DE10163407A1 - Verbesserungen bei der Datenübertragung - Google Patents

Abstract

Ein Datenübertragungssystem, das für eine Fernsteuerungsvorrichtung für einen Elektrozaun besonders geeignet ist. Die Vorrichtung weist ein tragbares, handgehaltenes Gehäuse mit einem Kontakt 16 auf, der bei der Verwendung mit einem Leiter eines Elektrozauns in Kontakt kommen kann. Der Ausgang der Vorrichtung weist eine Schwingschaltung mit einem Induktor L, einem Transformator 14 und einem kleinen Hochspannungskondensator C2 auf. Die Vorrichtung kann daher eine Information erzeugen, die in einer Reihe kurzer Signalbursts einer Frequenz in einem vorbestimmten Frequenzbereich eingebettet ist. Ein Empfänger, der mit einem Elektrozaunlader verbunden oder in diesem integriert ist, kann zum Steuern des Betriebs des Zaunladers ein Signal von der Vorrichtung empfangen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen bei der Datenübertragung, insbesondere bei der Datenübertragung entlang von Elektrozäunen.

Elektrozäune werden für eine Anzahl von Zwecken verwendet, von denen die bekannteste Anwendung die bei der Tierhaltung oder zur Sicherheit auf Baustellen oder für Eigentum ist. Die gebräuchliche Form eines Elektrozauns ist diejenige, bei der ein oder mehrere Leiter in einer geeigneten Höhe über dem Boden von Zaunpfosten gehalten werden. Die Leiter werden durch eine geeignete Anwendung von Isoliermaterialien gegenüber der Erde elektrisch isoliert. Die Leiter sind mit einer Vorrichtung verbunden, die allgemein als ein Elektrozaunlader bekannt ist, der periodisch einen elektrischen Impuls einer Hochspannung (normalerweise im Bereich von 1 kV bis 10 kV) und einer kurzen Zeitdauer (normalerweise weniger als eine Millisekunde) an die Leiter anlegt. Bei einer Berührung des Elektrozauns wird der elektrische Impuls als unangenehm oder schmerzhaft empfunden, was eine wirksame Abschreckung gegen das Übersteigen des Elektrozauns oder das Drücken gegen den Elektrozaun bildet.

In vielen Situationen, wo Elektrozäune verwendet werden, ist es von Vorteil, dass der Zaunlader aus der Entfernung ein- und ausgeschaltet werden kann. Ein Benutzer kann zum Beispiel wünschen, an einem Elektrozaun an bestimmten Punkten des Zauns eine Veränderung vorzunehmen (z. B. Reparaturen oder Verbindungsveränderungen), was von dem Zaunlader in einer beträchtlichen Entfernung sein kann. Wenn der Benutzer eine Einrichtung zur Fernsteuerung des Zaunladers hätte, dann könnte er oder sie bei abgeschaltetem Zaunlader arbeiten, wodurch die Gefahr des Erhaltens eines elektrischen Schlags vermieden würde. Nach Abschluss der Änderungen kann der Benutzer dann den Zaunlader sofort wieder einschalten und das Ergebnis der Veränderungen überprüfen.

Den Leiter oder die Leiter eines Elektrozauns als das Medium zum Übermitteln der Signale des Fernsteuerungssystems zu verwenden ist bekannt.

Ebenfalls ist bekannt, diese Datenübertragung zu anderen Zwecken als der Fernsteuerung, z. B. zur Übermittlung von Information über den Wasserpegel in einem Tank in der Nähe des Elektrozauns, Information über die Amplitude der Elektrozaunimpulse an verschiedenen Orten entlang der Elektrozaunleitung usw., zu verwenden.

Aus verschiedenen Gründen haben bekannte Fernsteuerungssysteme, die sich der Datenübertragung entlang eines Elektrozaunleiters bedienen, unter Nachteilen gelitten. So wurde zum Beispiel vorgeschlagen, ein Niederspannungs- Gleichstromsignal zur Übertragung entlang eines Elektrozauns zu verwenden, dieses Verfahren funktioniert jedoch oft schlecht bei größeren Anlagen und bei Anlagen, die nicht oft gewartet werden. Diese schlechte Leistung ist oft auf eine übergroße Dämpfung des Niederspannungs-Gleichstromsignals durch schlechte oder fehlerhafte Drahtverbindungen entlang des Elektrozauns zurückzuführen.

Es wurde vorgeschlagen, Daten über einen Satz von Hochspannungs- Gleichstromimpulsen entlang einer Zaunleitung zu übertragen. Die Hochspannungs- Gleichstromimpulse werden in einem Muster übertragen, das von den Schaltungen des Empfängers "erkannt" wird. Auf diese Weise werden die Impulse von natürlich vorkommendem elektrischen Rauschen, von künstlich erzeugtem elektrischen Rauschen und von den vom Elektrozaunlader erzeugten Hochspannungsimpulsen unterschieden. Dieses System soll das Problem der Dämpfung des Signals durch schlechte oder fehlerhafte Drahtverbindungen lösen, indem eine so hohe Spannung an den Zaundraht angelegt wird, so dass sich an der Lücke ein Lichtbogen bildet.

