Устройство для приема и передачи информации о подвижном объекте Советский патент 1982 года по МПК G08C21/00 G08C19/12 

(5/) УСТРОЙСТВО для ПРИЕМА И ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ О ПОДВИЖНОМ ОБЪЕКТЕ

1

Изобретение относится к передаче данных с подвк-жных объектов, а более конкретно к устройствам передачи дискретной информации с подвижного состава городского пас- . сажирского транспорта (.автобус, троллейбус, Трамвай, такси) и телефонной связи водителей подвижных единиц с диспетчером, и может быть использовано в автоматизированных системах управления дорожным движением для опознавания движущихся транспортных средств, а также в автоматизированных системах диспетчерского управления городским пассажирским транспортом.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению, является устройство для приема и передачи информации о подвижных объектах, включающее приемник, выход которого соединен с первыми входами первого и второго триггеров

и первого элемента И, выход второго триггера подключен к второму входу первого триггера, выход которого соединен с первыми входами формирователя кодовых комбинаций (знакогенератора), счетчика импульсов и второго элемента И, выход которого подключен к входу передатчика, первый выход формирователя кодовых комби- наций соединен с входом инвертора

10 и первым входом третьего триггера, второй выход формирователя кодовых комбинаций соединен с вторыми входами третьего триггера и счетчика 15 импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход инвертора соединен с вторым входом

