DE3129153A1 - Device for detecting analog data from remote objects - Google Patents
Device for detecting analog data from remote objectsInfo
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Abstract
Description
Einrichtung zum Erfassen von Analogdaten von ortsfernenDevice for the acquisition of analog data from remote locations
Objekten Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Erfassen von Analogdaten (Meßwerten) von ortsfernen Objekten, wie sie in vielfältiger Weise zum Abfragen von Meßstellen verwendbar ist. Als Anwendungsgebiet hierfür gelten die Abfrage von Meßstellen, die in gefährlichen Bereichen, z.B. Hochspannungsanlagen, radioaktiven Bereichen und ähnlichem installiert sind, die automatische Erfassung von Meßdaten für eine Sammelstelle, z.B. von Energieverbrauchsmessern oder Durchflußzählern und die Aufnahme von Fahrzeugdaten, die außerhalb desselben gemessen werden, z.B. Wiegedaten.Objects The invention relates to a device for detecting of analog data (measured values) from remote objects, as they are in a variety of ways can be used to query measuring points. The area of application for this applies the query of measuring points that are in dangerous areas, e.g. high-voltage systems, radioactive areas and the like are installed, automatic detection of measurement data for a collection point, e.g. from energy consumption meters or flow meters and the inclusion of vehicle data measured outside of it, e.g. Weighing data.
Die Erfassung von Meßdaten durch Personen, über kapazitive oder induktive Kopplung oder mittels Leitungs-oder Funkübertragungssystemen ist teils sehr aufwendig oder für verschiedene Anwendungen ungeeignet.The acquisition of measurement data by people, via capacitive or inductive Coupling or by means of line or radio transmission systems is sometimes very complex or unsuitable for various applications.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, mit der in einfacher Weise eine vielfältige Erfassung von Meßdaten ortsferner Objekte möglich ist.The invention is based on the object of creating a device with which, in a simple manner, a diverse collection of measurement data from remote objects is possible.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit einem Mikrowellen-Abfragesystem mit einem Abfragegerät und einem auf mobilen oder stationären Objekten angeordneten Antwortgerät (SETRID), das einen Modulator zur Erzeugung eines Unterträgers für die Informationsübertragung zum Abfragegerät aufweist und dessen Antwortgerät zusätzlich einen die analogen Meßwerte aufnehmen- den Analog-Digital-Wandler enthält, der ausgangsseitig über einen zugleich die digitalen Kenndaten des Antwortgerätes aufnehmenden Datenbitgenerator und eine Einheit zur Synchron- und Sicherungswortbildung mit dem Unterträger- und nachfolgenden Mikrowellenmodulator verbunden ist und von einer zugleich den Datenbitgenerator steuernden, mit einer Taktversorgung verbundenen Ablaufsteuerung gesteuert ist.This object is achieved according to the invention with a microwave interrogation system with an interrogation device and one arranged on mobile or stationary objects Response device (SETRID), which is a modulator to generate a subcarrier for has the information transmission to the interrogator and its response device in addition record the analog measured values the analog-to-digital converter contains, the output side via a at the same time the digital characteristics of the transponder receiving data bit generator and a unit for synchronous and backup word formation connected to and from the subcarrier and subsequent microwave modulator one which simultaneously controls the data bit generator and is connected to a clock supply Sequence control is controlled.