Da es wünschenswert ist, dass der Sender eine batteriebetriebene tragbare Vorrichtung ist und daher vom Benutzer in der Hand gehalten werden kann, gibt es praktische Einschränkungen, welche die Größe und das Gewicht der Sendevorrichtung begrenzen. Dies wiederum bringt praktische Einschränkungen für den Energiegehalt der Hochspannungsimpulse mit sich.

Es wurde vorgeschlagen, ein Wechselstromsignal zur Ausführung eines Elektrozaun-Fernsteuersystems zu verwenden. Das System schaltet einen Schalter hin und her, der den Zaunlader freischaltet oder ausschaltet, nachdem die Anwesenheit des Wechselstromsignals an den Leitern des Elektrozauns festgestellt wurde. Die vorgesehene Anordnung ist ausschließlich auf die Steuerung des Zaunladers beschränkt und sieht keine Möglichkeit einer Informationsübertragung für andere nützliche Funktionen vor.

Ein weiteres bekanntes System verwendet eine Trägerfrequenz, die mit der Information phasenmoduliert wird, was zusammen mit einer bestimmten Menge zusätzlicher Information geschieht, um die Zuverlässigkeit des Übertragungsverfahrens zu erhöhen. Das Übertragungsverfahren sendet die Information als eine Gruppe digitaler Bits oder als einen "Datenblock".

Mit einer Phasenmodulation können im Vergleich zu vielen anderen Modulationssystemen gute Ergebnisse erzielt werden, insbesondere unter Umständen, bei denen das Signal eine Verzerrung, eine Dämpfung und/oder elektrisches Rauschen erfahren kann. Wenn sich jedoch bei einem Zaundraht eine fehlerhafte Drahtverbindung bildet, wo die elektrische Verbindung tatsächlich dadurch unterbrochen ist, dass die beiden Drähte um einen kleinen Abstand, z. B. 0,1 mm-1 mm, voneinander entfernt sind, erfahren die phasenmodulierten Signale die gleiche Dämpfung wie Signale der anderen vorher beschriebenen Verfahren, und in vielen Fällen kann die gesendete Information beim Empfänger nicht aufgenommen werden.

Ein System zum Übertragen von Daten entlang eines Elektrozauns, das schlecht funktioniert, wo kleine Lücken und/oder schlechte Elektrodrahtverbindungen vorhanden sind, ist unerwünscht. Fehlerhafte Drahtverbindungen kommen bei Elektrozäunen sehr häufig vor, dadurch dass die Zaundrähte ständig der Witterung und normalerweise einer mechanischen Belastung ausgesetzt sind. Erosion und Lichtbogenbildung sind ebenfalls häufig. Außerdem werden oft elektrische Ausschalter verwendet, damit der Benutzer Teile des Elektrozauns ein- oder ausschalten kann. Viele Ausschalter sind einfache mechanische Vorrichtungen und können im Lauf der Zeit schlechte elektrische Kontakte oder Lücken entwickeln, die durch schlechte mechanische Ausrichtung, Korrosion und/oder Schmutz verursacht werden. Der Elektrozaun wird aber normalerweise weiter funktionieren, da die vom Elektrozaunlader entwickelte Spannung oft so hoch ist, dass die kleinen Lücken von Lichtbögen übersprungen werden.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Übertragen von Daten entlang von Elektrozäunen vorzusehen, die einen hohen Grad der Zuverlässigkeit aufweist oder mindestens der Öffentlichkeit eine nützliche Alternative bietet.

Nach einem allgemeinen Aspekt der Erfindung ist Verfahren zum Überträgen von Information entlang eines Zaunleiters vorgesehen, bei dem die Information in eine Reihe kurzer Hochspannungs-Signalbursts einer hohen Frequenz eingebettet und über diese verteilt ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform liegt der Frequenzbereich im Wesentlichen zwischen 50 und 190 kHz. Vorzugsweise haben die übertragenen Signalbursts eine Amplitude von bis zu mehreren tausend Volt. Die Zeitdauer einzelner Bursts ist vorzugsweise in einem Bereich von 100 Mikrosekunden bis 1000 Mikrosekunden.

Jeder Signalburst kann einen oder mehrere digitale Bits enthalten. Die digitalen Bits werden vorzugsweise unter Verwendung von Frequenzmodulation auf den Hochfrequenzsignalbursts kodiert.

