Устройство для регистрации карьерного транспорта Советский патент 1991 года по МПК G08G1/01 

Изобретение относится к технике управления горнотранспортными процессами на карьерах горных предприятий, касается регистрации технологического транспорта путем автоматической передачи информации о номере транспортной единицы и может быть использовано в системах оперативного управления горнотранспортными процессами на карьерах.

Целью изобретения является повышение информативности устройства для регистрации карьерного транспорта,

На фиг.1 показана функциональная схема устройства; на фиг,2 - функциональная схема задатчика номера; на фиг.З - функциональная схема блока анализа информации; на фиг.4 - функциональная схема блока управления; на фиг.5 и 6 - временные диаграммы в характерных точках устройства,

Устройство содержит устанавливаемые на транспортном средстве задающий генератор 1, модулятор 2 частоты, усилитель 3, переключатель 4 антенн, передающие антенны 5 и 6 и задатчик 7 номера, устанавливаемые на контрольном пункте, приемные антенны 8.18.h, коммутатор, выполненный в виде мультиплексора 9, усилитель 10, полосовой фильтр 11, частотный детектор 12,блок 13 декодирования,регистр 14,преобразователи 15 и 16 частоты, фильтры 17 и

18низкой частоты, амплитудные детекторы

19и 20, сумматор 21, генератор 22 опорной частоты и блок 23 управления.

Задгтчик 7 частоты содержит делитель 24 частоты, счетчик 25 импульсов и мультиплексор 26.

Блок 13 декодирования содержит формирователь 27 прямоугольного сигнала, од- новибратор 28, элемент 29 задержки, регистр 30 сдвига, генератор 31 импульсов, счетчик 32 импульсов и дешифраторы 33 и 34.

Блок 23 управления содержит триггер Шмитта 35, элемент НЕ 36, управляемые мультивибраторы 37 и 38, элемент ИЛИ 39 и счетчик 40 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Передающая часть устройства,устанавливаемая на транспортном средстве, запиты вается от бортовой сети и работает непрерывно, излучая с помощью передающих антенн 5 и 6 манипулированную последовательность частотных с и г к а л о в, несущих информацию о номере N транспортного средства. Зэдатчик 7 номера осуществляет развертку параллельного бинарного кода N в последовательность импульсов, ширина которых зависит от значения текущею разряда код. (фиг.5д), следующим образом. Информация N в виде параллельного кода поступает на информационные входы мультиплексора 26. На выходе модулятора 2 частоты присутствует сигнал с частотами,

равными манипулируемым частотам fi, f2 (фиг.56), поступающий на счетный вход делителя 24 частоты, который производит деление входной частоты на один из двух коэффициентов деления щ и П2 в зависимо0 сти от состояния выходов мультиплексора 26, которое, в свою очередь, зависит от значения (логического О или 1) разряда, передаваемого в данный момент времени. Деление частот производится по принципу

5 пересчета входных импульсов двоичным счетчиком, поэтому целесообразно принять П2 2т, т.е. длительность одного разряда передаваемого сообщения изменяется в два раза в зависимости от значения этого

0 разряда, В результате на выходе делителя

24частоты присутствуют сигналы, форма которых показана на фиг.5а. В начале каждого разряда происходит срабатывание счетчика

25импульсов, который изменяет свое состо- 5 яние на единицу, в результате чего на выходе мультиплексора 26 появляется сигнал, соответствующий значению разряда передаваемого в данный момент времени. Характер сигналов на выходе модулятора 2

0 частоты показан на фиг,5б. Здесь длительность посылки отображает значение разряда передаваемой информации, а частотная манипуляция реализует поразрядную синхронизацию. Такой сигнал в минимальной 5 степени подвержен влиянию помех в индуктивном канале связи,

Эти сигналы усиливаются усилителем 3

и через переключатель 4 антенн, который

поочередно подключает одну из выходных

0 антенн 5 и 6. поступают на передающие

антенны. Антенны 5 и 6 расположены по

разным бортам транспортного средства. В

этом случае приемные антенны устаьавлида;отся на обочине дороги или на платфор5 ме погрузочного экскаватора.

В случае железнодорожного транспорта можно использовать только одну передающую антэнну, расположенную под днищем локомотива. В этом случае приемная антенна устанавливается в полотне до- 0 роги между рельсами.

