Устройство для считывания информации с подвижного объекта Советский патент 1982 года по МПК B61L25/02 

1

Изобретение относится к организации и управлению движением на транспорте и может быть использовано, например, з автоматизированной системе диспетчерского управления движением железнодорожного транспорта и карьерного автотранспорта в качестве устройства опознавания технологического номера подвижного объекта, проходящего через контрольный пункт.

По основному авт. св. № 799999 известно устройство для считывания информации с подвижного объекта, содержащее кодовый датчик, установленный на объекте, источник излучения, фотоэлектронный преобразователь и блоки управления, считывания и накопления, а выход фотоэлектронного преобразователя подключен к блоку управления и информационному входу блока считывания, соединенного с управляющим входом блока накопления, при этом блок управления выполнен на трйггерном блоке анализа режимов, элементах И и ИЛИ и двух задающих генераторах импульсов, выходы которых через элемент ИЛИ подключены к одному выходу блока управления, соединенному со входом источника излучения, а выход триггерного блока анализа режимов соединен со входами задающих генераторов импульсов, один из которых через элемент И подключен ко входам триггерного блока анализа режимов, а другой выход блока-управления соединен с блоком считывания и фотоэлектронным преобразователемpj.

Однако известное устройство не обеспечивает требуемую достоверность считывания информации и получение оперативных данных о неисправности устройства, что снижает надежность считывания.

