Устройство для регистрации подвижных объектов Советский патент 1986 года по МПК G08G1/01 

нем с первым входом передатчика с антенной подвижного объекта, выход первого селектора соединен с первым входом блока кодирования, вто- рым входом первого элемента И подвиного объекта и с первым входом счетчика выбора кода, выходы группы которого подключены к входам группы блока кодирования, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ подвижного объекта, выход второго селектора подключен к входам первого и второго формирователей импульсов, к второму входу счетчика выбора кодов, к входу регистра сдвига и к йервому входу второго элемента И подвижного объекта, выхо которого соединен с первым входом первого триггера, первый выход ко- торого подключен к второму входу передатчика с антенной подвижного объекта и к третьему входу первого элемента И подвижного объекта, выход которого соединен с первым входом второго триггера, первый выход которого соединен с третьим входом счетчика выбора кода, второй выход приемника с антенной подвижного объекта подкточен к второму входу первого триггера, второй выход которого соединен :с вторым входом второго триггера, второй выход которого подключен к второму входу второго элемента И подвижного объекта и к первому входу третьего элемента И подвижного объекта, выход которого соединен с вторым входом блока кодирования, выход первого формироватля импульсов соединен с третьим входом элемента ИЛИ подвижного объекта и с входом первого элемента НЕ выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И подвижного объекта, выход которого подключен к второму входу регистра сдвига выход генератора тактовых импульсов подключен к вторым входам третьего и четвертого элементов И подвижного объекта, выход второго формирователя ю пульсов соединен с входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с третьим входом третьего элемента И подвижного объекта, выходы генератора случайных чисел подключены к соответствзпощим входам регистра сдвига , выход датчика загрузки соединен с третьим входом блока кодирования.

2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок запроса содержит селектор синхроимпульсов, дешифратор, формирователь импульсов, три генератора, три элемента И, элемент НЕ, триггер и элемент ИЛИ, выход которого является первым выходом блока, выход первого генератора соединен с первьш входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход второго генератора подключен к пер- вьт входам второго и третьего элементов И, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами элемента ИЛИ, выход дешифратора соединен с вторым входом третьего элемента И и с первым входом триггера, выход которого соединен с входом третьего генератора, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, второй вход второго элемента И является первым входом блока запроса, первый, второй,и третий входы дешифратора являются соответственно вторым, третьим и четвертым входами блока запроса, выход селектора синхроимпульсов соединен с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с третьим входом третьего элемента И и с входом элемента НЕ, выход которого соединен

с третьим входом первого элемента И и является вторым выходом блока запроса, вход селектора синхроимпульсов является пятым входом блока запроса, второй вход триггера является шестым входом блока запроса.

3.Устройство по П.1, отличающееся тем, что блок анализа содержит регистр сдвига, два генератора тактовых импульсов, восемь регистров, десять счетчиков, восемь элементов ИЛИ, восемь элементов сравнения и восемь постоянных запоминающих устройств, выходы которых являются выходами группы, блока анализа, выход первого генератора тактовых импульсов соединен с первыми входами первого счетчика и регистра сдвига, выходы группы которого соединены с входами группы первого регистра, выходы группы каждого из регистров подключены к входам первой группы соответствующего элемента сравнения, выход первого счетчика соединен с первыми входами второго и третьего счетчиков И с входом первого регистра, выхо

ды группы каждого из регистров под ключены к входам первой группы соответствующего элемента сравнения, выход первого счетчика соединен с первыми входами второго и третьего счетчиков и с входом первого регистра, выходы группы каждого счетчика, начиная с третьего, соединены с входами групп соответствующих постоянных запоминающих устройств, выходы первой группы которых п одклю- чены к входам второй группы одноименных элементов сравнения, выходы второй группы постоянных запоминающих устройств, начиная с первого, кроме восьмого, соединены с входами второй группы соответствую- npix регистров, начиная с второго, выходы счетчиков, начиная с третьего, соединены с первыми входами соответствующих элементов ШШ, начиная с первого, выход второго генератора тактовых импульсов соединен с вторыми входами счетчиков, кроме первого и второго, выход восьмого элемента ИЛИ соединен с вторьиш

Изобретение относится к диспетчерскому контролю и может быть использовано в автоматизированных системах планирования, учета и оперативного управления транспортом.