На контрольных пунктах устанавливаются приемные части устройства регистрации.

Приемные антенны располагаются в зо- 5 нах контроля данного контрольного пункта. В исходном состоянии приемные антенны находятся под воздействием различных электромагнитных помех и наводок, например, от контактного провода электрифицированного железнодорожного пути. Появление транспортного средства с передатчиком на борту в зоне действия одной из приемных антенн 8.18.п вызывает появление сигнала наведенной ЭДС на выходе данной приемной антенны. Блок 23 управления производит сканирование приемных

антенн 8.18,п, поочередно соединяя (при

помощи мультиплексора 9) выход каждой из них с выходом мультиплексора 9. Время опроса каждой приемной антенны 8.18.п

опредепяется блоком 23 управления и может иметь два значения: ti, когда имеется сигнал управления на выходе сумматора 21, и t2, когда этот сигнал отсутствует, причем

t1 t2.

Триггер Шмитта 35 настроен на определенный уровень сигнала поступающего на его вход и устраняет пульсации этого сигнала (фиг.бд). В случае, когда на выходе триггера Шмитта 35 сигнал отсутствует работает первый мультивибратор 37 и не работает второй мультивибратор 38 и, наоборот, если на выходе триггера Шмитта 35 имеется сигнал, то не работает первый 37 и работает второй 38 мультивибраторы. Выбирая соответствующим образом частоты генерации мультивибраторов 37 и 38 (например, чтобы частота генерации первого мультивибратора 37 в 10 раз больше частоты генерации второго мульвибратора 38) можно добиться необходимой длительности коммутации приемных антенн 8. Счетчик 40 осуществляет подсчет входных импульсов от одного из мультивибраторов 37 или 38, работающих в данный момент, при этом на выходах счетчика 40 информация изменяется со скоростью, пропорциональной частоте импульсов, поступающих на вход.

Рассматривают работу приемной части устройства, когда на выходе одной из приемных антенн 8.18,п (например, антенны 8.1) имеется сигнал наведенной ЭДС от передающей антенны).

Во время опроса приемной антенны 8,1 сигнал с ее выхода поступает через мультиплексор 9 на вход усилителя 10 и на входы первого 15 и второго 16 преобразователей частоты. Генератор 22 опорной частоты вырабатывает на своих выходах прямоугольные импульсы со скважностью 2 и частотой f, равной центральной частоте частотно-ма- нипулированного сигнала передатчика. Фазы импульсов на выходах генератора 22 сдвинуты на 90°, Выбор частоты f производится по формуле

fi +f2

О)

где fi. f2 - соответственно верхняя и нижняя частота частотно-манипулированного сигнала, вырабатываемого передатчиком, Гц.

5По отношению к входному наведенному

сигналу fBx фаза импульсов генератора 22

опорной частоты может быть произвольной.

Первый 15 и второй 16преобразовател+г

частоты в общем виде представляют собой

0 устройства, выполняющие математическую функцию вида

fab« Ifex-fl ,(2)

. где твых - выходная частота преобразователей 5 и 16 частоты;

5 TBX мгновенное значение частоты, поступающей на информационные входы преобразователей 15 и 16 частоты;

f - частота генератора, поступающая на опорные входы преобразователя 15 и 16 ча0 стоты.

Причем амплитуда выходного сигнала преобразователей 15 и 16 частоты пропорциональна амплитуде входного сигнала. В простейшем случае в виде преобразователя

5 может быть использован электронный ключ, соединяющий свои вход и выход при положительной полярности управляющего (опорного) сигнала и размыкающий вход с выходом при отрицательной полярности уп0 равляющего (опорного) сигнала.

Первый 17 и второй 18 фильтры низкой частоты отфильтровывают высокочастотные составляющие преобразованного сигнала. Частота среза фильтров 17 и 18 низкой час5 тоты определяется из формулы (2). Крутизну наклона амплитудно-частотной характеристики фильтров 17 и 18 низкой частоты выбирают из условия необходимой прямо- угольности полосы пропускания. Таким об0 разом, при появлении на входах преобразователей 15 и 16 частотно-манипулированного сигнала (фиг.56) с частотами манипуляции fi, fa, на выходе фильтров 17 и 18 низкой частоты присутствуют гармониче5 ские сигналы с частотами тз f 1 - f

И Т4 f - Т2,

где fa и f4 - частоты сигналов на выходе фильтров 17 и 18 низкой частоты1

0 fi - верхняя частота входного сигнала; f2 - нижняя частота входного сигнала; fa - частота сигнала на выходах фильтров 17 и 18 низкой частоты при входной частоте сигнала f2;

5f4 - частота сигнала на выходах фильтров 7 и 18 низкой астоты при входной частоте сигнала fa;

f - частота сигнала генератора 22 опорной частоты.