Eine Einrichtung dieser Art weist eine Reihe von Vorteilen auf. So ist der Installationsaufwand des Antwortgerätes nur gering, der Datenträger mechanisch gut geschützt, eine leichte Veränderbarkeit des Montageortes und eine schnelle Datenabfrage durch Vorbeifahren von das Abfragegerät tragenden Fahrzeugen in einem großen Bereich möglich. Da der Meßdatensender nicht aktiv strahlt, kann die örtliche Belegungsdichte desselben sehr groß sein. Das Abfragesystem, das keine optische Sicht zwischen dem Abfrage- und Antwortgerät erfordert, gewährt eine ökonomische Belegung der Ubertragungsfrequenz. Von Vorteil ist ferner auch die Kostenersparnis, da nicht nur Kabelkosten entfallen, sondern nur ein Mikrowellensender im Abfragegerät und ein einfacher Funkempfänger im Antwortgerät erforderlich sind und zudem eine hohe Betriebszeit und ein sehr langer Wartungsabstand gegeben sind.A device of this type has a number of advantages. So the installation effort of the transponder is only minimal, the data carrier is mechanical well protected, easy changeability of the installation location and quick data retrieval by driving past vehicles carrying the interrogator in a large area possible. Since the measurement data transmitter does not radiate actively, the local occupancy density the same to be very large. The interrogation system, which has no optical line of sight between the Requires interrogation and answering device, grants an economical occupancy of the transmission frequency. Another advantage is the cost savings, as not only are there no cable costs, just a microwave transmitter in the interrogator and a simple radio receiver are required in the transponder and also have a long operating time and a very long maintenance intervals are given.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous refinements and developments of the subject matter of the invention are specified in the subclaims.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is illustrated below with the aid of one in the drawing Embodiment explained in more detail.
Es zeigen: Fig. 1 Das Antwortgerät in einem Blockschaltbild, Fig. 2 das Zeitdiagramm einer Antwortgerätpassage, Fig. 3 den A/D-Wandler des Antwortgerätes im Blockschaltbild und Fig. 4 das Zeitdiagramm des A/D-Wandlers.They show: FIG. 1 the response device in a block diagram, FIG. 2 shows the time diagram of a transponder passage, FIG. 3 shows the A / D converter of the transponder in the block diagram and FIG. 4 shows the timing diagram of the A / D converter.
In Fig. 1 ist das Antwortgerät des Mikrowellen-Abfrage systems im Blockschaltbild dargestellt. Es ist mit einer Sende/Empfangsantenne 1 ausgerüstet, die mit einem im Sende/Empfangszweig liegenden Mikrowellenmodulator 3 verbunden ist, zu dem ein Unterträgermodulator 4, eine Synchron- und Sicherungswortbildung 5 und ein Datenbitgenerator 6 in der genannten Folge in Reihe geschaltet ist. An zwei Eingänge des Datenbitgenerators 6 sind die die Digitaldaten (Kenndaten) des Antwortgerätes liefernde Einheit 7 und ein Analog-Digital-Wandler 8 angeschlossen. Dem Analog-Digital-Wandler 8 werden die zu erfassenden Analogwerte zugeführt. In die Zuführungsleitung der Analogwerte ist ein strichliert gezeichneter Verteiler 14 eingefügt. Datenbitgenerator 6 und Analog-Digital-Wandler 8 sind mit einer Ablaufsteuerung 9 verbunden, die an eine Taktversorgung 10 angeschlossen ist.In Fig. 1, the response device of the microwave interrogation system is in Block diagram shown. It is equipped with a transmitting / receiving antenna 1, which are connected to a microwave modulator 3 located in the transmit / receive branch is, to which a subcarrier modulator 4, a sync and backup word formation 5 and a data bit generator 6 is connected in series in the sequence mentioned. At two inputs of the data bit generator 6 are the digital data (characteristics) of the Response device delivering unit 7 and an analog-to-digital converter 8 connected. The analog values to be detected are fed to the analog-digital converter 8. In the supply line for the analog values is a dashed line distributor 14 inserted. Data bit generator 6 and analog-to-digital converter 8 are provided with a sequence control 9, which is connected to a clock supply 10.