Nach einem zweiten allgemeinen Aspekt der Erfindung ist eine Fernsteuervorrichtung für einen Elektrozaun vorgesehen, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse, eine Kontakteinrichtung zum Kontaktieren eines Leiters des Elektrozauns und eine Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen von Information vorgesehen, die in einer Reihe kurzer Signalbursts einer Frequenz in einem vorbestimmten Frequenzbereich eingebettet ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist im Gehäuse auch ein Volt/Ampere-Meter untergebracht. Eine getrennte Kontaktierungseinrichtung kann auch zur Spannungsmessung durch das Volt/Ampere-Meter vorgesehen sein.

Nach der vorliegenden Erfindung ist Frequenzmodulation (auch als FM oder Frequenzumtastung (FSK) bekannt) gegenüber weiten Amplitudenvariationen (extrem starken und sehr schwachen Signalen) tolerant, während gleichzeitig ein hoher Grad der Informationsübertragungszuverlässigkeit beibehalten wird.

Wie oben erwähnt, ist die Verwendung vom Sender erzeugter Hochspannungen zum Erhöhen der Zuverlässigkeit des Systems durch die Fähigkeit, schlechte elektrische Kontakte zu überwinden, bekannt, was entweder durch Lichtbogenbildung oder mittels einer kapazitiven Kopplung über den schlechten Kontakt hinweg geschieht. Die kapazitive Kopplung wird um so wirkungsvoller, je höher die Trägerfrequenz ist. Signale erfahren jedoch allgemein auch einen Energieverlust, während sie entlang eines Elektrozauns geleitet werden, was auf den elektrischen Widerstand der Drähte (Leitverluste), in die und in der Erde unter den Drähten erzeugte Ströme (die elektrische Verluste und Induktionsverluste) und auf in die Luft ausgesendete Energie (Strahlungsverluste) zurückzuführen ist. Diese letzteren Typen von Verlusten werden normalerweise größer, wenn die Trägerfrequenz erhöht wird.

Die Wahl der Trägerfrequenz ist ebenfalls nicht ganz frei. Ein im Handel erhältliches System muss außerdem nationalen und internationalen Vorschriften genügen, welche die Verwendung bestimmter Frequenzen in Frequenzbändern einschränken. Viele Frequenzbänder sind außerdem unerwünscht, da sie zu anderen Zwecken verwendet werden, z. B. von Radiosendern.

Für eine bestimmte (nicht ideale) Elektrozaunanlage wird es daher eine optimale Frequenz geben, bei der die den Empfänger erreichende Energiemenge maximal ist.

Alle tragbaren Vorrichtungen (und auch viele nichttragbaren Vorrichtungen), die an einen Elektrozaunleiter anzuschließen sind, erfordern eine Form der Dämpfung der vom Zaunlader erzeugten Hochspannung, um die Schaltungen im Inneren der Vorrichtung gegenüber Beschädigung zu schützen. Ein übliches Verfahren hierfür ist die Verwendung eines Transformators, der in seiner Sekundärspule einer hohen Impulsspannung widerstehen kann. Ein solcher Transformator ist jedoch unhandlich und relativ teuer.

Ein weiteres Verfahren ist die Verwendung einer optischen Hochspannungsisolationseinrichtung. Kommerziell ist dies nicht attraktiv, weil dafür eine Sekundärstromquelle benötigt wird.

Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Hochspannungskondensator zum Vorsehen der notwendigen Dämpfung der Hochspannungsimpulse verwendet. Der Wert des Hochspannungskondensators wird als ein Kompromiss zum Maximieren der Dämpfung des Hochspannungszaunimpulses und gleichzeitig zum Minimieren der Dämpfung des an den Elektrozaun gesendeten Signals gewählt. Die praktischen Werte für den Hochspannungskondensator können sich in einem Bereich von wenigen pF bis mehreren hundert pF bewegen. Die Verwendung eines Kondensators mit einem so geringen Wert zum Übertragen eines Signals mit einer Trägerfrequenz von 190 kHz oder weniger an einen Elektrozaun führt normalerweise immer noch zu einer beträchtlichen Dämpfung des Signals.

Nach der vorliegenden Erfindung ist der Kondensator ein Teil einer Schwingschaltung, welche die Leistung beträchtlich erhöht, die über den Kondensator an den Zaundraht übertragen wird. Als zusätzlicher Vorteil verringert die Schwingschaltung am Ausgang der Sendevorrichtung die Signalstärke unerwünschter Signale beträchtlich (insbesondere Harmonische der Trägerfrequenz), die von der Sendevorrichtung ausgesendet werden, was dazu beitragen kann, dass die Vorrichtung nationalen und internationalen Vorschriften genügt.

