Устройство для приема и передачииНфОРМАции Советский патент 1981 года по МПК G08C19/28 

1

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 соединен с блоком фильтров, включенным между рамочной антенной, укладываемой под дорожное покрытие, и приемником, соединенным с соответствующими входами элемента стробирования, другие входы которого подключены соответственно к выходу, первого элемента И-НЕ и к выходу формирователя тактовых импульсов, один вход которого соединен с одним из выходов блока делителей частоты, входом соединенного с другим выходом генератора высокой частоты, а другим с одним из входов второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с одним из входов триггера, выходом подключённого ко второму входу второго элемента И-НЕ, а другим входом - к одному из выходов блока проверки достоверности, соединенному с одним из входов второго триггера, другой вход, которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ, другой выход блока проверки достоверности соединен с одним входст блока декодирования и с одним входом элемента И, другим входом связанного с. блоксмл обработки данных, 9 третьим входом - с выходом первого элемента И-НЕ, один вход которого подключен к выходу второго триггера, а другие входы связаны с выходами регистра сдвига, один вход которого соединен с выходом элемента

S И, связаннш с другим входом второго триггера, а другие входы соединены с выходами элемента стробирования, выхода регистра сдвига подключены к соответствушцим входам первого и

второго элементов И-НБ и блока декодирования, связанного ; влрком обработки данных, один из.выходов элемента стробирования подключен ко входу блока проверки достоверности, а другой его выход соединен с одним из входов третьего триггера, другим входом связанно1Ч с другим выходом формирователя тактовых импульсов, а выходом - с одним из входов формирователя сигнала ОБЩИЙ СБРОС, другие

входы которого подключены к выходам приемника, а выход соединен с соответствующими В1.одами формирователя тактовых импульсов, блока делителей частоты, блока проверки достозерности и первого триггера 1.1 .

Недостаток такого устройства Ьостоит в возможности искажения информации при приеме. Это обусловлено тем, что при поступлении первой кодовой посылки на вход элемента стробирования во время присутствия на другом его входе тактового импульса возможно ложное стробирование кодовой посыпки до момента формирования сигнала ОБЩИЙ СБРОС, т.е. до установления режима жесткой синхронизации. Ложное стробирование вызвано различными задержками в целях формирования сигнала ОБЩИЙ СБРОС и в цепях элемента стробирования. Таким образом, если задержка сигнала ОБЩИЙ СБРОС больше задержки сигнала, запрещающего его формирование, устройство це войдет в режим жесткой синхронизации, что ведет к искажению информации при приеме.

Кроме того, возможно ложное формирование сигнала ЗАПРЕТ при приеме информации с двух транспортных средств в течение цикла считывания длительность которого определяется с выхода блока обработки данных, если при записи в регистр сдвига информация со второго транспортного средства дополнит ранее записанную информащию до кодовой комбинации 1111. Очевидно, что в дальнейшем информация приниматься не будет, так как на вход элемента стробирования подан сигнал ЗАПРЕТ, который невозможно снять из-за отсутствия сигнала ВЕРНО с выхода первого триггера.

Все эти недостатки в конечном итоге снижают достоверность прини. маемой информации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для приема и передачи информации с -контрольного пункта, содержащее генератор высокой частоты, первый выход которого через блок фильтров, соединенный с антенной, подключен к приемнику, а второй выход - к первому входу блока делителей частоты, выходы приемника соединены с соответствующими первыми входами формирователя сигнала ОБЩИЙ СБРОС и элемента стробирования, выходы которого подклю ены к первым входам регистра сдвига и блока проверки достоверности, второй вход регистра сдвига соединен с выходом первого формирователя импульсов, а выходы регистра сдвига соединены с соответствующими третьими входами первого и второгЪ элементов И-НЕ и с соответствующими вторыми входс1ми блока декодирования, выходами подключенного к первым входам блока .обработки данных, триггеры, выход первого из которых соединен со вторым входом формирователя сигнала ОБЩИЙ СБРОС, выход которого соединен со вторым входом блока делителей частоты и со вторым входом блока проверки достоверности, второй выход которого соединен с четвертым входом первого формирователя импульсов и с первыми входами блока декодирования, а вход 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

5 второго триггера, второй вход которого соединен с выходом формирователя, а третий вход подключен к выходу первого элемента И-НЕ, одним из входов соединенного с первым выходом блока проверки достоверности, инверсный выход второго триггера соединен со вторым входом первого формирователя импульсов, с третьим входом формирователя сигнала ОБЩИЙ

5 СБРОС и с третьим входом элемента стробирования, второй вход элемента стробирования соединен со вторым выходом блока делителей частоты, первый выход которого подключен к R-входу первого триггера, счетный

вход которого соединен с выходом формирователя сигнала ОБЩИЙ СБРОС 21.