Целью изобретения является повышение надежности считывания.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком коррекции и контроля, один из входов которого подключен к выходу бло ка считывания, другой - к управляющему выходу блока управления, а тре тий - к информационному выходу блока накопления, установочный вход ко торого соединен с одним из выходов блока коррекции и контроля, при это один из тактовых выходов блока управления соединен с одним из тактовых входов блока считывания, один и установочных входов которого соедин с другим выходом блока коррекции и контроля. На фиг, 1 представлена структурная схема устройства для считывания информации с подвижного объекта; на фиг, 2 - функциональная схема устройства; на фиг, 3 - кодовый дат чик. Устройство содержит кодовый датчик 1, установленный на подвижном объекте, излучатель 2, управляющий вход которого соединен с одним тактовым выходом блока 3 управления, при этом управляющий выход блока 3 подключен к управляющим входам фото электронного преобразователя k и блока 5 считывания. Выход блока 5 соединен с управляющим входом блока 6 накопления и объединен с тактовым входом блока 7 коррекции и конт роля, управляющий вход которого под ключен к управляющему выходу блока при этом управляющий вход блока 3 объединен с информационными входами блоков 5 и 6 и подключен к выход фотоэлектронного преобразователя Ц. Кроме того, другой тактовый выход блока 3 управления объединен с тактовым входом блока 5 считывания, ус танов.очный вход которого соединен со вторым установочным выходом блока 7 коррекции и контроля. Информационные входы блока 7 подключены к информационным выходам блока 6, установочный вход которого соединен с первым установочным выходом блока 7Блок 3 управления (см, фиг. 2) содержит два задающих генератора импульсов: генератор 8 рабочего режима и генератор 9 дежурного режима, выходы которых объединены через элемент 10 ИЛИ, причем выход последнего является первым тактовым выходом блока 3; триггерный блок анализа режимов, выполненный на базе триггера 11 и дифференцирующей цепи 12, выход которого является управляющим выходом блока 3; а также элемент 13 И, второй вход которого является управляющим входом блока 3. Кроме того, выход генератора 9 представляет собой другой тактовый выход блока 3Блок 5 считывания содержит генератор k задающих импульсов, связанный через первый 15 и второй 16 элементы И со счетными входами Первого 17 и второго 18 суммирующих счетчиков соответственно; схему 19 поразрядного сравнения с одновибратором 20 на выходе, дополнительный вход которого является тактовым входом блока 5; элемент 21 И, первый прямой и второй инверсный входы которого являются управляющим и информационным входами блока 5 соответственно; первый 22 и второй 23 триггеры с раздельными входами, причем вход установки в состояние О (К-вход) первого триггера 22 представляет собой установочный вход блока 5; а также элемент 2 И, выход которого соединен со входом второго триггера 23, первый вход объединен с входом установки в состояние 1 (I-входом) первого триггера 22 и подключен к выходу элемента 21 И, а второй вход объединен с шинами сброса в состояние О первого счетчика 17 и второго триггера 23 и соединен с выходом первого триггера 22. Инверсный выход второго триггера 23 подключен к третьему прямому входу элемента 21 И и к одному из входов первого элемента 15 И, Блок 6 накопления состоит из сдвигающего регистра 25 в котором входы синхронизации С, разрешения приема информации V и установки регистра в состояние О R являются управляющим, информационным и установочным входами блока 6 соответственно, а вь1ходы сдвигающего регистра 25 представляют собой информационные выходы 2б блока 6, Блок 7 коррекции и контроля содержит УП-тактный распределитель 27, выполненный на основе двоичного счетчика и дешифратора, счетный вход которого является тактовым входом блока 7 а КИ-й выход подключен: к одному из входов элемента 28 И, первому входу элемента 29 И, выход которого представляет собой выходную шину 30 Считывание, к инверсному входу элемента 3 Запрет, к прямому вход элемента 32 И, выходы которых через элемент 33 ИЛИ соединены с выходной шиной 3 Сбой, а также к одному входу элемента 35 ИЛИ-НЕ, другой вхо которого подключен к п/2-му выходу распределителя 27, а выход представляет собой второй установочный выход блока 7. Второй вход элемента 29 И, представляющий собой управляющий вхо блока 7, соединен с входом элемента Зб временной задержки, с первым инверсным входом элемента 32 И и с одним из объединенных по ИЛИ входов одновибратора 37, причем второй вход последнего подключен к выходу элемента 28 И, связанному со вторым инверсным входом элемента 32 И. Выход одновибратора 37 подключен к входу установки в состояние О распределителя 27 и является первым устано вочным выходом блока 7 Кодовый датчик 1 (см. фиг. 3) выполнен из непрозрачного материала и условно состоит из следующих частей: включакмцей 38, 1-й определяю щей 39, 1-й кодовой , 2-й определяющей k и 2-й кодовой «2. Включающая часть 38 кодового да датчика 1 предназначена для автоматического переключения устройства из дежурного в рабочий режим в момент въезда подвижного объекта с кодовым датчиком 1 в зону считывания и представляет собой полосу, ширина которо выбирается из расчета перекрытия хот бы одного светового импульса излучателя, работающего на частоте fa,, при максимально возможной скорости движения объекта. 1-я определяющая часть 39 кодового датчика 1 представляет собой следующие за включающей частью просвет и полосу, суммарная ширина которых является базовым ((f) расстоянием для последующей кодовой части датчика, и служит определителем времени прохождения объектом отрезка пути, равного базовому, с целью выработки импульсов с частотой, пропорциональной скорости подвижного объекта, а поступающих на управляющий вход сдвигового регистра 25 блока 6. 2-я определяющая часть tl представляет собой следующие друг за дру гом две полоски с просветом между ними, причем суммарная ширина просве та и второй полоски также равна базовому расстоянию датчика. Назначение ее аналогично назначению 1-й определяющей части. 1-я и 2-я кодовые части и 42 датчика 1 несут информацию, представленную И-разрядным двоичным кодом, причем нулю соответствует наличие, а единице - отсутствие кодирующей полосы. Шаг установки кодирующих полос равен базовому расстоянию датчика, что обеспечивает стробирование информационных сигналов с выхода фотоэлектронного преобразователя 4 в их средней части. Введение между.1-й и 2-й кодовыми частями датчика 2-й определяющей части повышает достоверность считывания номера за счет коррекции по скорости частоты импульсов, обеспечивающих стробирование последующих информационных сигналов 2-й кодовой части датчика. В исходном состоянии при отсутствии в зоне опознавания подвижного объекта с кодовым датчиком 1 устройство работает в дежурном режиме с частотой излучателя fq,, которая на два порядка меньше его номинальной частоты. Работа устройства в этом режиме заключается в следующем. При отсутствии в зоне опознавания объекта с кодовым датчиком 1 элементы памяти устройства (триггеры 11, 22, 23, счетчики 17 и 18) находятся в нулевом состоянии. При этом из двух задающих генераторов импульсов блока 3 будет работать генератор 9 дежурного режима, так как он работает при нулевом сигнале с прямого выхода триггера 11, а генератор 8 - при единичном сигнале с того же выхода, чем исключается их одновременная работа. Импульсы с выхода генератора 9 с частотой fn через элемент 10 ИЛИ управляют излучателем 2 и одновременно поступают на вход цепи 12 и на первый вход элемента 13 И. По переднему фронту этих импульсов импульсами с выхода цепи 12 триггер 11 по S-BXOду стремится установиться в единичное состояние. Однако этим же фронтом излучатель 2 формирует световой импульс, который воспринимается фотоэлектронным преобразователем k. Последний при нулевом сигнале на его управляющем входе (дежурный режим) на каждый световой импульс излуча7теля формирует на выходе единичный импульс, соизмеримый по длительности с импульсами генератора 9 дежурного режима, который поступает на второй вход элемента 13 И и триггер 11 удер живается в нулевом состоянии единичным сигналом с выхода элемента 13 И, действующим по R-входу. Сигнал с прямого выхода триггера 11 при этом своего уровня не изменяет. Одновременно каждым импульсом, вырабатываемым генератором 9, запускается одновибратор 20 блока 5 считывания, осуществляя тем самым занесение в регистр 25 блока 6 накопления каждого принятого фотоэлектронным преобразователем сигнала. Вместе с тем импульсы с выхода одновибратора 20 подсчитываются в счетчике тактов рас пределителя 27 блока 7 коррекции и контроля. Исходя из того, что номер подвижного объекта представлен И -разрядным кодом, цикл проверки работоспосо ности устройства происходит за И пери одов (тактов) генератора 9 и заключается в следующем. При поступлении в счетчик тактов распределителя 27 И импульсов на уп-м выходе распределителя появляется единичный сигнал, поступающий на элемент 28 И, которым осуществляется анализ содержимого регистра 25 блока 6. Записанная в регистре 25 разрядная комбинация И ,И-15 ..., 1 свидетельствует об исправной работе излучателя, фотоэлектронного преобразователя и основных узлов устройства, единичным сигналом с выхода элемента 23 И запускается одновибратор 37 блока 7, формируя импульс гашения содержимого регистра 25 блока 6 и распределителя 27 блока 7, после чего цикл проверки повторяется. В случае неисправности контролируемых узлов устройства содержимое регистра 25 в момент окончания цикла проверки не будет соответствовать И-разрядной комбинации я,И-1, ..., 1, и единичный сигнал с уп-го выхода распределителя 27 пройдет через элементы 32 И (на инверсных входах присутствуют разрешающие нулевые сигналы с выходов триггера 11 блока 3 и элемента 28 И блока 7) и 33 ИЛИ, формируя на выходной шине 3 сигнал Сбой, свидетельствующий о не. исправности аппаратуры устройства. Сигнал Сбой при необходимости за может подсчитываться в специальном счетчике сбоев и при их многократном повторении формируется СИРнал Неисправность устройства. Рабочий режим устройства начинается с момента въезда в зону опознавания подвижного объекта с кодовым датчиком 1 и перекрытия включающей частью 38 датчика световых импульсов излучателя 2, что приводит к автоматическому переключению устройства в рабочий режим. Перекрытие одного светового импульса излучателя 2 приводит к тому, что выключается элемент 13 И, так как на выходе фотоэлектронного преобразователя 4 сигнал отсутствует, и триггер 11 импульсом с выхода цепи 12 устанавливается в единичное состояние, переключая тем самым устройство в рабочий режим на время считывания номера объекта. Это обеспечивается тем, что единичный сигнал с выхода триггера 11 запрещает работу генератора 9 дежурного режима и разрешает работу генератора 8 рабочего режима, и одновременно, поступая на первый вход элемента 21 И блока 5 считывания, разрешает прохождение сигналов с выхода фотоэлектронного преобразователя Ц в блок 5 считывания. Кроме того, единичным сигналом с выхода триггера 11 запускается одновибратор 37 блока 7, формируя на выходе импульс гашения содержимого регистра 25 блока 6 и распределителя 27 блока 7, подготавливая их к приему номера подвижного объекта. Выходной сигнал фотоэлектронного преобразователя k при единичном сигнале на его управляющем входе (рабочий режим) повторяет конфигурацию датчика 1, причем его засветке соответствует единичный, а затемнению нулевой сигнал, При продвижении кодового датчика 1 и при выходе его включающей части 38 из зоны перекрытия фотоэлектронного преобразователя Ц, последний засвечивается световыми импуль-, сами, испускаемыми излучателем 2 с частотой fp , и формирует единичный сигнал, длительность которого равна времени засветки, т.е. времени прохождения просвета 1-й определяющей части 39 датчика. Передним фронтом этого сигнала через элемент 21 И триггер 22 устанавливается в единичное состояние и разрешает прохождение импульсов от непрерывно работающего генератора k задающих импульсов блока 5 считывания через 15 И на счетный вход первого счетчика 17. С этого момента в устройстве осуществляется определение скорости передвижения объекта , заключающееся в подсчете в первом счетчике 17 числа импульсов от непрерывно работающего генератора 1 за время прохождения 1-й определяющей части 39 датчика 1.