Der Zaunlader stellt eine beträchtliche elektrische Last am Elektrozaun dar. Diese elektrische Last führt zu einer Dämpfung des Signals, das von der Sendevorrichtung ausgesendet wird. Die Mehrheit von Zaunladern verwendet einen Transformator als eine Ausgabevorrichtung, bei dem die Sekundärwicklung mit den Ausgangsklemmen des Zaunladers verbunden ist. Da die Sekundärwicklung normalerweise einen sehr niedrigen elektrischen Widerstand hat, kann der Grad der Dämpfung übergroß sein, insbesondere, wenn die Signalisierungseinrichtung ein Gleichspannungs- oder sehr niedrigfrequentes Signal ist. Daher verwenden viele kommerziell erhältliche Systeme eine Einrichtung zum Verringern der durch den Zaunlader verursachten Dämpfung. Ein gebräuchliches Mittel besteht in dem Einfügen von einer oder mehreren Dioden zwischen dem Zaunlader und den elektrisch geladenen Leitern des Elektrozauns. Die Dioden lassen eine Signalspannung mit einem Spitzenwert von mindestens 0,5 Volt zu, auch wenn die Zaunladerausgangsimpedanz extrem niedrig ist.

Erfindungsgemäß wird jedoch die Trägerfrequenz des Signals vorzugsweise so hoch gewählt, dass die Impedanz aller oder zumindest fast aller Zaunlader so hoch ist, dass der Grad der Signaldämpfung minimal wird. Daher ist der Einsatz von in Reihe geschalteten Dioden oder anderen Vorrichtungen nicht nötig.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Trägerfrequenz ungefähr 150 kHz. Dies bedeutet, dass ein Signal von der Vorrichtung, das von einem Teil des Zauns zu einem anderen kapazitiv gekoppelt wird, wohl eine viel geringere Dämpfung erfährt als in bekannten Systemen. Folglich ist die Leistung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber bekannten Systemen überlegen.

Die Wahl einer hohen Trägerfrequenz kann auch dann das System verbessern, wenn es unter schlechten Erdungsbedingungen betrieben wird. In Fällen, wo der Widerstand des Erdbodens hoch ist (sandige Böden, trockene Lehmböden), wird die Kopplung zwischen der Sendevorrichtung und der Erdung im Erdboden durch die Verwendung einer höheren Trägerfrequenz verbessert. Diese Kopplung trägt dazu bei, dass die an den Zaundraht angelegte Signalspannung verbessert wird.

Nach der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Vorrichtung zum Erzeugen einer Hochspannung (in der Größenordnung von einem Spitzenwert von 1000 Volt) fähig, wenn sie an den Elektrozaundraht angeschlossen ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass das Signal gut an die Leiter des Elektrozauns übertragen wird, selbst wenn die Oberfläche des Leiters selbst bis zu einem gewissen Grad korrodiert ist. Der Elektrozaun stellt jedoch für die Vorrichtung eine beträchtliche elektrische Last dar. Daher muss die Sendevorrichtung zum Erzeugen einer beträchtlichen Menge sofort zur Verfügung stehender elektrischer Leistung (in der Größenordnung vom mehreren Watt) fähig sein. Da außerdem der Sender in mindestens einer seiner bevorzugten Ausführungsformen eine handgehaltene Vorrichtung ist, besteht die Stromversorgung vorzugsweise aus einer kleinen leichtgewichtigen Batterie.

Da die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung Information in der Form sehr kurzer Bursts mit hoher Leistung sendet, kann die für den jeweiligen Burst erforderliche Energie aus einem in der Sendevorrichtung enthaltenen Kondensator gezogen werden. Der Kondensator kann lediglich durch eine kleine, leichtgewichtige Batterie während der Intervalle zwischen den Bursts wieder aufgeladen werden. Daher kann erfindungsgemäß eine kleine, leichtgewichtige und billige Batterie mit einer relativ hohen Ausgangsimpedanz verwendet werden, während eine annehmbare Lebensdauer vorgesehen und Hochfrequenzsignale mit einer sofort zur Verfügung stehenden elektrischen Leistung von mehreren Watt erzielt wird.

Unter Berücksichtigung des Vorangegangen folgt nun eine Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Sendevorrichtung und der Empfangsvorrichtung anhand der Zeichnung. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schaltplan der Sendevorrichtung und

Fig. 2 einen Blockschaltplan der Empfangsvorrichtung.

Wie zuvor erwähnt, ist die Stromquelle für die Sendevorrichtung eine kleine leichtgewichtige Batterie, in diesem Fall eine 9 V-Batterie. Die Komponenten der Vorrichtung sind in einem (mit "H" bezeichneten) Gehäuse untergebracht. Eine Benutzerschnittstelle 11 kann aus einer Anzahl von Lampen und/oder einer numerischen oder graphischen Anzeige und/oder einer Anzahl von Druckknöpfen oder anderen Arten von Schaltern bestehen.