Основным недостатком известного устройства является отсутствие информации о скорости приоритетного транспортного средства, что не позволяет устройству обработки данных осуществлять гибкое управление дорожным контроллером и приводит к величению задержки других транспортных средств, следующих в направлениях, конфликтных с направлением движения приоритетного транспортного средства.

Кроме того, устройство вытесняет информацию о приоритете первого ранга сигнсшами 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 приовитет первого и второго рангов). Наличие этого недостатка обусловлено тем, что в известном устройстве сигнал, блокирующий по одному из входов элемент стробирования, снимается по заднему фронту импульса ЗАПРОС НА СПЕЦПРОПУСК.

Перечисленные недостатки в конечном итоге сужают функциональные возможности известного устройства. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Поставленная цель -достигается тем, что в устройство введены формирователь интервалов времени, формирователь сигнала СБРОС и блок определения времени, выходы приемника подключены к первым входам формирователя интервалов времени, второй вход которого соединен с выходом первого , второй выход блока делителей частоты подключен к третье лу входу формирователя интервалов времени и к первому входу формирователя сигналов СБРОС, первый выход которого соединен с первым входом блок определения времени, с третьим входом первого формирователя и с третьими входами блока декодирования и со вторым входом третьего элемента И-НЕ, выход которого подключей ко втором/ входу ключа, первый выход формирователя интервалов време ни подключен ко второму входу блока определения времени, первый выход которого соединен со вторым входом блока обработки данных, а второй выход - со вторым входом формирователя сигналов СБРОС, второй выход которого подключен к третьему Й:4оду блока определения времени и к четвер тому входу формирователя интервалов времени, второй выход которого fcoeдинен с третьим входом формирователя сигналов СБРОС, второй выход блока обработки данных подключен к четвертому входу формирователя сигна лов СБРОС, второй выход блока провер ки достоверности соединен с четвертыми входами блока определения време ни и первого формирователя, инверсный выход второго триггера подключе к пятому входу формирователя сигнало СБРОС, выход второго формирователя соединен с шестым входом формировате ля сигналов СБРОС. На фиг. 1 представлена функционал ная схема устройства; на фиг. 2 и 3 временные диаграммы, поясняющие его работу. Устройство содержит генератор 1 высокой частоты, блок 2 фильтров, антенну 3, приемник 4, элемент 5 стробирования, формирователь б интер вала времени,формирователь 7 сигнала ОБЩИЙ СБРОС, блок 8 делителей часто ты, блок 9 проверки достоверности, первый триггер 10, регистр 11 сдвига первый формирователь 12, первый эле мент 13 И-НЕ, второй элемент 14 И-НЕ блок 15 декодирования, блок 16 обра ботки данных, второй триггер 17, вто рой формирователь 18, элемент 19 гальванической развязки, формировате 20 сигнала СБРОС, блок 21 определени времени, третий элемент 22 И-НЕ и ключ 23. Устройство работает в двух реимах : 1.Управление светофором непосредственно через дорожный контроллер (для транспортных средств, имеющих приоритет первого ранга) и управление светофором через устройство обработки анных (для транспортных средств, имеющих приоритет второго ранга); 2.Управление светофором только через устройство обработки данных (для транспортных средств, имеющих приоритет первого и второго ранга). Режим работы устройства определяется положением ключа. В предлагаемом примере устройства установлен первый режим работы. Работа устройства рассматривается в следующей последовательности: прием и передача информации с устройства контрольного пункта; измерение скорости транспортного средства, оборудованного устройством ля приема и передачи информации. Прием и передача информации с устройства контрольного -пункта осуществляется следующим образом. Генератор 1 высокой частоты постоянно посылает сигнал ЗАПРОС, который через блок 2 фильтров обеспечивает развязку между информационным сигналом с транспортного средства и сигналом ЗАПРОС и поступает в антенну 3, имекндую локальную зону действия. При въезде транспортного средства в зону действия антенны 3 происходит считывание информации, характеризующей транспортное средство, в наиболее эффективной зоне действия антенны 3, которая определяется энергетическими соотнсшениями в индуктивном каиале связи, геометрическими размерами антенны 3 и скоростью движения транспортного средства. Информационный частотноманипулированный сигнал, передаваелвлй 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 элемента 5 стробирования формирователя 7 сигнала ОБЩИЙ СБРОС. Формирователь 7 сигнала ОБЩИЙ СБРОС по переднему фронту первой кодовой посылки, являющейся контрольным разрядом и синхронизирукяцим сигналом блока информации, формирует сигнал ОБЩИЙ СБРОС, устанавливающий блок 8 делителей частоты и блок 9 проверки достоверности в исходное состояние, а триггер 10 - в состояние 1 по заднему фронту, при этом блок 8 делителей частоты устанавливается в режим жесткой синхронизации. В исходное состояние триггер 10 устанавливается по входу R(n+1) тактовым импульсом с выхода блока 8 делителей частоты.