Целью изобретения является повышение функциональной надежности устройства для регистрации подвижных объектов.

На фиг.1 представлена структурна схема комплекта устройства, устанавливаемого на контрольном пункте; на фиг.2 - то же, устанавливаемого на подвижном объекте; на фиг.З - структурная схема блока анализа; на фиг. временная диаграмма формирования сигналов передатчиками контрольного пункта и подвижного объекта.

Устройство для регистрации под вижных объектов содержит на контрольном пункте приемник 1 с антенной, передатчик 2 с антенной, аналого-цифровой преобразователь 3, блок 4 анализа, одновибраторы 5,6, счетчик 7, блок 8 памяти, элементы

790

входами первого и второго счетчиков, выход десятого счетчика является первым выходом блока анализа, выход второго счетчика является вторым выходом блока анализа, выходы счетчиков, начиная с третьего, кроме десятого, соединены с первыми входами соответствующих регистров, начиная с второго, выходы элементов сравнения, кроме восьмого, соединены с вторыми входами одноименных элементов ИЛИ, с третьими входами соответствующих счетчиков, начиная с третьего, и с вторыми входами соответствующих регистров, начиная с второго, выход восьмого элемента сравнения соединен с третьим входом десятого счетчика и является третьим выходом блока анализа, второй, третий и четвертый входы регистра сдвига являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока анализа, второй вход восьмого элемента ИЛИ и вход первого генератора тактовых импульсов является четвертым входом блока анализа.

9,10 ИЛИ, элементы 11,12 И, блок

13запроса, состоящий из селектора

14синхроимпульсов, формирователя

15импульсов, дешифратора 16, гене- раторов 17,18 и 19, элементов 20,21,

22 И, элемента 23 НЕ, триггера 24, элемента 25 ИЛИ, на подвижном объекте - приемник 26 с антенной, передатчик 27 с антенной, селекторы

28, 29, формирователи 30,31 импульсов, элементы 32,33 НЕ, регистр 34 сдвига, генератор 35 случайных чисел, счетчик 36 выбора кода, генератор 37 тактовых импульсов, блок

38 кодирования, датчик 39 загрузки, триггеры 40,41, элемент 42 ИЛИ элементы 43-46 И.

Блок 4 анализа содержит регистр 47 сдвига, регистры 48g, генераторы 49,50 тактовых импульсов, счетчики 5Ц, 512, счетчики 52,- 52g постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) 53,- 53е, элементы 54,- 54g сравнения, элементы 55,- 55дИЛИ.

ШШ,

3

Устройство работает следующим образом.

После включения питания антенна передатчика 2 непрерывно излучает сигнал несущей частоты. При вхождении подвижного объекта в зону действия переда тчика 2, охватывающую контрольную зону, на вход приемника 26 подвижного объекта поступает сигнал несущей частоты. При появлении сигнала несущей частоты н входе приемника 26 на его втором выходе вырабатывается сигнал вхождения в зону в виде импульс.а. Повторно сигнал вхождения в зону появляется на выходе приемника после пропадания и появления вновь сигнал несущей частоты на его входе, а это произойдет, если подвижный объект выйдет из контрольной зонь| и вновь войдет в нее Сигнал вхождения подвижного объекта в контрольную зону с выхода приемника 26 устанавливает триггер 40 в единичное состояние. При этом запускается передатчик 27 и поступает разрешающий сигнал на третий вход элемента 43 И. На контрольном пункте блок 13 запроса вырабатывает последовательность сигналов запроса (СЗ) с интервалом g, не менее длительности синхроимпуль- catT,. Импульсы сигнала запроса заполнены частотой f (фиг.4а). Так как в контрольной зоне может оказатся сразу несколько подвижных объектов, то по сигналу запроса подвиж- ffbie объекты, находящиеся в зоне, войдут в связь. При этом на антенне приемника 1 происходит сложение мощностей передаваемых сигналов.