Die Benutzerschnittstelle 11 ist mit einer Steuerschaltung 12 verbunden, die normalerweise unter Verwendung einer oder einer Anzahl digitaler Schaltungen, wie zum Beispiel eines Mikrocontrollers, aufgebaut wird. Dieses Steuersystem 12 steuert die Lampen, steuert, was auf der Anzeige zu sehen ist, liest den Zustand der Schalter und erzeugt gegebenenfalls eine Reihe von Signalen an die Leistungs- Schnittstellenschaltung 13.

Die Leistungs-Schnittstellenschaltung 13 verstärkt die von der Steuerschaltung 12 erzeugten Signale. Die Leistungs-Schnittstellenschaltung 13 wird nicht direkt von der Batterie 10, sondern von einem Energiespeicherkondensator C1 mit Strom versorgt. Der Kondensator C1 wird durch die Batterie 10 über einen Widerstand R1 langsam aufgeladen. In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Kondensator C1 470 µF haben, während der Widerstand R1 10 Ohm hat. Die Leistungs-Schnittstellenschaltung ist mit einem Induktor L in Reihe geschaltet, der mit der Primärwicklung des Transformators 14 verbunden ist. Der Induktor L, der Transformator 14 und der Kondensator C2 bilden eine selbstschwingende Ausgangsschaltung der Sendevorrichtung. Der Kondensator C2 ist mit der Klemme 16 verbunden, an der der Elektrozaunleiter befestigt werden oder mit ihr in Kontakt gebracht werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Sendevorrichtung kann der Induktor L einen Wert von 4,7 µH, der Kondensator C2 50 pF und der Transformator 14 eine Windungsverhältnis von 8 : 520 haben. Dies ist jedoch nur ein Beispiel. Bei diesen Werten ist die Eigenresonanzfrequenz der Schwingschaltung ungefähr 156 kHz.

Gleichzeitig bildet der Hochspannungskondensator C2 zusammen mit den Lawinendioden D1 und D2 eine Hochspannungsdämpfungseinrichtung, welche die anderen elektronischen Komponenten in der Vorrichtung, wie zum Beispiel den Transformator 14, gegenüber einer Beschädigung durch am Elektrozaun anliegende Hochspannungsimpulse schützt.

Der Transformator 14 erfüllt die Funktion des Erhöhens der Spannung von einer niedrigen Spitze/Spitze-Spannung an der Primärwicklung von wenigen Dutzend Volt auf eine Spitze/Spitze-Spannung von über 2000 Volt an der Sekundärwicklung.

Gemäß Fig. 2 ist die Empfangsvorrichtung bis zum Mikrokontroller 28 von einer Konstruktion in einer Form, die auf einer direkten Umwandlung eines Überlagerungsempfängerprinzips besteht. Dies ist eine auf diesem Gebiet wohl bekannten Schaltung, die zum Zwecke der Beschreibung der vorliegenden Erfindung keiner weiteren Beschreibung bedarf. Es kann sein, dass auch andere Typen von Empfängern zur Ausführung einer Funktion der Empfangsvorrichtung des erfindungsgemäßen Systems genauso geeignet sind.

Die Empfängerschaltungen sind von den Zaunklemmen T1 und T2 durch den Transformator 21 elektrisch isoliert, der so ausgelegt ist, dass er den normalerweise an den Leitern eines Elektrozauns anliegenden Spannungen widerstehen kann. In dem Fall, dass die Empfängerschaltung in einem Zaunlader integriert ist, könnte der Hochspannungs-Ausgangstransformator des Zaunladers selbst zur Herstellung des Transformators 21 verwendet werden. Es könnte auch eine andere Hochspannungsisolationseinrichtung als der Transformator zur Isolation gegenüber den Zaunklemmen T1 und T2 verwendet werden, oder in dem Fall, wo keine Isolation benötigt wird, könnte ein kapazitiver oder Widerstands- Hochspannungsdämpfer verwendet werden.

Der Transformator 21 könnte aus zwei getrennten Spulenteilen mit getrennten Magnetkernen konstruiert werden, die jedoch physisch zusammen gehalten werden, so dass zwischen ihnen eine gegenseitige Induktionskopplung entstehen kann. Diese Anordnung erlaubt eine verbesserte Hochspannungsisolation zwischen dem Elektrozaun und der Empfängerschaltung. Außerdem kann ein Spulenteil oder können beide Spulenteile als ein Teil der Schwingschaltungen konfiguriert sein, wodurch sich bei der Signalamplitude über dem vorgesehenen Betriebsfrequenzbereich ein vergleichsweiser Vorteil ergibt.