где n - число разрядов в кодовой комбинации.

Таким образом, триггер 10 по згщнему фронту сигнала ОБЩИЙ СБРОС формирует на инверсном выходе сигнаш, который закрывает формирователь 7 и формирователь 6 интервала времени присутствия транспортного средства, обеспечивая тем самым формирование сигнала ОБЩИЙ СБРОС от первой кодовой посылки и исключая возможность формирования ложных сигналов ОБЩИЙ РБРОС от последующих кодйвых посылок

Сигналы со 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 третий вход элемента 5 стробирования и осуществляют стробирование посылок 1 и О в наиболее эффективной их области j(cM. фиг. 2) , При этом максимальная О{Дибка в режиме жесткой синхронизации определяется периодом следования сигналов с генератора 1 высокой частоты.

Элемент 5 стробирования осуществляет формирование последовательности 1 и О и выявление из общей последовательности кодовых импульсов соответствующих элементам кода 1. Общая последовательность кодовых импульсов, соответствующих элементам кода 1 и О, с выхода элемента 5 стробирования поступает на тактовый вход регистра 11 сдвига и на вход блок.а 9 проверки достоверности.

Последовательность импульсов, соответствующих элементам кода 1, с другого выхода элемента 5 стробирования поступает на информационный вход регистра 11 сдвига и записывается в него, а также на другой вход блока 9 проверки достоверности, который осуществляет /контроль принимаемой информации по Четности и по Количеству знаков в кодовой комбинации.

Вели информация принята верно, на одном из выходов блока 9 проверки достоверности появляется сигна 1, подготавлива 01дий соответствующие входам блока 15 декодирования и фop 4иpoвaтeля 12, осуществляющего формирование сигнала СБРОС РЕГИСТРА, другой вход формирователя 12 подготовлен сигналом с инверсного выхода триггера 17.

Инфсфмация, записанная в регистр 11 сдвига, выставляется в параллельном коде на .других входс1х блока 15 декодирования и считывается в блок 16 обработки данных сигналом СЧИТЫВАНИЕ , вьщаваекЕ блоком 16 обработки данных, который принимает решение на преимущественный пропуск приоритетных траспортных средств через перекресток (приоритет второго ранга

Регистр 11 сдвига устанавливается в исходное состояние сигналом СБРОС РЕГИСТРА с выхода формирователя 12, который формируется по заднему фронт сигнала СЧИТЫВАНИЕ и при включении питания устройства. Необходимость сброса регистра сдвига обусловлена прежде всего тем, что возможно многократное считывание одной и той же информации, при этом в блок 16 обработки данных вьадавалась бы ложная информация о проезде через перекресток приоритетного транспортного средства.

При опросе транспортного средства, имеющего приоритет первого ранга которому присваивается определенный код, например 1111, информация о нем записывается в регистр 11 сдвига с выходов которого выставляется в параллельном коде на n входах элементов 13 и 14 И-НЕ. После анализа принимаемой информации блок 9 проверки достоверности формирует сигнал ВЕРНО который через элемент 13 И-НЕ записывается в триггер 17 по входу S. в исходное состояние триггер 17 устанавливается сигналом с выхода формирователя 18, формирующего сигнал СБРОС при включении питания устройства.

Таким образом, элемент 13 И-НЕ и триггер 17 выявляют информацию о транспортных средствах, которым присвоен приоритет первого ранга.

Сигнал с инверсного выхода триггера 17 блокирует по одному из входов элемент 5 стробирования, формирователь 7 сигнала ОБЩИЙ СБРОС, формирователь 12 и формирователь 20 сигнала СБРОС до момента завершения формирования сигнала ЗАПРОС НА ПРИОРИТЕТНЫЙ ПРОПУСК, формирование которого осуществляется блоком 8 делителей частоты, элементом 14 И-НЕ и триггером 17, сигнал с прямого выхода которого подготавливает элемен 14 И-НЕ по (п+1) входу и элемент 22 И-НЕ по первому входу. При этом элемент 14 И-НЕ остается закрыть м по {п+2) входу в течение времени С с момента перехода блока 8 делителей частоты в режим жесткой синхронизации. По истечении времени Т на другом выходе блока 8 делителей частоты формируется последовательность импулсов длительностью f/2 и частотой следования импульсов f . Первый импульс сформированной последовательности импульсов открывает элемё нт 14 И-НЕ,выходной сигнал которого своим задним фронтом устанавливает триггер 17 по входу Т в состояние О, при этом сигнал с прямого выхода триггера 17 закрывает элемент 14 И-НЕ.

