Система идентификации объектов

 

Изобретение относится к области телеметрических систем и может использоваться для идентификации объектов, в том числе движущихся, в частности контейнеров железнодорожного и автомобильного транспорта. Технический результат заключается в повышении надежности идентификации и расширении функциональных возможностей. Для этого система идентификации объектов состоит из считывателя, состоящего из блока СВЧ и обработки информации, запускаемого по сигналу включения считывателя, и подключенных к нему приемопередающей антенны и линии передачи информации, и датчика телеметрической системы идентификации объектов, содержащего антенну, соединенную через ответвитель мощности с модулятором и со входом устройства питания, состоящего из последовательно соединенных выпрямителя и ограничителя напряжения, а также содержащего генератор кода, состоящий из последовательно соединенных устройства синхронизации, запоминающего устройства и кодера кодовых посылок, выход которого соединен со входом модулятора. 15 з.п. ф-лы, 4 ил.

Область техники.

Изобретение относится к области телеметрических систем и может использоваться для идентификации объектов, в том числе движущихся, в частности контейнеров железнодорожного и автомобильного транспорта.

Предшествующий уровень техники.

Известна система идентификации движущихся объектов (описание к патенту США 4739328, Н. Кл. 342/44, М. Кл. G 01 S 13/74, 1988), которая содержит считыватель и датчик, удаленный от считывателя и содержащий информацию об объекте идентификации. Считыватель содержит устройство для передачи сигналов запроса на определенной частоте и декодер кодовой посылки, а датчик содержит устройство, обеспечивающее, на сигналы запроса со считывателя, считывание последовательности сигнальных циклов в конфигурации, характерной для объекта из запоминающего устройства (ЗУ) датчика, причем каждый цикл последовательности, соответствующий двоичной "1" или двоичному "0" уникального кода объекта идентификации закодирован в ЗУ восемью битами. Данная информация поступает через модулятор и антенну.

Данная система идентификации имеет низкую надежность идентификации движущихся объектов.

Цель изобретения - повышение надежности идентификации и расширение функциональных возможностей.

Раскрытие изобретения.

Для устранения указанных недостатков и для получения технического результата, заключающегося в создании системы идентификации объектов, обеспечивающим надежную работу и надежную идентификацию, предлагается в систему, содержащую считыватель и датчик с записанной информацией об объекте идентификации и состоящий из антенны, соединенной с модулятором, и запоминающего устройства. Считыватель содержит приемопередающую антенну, передающий тракт которой соединен с выходом генератора ненесущей частоты, а приемный тракт - с первым входом смесителя, на второй вход которого поступает сигнал с выхода генератора несущей частоты, а выход смесителя соединен со входом усилителя, выход которого подключен ко входу демодулятора, а выход демодулятора с блоком обработки сигнала, предлагается в считыватель ввести управляющее устройство, реализующее функцию включения излучения считывателя сигналом включения считывателя в интервалы времени, в которые датчик находится в диаграмме направленности антенны.

Кроме того, для обеспечения возможности выделения информационного сигнала при наличии шумов, выделения информации различных форматов и выделения информации с двух, одновременно находящихся в поле диаграммы направленности антенны считывателя, датчиков, демодулятор в считывателе выполнен в виде микропроцессорного блока.

Кроме того, для повышения функциональных возможностей системы и сохранения массива идентифицированных номеров объектов, в считыватель вводится запоминающее устройство, с которого через устройство согласования с линией передачи данных по линии передачи данных осуществляется передача массива информации в центральное устройство обработки информации.

Кроме того, для повышения достоверности выделения идентификационной информации входной ВЧ-сигнал с приемного тракта приемопередающей антенны считывателя поступает на вход полосового фильтра, обеспечивающего минимально допустимую полосу пропускания в районе несущей частоты.

Кроме того, для улучшения эксплуатационных характеристик системы, в датчик вводятся ответвитель мощности, с одного плеча которого поступающий с антенны сигнал СВЧ-накачки, выпрямленный и стабилизированный в устройстве питания, поступает на генератор кода. После подачи питающего напряжения с устройства питания на устройство синхронизации, запоминающее устройство и кодер кодовых посылок, модулирующий сигнал с выхода кодера кодовых посылок поступает на второе плечо ответвителя. При этом генератор в устройстве синхронизации выполнен по схеме с частотно задающей RC-цепочкой.