20 первого элемента И, генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом делителя частоты, первый выход которого соединен с 39 третьим входом второго элемента И, второй выход - с вторым входом фор мирователя кодовых комбинаций и вторым входом элемента И-НЕ 1, Недостатком данного устройства является не всегда обоснованная продолжительность связи, так как независимо от условий прохождения сигнала устройство производит передачу информации три раза. Кроме того устройство характеризуется низкой достоверностью принимаемой информации. Канал связи между подвижной единицей НЕ и центральной диспетчерской станцией (ЦДС состоит из двух участков. Первый участок канала связи находится между НЕ и контрольг ным пунктом (КПК На этом участке, как правило, используется индукцион ный канал связи. Индукционный канал связи наиболее подвержен влиянию интенсивных индустриальных и внутри объектовых , К индустриальным помехам относятся помехи, создаваемые контактной сетью городского электротранспорта (трамвай, троллей бус), линиями электропередач, высокочастотными медицинскими и промыш-( ленными установками, дуговыми электросварками и др. К внутриобъектовым помехам относятся помехи, создаваемые системами зажигания работающего двигателя автомобиля Передача информации на втором участке канала от КП до ЦДС осуществляется по кабельным некоммутируемым каналам связи, где вероятность ршибки лежит в пределах (2-5) Величина вероятности ошибки. принятая в качестве нормы в общегосу дарственной системе передачи данных равна 10. Учитывая условия передачи дискрет ной информации, становится очевидным, что при передаче информации способами, использованными в известном устройстве нельзя получить высокую достоверность и оптимальную продолжительность связи, так как в случае неблагоприятных условий передачи ограниченное количество повторов может оказаться недостаточным для обеспечения высокой достоверности, а в случае благоприятных условий передачи количество повторов может оказаться избыточным, что неоправда ко увеличивает продолжительность связи. Целью изобретения является повь шение быстродействия и достоверности приема и передачи информации. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для приема и передачи информации о подвижных объектах содержащее приемник, выход которого соединен с первыми входами первого, второго триггеров и первого элемента И, выход второго триггера подключен к второму входу первого триггера, выход которого соединен с первыми входами формирователя кодовых комбинаций, счетчика импульсов, и второго элемента И, выход которого подключен к входу передатчика, первый выход формирователя кодовых комбинаций соединен с входом инвертора и первым входом третьего триггера, второй выход формирователя кодовых комбинаций соединен с вторыми входами третьего триггера и счетчика импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход инвертора соединен с вторым входом первого элемента И, генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом делителя частоты, первый выход которого соединен с третьим входом второго элемента И, второй выход - с вторым входом формирователя кодовых комбинаций и вторым входом элемента И-НЕ, в него введены, распределитель кодовых комбинаций, коммутатор сигналов, второй и третий элементы И-НЕ, второй счетчик импульсов, первый, втоР третий и четвертый выхядь которого подключены соответственно к первым, вторым, третьим и четвертым входам распределителя кодовых комбинаций и второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом второго триггера, выход первого триггера соединен с пятым входом распределителя кодовых комбинаций и с первым входом второго счетчика импульсов, к второму входу которого подключен выход первого Элемента И, выход третьего триггера соединен с первым третьего элемента И-НЕ, выход которого подключен к четвертому входу второго элемента И, выход первого счетчика импульсов соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ, информационные выходы формирователя кодовых комбинаций, подключены соответственно к информационным входам распределителя кодовых .комбинаций, выходы которого соедине ны соответственно с информационным входами коммутатора сигналов. На чертеже представлена функцио нальная схема устройства. Устройство для приема и передачи информации о подвижном объекте содержит -приемник 1, первый и второй триггеры 2 и 3, формирователь k кодовых комбинаций, инвертор 5, первый, и второй элементы И 6 и 7, первый счет,чик 8 импульсов, третий триггер 9, генератор 10 импульсов, делитель 11 частоты, первый элемен И-НЕ 12, передатчик 13, второй и третий элементы И-НЕ 1 и 15 распределитель 1б кодовых кмбинаций, коммутатор 17 сигналов второй счетчик 18 импульсов. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии устройство находится в режиме дежурного приема При прохождении транспортного средства в зоне действия антенны контрольного пункта, которая излучает сигнал Запрос в виде радиоимпульсов с частотой f, и длительностью импульсов -t , сигнал Запрос принимается приемником 1, в -результате чего на его выходе появляется нулевой импульс запуска всего устройства. Передним фронтом этого импульса триггеры 2 и 3 устанавливаются в состояние 1. При этом уровень логической 1 с выхода первого триггера 2 поступает на первые вход формирователя kf коммутатора 17, второго счетчика 18, первого счетчика 8, элемента И 7, в результате чего растормаживается работа всего устройства. Генератор 10 вырабатывает сигнал поступающий на первый вход делителя 11 частоты.. Делитель 11 частоты выполнен в виде делителя частоты с переменньтм коэффициентом деления. Кроме того, он выполняет функцию делителя часто ты с постоянным коэффициентом деления, величина которого определяется скоростью передачи дискретной инфор мации. Сигнал тактовой частоты снимается с первого выхода делителя 11 частоты и поступает на второй вход 6 1юрмирователя , а также на первый вход первого элемента И-НЕ 12. На втором выходе делителя 11 частоты частота сигнала определяется логическим уровнем на втором его входе. Если на этом входе уровень логической 1 , то на втором его выходе сигнал с частотой 1, если урото на втором вень логического его выходе сигнал с частотой f О. Формирователь k представляет собой устройство, одновременно формирующее на N выходных шинах С. например; О )W различных кодовых комбинаций в изб,ыточном равномерном коде С.С Код с5 представляет собой пятиэлементную кодовую комбинацию два элемента из которой единицы, а остальные три элемента - нули. Изменение взаимного расположения нулей и единиц в пределах одной кодовой комбинации дает возможность построить десять различных кодовых комбинаций. Каждой кодовой комбинации присваивается определенный символ, например цапфы от 1 до 0. Таким образом, в течение одного цикла работы формирователи на дег сяти его выходных шинах одновременно формируются десять различных пятиэлементных кодовых комбинаций 1 слов)..В каждом цикле после каждого пятого тактового импульса на первом выходе формирователя Ц появляется нулевой импульс, а после седьмого тактового импульса нулевой импульс появляется на втором его дополнительном выходе. Первый и второй выходы формирова-.