При синхронной передаче сообщений от Т подвижных объектов на антенне приемника 1 осуществится сложение мощностей сигналов и каждый j-й символ полученного суммарного сообщения будет равен арифметической сумме J-X символов сообщений, передваемых одновременно от подвижных объектов. Таким образом, каждый j-й символ суммарного сообщения равен

O+Q+ .+Oj Ol .uiil,T;

т т 0+...+Of1-b,.jMj К.

T-k к

Для однозначного определения по суммарному сообщению слагаемых сообщений (т.е.сообщений, передаваемых

117904

от каждого подвижного объекта) используется система однозначно декодируемых кодов. Сообщения, передаваемые от подвижных объектов, ко5 дируются кодами, обладающими таким свойством, что суммы разных сочетаний слагаемых сообщений (т.е. суммарные сообщения) отличны друг от друга.

10 Для определения сообщений, пере- редаваемых от подвижных объектов, используется перечень всех возможных сумм и соответствующих им слагаемых сообщений. Определение слагае15 мых сообщений осуществляется сопоставлением принятого суммарного сообщения с перечнем всех возможных сумм. Если суммарное сообщение не имеет равного в перечне, то оно .

20 считается ошибочным. Перечень всех возможных сзммарных сообщений составляется с учетом того, что Т подвижных объектов при передаче используют Т первых КОД9В,

25 В каждом подвижном объекте, находящемся в контрольной зоне, сигнал запроса, принятый антенной приемника 26, проходит через селектор 28 частоты f,, устанавливает

30 регистр 34 сдвига в состояние, соответствующее генератору 35 случайных чисел. В регистр 34 сдвига записывается восьмиразрядное двоичное число а (ai,... ав), имеющее одну единственную единицу в каком либо из разрядов, указывающую на позицию, занятую данным подвижным объектом в очереди на коды. Сигнал запроса с выхода селектора 28 поступает на входы формирователей 30 и

31, по которому формирователь 30 импульсов формирует синхроимпульс (СИ) длительностью . Синхроимпульс инвертируется элементом 32 НЕ и, поступив на вход элемента 46 И, дает запрет на прохождение тактовых импульсов с выхода генератора 37 тактовых импульсов на регистр 34 сдви га. В течение времени С антенна передатчика 27 излучает в эфир син50 хроимпульс, поступивший на его вход через элемент 42 ИЛИ. По истечении времени tg элемент 46 И открывается, тактовые импульсы поступают на вход регистра 34 сдвига и восьмиразрядное

55 двоичное число, записанное в регистр 34, младшим разрядом вперед поступит через элемент 42 ИЛИ на передатчик 27. Таким образом, передатчик

45

27, передав синхроимпульс, начнет передачу двоичного числа а (a,a,j, ..., ад), указывающего на занятую очередь 430, для чего потребуется время, равное bj (фиг.48) , поэтому в течение этого времени на вход элемента 45 И подается запрещающий сигнал сформированный формирователем 31 и проинвертированный элементом 33 НЕ

На контрольном пункте с приходом синхроимпульса, принятого антенной приемника 1 и выделенного (селектором 14 синхроимпульсов, запускается формирователь 15 импульсов. Каждый подвижный объект вслед за синхроимпульсом передает восьмиразрядное двоичное число, указьшающее на позицию, занятую данньм подвижным объектом в очереди на коды. На комп- лект устройства на контрольном пункте поступит восьмиразрядное число Za (ZajZlflg , ... ,Za8) . ЕслиЕа 0, то i-я позиция в очереди не занята ни одним из подвижных объектов. Если Za; 1, то i-я позиция в очереди занята одним единственным подвижным объектом, 52, то i-я позиция в очереди занята несколькими подвижными объектами. Сигналы, принятые приемником 1, преобразуются в цифровой вид аналого-цифровым преобразователем 3 и поступают на входы дешифратора 16, На выходе дешифратора 16 сигнал появится, если только Z а- 1, Таким образом де- шифратор 16 выбирает те позиции в очереди, которые заняты одним единств енньм подвижным объектом,