Кроме того, для расширения функциональных возможностей системы, запоминающее устройство датчика выполнено в виде перепрограммируемого запоминающего устройства, причем управляющие сигналы режима перезаписи информации и сама информация могут поступать как через разъем датчика, так и по радиоканалу.

Кроме того, с целью повышения надежности идентификации объектов, формирование кодовой последовательности в датчике осуществляется в кодере кодовых посылок на основании записанной в запоминающем устройстве информации, закодированной в виде кода с исправлением ошибок.

Кроме того, с целью повышения надежности идентификации для проверки приемопередающего тракта и устройств считывателя в зоне диаграммы направленности антенны считывателя располагается дополнительное передающее устройство, в котором записана тестовая информация.

Кроме того, с целью повышения надежности идентификации объектов генерация идентификационного кода начинается после появления на выходе устройства питания напряжения, которое является признаком того, что датчик находится в поле диаграммы направленности, создаваемом антенной считывателя.

Кроме того, для повышения достоверности идентификации на выходе устройства питания в датчике ограничен сверху и снизу диапазон питающих напряжений, при которых осуществляется передача телеметрической информации.

Кроме того, для проверки работоспособности датчика после программирования используется режим контроля, имитирующий рабочий режим и включаемом внешним управляющим сигналом.

Кроме того, для организации единой системы идентификации в систему вводится центральное устройство обработки информации, на вход которого поступает информация с выходов считывателей.

Совокупность указанных признаков обеспечивает заявленный технический результат.

Краткое описание фигур чертежей.

На фиг.1 показана структурная схема системы идентификации объектов.

На фиг. 2 показана структурная схема считывателя системы идентификации объектов.

На фиг.3 показана структурная схема датчика системы идентификации объектов.

На фиг.4 показана структурная схема системы идентификации в целом.

Вариант осуществления изобретения.

Ниже приводится вариант выполнения устройств системы по изобретению, который наиболее полно отображает существо и преимущества изобретения, но не ограничивает возможности использования этого изобретения.

Система идентификации объектов состоит из считывателя 3 и датчика 6.

Считыватель 3 состоит из блока 1 СВЧ и обработки сигналов, запускаемого по сигналу с устройства 4 включения считывателя, и подключенных к нему приемопередающей 2 антенны и линии 5 передачи информации.

Блок 1 СВЧ и обработки сигналов содержит генератор 13 несущей частоты, один выход которого соединен через циркулятор 14 и полосовой 22 фильтр с приемопередающей 2 антенной считывателя, а второй выход - с первым входом смесителя 15, на второй вход которого поступает сигнал через циркулятор 14 и полосовой 22 фильтр с приемопередающей 2 антенны считывателя. Выходной сигнал с выхода смесителя 15 через усилитель 16 поступает на демодулятор 17. Выход демодулятора 17 соединен со входом блока 18 обработки сигнала, выход которого соединен с запоминающим 19 устройством, выход которого в свою очередь соединен через устройство 20 согласования с линией 5 передачи данных. Устройство 4 включения считывателя соединено с управляющим 21 устройством, выход которого соединен с управляющими входами генератора 13 несущей частоты, блока 18 обработки сигнала и устройства 20 согласования с линией передачи данных.

Датчик 6 телеметрической системы идентификации объектов содержит антенну 7, соединенную через ответвитель 9 мощности с модулятором 10 и со входом устройства 11 питания, состоящего из последовательно соединенных выпрямителя 23 и ограничителя 24 напряжения.

Датчик 6 так же содержит генератор 12 кода, состоящего из последовательно соединенных устройства 25 синхронизации, запоминающего 26 устройства и кодера 27 кодовых посылок. Выход кодера 27 кодовых посылок соединен со входом модулятора 10.

Питающий вход генератора 12 кода соединен с выходом устройства 11 питания, а управляющий вход устройства 25 синхронизации и запоминающего 26 устройства соединен с управляющим 28 входом датчика.

В качестве приемопередающей 2 антенны считывателя может быть использована антенна любого типа соответствующего диапазона и имеющая широкую диаграмму направленности в азимутальной плоскости и узкую диаграмму направленности в угломестной плоскости.

Линия 5 передачи информации и устройство 20 согласования с линией передачи данных может быть выполнены в виде стандартного канала связи, например, RS-232C.

Устройство 4 включения считывателя может быть выполнена в виде устройства рельсовой цепи [http://nilatm.webzone.ru/ab-ue.htm].