При перемещении датчика и последующем затемнении фотоэлектронного преобразователя Ц полосой 1-й определяющей части 39 последний формирует нулевой сигнал, задний фронт которого определяет момент выхода определяющей 39 масти датчика из зоны опознавания. Этим фронтом через элементы 21 и И запускается триггер 231 поскольку на его R-аходе присутствует разрешающий единичный сигнал с прямого выхода триггера 22. Единичным сигналом с прямого выхода триггера 23 разрешается прохождение импульсов от генератора И через элемент 16 И на вход второго счетчика 18, а нулевым сигналом с инверсного выхода запрещается по третьему входу элемента 21 И дальнейшее поступление сигналов от фотоэлектронного преобразователя 4 в блок 5 считывания и по второму входу элемента 15 И прохождение импульсов от генератора Ц на счетный вход первого счетчика 17При заполнении счетчика 18 и совпадении числа, подсчитываемого в нем, с числом, ранее записанным в первый счетчик 17 сигналом с выхода схемы 19 поразрядного сравнения запускается одновибратор 20. Импульс с выхода последнего поступает на шину сдвига регистра 25 блока 6 и осуществляет запись в первый триггер регистра первого информационного сигнала, поступающего с выхода фтоэлектронного преобразователя k на .вход V регистра 25, а в двоичный счетчик распределителя 27 блока 7 заносится единица.