An den Transformator 21 ist ein Bandpassfilter 22 angeschlossen, der Signale in einem bestimmten Frequenzband hindurch lässt, wie zum Beispiel diejenigen einer Sendevorrichtung, was mit minimaler Dämpfung geschieht. Das Bandpassfilter dämpf alle Signale außerhalb dieses Frequenzbands beträchtlich. Der mit dem Bandpassfilter 22 verbundene Verstärker 23 verstärkt die Amplitude von Signalen, die durch das Bandpassfilter hindurch gelangen.

Ein lokaler Oszillator 24 und Mischer 25 bilden ein Verfahren einer Frequenzumsetzung der empfangenen Signale. Das Ziel der Frequenzumsetzung ist ein Rücken der empfangenen Signale in ein Frequenzband, bei dem die Signale günstiger weiterverarbeitet werden können, als das bei direkten (nicht umgesetzten Signalen) der Fall wäre.

Das Tiefpassfilter 26 zusammen mit der vom lokalen Oszillator 24 und Mischer 25 durchgeführten Frequenzumsetzung lässt den Empfänger auf Signale in einem Frequenzband ansprechen, das über der Frequenz des lokalen Oszillators 24 zentriert ist. Die von der Sendevorrichtung erzeugten Signale werden in dieses Frequenzband fallen.

Der Verstärker 27 verstärkt weiter die Amplitude der Signale, die durch das Tiefpassfilter 26 hindurch gelangen.

Das Ausgangssignal aus dem Verstärker 27 wird durch einen Analog-Digital- Wandler (ADC), der ein Teil des Mikrokontrollers 28 ist, von einer analogen in eine digitale Form gebracht. Der Mikrokontroller 28 ist mit einem Algorithmus zum Verarbeiten des Ausgangssignals des digitalen Wandlers zum Blockieren von Rauschen und von Signalen programmiert, die nicht von der Sendevorrichtung kommen, und zum Dekodieren der Information, die in den Signalen aus der Sendevorrichtung kodiert ist. Der Mikrokontroller 28 kann dann ein oder mehrere interne und/oder externe Ausgangssignale liefern, die ihren Zustand je nach der empfangenen Information ändern. Ein solches Ausgangssignal könnte zur Steuerung des Betriebszustandes eines Elektrozaunladers verwendet werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann daher eine Fernsteuerung bilden, die tragbar und handhaltbar ist. Der Benutzer kann dann Signale an die Empfangsvorrichtung senden, die in den Elektrozaunlader integriert oder mit diesem verbunden ist. Folglich kann der Benutzer den Zaunlader ferngesteuert ein- oder ausschalten.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Gehäuse H die erfindungsgemäße Sendevorrichtung zusammen mit einem Volt- und Amperemeter, wie zum Beispiel das in unserer neuseeländischen Patentbeschreibung 501475 beschriebene Messgerät, enthalten. Eine Kombination dieses Typs bringt dem Benutzer höchstwahrscheinlich eine beträchtliche Zeitersparnis, wenn er an der Elektrozaunanlage Wartungsarbeiten durchführt.

Der Benutzer könnte zum Beispiel bemerken, dass ein Elektrozaun für einen Zaunlader eine übergroße elektrische Last darstellt, wodurch die Spitzenausgangsspannung des Zaunladers auf einen unerwünscht niedrigen Pegel . sinkt. Der Benutzer kann dann die handgehaltene Vorrichtung zum Durchführen von Volt- und Amperemessfunktionen zum Lokalisieren der Fehlerursache verwenden, die normalerweise an einem Ort entlang der Zaunleitung zu suchen ist. Nachdem der Benutzer den Ort des Fehlers bestimmt hat, will er oder sie vielleicht den Fehler beheben. Daher kann die Vorrichtung zum ferngesteuerten Abschalten des Zaunladers vom Ort des Fehlers aus unter Verwendung der handgehaltenen Vorrichtung verwendet werden. Der Benutzer kann dann den Fehler am Zaun beheben, den Zaunlader wieder einschalten und sofort überprüfen, ob die Veränderungen/Reparaturen den Fehler tatsächlich behoben haben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann daher zuverlässig Information entlang von Elektrozäunen übertragen und kommt mit allen Bedingungen zurecht, die üblicherweise an Elektrozäunen vorherrschen, wie zum Beispiel schlechte Drahtverbindungen, korrodierte Drähte und elektrische Kontakte, eine schlechte Erdung aufgrund von trockenen Bodenbedingungen, Kurzschlüsse usw. Sie ist unempfindlich gegenüber elektrischen Impulsen vom Zaunlader, elektrischem Rauschen und anderen Signalen (z. B. Signalen aus Überland- Hochspannungsleitungen, Radiosendern usw.), die in dem Elektrozaundraht/-leiter vorhanden sein können.