Полосовой 22 фильтр может быть выполнен в виде LC-фильтра.

Циркулятор 14 может быть использован стандартный на соответствующую частоту, например [http://imped.vgts.ru/].

Генератор 13, смеситель 15, усилитель 16, демодулятор 17 могут быть использованы стандартные на соответствующую частоту, например [http://www.mey. ru].

Блок 18 обработки сигнала может быть выполнен в виде платы промышленного ПК.

Запоминающее 19 устройство может быть выполнено на энергонезависимой памяти типа "Flash".

Антенна 7 датчика может быть выполнена в виде полуволнового вибратора на соответствующую частоту.

Ответвитель 9 мощности может быть выполнен на конденсаторах, конструктивно размещенных на плате.

Выпрямитель 23 может быть выполнен на диодах, а ограничитель 24 напряжения - на стабилитроне.

Устройство 25 синхронизации может быть выполнено на жесткой МОП логике, генератор устройства 25 синхронизации выполнен с времязадающей RC-цепочкой.

Запоминающее 26 устройство может быть выполнено в виде перепрограммируемой энергонезависимой памяти типа "Flash".

Центральное 30 устройство обработки может быть выполнено в виде стандартного ПК, имеющего интерфейс 29 стандартного канала связи, например, RS-232C.

Устройство работает следующим образом.

Во время появления датчика 6 в зоне диаграммы направленности приемопередающей 2 антенны устройство 4 включения считывателя выдает сигнал на включение излучения.

Несущая частота формируется в генераторе 13 несущей частоты и включается сигналом с управляющего 21 устройства. Несущая частота через циркулятор 14 поступает на приемо-передающую 2 антенну и на первый вход смесителя 15. Приемопередающая 2 антенна считывателя 3 во время появления сигнала с устройства 4 включения считывателя облучает датчик 6 несущей немодулированной частотой по радиоканалу 8. Поступающий по радиоканалу 8 ответный модулированный сигнал поступает на полосовой 22 фильтр, где подавляются сигналы вне полосы полезного сигнала. Поступивший с полосового 22 фильтра сигнал через циркулятор 14 поступает на второй вход смесителя 15. С выхода смесителя 15 сигнал поступает на усилитель 16 и далее на демодулятор 17. Выделенный демодулятором 17 полезный сигнал поступает на блок 18 обработки сигнала. Блок 18 обработки сигнала принимает решение о достоверности идентификационного кода и записывает его энергонезависимое запоминающее 19 устройство. При необходимости, записанные в запоминающем 19 устройстве идентификационные коды могут быть отправлены через устройство 20 согласования с линией передачи данных по линии 5 передачи данных в центральное 30 устройство обработки информации через интерфейс 29 стандартного канала связи. Блок 18 обработки сигнала обрабатывает информацию при наличии сигнала с управляющего 21 устройства.

Во время облучения по радиоканалу 8 немодулированной частотой антенны 7 датчика 6, часть сигнала с антенны 7 через ответвитель 9 поступает на вход выпрямителя 23 устройства 11 питания, где энергия переменной несущей частоты преобразуется в постоянное напряжение. Ограничитель 24 напряжения устройства 11 питания по выходу реализует следующую функцию: где Umin и Umax - соответственно минимальное и максимальное допустимые напряжения питания генератора 12 кода. Диапазон питающих напряжений (Umin-Umax) определяется техническими условиями на используемую элементную базу.

Выпрямленное напряжение поступает на устройство 25 синхронизации, запоминающее 26 устройство, кодер 27 кодовых посылок. Задающий генератор в устройстве 25 синхронизации собран по схеме RC-генератора. Устройство 25 синхронизации вырабатывает тактовые импульсы, служащие для выработки сигналов управления и синхронизации для запоминающего 26 устройства и кодера 27 кодовых посылок в режимах считывания идентификационного кода. В режиме записи сигналы управления и синхронизации для запоминающего 26 устройства и кодера 27 кодовых посылок поступают с управляющего 28 входа датчика.

В запоминающем 26 устройстве записан идентификационный код объекта идентификации. На каждый байт информации используется дополнительно 4 бита для записи кода, исправляющего ошибки. Например, кода Хемминга [В.С. Малов, В.Ф. Дмитриев "Кодоимпульсные телеизмерительные системы", М., Энергия, 1969, с. 46] , что значительно повышает достоверность считанной из запоминающего 26 устройства информации. Код Хемминга проверяется в кодере 27 кодовых посылок и на выход кодера не поступает. Идентификационная информация, считанная из запоминающего 26 устройства, свертывается в кодере 27 кодовых посылок в соответствии с ISO 10374.