С приходом синхроимпульса формирователь 15 формирует импульс дли- тельностью («f (фиг,4(0 В течение этого времени приемник 1 ттринимает восемь разрядов числа (Za,a2, ,,,,21а8). Сигнал, сформированный формирователем 15, поступает на вход элемента 22 И, одновременно на второй вход этого элемента поступают сигналы с выхода дешифратора 16, а на третий вход - частота f, сгенерированная генератором 18, Выходом элемента 22 И будет являться восьмиразрядное число b - (b,b2,,.,, bg), единицы которого заполнены частотой f , причем 1, если21а, 1, Сигнал с выхода элемента 22 И через элемент 25 ИЛИ поступает на передатчик 2, Таким образом, по мере приема Za (Za,Za2 ,. ,2lag), антенна передат

чика 2 излучает в эфир двоичное вось миразрядное число Ъ (bib,,.,, bg) указывающее на разрешенные позиции в очереди на коды (ЧРО).(фиг.4р). Сигнал, сформированный формирователем 15 длительностью , инвертируется элементом 23 НЕ и, поступив на четвертый вход блока 4 анализа, запрещает анализ сигналов, поступающих за это время на входы блока 4 анализа. Одновременно сигнал с выхода элемента 23 НЕ, поступая на вход элемента 20 И, запирает его на время тем запрещая формирование сигналов запроса. Если в очереди на коды не окажется ни одной позиции, выбранной одним единственным подвижным объектом, то по истечении времени t элемент 20 И откроется и возобновится формирование сигналов запроса (фиг,4 Виг), Если в очереди на коды окажется позиция, занятая одним подвижным объектом, то сигнал с выхода дешифратора 16 установит триггер 24 в нулевое состояние. Генератор 19, управляемый триггером 24, прекращает генерацию сигналов запроса до тех пор, пока триггер 24 не перебросится в единичное состояние.

На подвижном объекте одновременно с передачей двоичного восьмиразрядного числа а (а,,.,., ag) (430) приемником 26 принимается восьмиразрядное двоичное число b (b,bg,..., bj) (ЧРО), переданное с контрольного пункта. Принимаемые сигналы проходят через селектор 28 И поступают на вход счетчика 36 выбора кода и на второй вход элемента 43 И, на первый вход которого поступает сигнал с выхода регистра 34 сдвига. Если ни один из подвижных объектов, находящихся в контрольной зоне, не выбрал той же, что и данный подвижный объект, позиции в очереди на коды, то на первый и второй входы элемента 43 И одновременно поступают сигналы от регистра 34 сдвига и селектора 28 частоты fg. Сигнал с выхода элемента 43 И устанавливает тр иггер 41 в единичное состояние. Сигнал единичного выхода триггера 41 дает разрешение на входы элементов 44 и 45 И, а сигнал с нулевого выхода останавливает счетчик 36 выбора кода. Последующие сигналы, поступающие на вто- 2рй вход счетчика 36 выбора кода, не

71

отсчитьшаются, Если данный подвиж ный объект выбрал К-ю позицию в очереди на коды, то к моменту остановки счетчика 36 выбора кода в него записывается число занятых позиций, распложенных в очереди на коды от первой позиции до К-й. Это число соответствует номеру кода, которым будет закодировано сообщение данного подвижного объекта. При таком выборе кода Т подвижных объектов используют при передаче Т первых кодов, это условие необходимо при декодировании с помощью перечня всех возможных суммарных сообщений.