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 14 И-НЕ через элемент 19 гальванической развязки и линию связи поступает на вход устройства управления светофором (дорожного контроллера) для прод ления аеленого сигнала светофора или немедленного переключения красного сигнала на зеленый (через желтый) для транспортных средств, польэую.щихся правом безостановочного проезда по дорожной сети. Для управления дорожным контрбл ером через устройство обработки данных (для первого и второго рангов приоритетов) необходимо на ключе 23 установить перемычку между контактам при этом сигнал ЗАПРЕТ с инверсного выхода триггера 17 снимается по зад нему фронту сигнала СЧИТЫВАНИЕ с вы хода элемента 22 И-НЕ. В основе измерения скорости движ ния транспортного средства лежит определение времени присутствия его в контролируемой зоне при известном базовом расстоянии между плоскостялет С нулевым значением вертиксшьной составляющей напряженности магнит-ного поля HZ О (см.фиг.3), проходящими через каждую из сторон прямо угольнЬй рамочной антенны контрольного пункта под углом о( 90° к плоскости антенны контрольного пунк та, при этом информация с транспорт ього средства может быть передана двгикды, т.е. после каждого выявления нулевых значений вертикальной составляющей напряженности магнитно . го поля антенны контрольного пункт или трижды, т.е. один раз -на въезде в зону действия антенны контрольног пункта и два раза после выявления нулевых значений вертикальной составляющей напряженности магнитного поля антенны контрольного пункта. Однако в последнем случае необходимо производить выборку временного интервала, соответствующего приему двух кодовых комбинаций, т.е. после выявления каждого значения Н 0. , Устройство для измерения скорости транспортного средства работает следующим образом. При приеме двух кодовых комбинаций, соответствующих значениям Hjr 0 формирователь интервала времени присутствия транспортного средства в контролируемой зоне антенны контроль ного пункта формирует по переднему фронту первой кодовой посылки каждой из двух кодовых комбинаций импульсы период следования которых определяет длительность сигнала присутствия транспортного средства в контро лируемой зоне антенны контрольного пункта. Сигнал присутствия транспортного средства в контролируемой зоне стробируется метками времени с периодом следования Тм, поступающими со второго выхода блока 8 делителей частоты, и поступает с первого выхода формирователя 6 интервала времени присутствия транспортного средства на вход счетчика меток времени блока 21 определения времени присутствия транспортного средства. С другого выхода формирователя 6 интервала времени присутствия транспортного средства на второй формирователя 20 сигнала СБРОС поступает сигнал О, запрещающий формирование сигнала СБРОС и появление сигнала СЧИТЫВАНИЕ с первого выхода формирователя 20 сигнала СБРОС во время формирования сигнала присутствия. При приеме трех кодовых комбинаций формирователь б интервала времени присутствия транспортного средства в контролируемой зоне обеспечивает выборку временного интервала, соответствукядего приему двух кодовых комбинаций, т.е. после выявления каждого значения Н - 0. Весь диапазон времени присутствия транспортного средства в контролируемой зоне разбит на п поддиапазонов. Каждому поддиапазону соответствует кодовая комбинация, которая при наличии сигнала ВЕРНО на четвертом входе блока 21 определения времени присутствия транспортного средства считывается в параллельном коде в блок 16 обработки данных сигналом СЧИТЫВАНИЕ со второго выхода формирователя 20 сигнала СБРОС. По заднему фронту сигнеила СЧИТЫВАНИЕ с первого выхода формирователя 20 сигнала СБРОС формируется сигнал СБРОС,устанавливающий элементы памяти формирователя б интервала времени присутствия и блока 21 определения времени Ьрисутствия транспортного средства в контролируемой зоне в исходное состояние. Кроме того,элементы памяти вышеперечисленных блоков устанавливаются в исходное состояние с выхода формирователя 18, формирующего сигнал СБРОС при включении питания и при переполнении счетчика меток времени блока 21 определения времени присутЬтвия транспортного средства. В последнем случае со второго выхода этого блока устанавливается сигнал 1 на шестом входе формирователя 20 сигнала СБРОС, подготавливающий один из входов элемента И данного блока. При этом первым же импульсом, поступающим со второго выхода блока 8 делителя частрты на третий вход формирователя 20 сигнала СБРОС, все элементы памяти устанавливаются в исходное состояние. Таким образом, в зависимости от времени присутствия транспортного средства в контг олируемой зоне и при известном базовом расстоянии между плоскостями с нулевым значением вертикальной составляющей напряженности магнитного поля в блок 16 обработки данных наряду с информацией , характеризующей