Analog-Digital-Wandler 8, Taktversorgung 10 und Verteiler 14 sind an einen Leseintervallschalter 11 angeschaltet. Dieser ist über einen Verstärker 12 und einen Mikrowellendemodulator 13 an eine zwischen Antenne 1 und Mikrowellenmodulator 3 liegende Abzweigung 2 angeschlossen (strichlierte Darstellung). Mit 15 ist eine als Stromversorgung dienende Langzeitbatterie bezeichnet, die bei ausreichender Kapazität für eine sehr lange Funktionsdauer des Gerätes sorgt.Analog-to-digital converter 8, clock supply 10 and distributor 14 are connected to a reading interval switch 11. This is through an amplifier 12 and a microwave demodulator 13 to one between antenna 1 and microwave modulator 3 horizontal junction 2 connected (dashed illustration). At 15 there is one Long-term battery used as a power supply, which when sufficient Capacity ensures a very long service life of the device.
Das vorstehend beschriebene Antwortgerät mit Analogmeßwert-Umsetzung und Ubertragung arbeitet in folgender Weise: Die vom Analog-Digital-Wandler 8 aufgenommenen analogen Meßwerte werden nach ihrer Umwandlung zusammen mit den digitalen Kenndaten des Antwortgerätes dem Datenbitgenerator 6 zugeführt. Dieser weist Paralleleingänge auf, über die ihm die digitalen Meßwerte als Dualzahl direkt zugeführt werden. Mit dem dem Analog-Digital-Wandler 8 vorgeschalteten Verteiler 14 können mehrere Analogmeßwerte aufgenommen und nacheinander übertragen werden.The transponder described above with analog measurement conversion and transmission works in the following way: The recorded by the analog-to-digital converter 8 analog After their conversion, measured values are taken together with the digital characteristics of the transponder the data bit generator 6 is supplied. This has parallel entrances through which it the digital measured values are fed in directly as a binary number. With the analog-to-digital converter 8 upstream distributor 14 can record several analog measured values and one after the other be transmitted.
Durch den Leseintervallschalter 11, z.B. ein astabiler Multivibrator, werden über die Taktversorgung 10 alle Digitalschaltungen des Gerätes und der Analog-Digital-Wandler 8 aktiviert. Die Antwortgerätedaten, bestehend aus den Daten des Analog-Digital-Wandlers 8 und den eingestellten Kenndaten des Antwortgerätes werden vom Datenbitgenerator 6 aus zusammen mit einem Synchron-und Sicherungswort der Einheit 5 dem Unterträgermodulator 4 zugeführt. Dieser wiederum tastet den Mikrowellenmodulator 3 binär um.The reading interval switch 11, e.g. an astable multivibrator, all digital circuits of the device and the analog-digital converter are connected via the clock supply 10 8 activated. The transponder data, consisting of the data from the analog-to-digital converter 8 and the set characteristics of the transponder are generated by the data bit generator 6 from the subcarrier modulator together with a sync and security word of the unit 5 4 supplied. This in turn scans the microwave modulator 3 in binary.
Die hieraus rührenden Änderungen des Signalträgers werden nach der Übertragung vom Abfragegerät detektiert und als Antwortgerätedaten zur Verarbeitung weitergeleitet.The resulting changes in the signal carrier are made after Transmission detected by the interrogator and used as responder data for processing forwarded.
Anstelle der ungesteuerten Betriebsart mit dem freilaufenden Leseintervallschalter 11 ist auch eine gesteuerte, mit einem Aufrufzeichen je Lesung, möglich.Instead of the uncontrolled operating mode with the free-running reading interval switch 11 a controlled one is also possible with one call sign per reading.
Hierfür sind der strichliert eingezeichnete Mikrowellendemodulator 13 und der ebenfalls strichliert eingezeichnete Aufrufverstärker 12 vorgesehen, über die der Leseintervallschalter 11 mit der Abzweigung 2 verbunden ist. Hierbei wird in der Abzweigung 2 Empfangsenergie abgezweigt und dem Mikrowellendemodulator 13 zugeführt, in diesem demoduliert und das gewonnene, niederfrequente Signal im nachgeschalteten Aufrufverstärker 12 so weit verstärkt, daß der Leseintervallschalter 11 direkt gesteuert werden kann.The microwave demodulator shown in dashed lines is used for this purpose 13 and the call amplifier 12, also shown in dashed lines, is provided, Via which the reading interval switch 11 is connected to the junction 2. Here Received energy is branched off in branch 2 and the microwave demodulator 13 supplied, demodulated in this and the obtained, low-frequency signal in downstream call amplifier 12 amplified so far that the reading interval switch 11 can be controlled directly.
