов которого выставляется в параллельном коде на входах элемента И 19 и элемента И-НЕ 18. После приема дух кодовых комбинаций и анализа на достоверность на одном из входов элемента И 19 будет установлен сигнал, разрешающий запись второго импульса «Верно в триггер 20 по S-входу.

Таким образом, элемент И 19 и триггер 20 выявляют информацию о приоритетных транспортных средствах.

Сигнал с инверсного выхода триггера 20 блокирует по одному из входов блок 5 стробирования формирователи 6 и 12 и блок 9 сравнения до момента завершения формирования сигнала «Запрос на приоритетный пропуск, формирование которого осуществляется блоком 8 делителей частоты, элементом И-НЕ 18 и триггером 20, сигнал с прямого выхода которого подготавливает элемент И-НЕ 18 (по п + 1) входу, где п - число информационных разрядов сигнала, поступающего на вход элемента И-НЕ 18. При этом элемент И-НЕ 18 остается закрытым по (п-1-2) входу в течение времени € с момента перехода блока делителей частоты 8 в режиме жесткой синхронизации. По истечении времени на другом выходе блока 8 делителей частоты формируется последовательность импульсов длительностью и частотой следования импульсов - Первый импульс сформированной последовательности импульсов открывает элемент И-НЕ 18, выходной сигнал которого своим задним фронтом устанавливает триггер 20 по Т-входу в состояние «О, при этом сигнал с прямого выхода триггера 20 закрывает элеMerfT И-НЕ 18.

Таким образом, длительность сигнала «Запрос на приоритетный пропуск определяется длительностью первого импульса с выхода второй ступени деления блока 8 делителей частоты.

Сигнал «Запрос на приоритетный пропуск с выхода элемента И-НЕ 18 через

элемент 21 гальванической развязки и линию связи поступает на вход устройства управления светофором (дорожного контроллера) для продления зеленого сигнала светофора или немедленного переключения красного сигнала на зеленый (через желтый) для транспортных средств, пользуюш,ихся правом безостановочного проезда по дорожной сети.

Таким образом, в зависимости от времени присутствия транспортного средства в контролируемой зоне и при известном базовом расстоянии между плоскостями с нулевым значением вертикальной составляющей напряженности магнитного поля в блок 9 сравнения наряду с информацией, характеризующей приоритетное транспортное средство (информация о ранге приоритета), считывается информация, соответствующая одному из п поддиапазонов скорости движения приоритетного транспортного средства. Блок 9 сравнения по результатам анализа принятой информации принимает рещение на пропуск приоритетного транспортного средства через перекресток.

Предлагаемое техническое рещение позволяет повысить достоверность информации о скорости движения приоритетных транспортных средств за счет применения обнаруживающего кода для формирования сигнала времени присутствия, что обеспечивает достоверность информации о ранге приоритета и скорости движения, подлежащей передаче в устройство обработки данных. Все это в конечном итоге позволяет повысить эффективность управления движением приоритетных транспортных средств и транспортных средств, следующих в конфликтных с ними направлениях через регулируемые перекрестки.

Фиг. 2 бл. приемника КП базоёое расстояние . Антенна КП 1 нформаиия

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА И ПЕРЕДАЧИ ДИСКРЕТНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее генератор высокой частоты, первый выход которого соединен с первым входом блока фильтров, антенну, подключенную к второму входу блока фильтров, выход которого соединен с входом приемника, выходы приемника подключены соответственно к первым и вторым входам первого формирователя сигналов и блока стробирования, выход первого формирователя сигналов соединен с первыми входами первого триггера, блока делителей частоты и блока сравнения, первый выход блока делителей частоты соединен с вторым входом первого триггера, выход которого подключен к третьему входу первого формирователя сигналов, второй выход генератора высокой частоты подключен к второму входу блока делителей частоты, второй выход которого соединен с третьим входом блока стробирования и с первыми входами второго формирователя сигналов и детектора временных интервалов, первый выход которого подключен к второму входу второго формирователя сигналов, выход которого соединен с вторым входом детектора временных интервалов, выход которого подключен к первому входу исполнительного блока, первый и второй выходы блока стробирования соединены соответственно с вторым и третьим входами блока сравнения и с первым и вторым входами регистра, третий вход которого подключен к выходу третьего формирователя сигналов, выход регистра соединен с первыми входами элемента И-НЕ, первого элемента И и блока декодирования, выход первого элемента И подключен к первому входу второго триггера, первый выходвторого триггера соединен с вторым входом элемента И-НЕ, выход которого подключен к второму входу второго триггера, и через элемент гальванической развязки - к первому выходу устройства, третий выход блока делителей частоты соединен с третьим входом элемента И-НЕ, первый выход исполнительного блока подключен к второму выходу устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности приема сигналов, в устройство введены элемент НЕ, второй элемент И и переключатель, второй выход второго триггера соединен с первым входом переключателя, выход которого подключен к четвертым входам первого формирователя сигналов, блока сравнения, блока стробирования и к первому входу третьего формирователя сигналов, сд to выход блока сравнения соединен с третьим входом детектора временных интервалов и с вторым входом первого элемента И, третий выход детектора временных интервалов ключен к второму входу переключателя и через элемент НЕ - к первому входу второго элемента И и к третьему входу первого элемента И, выход второго элемента И соединен с третьим входом второго формирователя сигналов, с четвертым входом детектора временных интервалов, с вторым входом второго формирователя сигналов и с вторым входом блока декодирования, второй выход исполнительного блока подключен к второму входу второго элемента И.

п

В()емЯ присутствия ТС 6 контролируемой зоне

Фиг.5