приоритетное транспортное средство, считывается информация, соответствующая одному из п поддиапазонов скорости приоритетного транспортного средства. Предлагаемое устройство для приема и передачи информации с контрольного пункта, во-первых, позволяет измерять скорость приоритетных транс портных средств, не меняя объема информации, передаваемой с прибритет ного транспортного средства, что, в свою очередь, дает возможность осуществлять гибкое управление дорожным контроллером и тем самым уменьшить степень задержки для других транспортных средств, следующих в конфликтующих направлениях с приоритетным транспортным ср едством, вовторых, исключает потерю информации о приоритете первого ранга, когда управление дорожным контроллером осу ществляется только через устройство обработки данных (для первого и второго рангов приоритета). Формула изобретения Устройство для приема и передачи информсщии, содержаццее генератор высокой частоты, первый выходкоторо го подключен к первому входу блЬ ка фильтров, вторые входы блока фильтров соединены с рамочной антенной, второй выход генератора высокой частоты подключен к первому входу блока делителей частоты, выход блока фильтров соединен со входом приемник выходы которого подключены к первым входам формирователя ,сигнала ОБЩИЙ СБРОС и к первым входам элемента стробированияу первые выходы которог соединены с первыми входами регистра сдвига и с первыми входами блока про верки достоверности , первый выход блока проверки достоверности подключен к первому входу первого элемента И-.НЕ, второй выход блока проверки до товерности соединен с первыми входам блока декодирования, выход формирова теля сигнала ОБЩИЙ СБРОС подключен к второму входу блока проверки достовер ности, ко второму входу блока делите лей частоты и к счетному входу перво го триггера, выход которого соединен со вторым входом формирователя сигна ла ОБЩИЙ СБРОСг первый выход блока делителей частота подключен к R-входу первого триггера второй выход блока делителей частоты соединен со вторым входом элемента стробирования, третий выход блока делителей частоты подклю чен к первому входу второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с первьом входом ключа и через элемент гальванической развязки - с первым выходом устройства, выход ключа подключен к счетному входу второго триггера, прямой выход которого соединен со вторым входом второго и с первым входом третьего элементов И-НЕ, инверсный выход второго триггера подключен к первому входу первого формирователя, к третьему входу элемента стробирования и к третьему входу формирователя сигнала ОБЩИЙ СБРОС, выход второго формирователя соединен со вторым входом первого формирователя и с R-входом второго триггера, выход первого элемента И-НЕ подключен к S-входу- второго триггера, выход первого формирователя соединен с третьим входом регистра сдвига, выходы которого подключены к третьим входам первого и второго элементов И-НЕ и ко вторым входам блока декодирования, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами блока обработки данных, первый выход которого подключен ко второму выходу устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены формирователь интервалов времени, формирователь сигнала СБРОС и блок определения времени, выходы приемника подключены к первым входам формирователя интервалов времени, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, второй выход блока делителей частоты подключен к третьему входу формирователя интервалов времени и к первому вход/ формирователя сигналов СБРОС, первый выход которого соединен с первым входом блока определения времени, с третьим входом первого формирователя и с третьими входами блока декодирования и со вторым входом третьего элемента И-НЕ, выход которого подключен ко второму входу ключа, первый выход формирователя интервалов времени подключен ко второму входу блока определения времени, первый выход которого соединен, со вторым входом блока обработки данных, а второй выход - со вторым входом формирователя сигналов СБРОС, второй выход которого подключен к третьему входу блока определения времени и к четвертому входу формировате{1я интервалов времени, второй выход которого соединен с третьим входом формирователя сигналов СБРОС, второй .выход блока обработки данных подключен к четвертому входу формирователя сигналов СБРОС, второй выход блока проверки достоверности соединен с четвертыми входами блока определения времени и первого формирователя,инверсный выход второго триггера подключен к пятому входу формирователя сигналов СБРОС, выход второго формирователя соединен с шестым входом формирователя сигналов СБРОС.

, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство по заявке 2417187/18-24,кл. G08 С 17/00, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2544067/18-24,

кл. G 08 С 19/28, 1977 (прототип).