Кроме того, импульсом с выхода одновибратора 20 гасится содержимое второго счетчика 18 блока 5 после чего процесс подсчета импульсов во втором счетчике повторяется.

В случае кодирования номера подвижного объекта многоразрядным кодо

вследствие возможной неравномерности движения объекта а зоне опознавания импульсы стробирования последних разрядов могут поступать на шину

5 сдвига регистра 25 а моменты приема фотоэлектронным преобразователем k информационных сигналов соседних разрядов, что приведет к искажению принимаемой информации.

10 Для исключения указанного недостатка кодовый датчик дополнен 2-й определяющей частью Ц2, обеспечивающей коррекцию частоты следования импульсов считываемой информации,

15 представленной второй половиной кодового датчика.

Это осуществляется следующим образом. При считывании последнего ,И/2-го разряда 1-й кодовой час-ти

20 О датчика в счетчик распределителя 27 заносится И/2 импульсов и на W/2-M выходе распределителя появляется единичный сигнал. При этом нулевым сигналом с выхода элемента 35

25 ИЛИ-НЕ триггер 22 блока 5 по к-входу сбрасывается в исходное состояние. Нулевым сигналом с прямого выхода триггера 22 гасится содержимое первого счетчика 17 и одновременно триггер 23 устанавливается в исходное состояние, чем схема блока 5 считывания подготавливается к приему и анализу 2-й определяющей части кодового датчика и выработке импульсов стробирования.

35

Прием и занесение в регистр 25 блока 6 накопления второй половины информационного кода осуществляется аналогично описанному выше для 1-й кодовой части kO, при этом строби40рование информационных сигналов с выхода фотоэлектронного преобразователя i будет осуществляться импульсами, частота следования которых будет пропорциональна скорости пере45мещения 2-й определяющей части, т.е. осуществляется коррекция считывания информации по скорости перемещения кодового датчика.

После занесения в регистр 25 пос50леднего И-го разряда кода номера подвижного объекта на Пгм выходе распределителя 27 блока 7 появляется единичный сигнал, который поступает на первый вход элемента 29 И (в pass бочем режиме иа его втором входе присутствует единичный сигнал) и формирует на выходной шине 30 устройства сигнал Считывание, свидетельствующий об окончании процесса считывания. Кроме того, единичный сигнал сгм-го выхода распредели теля 27 поступает на один из входов элемента 35 ИЛИ-НЕ, формируя на его выходе нулевой сигнал, сбрасывающий триггер 22 блока 5 в исходное состояние, чем обеспечивается гашение содержимого первого счетчика 17 и у тановка в исходное состояние триггера 23. По сигналу Считывание ц-разрядный код, считанный с подвижного объекта и записанный в регистр 25 блока 6, должен быть передан по линии связи для дальнейшей обработки, а устройство переведено в дежур ный режим. Введение в устройство блока коррекции и контроля при считывании информации и прохождении определенного отрезка кодовой части датчика (например, половины) поз воляет осуществить коррекцию по ско рости частоты импульсов, стробирующих информационные сигналы. Это повышает достоверность считывания, не требует увеличения ширины кодиру ющих полос при многоразрядном коде и снижает требования к равномерности скорости в зоне опознавания. Кроме того, а дежурном режиме ос ществляется постоянный контроль работоспособности излучателя, фото, 2 электронного преобразователя и основных узлов устройства считывания с формированием сигнала Сбой при обнаружении неисправности контролируемых узлов. Формула изобретения Устройство для считывания информации с подвижного объекта по авт. св. ff 799999, отличающеес я тем, что, с целью повышения надежности считывания, оно снабжено блоком коррекции и контроля, один из входов которого подключен к выходу блока считывания, другой - к управляющему выходу блока управления, а третий - к информационному выходу блока накопления, установочный вход которого соединен с одним из выходов блока коррекции и контроля, при этом один из тактовых выходов блока управления соединен с одним из тактовых входов блока считывания, один из установочных входов которого соединен с другим выходом блока коррекции и контроля . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 799999, кл. В 61 L 25/02, 16.04.79 (прототип).

фуг. /