Fig. 2 zeigt als Zeitdiagramm das Telegramm einer Antwortgerätpassage. Es besteht aus mehreren aneinandergefügten Blöcken, nämlich dem Synchronisationswort Syn Z, den Antwortgerätedaten AGD, die sich aus den Kenndaten und den Analogmeßwerten zusammensetzen, dem Überwachungszeichen UZ und einem Kontrollzeichen KZ.2 shows the telegram of a transponder passage as a time diagram. It consists of several blocks joined together, namely the synchronization word Syn Z, the transponder data AGD, which is made up of the characteristic data and the analog measured values put together, the monitoring symbol UZ and a control symbol KZ.
Auf jede Anfrage des Abfragegerätes wird diesem ein solches Telegramm vom Antwortgerät übermittelt.Such a telegram is sent to the interrogator on every request transmitted by the transponder.
Fig. 3 zeigt den Analog-Digital-Wandler in einem Blockschaltbild. Er enthält einen spannungsabhängigen Oszillator 16, einen Zähler 17 und einen Zwischenspeicher 18. Der Oszillator 16 ist mit dem analogen Meßwerteingang und dem Zähler 17 verbunden und besitzt ferner einen Steuereingang. An den Zähler 17 sind Steuereingänge für den Zählintervall und das Rücksetzen vorgesehen. Der mit dem Zähler 17 verbundene Zwischenspeicher 18 weist einen Steuereingang übernehmen auf.3 shows the analog-digital converter in a block diagram. It contains a voltage-dependent oscillator 16, a counter 17 and a buffer 18. The oscillator 16 is connected to the analog measured value input and the counter 17 and also has a control input. The counter 17 has control inputs for the counting interval and the reset are provided. The one connected to the counter 17 Buffer 18 has a control input take over.
Die Ausgänge des Zwischenspeichers 18 bilden den digitalen Meßwertausgang.The outputs of the buffer 18 form the digital measured value output.
Die Steuerung der Einheiten des Analog-Digital-Wandlers erfolgt mit Zeitkriterien des Leseintervallschalters und der Ablaufsteuerung. Im Zwischenspeicher werden die Daten am Ende der Meßzeit übernommen und stehen für den folgenden Modulationsabschnitt zur Verfügung.The units of the analog-digital converter are controlled with Time criteria of the reading interval switch and the sequence control. In the cache the data are accepted at the end of the measuring time and represent the following modulation section to disposal.
Der zeitliche Ablauf der einzelnen Vorgänge ist in einem-Zeitdiagramm in Fig. 4 dargestellt. Dabei zeigt die erste Reihe a den Zählintervall (Meßzeit), die zweite Reihe b das "übernehmen" durch den Zwischenspeicher, die dritte Reihe c das "rückumsetzen", das jeweils nach abgeschlossener Übernahme erfolgt und die vierte Reihe d die Antwortgerät-Datenausgabe, bei der die Antwortgerätedaten mit bestimmter Blocklänge erscheinen. Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel gilt für zwei BCD-Zahlen 4 Patentansprüche 4 FigurenThe timing of the individual processes is shown in a time diagram shown in FIG. The first row a shows the counting interval (measuring time), the second row b the "take over" through the buffer, the third row c the "reversing" that takes place after the takeover has been completed and the fourth row d the transponder data output, in which the transponder data with certain block length appear. The embodiment described above applies to two BCD numbers 4 claims 4 figures
Claims (4)
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ID=6137592
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| DE (1) | DE3129153A1 (en) |
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- 1981-07-23 DE DE19813129153 patent/DE3129153A1/en not_active Withdrawn
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