у теля k управляют работой третьего триггера 9, который находится в опрокинутом состоянии в течение двух (шестого и седьмого) периодов тактового сигнала По окончании пуазы начинается новый цикл работы формирователя k. Число циклов определяется количеством информации, передаваемой с борта подвижной единицы {например, 16 слов). Кодовые комбинации с формирователя Ц по десяти шинам поступают в распределитель 16. В распределителе 16 происходит распределение необходимых кодовых комбинаций по входам коммутатора 17 в соответствии с необходимой передаваемой информацией. Коммутатор 17 имеет число входов М, равное количеству слов передаваемой информации ( в данном случае 16 и один выход. Каж/}ый вход KONfMyraropa 17 поочередно подключается к его выходу на время, равное одному циклу работы формирователя Ц. Очередность подключения входов коммутатора 17 к его выходу определяется состоянием счетчика 18. Выходы счетчика 18 подключены к адресным шинам коммутатора 17 Передача дискретной информации с борта Подвижной единицы начинается с передачи стартового импульса, частота которого равна 1, а длительность - двум циклам работы формирователя 4. Для этого на первый и второй вход коммутатора 17 с выхода распределителя 16 подается логическая С началом работы формирователя к выходу коммутатора 17 подключается первый его вход. При этом с его выхода логическая 1 поступает на второй вход делителя 11 частоты. В результате чего на его втором выходе появляется сигнал с частотой , поступающий на второй вход элемента И 7. В это время на первом, третьем и четвертом входах элемента И 7 находятся логические 1, в результате чего стартовый сигнал с частотой 1 поступает на вход и далее на выход передатчика 13. По окончании первого цикла работы ( седьмого тактового импульса) с второго выхода формирователя 4 логическим О через инвертор 5 и элемент Н 6, счетчик 18 переключает ся в следующее состояние. К выходу коммутатора 17 подключен второй его вход, на котором также находится логическая 1. Таким образом, стар товый импульс с частотой про должает поступать непрерывно на вход передатчика в течение первой кодовой комбинации, защитной паузы и второй кодовой комбинации. После подсчета двух циклов работы формирователя 4 первым счетчиком 8 на его выходе появляется логическая 1, которая поступает на первы вход третьего элемента И-НЕ 15. На второй вход этого элемента логическая 1 поступает с выхода третьего триггера 9 в течение шестого и седь мого тактовых импульсов каждого цик ла работы формирователя f. В течение этих импульсов на выходе третье ГО Элемента И-НЕ 15 появляется логический О, который поступает на третий вход .элемента И 7, запрещая тем самым прохождение сигналов на вход передатчика 13. Таким образом формируется защитная пауза между стартовым импульсом и первой информационной кодовой комбинацией. По истечении защитной паузы второй счетчик 18 переходит в очередное состояние, подключая тем самым к выходу коммутатора 17 следующий /его вход. На его выходе появляется кодовая комбинаций, которая поступает на второй вход делителя частоты 11 и далее через элемент И 7 на вход передатчика 13 В зависимости от логического уровня на втором входе делителя частоты 11 на его выходе присутствует частота f 1 или О. Для образования пассивной паузы между элементами внутр и кодовой комбинации на четвертый вход элемента И 6 подключен выход первого элемента И-НЕ 12, на первый вход которого поступает сигнал тактовой частоты. На второй вход первого элемента И-НЕ 12 поступает логическая 1 с выхода первого счетчика 8 после передачи устройством стартового импульса. Теперь на его выходе поочередно присутствуют уровни О и 1 в такт с единичными и нулевыми полупериодами тактового сигнала. Во время действия на выходе первого элемента И-НЕ 12 единичного полупериода сигнал f 1 или f О проходит через элемент И 7 на вход передатчика 13. Во время действия нулевого полупериода формируются пассивная пауза между элементами внутри кодовой комбинации. Прохождение каждой следующей кодовой комбинации на вход передатчика 13 происходит аналогично. Если на приемном пункте в результате анализа принимаемой кодовой комбинации обнаружена ошибка, то по каналу обратной связи в период действия защитной паузы передан сигнал Повтор. Сигнал Повтор принимается приемником 1, который формирует его в нулевой импульс. Этот импульс поступает на второй вход второго элемента И 7. Присутствие этого импульса на втором входе второго элемента И 7 блокирует прохождение 9 сдвигающего импульса второго счетчика 18. Таким образом, с началом нового цикла работы формирователя А к выходу коммутатора 17 остается подключей тот вход, с которого поступила кодовая комбинация, принятая с ошибкой. Передача этой кодовой комбинации повторяется. Повт орение неверно принятой кодовой комбинации прекращается в том случае, если по каналу обрат .ной связи в период действия защитной паузы не поступит сигнал Пов тор. Дальнейшая передача кодовых ком бинаций осуществляется аналогично изложенному алгоритму. После перед чи последней, кодовой комбинации со всех выходов второго счетчика 18 на входы второго элемента И-НЕ поступают логические 1. В резуль тате совпадения логических 1 на выходе второго элемента И-НЕ Н по ляется логический О, который уст навливает второй триггер 3 в нулев состояние. Выходным сигналом триггера 3 триггер 2 также устанавливается в нулевое состояние. Таким образом, схема устройства возвращается в исходное состояние дежурного приема. Введение в схему новых элементо устройства программирования, комму татора, счетчика слов и элементов И-НЕ, а также использование извест ных элементов в новом схемном вклю чении позволяет при благоприятных условиях прохождения сигнала сокра тить время связи, так как информация передается без повтора, одновременно при неблагоприятных условиях прохождения сигнала обеспечит высокую достоверность принимаемой информации за счет необходимого числа повторов комбинаций, в котор обнаружена ошибка, таким образом, достоверность в конечном счете определяется способностью приемного устройства обнаружить ошибку в комбинации. Формула изобретения Устройство для приема и передач информации о подвижном объекте, со держащее приемник, выход которого оое71инен с первыми- входами первого, второго триггеров и первого элемента И, выход второго триггера подключен к второму входу первого триггера, выход которого соединен с первыми входами формирс5вателя кодовых комбинаций, счетчика импульсов и второго элемента И, выход которого подключен к входу передатчика, первый выход формирователя кодовых комбинаций соединен с входом инвертора и первым входом третьего триггера, второй выход формирователя кодовых комбинаций соединен с вторыми входами третьего триггера и счетчика импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход инвертора соединен со вторым входом первого элемента И, генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом делителя частоты, первый выход которого соединен с третьим входом второго элемента И, второй выход - с вторым входом формирователя кодовых комбинаций и вторым входом элемента И-НЕ, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и достоверности приема и передачи информации устройства, в него введены распределитель кодовых комбинаций, коммутатор сигналов, второй и третий элементы И-НЕ, второй счетчик импульсов, первый, второй, третий и четвертый выходы которого подклю- чены соответственно к первым, вторым, третьим и четвертым входам распределителя кодовых комбинаций и второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом второго триггера, выход первого триггера соединен с пятым входом распределителя кодовых комбинаций, и с первым входом второго счетчика импульсов, к второму входу которого подключен выход первого элемента И, выход третьего триггера соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ,выход которого подключен к четвертому входу второго элемента И, выход первого счетчика импульсов соединен со вторым входом третьего элемента И-НЕ, информационные выходы формирователя кодовых комбинаций подключены соответственно

к информационным входам распределителя кодовых комбинаций, выходы которого соединены соответственно с информационными входами коммутатора сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 682920, кл. 6 08 G 19/12, 1977, /(прототип).