In Situationen, wo Bauernhöfe oder Farmen einander benachbart sind, wie das sehr oft der Fall ist, ist es möglich, dass beide Farmen den gleichen Typ eines Informationssignalisierungssystems verwenden. Die hier beschriebene Erfindung kann Signale über beträchtliche Lücken in Elektrozäunen übertragen. Es ist daher möglich, dass von einer Sendevorrichtung auf einer Farm gesendete Signale von Empfängern auf einer anderen Farm empfangen werden. Dies könnte zu einer unerwünschten Situation führen. Zum Beispiel könnte ein Benutzer seinen Elektrozaunlader ausgeschaltet haben, während er an den Leitern des Elektrozauns Änderungen vornimmt.

Während der Benutzer beschäftigt ist, könnte ein anderer Benutzer auf der benachbarten Farm ein Signal zum Einschalten seines Zaunladers senden, was auch von dem Zaunlader des ersten Benutzers empfangen werden könnte, der dann in der Gefahr stünde, einen elektrischen Schlag versetzt zu bekommen. Ein weiteres Beispiel wäre die Verwendung von mehr als einem Elektrozaunlader, der mit einem Fernsteuerungsempfänger auf einer Farm ausgerüstet wäre (der mit dem gleichen elektrischen Zaun verbunden sein könnte oder auch nicht). Es könnte sein, dass der Benutzer einen Zaunlader einschalten will, jedoch nicht den anderen.

Zum Beheben von Problemen wie den oben Erwähnten können den Sende- und Empfangsvorrichtungen Adressnummern gegeben werden. Wenn eine Sendevorrichtung ein Signal aussendet, enthält die vom Signal getragene Information die Adressnummer. Mehrere Empfangsvorrichtungen können das Signal empfangen, jedoch nehmen dann nur Empfänger mit einer Adresse, die der in der empfangenen Information enthaltenen Adresse gleicht, die Information an.

Die Anzahl möglicher Adressen ist nur durch praktische Überlegungen eingeschränkt. Für die Mehrzahl der Anwendungen der Erfindung wird eine Anzahl möglicher Adressen zwischen vier und mehreren hundert angemessen sein.

Es ist erwünscht, dass der Benutzer der Erfindung die Adressen der Sende- und Empfangsvorrichtungen in seinem System ändern kann. Wenn zum Beispiel noch einmal die oben erwähnte Situation betrachtet wird, wo zwei benachbarte Farmen einen ähnlichen Systemtyp verwenden, kann es sein, dass die beiden Benutzer die Adressen der Vorrichtungen ihrer Systeme auf unterschiedliche Nummern setzen, so dass eine unbeabsichtigte Steuerung von Vorrichtungen auf der anderen Farm vermieden wird. Die Erfindung erlaubt es dem Benutzer, die Adresse der Vorrichtungen durch einen einfachen und benutzerfreundlichen Vorgang auszuwählen, bei dem eine Sendevorrichtung in einen "Adressauswahlmodus" versetzt wird, die entsprechende Adresse ausgewählt und dann die gewählte Adresse an die Geräte gesendet wird, die auf die Adresse enthaltende Signale ansprechen sollten. Die Vorrichtungen können die Adressen in einem umprogrammierbaren, nicht flüchtigen Speicher behalten, so dass die Adresse unbegrenzt lange behalten wird, bis zu dem Zeitpunkt, an dem sie vom Benutzer umprogrammiert wird.

Wie vom Fachmann erkannt werden wird, ist die Verwendung von Adressnummern nur eine Lösung des oben erwähnten Problems.

Einige alternative Lösungen zur Verwendung von Adressnummern sind die folgenden:

• - programmierbare Trägerfrequenz,
• - eine programmierbare Burstrate (Zeitverzögerung zwischen aufeinanderfolgenden Bursts),
• - programmierbare Modulationsfrequenzen,
• - programmierbares Intervall zwischen den Bursts,
• - oder eine beliebige Kombination der oben erwähnten Lösungen.

Bei der Erfindung können beliebige der obigen Möglichkeiten ausgewählt werden. Dies wird dadurch ermöglicht, dass die Trägerfrequenz, die Modulationsfrequenzen, die Signalbursts und die Information sämtlich in programmierbaren Mikrokontrollern erzeugt werden. In ähnlicher Weise verwendet die Empfangsvorrichtung programmierbare Mikrocontroller zum Empfang, der Erfassung und der Dekodierung der empfangenen Signale.

Wenn die Trägerfrequenz programmierbar ist, dann ist das nicht nur für den Benutzer, sondern auch für den Hersteller von Vorteil. Systeme können identisch hergestellt, jedoch unterschiedlich programmiert werden, zum Beispiel, damit die Systeme den Vorschriften in verschiedenen Ländern gerecht werden oder Frequenzbänder mit bekannten Interferenzquellen vermieden werden.

Das Verfahren und die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung erzielen einen hohen Zuverlässigkeitsgrad für die Übertragung von Daten entlang von Elektrozäunen.