Этот код с выхода кодера 27 кодовых посылок поступает на вход модулятора 9, который модулирует отраженный от антенны 7 сигнал.

Считанная, декодированная и сохраненная в считывателе 3 идентификационная информация через линию 5 передачи информации и через интерфейс 29 стандартного канала связи поступает на центральное 30 устройство обработки информации, где собирается информация со всех используемых в системе считывателей.

Промышленная применяемость.

Приведенные особенности выполнения системы идентификации объектов по изобретению, а так же проведенные испытания показали высокую надежность идентификации и преимущества предложенного варианта системы идентификации объектов.

Формула изобретения

1. Система идентификации объектов, содержащая считыватель и датчик, в котором записана информация об объекте идентификации и состоящий из антенны, соединенной с модулятором, и запоминающего устройства, а считыватель содержит приемопередающую антенну, передающий тракт которой соединен через циркулятор с первым выходом генератора несущей частоты, а приемный тракт через циркулятор - с первым входом смесителя, на второй вход которого поступает сигнал со второго выхода генератора несущей частоты, а выход смесителя соединен со входом усилителя, выход которого подключен ко входу демодулятора, а выход демодулятора - с блоком обработки сигнала, отличающаяся тем, что в считыватель введено управляющее устройство, вход которого является входом считывателя, а первый, второй и третий выходы соединены с управляющими входами генератора несущей частоты, блока обработки сигнала и устройства согласования с линией передачи данных.

2. Система идентификации объектов по п.1, отличающаяся тем, что демодулятор в считывателе выполнен в виде процессорного блока.

3. Система идентификации объектов по п.1, отличающаяся тем, что в считыватель введено запоминающее устройство, причем вход запоминающего устройства соединен с выходом блока обработки сигнала, а выход - со входом устройства согласования с линией передачи данных, выход которой является входом считывателя.

4. Система идентификации объектов по п.1, отличающаяся тем, что в считывателе сигнал с приемного тракта приемопередающей антенны поступает на вход полосового фильтра, выход которого соединен с первым входом смесителя.

5. Система идентификации объектов по п.1, отличающаяся тем, что в датчик вводятся ответвитель мощности, устройство питания, устройство синхронизации и кодер кодовых посылок, причем сигнал несущей частоты через второй выход ответвителя мощности поступает на вход устройства питания, выход которого соединен с питающими входами устройства синхронизации, запоминающего устройства и кодера кодовых посылок, выход которого подключен ко входу модулятора, выход которого соединен с первым выходом ответвителя, а вход - к информационному выходу запоминающего устройства, вход которого соединен с выходом устройства синхронизации.

6. Система идентификации объектов по п.1, отличающаяся тем, что в датчике запоминающее устройство выполнено в виде перепрограммируемого запоминающего устройства, управление режимом перепрограммирования которого осуществляется дополнительным сигналом.

7. Система идентификации объектов по п.1, отличающаяся тем, что в запоминающем устройстве датчика информация об объекте идентификации находится в виде кода с исправлением ошибок.

8. Система идентификации объектов по п.1, отличающаяся тем, что в зоне диаграммы направленности приемопередающей антенны считывателя расположено дополнительное передающее устройство с запоминающим устройством, в котором записан идентификационный тестовый код в используемом формате и не совпадающий ни с одним идентификационным кодом объектов.

9. Система идентификации объектов по п.5, отличающаяся тем, что в датчике генерация идентификационного кода начинается после появления напряжения на выходе устройства питания.

10. Система идентификации объектов по п.5, отличающаяся тем, что устройство синхронизации содержит генератор, выполненный по схеме с частотно задающей RC-цепочкой.

11. Система идентификации объектов по п.5, отличающаяся тем, что в датчике ограничитель напряжения реализует режим ограничения напряжения как сверху, так и снизу.

12. Система идентификации объектов по п.6, отличающаяся тем, что в датчике перепрограммирование запоминающего устройства осуществляется дополнительным сигналом, поступающим на вход устройства синхронизации с программатора через разъем управляющего входа датчика.

13. Система идентификации объектов по п.6, отличающаяся тем, что в датчике перепрограммирование запоминающего устройства осуществляется дополнительным сигналом, сформированным устройством синхронизации по сигналам, полученным по радиоканалу.