Если выходная частота генератора 22 выбрана по формуле (1), то fa f4 (в.

Следовательно, при налимий на входах преобразователей 15 и 16частотно-манипу- лированного сигнала с частотами манипуляции fi и fa, на выходах фильтров 17 и 18 низкой частоты присутствуют сигналы с частотой fs, равной модулю разности входном и опорной частот, причем, так как фазы импульсов, поступающих на опорные входы преобразователей 15 и 16, отличаются на 90°, то и фазы сигналов на выходах фильтров 17 и 18 низкой частоты также отличаются на 90° (при условии идентичности фазочастотных характеристик фильтров 17 и 18 низкой частоты), что отображено на фиг.ба. Далее эти сигналы при помощи пол- упериодных выпрямителей 19 и 20 детектируются (фиг.бв, 6г) и суммируются в сумматоре 21. Сигнал на выходе сумматора 21 показан на фиг.бд. Сигнал на выходе сумматора 21 присутствует все время, пока в приемной антенне наводится модулированный сигнал под воздействием передатчика. Полоса частот входного сигнала, при которой может появиться данное управляющее напряжение на выходе сумматора 21, определяется частотой генератора 22 и удвоенной полосой пропускания фильтров 17 и 18 низкой частоты. При использовании в качестве стабилизирующего элемента кварцевых резонаторов в задающем генераторе 1 и генераторе,22 опорной частоты можно добиться необходимой стабильности полосы пропускания частот.

При воздействии управляющего сигнала с выхода сумматора 21 на вход блока 23 управления происходит увеличение интервала времени опроса данной приемной антенны 8.1 до значения ц, необходимого для съема поступающей информации. Считывание информации производится по цепи 10-14. После окончания считывания мультиплексор 9 подключается к очередной антенне 8.2 и аналогично происходит считывание входного сигнала. Если на входе антенны существует помеха, а не полезный сигнал, то по окончании времени анализа мультиплексор 9 переключится к антенне 8.3 и т.д. Таким образом осуществляется обегающий контроль всех зон контроля и считывание информации с тех зон, где находятся контролируемые транспортные средства. Условием считывания является наличие частотно-манипулированных сигналов в данной полосе частот.

Усилитель 10 имеет цепь АРУ, чем обеспечивается незначительное изменение уровня сигнала на входе полосового фильтра 11 настроенного на центральную частоту

f. Сигнал с выхода полосового фильтра 11 поступает на вход частотного детектора 12, который производит выделение частотных посылок fi и f2, поступающих на вход блока

13 декодирования, где происходит определение правильности формата и преобразование последовательности входных информационных сигналов в параллельный код N следующим образом, Формирователь

27 производит преобразование входного аналогового сигнала в прямоугольный, пригодный для дальнейшей цифровой обработки, Одновибратор 28 вырабатывает короткий импульс в конце каждого разряда

поступающей информации. По фронту этого импульса производится запись в регистр 30 сдвига значения разряда (логического О или 1), поступающего с выхода дешифратора 33. Элемент 29 задержки осуществляет

задержку фронта импульса с выхода одно- вибратора 28 на время, достаточное для процесса записи значения разряда в регистр 30 сдвига, и сбрасывает счетчик 32 в исходное состояние. После чего начинается

процесс определения значения следующего разряда информации, который записывается в регистр 30 сдвига по фронту импульса, возникающего на выходе одновибратора 28. Таким образом происходит преобразование входных информационных сигналов в последовательный код N, содержащий служебные и информационные разряды. Дешифратор 34 производит определение правильности формата и в случае наличия

на его входах всех служебных разрядов на выходе дешифратора появляется импульс, равный длительности первого разряда в формате сообщения. По фронту этого импульса информационные разряды из регистра 30 переписываются в выходной регистр 14, где хранятся до прихода следующей информации. С выходов выходного регистра 14 внешние пользователи могут снять информацию о номере транспортного средства.