Es kann eine Anzahl von Elektrozaunanlagen geben, bei denen sogar die beschriebene Erfindung immer noch Schwierigkeiten hat, eine zuverlässige Einrichtung zur Datenübertragung über Elektrozäune vorzusehen. Beispiele solcher Anlagen können sehr große Farmen und Anlagen sein, bei denen es am Elektrozaun sehr viele schlechte elektrische Verbindungen gibt. Zum Steigern der Leistung der Erfindung könnte eine weitere vorzunehmende Maßnahme der Anschluss zusätzlicher Vorrichtungen an den Elektrozaundraht sein, die an einem oder mehreren strategischen Orten entlang des Elektrozauns angebracht würden. Diese Vorrichtungen würden die Funktion des Verstärkens der Signalstärke der von der Sendevorrichtung ausgesendeten Signale haben. Die Vorrichtung wird im Folgenden als ein "Repeater" bezeichnet. Der Repeater weist im Wesentlichen die oben beschriebenen Schaltungen des Empfängers mit der Dekodiereinrichtung und die Sendevorrichtungen auf. Der Repeater kann eine Nachricht, die von einem beliebigen Ort am Elektrozaun von der Sendevorrichtung gesendet wurde, empfangen und dekodieren und dann die Nachricht automatisch an die Empfangsvorrichtung (weiter)leiten. Die Signalstärke des vom Repeater gesendeten Signals kann höher sein als diejenige, die von der ursprünglichen (handgehaltenen) Sendevorrichtung ausgesendet wurde, und die Wahrscheinlichkeit, dass eine Signal mit ausreichender Stärke den letztendlichen Empfänger erreicht, wird erhöht. Außerdem ist es möglich, mehr als einen Repeater zum wiederholten Verstärken der Signalstärke einzusetzen. Die Repeater können so aufgebaut sein, dass das wieder ausgesendete Signal einfach eine Kopie des empfangenen kodierten Signals ist, oder sie können eine intelligenter Typ sein, der Adressen- oder Dateninformation zur wiederholten Nachricht hinzufügt, wodurch möglicherweise die Gesamtzuverlässigkeit des Kommunikationssystems verbessert wird.

Der Repeater kann die zu seinem Betrieb benötigte Energie aus einem Energiespeicherkondensator oder aus einer Batterie ziehen. Die Batterie kann wiederaufladbar sein. Der Kondensator oder eine wiederaufladbare Batterie können automatisch mittels einer Photovoltaik-Solarzelle oder durch die Verwendung der Energie geladen werden, die durch die Hochspannungs-Elektrozaunimpulse aus dem Zaunlader geliefert werden.

Claims (13)

1. Verfahren zum Übertragen von Information entlang eines Zaunleiters, dadurch gekennzeichnet, dass die Information in einer Reihe kurzer Hochspannungssignalbursts einer hohen Frequenz eingebettet und verteilt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Frequenzbereich im Wesentlichen zwischen 50 und 190 kHz liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Signalbursts eine Amplitude im Bereich eines Bruchteils von einem Volt bis zu einem Maximalwert von mehreren tausend Volt haben.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Zeitdauer der einzelnen Bursts in dem Bereich von 100 Mikrosekunden bis 1000 Mikrosekunden liegt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 4, bei dem jeder Signalburst mit einem oder mehren digitalen Bits kodiert ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem jeder Signalburst einen oder mehrere digitale Bits enthält, die auf Hochfrequenzsignalbursts unter Verwendung von Frequenzmodulation kodiert sind.

7. Fernsteuervorrichtung für einen Elektrozaun, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse, eine Kontakteinrichtung zum Kontaktieren eines Leiters am Elektrozaun und eine Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen von Information aufweist, die in einer Reihe kurzer Signalbursts einer Frequenz in einem vorbestimmten Frequenzbereich eingebettet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der das Gehäuse ein Volt/Ampere-Meter enthält.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, weiter mit einer getrennten Kontakteinrichtung zum Liefern einer Spannungsmessung durch das Volt/Ampere-Meter.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei der die Frequenz im Bereich von 50 bis 190 kHz liegt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, weiter mit einer Hochspannungsisolationseinrichtung am Vorrichtungsausgang, wobei die Hochspannungsisolationseinrichtung einen Kondensator eines kleinen Werts aufweist, der so ausgelegt ist, dass er normalerweise an einer Elektrozaunanlage anliegenden Spannungen widerstehen kann.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der der Kondensator einen Teil einer eigenresonanten Schaltung bildet.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, weiter mit einer Empfangseinrichtung zum Empfangen eines Signals aus der Vorrichtung, wobei die Empfangseinrichtung steuerbar mit einem Elektrozaunlader zum Steuern des Betriebszustands des Elektrozaunladers verbunden ist.