Через интервал времени Cj после приема сигнала запроса антенной приемника 26 элемент 45 И откроется при условии, что позиция в очереди на коды, выбранная данным подвижным объектом, была разрешена и триггер 41 установился в единичное состояние Тактовые импульсы с выхода генератора 37 .тактовых импульсов через откртый элемент 45 И поступают на вход блока 38 кодирования, после чего начинается кодирование сообщения кодом номер которого задан выходом счетчика 36 выбора кода. В данном устройстве сообщение несет в себе информацию о номере подвижного объекта и наличии груза на борту подвижного объекта. Информация о загрузке подвижного объекта в блок 38 кодировани поступает от датчика 39 загрузки в двоичном виде, а именно; 1 - подвижной объект с грузом} О - подвижной объект порожний. Закодированное сообщение с выхода блока кодирования поступает через элемент 42 ИЛИ на передатчик 27 и излучается его антенной в эфир.

На контрольном пункте в блоке 4 анализд принимаемое суммарное соо б- |цение декодируется сопоставлением принятого суммарного сообщения с перечнем всех возможных сумм. При декодировании все суммарное сообщение разбивается на блоки по четыре разряда и анализируется каждый блок в отдельности. Завершив декодирование каждого блока из суммарного сообщения, блок 4 ангшиза вырабатывает сигнал, который поступает на вход, блока 8 памяти. По этому сигналу в блок 8 памяти записываются биты, полученные в результате декодирования. Затем блок 4 анализа переходит к анализу следующих четырех разрядов суммарно0

5

7908

го сообщения и т.д. до конца сообщения. Если при декодировании какого-то блока из суммарного сообщения в перечне всех возможных сумм

не будет равного принятому, то на втором выходе блока 4 анализа вырабатывается сигнал, который через одновибратор 6 поступает на счетчик 7 и через элемент 12 И - на первый

o вход блока 13 запроса. Другой вход элемента 12 И соединен через элемент 10 ИЛИ с выходами счетчика 7. При этом в блоке 13 запроса формируется сигнал повторной передачи (ПП) сле5 дующим образом: сигнал неопознавания поступает на первый вход элемента 21 И, на второй .вход которого поступает частота fg. Сигнал, заполненный частотой с выхода элемента 21 И через элемент 25 ИЛИ, поступает через антенну передатчика 2 в эфир (фиг.4 3 и е ).

На подвижных объектах, передающих .сообщение, сигнал повторной передачи, принятый антенной приемника 26, проходит через селектор 29 частоты fg и, поступив на вход блока 38 кодирования, переводит его в исходное состояние. Затем блок 38 кодирования повторно начинает передачу сообщения. Число п сигналов повторной передачи устанавливается в зависимости от интенсивност.и помех в эфире, требований к надежности регистрации и определяется объемом

5 счетчика 7. Если в результате п повторений не произошло правильного приема сообщения, счетчик 7 переполняется и сигнал неопознавания поступает через элемент 11 И и через элемент 9 ИЛИ на шестой вход блока 13 запроса. По этому сигналу триггер 24 установится в единичное состояние и блок 13 запроса возобновит формирование сигналов запроса.

В случае, если все суммарное сообщение было принято безошибочно, т.е.были определены все передаваемые сообщения и записаны в блок 8 памяти, то на первом выходе блока

0 4 анализа вырабатывается сигнал опоз-- навания, который через одновибратор 5 поступает в цепь сброса счетчика 7 через элемент 9 ИЛИ и на шестой вход блока 13. По этому сигналу триг5 гер 24 вновь установится в единичное состояние и блок 13 запроса сформирует сигнал запроса, заполненный частотой f, который являет0

0

5

9

ся подтверждением опознавания для тех подвижных объектов,, которые передавали сообщения, и сигналом запроса для тех, которые либо еще не входили в связь, либо входили, но получили отказ на использование выбранного ими кода.