14. Система идентификации объектов по пп.12-13, отличающаяся тем, что в датчике устройство синхронизации в двух режимах, рабочем и программирования, включается внешним сигналом.

15. Система идентификации объектов по пп.12 и 13, отличающаяся тем, что в датчике устройство синхронизации имеет режим контроля, имитирующий рабочий режим, и включается внешним сигналом.

16. Система идентификации объектов по пп.1-15, отличающаяся тем, что в систему вводится центральное устройство обработки информации, первый вход которого подключен через линию связи к выходу первого считывателя, а вход N подключен через линию связи к выходу N-го считывателя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Извещение опубликовано: 20.04.2005        БИ: 11/2005




 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области телеметрических систем, используется для идентификации объектов, в том числе движущихся, в частности контейнеров железнодорожного и автомобильного транспорта. Технический результат изобретения заключается в повышении достоверности и надежности идентификации объектов, не имеющих автономных источников питания, путем использования радиочастотных меток на поверхностных акустических волнах и сложных сигналов с фазовой манипуляцией. Система идентификации объектов содержит блок 1 СВЧ и обработки сигналов, приемопередающую антенну 2, считыватель 3, устройство 4 включения, линию 5 передачи данных, датчик 6, пьезокристалл 7, микрополосковую приемопередающую антенну 8, электроды 9, шины 10 и 11, набор 12 отражателей, генератор 13 несущей частоты, циркулятор 14, смеситель 15, усилитель 16, демодулятор 17, блок 18 обработки сигнала, запоминающее устройство 19, устройство 20 согласования, управляющее устройство 21. Центральное устройство 30 обработки информации содержит приемную антенну 23, усилитель 24 высокой частоты, блок 25 поиска, гетеродин 26, смеситель 27, усилитель 28 промежуточной частоты, обнаружитель 29 ФМн-сигналов, анализаторы 31 и 33 спектра, удвоитель 32 фазы, блок 34 сравнения, пороговый блок 35, линию 36 задержки, ключ 37, узкополосные фильтры 38 и 40, делитель 39 фазы на два, фазовый детектор 41 и блок 42 регистрации. 3 ил.

Изобретение относится к системам дистанционной кодовой идентификации железнодорожных и автомобильных транспортных средств и автоматизированного учета грузовых перевозок этими средствами. Достигаемый технический результат - расширение функциональных возможностей существующей дистанционной радиочастотной идентификации объектов железнодорожного и автомобильного транспорта и объектов логистики при транзитных передвижениях. Указанный результат достигается за счет того, что в тракте считывателя стандарта ИСО 10374 формируется канал демодуляции отраженного от датчика стандарта ИСО 18000-6с в формате ЕРС Gen2 сигнала несущей частоты, модулированного его кодом, а запросное излучение формируется единым для считывателя программируемого генератора несущей частоты посредством управляющего контроллера, обеспечивающего по результатам демодуляции кода датчика в каналах работу генератора считывателя в условиях стандарта ИСО 10374 с непрерывным излучением несущей, или стандарта ИСО 18000-6с с модулированным опросным сигналом несущей в соответствии с требованиями стандарта ИСО 18000-6с. При этом датчики на подвижном объекте и контейнере (или узле объекта) пространственно устанавливаются исключая возможность одновременного попадания в зону видимости считывателя. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при создании средств идентификации воздушных объектов. Достигаемый технический результат - повышение вероятности правильной идентификации воздушных объектов, обнаруженных бортовой радиолокационной станцией (БРЛС), в условиях многоцелевой обстановки. Сущность изобретения заключается в применении комплексной обработки информации от БРЛС и системы обмена данными (СОД) по окончании цикла обзора пространства БРЛС, в основе которой лежит процедура определения числа возможных комбинаций истинных значений идентификационных признаков воздушных объектов, обнаруженных БРЛС, с последующим формированием вектора уточненных оценок их идентификационных признаков по критерию максимума функции правдоподобия из всех возможных комбинаций идентификационных признаков данных воздушных объектов, что позволяет исправлять ошибки идентификации, возникающие при отождествлении пространственных координат одного и того же абонента СОД с пространственными координатами нескольких воздушных объектов, обнаруженных БРЛС, за счет учета влияния пространственного положения воздушных объектов на текущие оценки их идентификационных признаков. 2 ил.
Наверх