Формула изобретения 1, Устройство для регистрации карьерного транспорта, содержащее на транспор0 тном средстве задающий генератор, выход которого соединен с информационным входом модулятора частоты, выход которого соединен с входом усилителя, выход которого подключен к входу переключателя антенн .,

5 выходы которого соединены с передающими антеннами, задатчик номера, выход которого соединен с управляющим входом модулятора частоты, информационные входы задатчика номера являются информационными входами устройства, на

контрольном пункте - первая и вторая приемные антенны, коммутатор, выход которого подключен к входу усилителя, выход которого соединен с входом полосового фильтра, выход которого подключен к входу частотного детектора, выход которого соединен с входом лока декодирования, регистр, выходы которого являются информационными выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности устройства, в него введены на контрольном пункте п-2 приемные антенны, два преобразователя частоты, два фильтра низкой частоты, два амплитудных детектора, сумматор, генера- тор опорной частоты и блок управления, коммутатоп выполнен в виде мультиплексора, выходы приемных антенн подключены к информационным входам мультиплексора, выход которого соединен с информацион- иыми входами преобразователей частоты, выходы которых подключены к входам соответствующих фильтров низкой частоты, выходы которых соединены с входами соответствующих амплитудных детекторов, выходы которых подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого соединен с входом блока управления, выходы которого подключены к адресным входам мультиплексора, выходы генератора опорной частоты подключены к управляющим входам преобразователей частоты, выход и группа выходов блока декодирования соединены соответственно с управляющим и информационными входами регистра, на транспортном средстве выход модулятора частоты соединен с управляющим входом задатчика номера.

2.Устройство по п.1,отличаю щее- с я тем, что блок декодирования содержит формирователь прямоугольного сигнала, одновибратор, элемент задержки, регистр сдвига, генератор импульсов, счетчик импульсов и два дешифратора, выход формирователя прямоугольного сигнала соединен с входом одновибратора, выход которого подключен к управляющему входу регистра сдвига и через элемент задержки к управляющему входу счетчика импульсов, выход ко- чорого соединен с входом первого дешифратора, выход которого соединен с информационным входом регистра сдвига выходы которого соединены с информационными входами второго дешифратора и являются выходами блока, выход генератора импульсов соединен со счетным входом счетчика импульсов, выход второго дешифратора является выходом блока, вход формирователя прямоугольного сигнала является входом блока.

3.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что блок управления содержит триггер Шмидта, элемент НЕ, два управляемых мультивибратора, элемент ИЛИ и счетчик импульсов, выходы которого являются выходами блока, выход триггера Шмидта подключен через элемент НЕ к входу первого управляемого мультивибратора и непосредственно к входу второго управляемого муль- тивибратора, выходы управляемых мультивибраторов соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом счетчика импульсов, вход триггера Шмидта является входом блока.

ФигЛ

Изобретение относится к технике управления горнотранспортными процессами на карьерах горных предприятий, касается регистрации технологического транспорта и позволяет повысить информативность за счет увеличения числа зон контроля на контрольном пункте в условиях интенсивных помех и реализации обегающего контроля приемных антенн с анализом принимаемого сигнала на наличие частотной модуляции с заданными параметрами. Для этого на контрольном пункте введены п-2 приемные антенны 8, преобразователи 15, 16 частоты, фильтры 17, 18 низкой частоты, амплитудные детекторы 19. 20, сумматор 21, генератор 22 опорной частоты и блок 23 управления. Коммутатор выполнен в виде мультиплексора 9. Информация, передаваемая на контрольный пункт, формируется на транспортном средстве задатчиком 7 номе- рз и последовательно включенными задающим генератором 1, модулятором 2 частоты, усилителем 3 Переключатель 4 антенн обеспечивает поочередное подключение передающих антенн 5, 6 к выходу усилителя 3. При соответствии принятого на контрольном пункте сигнала заданным параметром информация о номере транспортного средства поступает из блока 13 декодирования в регистр 14 хранения. 2 з.п, ф-лы, 6 ил.

L

U 4.../..- Л

г

а

6

Фиг 6