На подвижном объекте принятый сигнал запроса, проходя через селектор 29 частоты f,, сбрасывает счет- чик 36 выбора кода. Если подвижный объект передавал сообщение, то триггер 41 будет в единичном состоянии и элемент 44 И будет открыт для сигнала запроса, который, пройдя че- рез элемент 44 И, установит триггер 40 в нулевое состояние и тем самым выключит передатчик 27. Нулевой сигнал с выхода триггера 40, поступая на вход установки нуля триггера 41, устанавливает его в нулевое состояние Только сигнал вхождения в зону вновь перебросит триггер 40 в единичное состояние, и подвижный объект вновь сможет пройти регистрацию.

На контрольном пункте устройства сигнал, сформированный одновибратором 5, поступает также на выход устройства. По этому сигналу сообщения, записанные в блок 8 памяти, передают- ся на внешние устройства отображения, например электрическую машинку, дисплей и т.д.

При наличии разрещения на четвертом входе блока 4 анализа генератор 49 тактовых импульсов генерирует так- товые импульсы. Каждый разряд суммарного сообщения в цифровом виде поступает на первые три входа блока 4 анализа. .Через четьфе такта четыре разряда суммарного сообщения запшпутся в регистр 47 сдвига. Счетчик 51 вырабатывает сигнал, по которому содержимое регистра 47 сдвига запишется в регистр 48, после чего начинается анализ этих четырех разрядов, а вновь поступившие разряды записываются в регистр 47 сдвига. Время анализа не должно превьшать время заполнения регистра 47 сдвига, в противном случае процесс декодирования нарушится. Частота тактовых импульсов, генерируемых генератором 50 тактовых импульсов, должна удовлетворять этому условию.

По сигналу счетчика 51g запускает- ся счетчик 52, которым управляется постоянное запоминающее устройство 53(. В ПЗУ 53, записан перечень воз

Q ,. s

5

5

79U10

ножных сумм. Сравнение полученного блока сообщения с перечнем, записанным в ПЗУ 53, , осуществляется элементом 54, сравнения. От регистра 48 на входы элемента 54, сравнения поступает принятый блок суммарного сообщения, а от ПЗУ 53{ все возможные четырехразрядные блоки сумм. При совпадении на выходе элемента 54, сравнения, вырабатывается сигнал, обнуляющий счетчик 52,/ и запускающий счетчик 522 через элемент . Этот же сигнал записывает в регистр 48, .блок суммы за вычетом блока, передаваемого восьмым подвижным объектом. На первом выходе группы блока 4 анализа появится единица, если восьмой подвижный объект передавал код логической единицы, и ноль, если подвижной объект передавал код логического нуля. В случае, если в ПЗУ 53, соответствующего блока не найдется, то либо произошла оишб- ка при передаче и приеме, либо одновременно передавало меньше восьми подвижных объектов. В этом случае счетчик 52, переполнится и на его выходе появится сигнал, по которому запускается счетчик 522, и в регистр 482 параллельно переписывается содержимое регистра 48,. На этом заканчивается сопоставление с перечнем возможных сумм. После этого счетчик 52 опрашивает ПЗУ 532. последовательно опрашиваются все восемь ПЗУ от 53, до 53g. Последним запускается счетчик 52g и опрашивается ПЗУ 53g. При совпадении содержимого регистра 48g и одного из возможных сообщений, содержапщйся в ПЗУ 53g , на выходе элемента 54 сравнения появляется сигнал., который обнуливает счетчик 52g и, поступив на третий выход блока 4 анализа, записывает значение выходов группы с 1 по 8 в блок 8 памяти. На восьмом выходе группы блока 4 анализа появляется единица, если первый подвижной объект передавал код логической единиЩ), и ноль, если он передавал код логического нуля. Если произошла ошибка при передаче и приеме, то счетчик 52 переполняется и сигнал с выхода счетчика 52g через элемент 55gIinH поступает в цепь сброса счетчиков 51, и 51. Сигнал с выхода счетчика 52„ также поступает на первый выход блока анализа, по этому сигналу блок 13

запроса сформирует сигнал повторнойки , то счетчик 51 j, переполпередачи.няется и сигнал с его выЕсли при приеме всего сообщенияхода поступает на второй выне произо и ет ни одной ошнб-, ход блока 4 анализа.